Pädagogisches Konzept
In den bereits an der Schule vorhandenen Laboren und der Lernfabrik werden die Grundlagenmodule Pneumatik, Elektropneumatik und
programmierbare Steuerungen vermittelt. SchülerIn kann anschließend Bauelemente der Steuerungstechnik nennen und beschreiben und
SPS- Programme (Sortieren, Vereinzeln, Bandantrieb) lesen und erstellen.
Durch den Einsatz der neuen industriellen Lernfabrik lässt sich die Lernstrategie „vom Lernmodul zur Lernfabrik“ optimal
umsetzen.
Der modulare und flexible Aufbau der Stationen ermöglicht die Arbeit in verschiedenen Lernszenarien: vom einzelnen Transfersystem mit
integrierter Steuerung bis hin zur vernetzten Produktionsanlage mit Cloud-Diensten.
Einzel(lern)module:
- Durch die Anschaffung von Transferbändern und verschiedener Applikationsmodule der Lernfabrik (Pick-by-Light,
Pressen, Bohren, Handarbeitsplatz, Kamera Inspektion) hat der Schüler die Möglichkeit, mehrere Alltagssituationen real einzeln
durchzuführen. Die Applikationsmodule werden auf die Bänder aufgesetzt und je nach Modultyp über E/A, Profinet, TCP/IP, OPC
UA oder Plug & Produce Schnittstelle angesteuert.
- Die Roboterbeladezelle wird in Verbindung mit einer CNC-Fräsmaschine eingesetzt und dient der Beladung und dem
Umsetzen von Werkstücken in die CNC-Fräsmaschine mittels 6-achsigem Industrieroboter. Zwei Transportbänder laufen parallel
in unterschiedlicher Richtung und transportieren Werkstückträger (WT). Ein drittes Band bildet einen Bypass für die
Werkstückträger, die dem Roboter als CNC-Auftrag zugeführt werden. Die Werkstückträger sind mit RFID-Tags zur
Speicherung werkstückspezifischer Daten ausgestattet.
- Durch die CNC- Fräsmaschine kann der Schüler in der Grundbildung im Bereich Programmieren und später in
der CAD/CAM- Fertigung praxisnah unterrichtet werden.
Lernfabrik:
Durch den zusätzlichen Einsatz eines MES und der RFID-Technologie ist es uns, gemeinsam mit unseren Schülern, möglich, eine
„Losgröße 1-Fertigung“ des EHG-Produkts (Spitzer) durchzuführen. Dabei können weiter folgende Kompetenzen
vermittelt werden, wie z. B.:
- Auftragsabläufe und Prozesspläne definieren und bearbeiten
- Aufträge lesen und Status aktualisieren
- Zuordnung von Warenträger zu Auftrag schreiben
- Automatisches Routing nach Arbeitsplan und Maschinenfähigkeiten
- Reportgenerierung OEE, SPS und Störungen
Für die einzelnen Schularten und Fachgruppen ist konkret geplant:
Fachgruppe Fertigungstechnik (und Technische Produktdesigner):
- Grundbildung I 4.0: Elektrotechnische Grundlagen, Pneumatikgrundlagen, CAD im 1./2. Ausbildungsjahr, Rapid
Prototyping.
Projektbezogen können in dieser Phase Funktionen und Bauelemente der Einzelmodule beschrieben werden.
- Vertiefung I 4.0: Speicherprogrammierbare Steuerungen und Elektropneumatik sowie CNC-Technik im 2./3.
Ausbildungsjahr.
Lernmodule und Roboter sollen auftragsbezogen programmiert werden.
- Lernfabrik I 4.0: Vernetzung von Teilprozessen, MES, Produktentstehungsprozess, Produktplanung, Wartung und
Instandhaltung der Lernfabrik, Qualitätsüberwachung, CAD/CAM.
Technisches Gymnasium - Profil Mechatronik
Hier werden im Fach ATMS (angewandte mechatronische Systeme) die Lerninhalte von Industrie 4.0 unterrichtet und Projektarbeiten
durchgeführt.
IT-Systemelektroniker sowie
Technisches Gymnasium - Profil Informationstechnik
- Datenaustausch mit der MES bzw. mit Anlagen des internen VLANs, gebündelt durch einen internen Switch und Router
(inkl. Accesspoint für WLAN-Zugang) per VPN-Tunnel.
- Netzwerktechnik an einem realen Beispiel praxisnah und projektbezogen anwenden.
- Die Prozesse von I4.0 können als Projekt durch die Programmierung eines Webshops dargestellt werden
- Einbindung der Anlage in die bestehende Cisco-Academy
Konkrete Umsetzung der Musterlösung-BW
Die Umsetzung der Muserlösung BW wird in den einzelnen Module (Grundbildung I4.0, Vertiefung I4.0 und Lernfabrik I4.0)
