Staatliche Feintechnikschule mit Technischem Gymnasium Villingen-Schwenningen

Die FTS Industrie 4.0-Lernfabrik besteht aus realen Industriekomponenten und ist so konzipiert, dass ein Großteil des I4.0-Gedankens damit abbildbar ist.
Mittels spanender Fertigung werden gebrauchsfähige Produkte hergestellt.
Ein modularer Aufbau erleichtert Wartung und Erweiterung.
Die Anlage ist als „intelligente“ Fabrik ausgelegt: Das heißt, ein Auftrag der eingeht, wird individuell und vollautomatisch bis zum Versand abgearbeitet.
Aufgrund der hier vorliegenden Industrie-Technologie wie: CAD, CAM, CNC, SPS, RFID, Robotik, Automatisierungstechnik, Energiemanagement, Soft- und Hardware usw. können die Inhalte dann in allen Schularten und allen Klassenstufen im Unter-richt eingesetzt werden.

MÜGA  (VS-Schwenningen) / Dreh- und Fräszentrum mit Roboterzelle
STEIN-Automation   (VS-Schwenningen) / Transfersystem mit Steuerung und RFID Werkstücktgräger
GEWATEC  (Wehingen) / CPS-Komponenten, Prozessampeln, MES/ERP Software / Steuersoftware
IMSIMITY   (VDC-St. Georgen) / die Lernmodule für den CyberClassroom, Simulation (Digitaler Twin), Argumentet Reality, 3D Darstellungen und den Imagefilm (Youtube)
ASSTEC (Rottweil) / Arbeitsplatzsystem / Assistentssystem
TRUMPF (Ditzingen) / Beschriftungslaser

Gewatec (ERP / MES), SolidWorks / SolidCam (Produkte)…

Ein Wahlpflichtfach I4.0 bei den Technikern (Rahmenstoffplan erstellte Arbeitsgruppe) wurde eingeführt. Die Grundlagen werden von den Lehrpersonen umgesetzt.
Die Anlage beinhaltet eine Testumgebung. Diese kann per Knopfdruck umgeschaltet werden. (Verfahrwege und Vorschübe werden im Testbetrieb begrenzt).
In Zusammenarbeit mit der Hochschule Furtwangen wurden Storyboards für Lernmodule zur Programmierung im CyberClassroom (Insimity) erstellt. Ziel ist es, in allen Fächern einen Bezug zur Lernfabrik herzustellen. Z.B. wurde keine Ampelsteuerung per SPS programmiert, sondern die Steuerung wird von einem MES / ERP System übernommen. Weiter werden fächerübergreifende Projekte erstellt, wie die Einführung neuer Produkte. Beginnend von der Marktanalyse über Design, Kostenrechnung, kaufmännische Aspekte bis hin zum Vertrieb. Z.B in Deutsch die Betriebsanleitung, Konstruktion und Design im Bereich der Gestaltung und Medientechnik.

Labore:
Labore wurden mit Komponenten der I4.0 Anlage erweitert. Das Elektrolabor in ein I4.0 Grundlagenlabor umgewandelt. Dort werden die I4.0 Grundlagen gezielt geschult. Hardware und Software wurden erneuert bzw. ergänzt.

3D Klassenzimmer:
Die 4.0 Anlage wird für Schulungszwecke in einem Digitalen Zwilling der Firma GWATEC abgebildet. Zusätzlich kann eine von Lehrern der Feintechnikschule entwickelte Steuersoftware zur Lernanlage direkt im Klassenzimmer mit herkömmlichen Schüler PC´s genutzt werden.
Weiter kommt der 3D CyberClassroom auch für weitere Fächer wie die Chemie zum Einsatz.
In Zusammenarbeit mit der Hochschule Furtwangen wurden aktuell Storyboards zur Programmierung des Digitalen Zwillings erstellt.

Allgemein:
Das Ziel ist es die Industrielle Lernanlage I4.0 temporär in allen Fächern einfließen zu lassen. Eine bestmögliche Abbildung der Lebenswirklichkeit ist hier das Ziel.

Mögliche Einsatzbereiche für den Unterricht:
Software / Technik/ Transfersysteme / Bandsteuerungen / Industrieroboter / RFID Technik radio-frequency Identifikation / verkettete Fabrik / Ethik (Automatisierung wo bleibt der Mensch) gesellschaftliche Auswirkung / Kaufmännisch / Qualität (Maschine – Anlage Produkte, Wärmeeinfluss….), Marktanalyse, Design, Konstruktion, Betriebswirtschaftslehre / technische Aspekte / Versand / Webshop /  Rechnungsstellung / Bezahlung / Lieferschein / Dezentrale Bestellung / Wartung und Instandhaltung.

Geplant bzw. in Umsetzung sind z.B. fächerübergreifende Projekte mit Schwerpunkt für die einzelnen Fachrichtungen (FT – Produktion Roboter, Gestaltung Medientechnik – Gestaltung von Produkten, Techniker Meister -  Kosten Qualität Programmierung etc.) TG -  Marktanalyse.
Ganzheitliche Abbildung eines Produktionsprozesses. Warum müssen Roboter so genau sein, Fehleranalyse, QM Fehlervermeidung bei der Entwicklung, Erstellung eines Webshops im TG…

Geplante Erweiterungen sind die Aufrüstung mit einer Prüfstation, welche mittels einer (lernenden) künstlichen Intelligenz die fertigen Teile auf Beschädigungen etc. prüfen kann.

Der Bezug zur Musterlösung ist im Punkt 9.1 dargestellt. Die Lernanlage der Feintechnikschule bietet die Möglichkeit, die Inhalte aller sechs Szenarien der Musterlösung, je nach Thema in unterschiedlich starker Ausprägung praxisnah zu vermitteln.