Aufbau der Lernfabrik
Technologieschema
Eine USB Powerbank wird übergreifend in den Lernfabriken der GDS1 und GDS2 produziert. Die Lernfabrik der GDS2 fertigt die Elektronik, die Lernfabrik der GDS1 fertigt das Gehäuse und übernimmt die Endmontage.
Hardwarekomponenten
Stufe 3 „Komplexes Maschinensystem - Cyber-Physical-Factory (CPF)“:
Transfersystem TS1 der Firma Bosch Rexroth, Ansteuerung der Anlage mit Siemens SPS S7-1500, Siemens Touch Panel TP700, 1 Fanuc Roboter LR
Mate
Stufe 2 „Grundlagenlabor Industrie 4.0 - Cyber-Physical-Lab (CP-Lab)“:
8 Festo CP-Labs Bohren, 2 Festo CP-Labs Pressen, 3 Fanuc Roboter LR Mate
Verwendete Software
Siemens TIA Portal V16, Fanuc Roboguide V9, Festo MES4 V3 Lite
Pädagogisches Konzept
Im ersten Schritt wird die Lernfabrik in der Fachschule für Technik eingesetzt. Aus der Erfahrung der Umsetzung in der Fachschule wird dann das Unterrichtskonzept für die Berufsschule sowie das technische Gymnasium abgeleitet. Die digitale Transformation, das Konzept einer Smart Factory und der Bezug zur Lernfabrik sowie die Grundlagen der Netzwerktechnik werden in der Fachschule im Fach IT vermittelt. Im Fach PM wird der Bezug zum Themenkomplex ERP und MES mit Hilfe der Lernfabrik hergestellt.
Im Fach AT werden die Anforderung der Ansteuerung für den Bänderantrieb vermittelt, basierend auf der Musterlösung BW. Die SuS setzen dies dann in SPS Programme um. Die Inbetriebnahme erfolgt an den CP Laps. Das Zusammenfügen des Deckels mit dem Gehäuse wird exemplarisch im AT-Labor programmiert, getestet und somit der Bezug zur Lernfabrik hergestellt.
Der Robotereinsatz für die Handlingsaufgabe in der Lernfabrik bilden die Schüler an Roboterzellen der Firma Fanuc nach. Die Schüler erstellen eigene Roboterprogramme und lernen unterschiedliche Programmiermöglichkeiten von Roboter kennen.
Konkrete Umsetzung der Musterlösung-BW
Grundlage der Lernfabrik ist die Musterlösung BW. Für die Bosch Rexroth Bänderantriebe in der Cyber-Physical-Factory (CPF)“ wird die Musterlösung modifiziert eingesetzt. Im AT Unterricht selbst - also im Grundlagenlabor Industrie 4.0 - Cyber-Physical-Lab (CP-Lab) werden die 10 Festo-CP-Labs verwendet, die mit der Musterlösung BW betrieben werden.
Ebenso ist geplant das Festo MES System einzusetzen.
Die Fertigung der Powerbank im Detail:
Eine USB Powerbank wird mit Hilfe der Lernfabriken der GDS1 und GDS2 produziert. Die Produktionsstufen für die Herstellung dieser USB
Powerbank werden dafür in den Lernfabriken abgebildet.
Das Kunststoffgehäuse wird auf einer Spritzgussmaschine in der GDS1 hergestellt. Das Spritzgusswerkzeug hierzu wurde in der GDS1
entwickelt und extern gefertigt.
Das Platinenlayout wurde von der GDS2 entwickelt. Die Platinen werden zugekauft. An der GDS2 wird die Elektronik bestückt,
gelötet und geprüft.
Die Endmontage der Powerbank (Elektronik und Gehäuse) erfolgt durch Werker an der GDS1. Die Kommissionierung der Einzelteile wird durch ein IT-System unterstützt. Nach der Endmontage wird die Powerbank an der GDS1 geprüft. Fehlerhafte Teile werden ausgeschleust. Die Entnahme der Powerbank vom Werkstückträger erfolgt mit einem Roboter.
Schularten/Ausbildungsberufe, bei denen die Lernfabrik zum Einsatz kommt
Fachschule für Technik - Fachrichtung Maschinentechnik
Berufsschule: Industrie- und Werkzeugmechaniker
Technisches Gymnasium
Kooperation mit anderen Standorten
Gottlieb-Daimler-Schule 2 mit Abteilung Akademie für Datenverarbeitung
Beschreibung der Kooperation
Fertigung eines gemeinsamen Produktes (USB Powerbank) in zwei Lernfabriken und an zwei Standorten (GDS1 und GDS2).
Die Lernfabrik als außerschulisches Demonstrationszentrum
Nach Fertigstellung ist ein Einsatz im Rahmen des Schülerforschungszentrum des Landkreises Böblingen möglich. Es gibt hierzu Ideen, aber noch keine konkreten Planungen.
Weitere Hinweise
An zwei Standorten und in zwei Lernfabriken (GDS1 und GDS2) wird ein gemeinsames Produkt hergestellt. Die beiden Lernfabriken werden unabhängig voneinder betrieben. Die Lernfabriken sind selbst entwickelt und werden selber von den Schulen aufgebaut. Nach dem Hardwareaufbau in der GDS1 erfolgte die Softwareintegration sowie der Anschluss an ein MES System. Im Unterricht werden an beiden Schulen CP-Labs der Fa. Festo eingesetzt.
Die Inbetriebnahme der Lernfabrik erfolgte am 15.06.2021
Der Aufbau der Lernfabrik wurde durch das Wirtschaftsministerium (Förderaufruf 2018) gefördert.
Kontakt:
Gottlieb-Daimler-Schule 1
Neckarstraße 22
71065 Sindelfingen
www.gds1.de
Ansprechpersonen:
Schulleitung
Homepage der Lernfabrik/Kooperation
lernfabrik-4-gottlieb-daimler-schulen.de