Aufbau der Lernfabrik
Technologieschema
Das Berufliche Schulzentrum Wertheim verfügt seit September 2017 unter der Bezeichnung „Smart Lab 4.0" über ein verkettetes Maschinen – und Anlagensystem, also eine Industrie 4.0-Produktionslinie im Laborformat. Diese wurde ohne Fördermittel beschafft.
Damit wurde der Grundstein gelegt, um die mit Industrie 4.0 bzw. Wirtschaft 4.0 einhergehenden Veränderungen in der Schule und mit außerschulischen Partnern aufzugreifen und zu diskutieren.
Ziel war es, eine Produktionslinie abzubilden, die sich an die Technologien der heimischen Unternehmen anlehnt. In einer Abfüllanlage werden nach Kundenwunsch Glasgranulate abgefüllt, einer Qualitätskontrolle unterzogen, zu einer Glasschmelze verarbeitet und durch weitere Schritte schließlich als fertiges Produkt dem Kunden ausgehändigt.
Mit den Zuwendungen aus dem 2. Förderaufruf konnten erfolgreich und gezielt weitere wichtige Komponenten für eine vollautomatisierte Anlage in unserem SmartLab4.0 umgesetzt werden. Die Komponenten Hochregallager, Etikettieranlage, flexible Handhabung durch einen fahrbaren Roboter sowie ein Warenausgangssystem machen die Anlage nun komplett. Der gesamte Warenumlauf wird von dem Manufacturing Execution System (MES) beherrscht.
Zu den Hardwarekomponenten kamen Softwaremodule wie die Erweiterung des MES um einen Web Shop und einen Warenversand sowie ein Smart Maintenance Programm hinzu.
Des Weiteren wurde ein Grundlagenlabor installiert, welches aus acht gleichen Bohrmodulen inklusive Transportband, HMI-Panel und Software besteht. Hieran werden die erforderlichen Grundlagen gelegt, um schlussendlich die komplexen Zusammenhänge der Gesamtanlage besser begreifen zu können.
Künftig kann mit dem erreichten Niveau so noch differenzierter auf die einzelnen Bildungsgänge und die Erfordernisse unserer Bündnispartner eingegangen werden.
Um die bestehende Anlage im „Smart Lab 4.0“ auf die neuesten technologischen Gegebenheiten noch professioneller auszurichten, besteht jetzt der konkrete Bedarf an weiteren Softwarekomponenten (3. Förderaufruf). Mit der Abbildung von Anlagenmodulen als „digitaler Zwilling“ und der visuell-digitalen Darstellung der einzelnen Technologien anhand der Augmented Reality (AR) soll noch mehr Potential für zeitgemäßes Lernen geschaffen werden.
Hardwarekomponenten
Grundlagenlabor bestehend aus acht Bohrmodulen inklusive Transportband, HMI und SPS (Hersteller Festo Didactic).
Produktionslinie (Lernfabrik 4.0) bestehend aus:
- Hochregallager mit zwölf Ablageplätzen für erforderliche Artikel (Unterschale).
- Abfüllstation zum Abfüllen von Glasgranulaten in die Unterschale.
- Kameramodul zur Qualitätskontrolle des Granulatgemenges.
- Heizofen für den Schmelzvorgang der Glasgranulate.
- Bohrmodul zum Vermengen der Glasschmelze.
- Stapelmagazin zum Auslagern eines weiteren Artikels (Oberschale).
- Pneumatikpresse zum Verpressen von Unter- und Oberschale.
- Etikettiermodul zur Mitgabe der Produktionsdaten (QR-Code Label).
- Warenausgang / Versand mit Tablet zur Kommunikation mit dem MES.
- Fahrbarer Roboter für den Warenumlauf zwischen Anfang und Ende der Produktionslinie sowie dem Warenausgang / Versand.
Hersteller aller Module: Festo Didactic
Verwendete Software
MES / MES-Mobile Apps
WebShop
Web Drilling
Energiemonitoring
Software für Robotino
TIA-Portal (Siemens)
Smart Maintenance
Kamera-Software