Pädagogisches Konzept
Die Lernfabrik dient dazu, Schülerinnen und Schüler zukunftsorientiert und nachhaltig auszubilden. Die Ausstattung der Labore
und Fachräume zur Grundlagenausbildung erlaubt bereits die Behandlung zahlreicher praxisnaher Problemstellungen aus den Bereichen
Automatisierungstechnik, Informations- und Netzwerktechnik sowie Fertigungs- und Montagetechnik.
Die Lernfabrik wird als Schulungs- und Demonstrationsobjekt genutzt. Hierbei wird, ausgehend von der Kundenanfrage bis zur Auslieferung,
ein auf Losgröße 1 ausgerichteter Produktionsablauf abgebildet. Relevante Lerninhalte aus den Bereichen der Automatisierungs-,
Informations- und Montagetechnik sowie die erforderlichen Geschäftsprozesse werden in einem ganzheitlichen Zusammenhang
vermittelt.
Die Teilsysteme der Lernfabrik werden in den Automatisierungslaboren exemplarisch vertieft. Die vermittelten Themen sind unter
anderem:
- Entwicklung und Einsatz von wiederverwendbaren Softwarebausteinen
- Modularisierung von Steuerungsprogrammen (Plug & Produce)
- Technologien (z.B. RFID, IO-Link)
- Kommunikation (z.B. OPC-UA, MQTT, Security), Schnittstelle zur IT
Beim Lernen und Arbeiten mit den Applikationsmodulen erfolgt der Kompetenzerwerb der Schüler an kleineren und überschaubaren
Systemen, an denen die Zusammenhänge schneller und leichter zu erfassen sind.
Darüber hinaus entwickeln die Lehrkräfte an der WvSS didaktische Lehrsysteme für Schülerarbeitsplätze. Dazu
werden I4.0-Komponenten auf Plattensysteme montiert und so didaktisch aufbereitet, dass die Geräteanschlüsse leicht zugängig
sind. Im Unterricht erfolgt dann ein differenzierter und vertiefter Kompetenzerwerb von einzelnen Technologien wie z.B. IO-Link oder
RFID.
Neben der Automatisierungstechnik sind für I4.0 in der Zukunft umfangreiche Kompetenzen im Bereich der IT, wie zum Beispiel
Netzwerktechnik und IIoT erforderlich. Diese Kompetenzen werden im neu gestalteten Netzwerklabor der WvSS mittels eigens entwickelter
Laborsysteme praxisnah vermittelt.
Die Schüler erlernen aktuelle Technologien im Rahmen von Versuchsaufbauten, die den kompletten Weg der Daten vom Sensor in die
Cloud nachvollziehen.
Das Montagelabor an der WvSS wird genutzt, um z.B. die Anforderungen des Rahmenlehrplans im Ausbildungsberuf des Fertigungsmechanikers
umzusetzen. Hier montieren die Schülerinnen und Schüler Bauteile und Baugruppen zu komplexen Maschinen und Anlagen,
überwachen und optimieren Produktionsabläufe.
Bei den praktischen Übungen wird bei der Materialbereitstellung und den Montagearbeitsplätzen „Pick-by-Light“
Technologie eingesetzt. Statistische Daten werden aufgenommen, um den Prozess zu optimieren.
Zur Umsetzung des Konzepts der Losgröße 1 werden mittels 3D-CAD-Software individualisierte Bauteile im Ausbildungsberuf des
Mechatronikers sowie in der Fachschule Automatisierungstechnik/Mechatronik konstruiert. Anschließend werden diese auf schuleigenen
3D-Druckern gefertigt und dem Montageprozess zugeführt.
Mit der Lernfabrik 4.0 werden Arbeitsaufträge aus dem MES-System abgerufen, statistische Daten automatisch erfasst und in der
zentralen Datenbank zur Verfügung gestellt. So kann auch das ERP-System auf real ermittelte Auftragsdaten zugreifen. Ebenso wird der
Einsatz kollaborativer Roboter in der Montagetechnik unterrichtet.
Die Veränderungen des Lernens werden durch die Veränderung der Kompeten-zen, aber auch durch die Veränderungen der
Bedingungen der Lernenden sowie die technischen Möglichkeiten getrieben. So sollen Schüler Kompetenzen in der Produktionsplanung
und –steuerung erwerben und den Produktionsprozess mit ERP-Software steuern und überwachen. Ebenso sollen Kompetenzen zur
Opti-mierung von Produktionsprozessen und Kenntnisse im Projektmanagement er-worben werden. Denn Lernfabrik 4.0 beinhaltet neben
technischen Innovationen in besonderem Maße auch einen Fokus auf die Geschäftsmodelle. Dabei gilt es diese stets auf ihren Kern
und auf ihren Kundennutzen heute und in Zukunft kon-struktiv kritisch zu hinterfragen. Eine Herausforderung, die besonders für die
Schülerinnen und Schüler an kaufmännischen Schulen eintritt, da das Verständnis der Abläufe in
Produktionsprozessen fehlt.
Lernfabriken sollen die Anpassung unterstützen, denn sie verzahnen als praxis-nahe Lernumgebungen industrielle Produktionsprozesse
mit moderner Informa-tions- und Kommunikationstechnik. Auch wenn es auf den ersten Blick in der Me-tall- und Elektroindustrie so erscheint,
dass sich die größten Veränderungen in den technischen Berufen vollziehen, werden sie auch in den kaufmännischen
Be-rufen ausgelöst durch Digitalisierungstrends, Anpassungen und Neuerungen.
Konkrete Umsetzung der Musterlösung-BW
Mit den Applikationsmodulen an den Schülerarbeitsplätzen wird die Musterlösung-BW umgesetzt. Die Fortbildungsgruppe
Automatisierungstechnik hat dafür eine eigens kreierte Software entwickelt, diese wird bei uns verwendet. Die Lernfabrik selbst wird
mit der standardmäßigen Software des Lieferanten betrieben.
