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    Schweinfurt

    Berufsschule: 225 000 Euro für die neue Digitale Lernfabrik

    Eine vernetze Lernfabrik simuliert reale Produktions- und Geschäftsabläufe. Mittels einer Industrie 4.0-Anlage wird die betriebliche Wirklichkeit in die Schule geholt.
    Einblicke in die Funktion einer Anlage, die den Anforderungen der Industrie 4.0 gerecht wird. Bei der Vorstellung der Digitalen Lernfabrik versammelten sich (von links) Roland Kiesel (Fachbereichsleiter Elektrotechnik), stellvertretender Schulleiter Gerhard Prokein, Schulleiter Matthias Paul, Schulreferent Jürgen Montag, OB Sebastian Remelé und Projektleiter Bernd Kießling, der die Funktion der Anlage erläuterte. Foto: Helmut Glauch

    Eine Produktionsstraße, ein Fertigungsprozess im Klassenzimmer. Es surrt, es klickt, passgenau wird ein kleines Döschen, das auf einer Art Förderband dahingleitet, an den vorgesehenen Stellen mit verschiedenfarbigen Kügelchen in vorher genau festgelegter Zahl bestückt. Am Ende kommt der Deckel drauf, das Döschen ist dicht. Wären da jetzt bunte Hustenpastillen darin, wären sie fertig für den Verkauf.    

    Was sich banal anhört ist in Wahrheit ein hochkomplexer Vorgang, der weit über die Verpackung kleiner Pillen geht, denn die Anlage kann viel mehr. Eine hochmoderne, komplett vernetzte digitale Lernfabrik – auch Cyber Physisches Labor genannt – verrichtet hier ihre Arbeit in einem Ausbildungsraum in der Dr.-Georg-Schäfer-Berufsschule. Die Vorgänge, die dort simuliert werden, orientieren sich an realen Produktions- und Geschäftsabläufen. Mehrere verkettete Stationen bilden einen digitalisierten Fertigungsprozess ab. 

    Der Kunde bestellt wie im Webshop was er haben will 

    Projektleiter und IT-Systembetreuer Bernd Kiesel erklärt, was da passiert. Wie in einem Webshop kann ein fiktiver Kunde seine gewünschten Produktvarianten konfigurieren und bestellen. Ein Leitrechner überträgt dessen Wünsche in Form von elektronischen Fertigungsinformationen an die erste Station der Fertigungslinie. Die Informationen werden berührungslos auf einen Chip, der sich auf dem Produkt befindet, geschrieben. Mit diesen Daten versehen findet das Teil – zum Beispiel die bunten Kügelchen – ihren Weg durch die Fertigungsanlage. Relevante Daten wie Lagerbestand, Qualitätsmerkmale oder Auftragsstatus werden erfasst und auf einer Datenbank abgelegt.  

    Eine Industrie 4.0-Anlage, die die betriebliche Wirklichkeit in die Schule holt. Zum pädagogischen Konzept gehört, dass sowohl Berufsschüler der Fachbereiche Elektro- und Metalltechnik, als auch Studenten der angeschlossenen Fachschule für Maschinenbautechnik in realitätsnaher industrieller Umgebung digitale Transformation erleben und begreifen können,  hieß es bei der Vorstellung der digitalen Lernfabrik. 

    Stationen zum Erfolg. Anhand der Daten, die die Schüler den Produkten mit auf den Weg geben, durchlaufen die Produkte die Fertigungsanlage. Foto: Helmut Glauch

    Möglich wurde diese Innovation in der Ausbildung, weil die Dr.-Georg-Schäfer-Berufsschule in das bayerische Förderprogramm "Exzellenzzentren an Berufsschulen" aufgenommen wurde. Dafür musste sich die Bildungseinrichtung mit einem umfangreichen technischen und pädagogischen Konzept bewerben.  Voraussetzung für den Erhalt der bayerischen Fördermittel von 112 500 Euro war, dass auch die Stadt Schweinfurt als Sachaufwandsträger die gleiche Summe beisteuert. So wurde die Anschaffung der Digitalen Lernfabrik mit einer Gesamtinvestitionssumme von 225 000 Euro erst möglich.  

    "Digitale Zwillinge" für den Testlauf vor dem Ernstfall

    Ein wesentlicher Bestandteil des Lernkonzeptes ist, dass neben der realen Hardware, die nur einmal existiert, für die gesamte Anlage und deren verschiedene Stationen sogenannte digitale Zwillinge existieren. So wird es möglich, dass jeder Schüler im Unterricht sein Steuerungsprogramm erst einmal virtuell an einem dreidimensionalen Modell Schritt für Schritt simulieren und auf seine Brauchbarkeit hin überprüfen kann. Ein virtueller Testlauf sozusagen, bevor die Anlage in Betrieb genommen wird.    

    So können Lernende an der Anlage Kompetenzen in Steuerungs- und Antriebstechnik, Sensorik, IT und Pneumatik erwerben, so Schulleiter Matthias Paul und sein ständiger Vertreter Gerhard Prokein. Darüber hinaus bekommen sie Einblicke in betriebswirtschaftliche Prozesse wie Fertigungsplanung, -steuerung und -kontrolle. 

    Was einfach amuten mag, eine bestimmte Anzahl von Kügelchen einer bestimmten Farbe an einer bestimmten Stelle in einer Dose zu deponieren, erfordert beim Programmieren reichlich Denkarbeit und hilft den Schülern, reale Produktions- und Geschäftsabläufe besser zu verstehen. Foto: Helmut Glauch

    Da der Leitrechner mit einem MES (Manufacturing Execution System) ausgestattet ist, gibt es auch eine Schnittstelle zum Warenwirtschaftssystem SAP. So kann in einem weiteren Schritt die Zusammenarbeit und Vernetzung mit der kaufmännischen Ludwig-Erhard-Berufsschule anvisiert werden. Künftig sollen deren Azubis (zum Beispiel Industriekaufleute) über SAP auf die Prozessdaten zugreifen können, um den Fachunterricht praxisnäher gestalten zu können. Auch mit der Hochschule für angewandte Wissenschaften FHWS hat die Dr.-Georg-Schäfer-Berufsschule schon Kontakte geknüpft, um Synergien mit der eigenen Maschinenbau-Fachschule auszuloten.   

    Das Projekt "Exzellenzzentren an Berufsschulen" will aber mehr als nur technische Ausstattung und das passende pädagogische Konzept in die Schulen bringen. Auch eine Weiterbildung der Lehrkräfte an der bayerischen Lehrerakademie Dillingen gehört zum Paket. Unterm Strich ein innovatives Paket, über dass sich nicht nur die Schulleitung, sondern auch die Stadt als Sachaufwandsträger freut.   

    Das Resümee von Schulleiter Mattias Paul über die erfolgreiche Aufnahme in das Förderprogramm fällt entsprechend positiv aus. "Die neue Lernfabrik ist eine Investition in die berufliche Bildung an unserer Schule und leistet einen wichtigen Beitrag zur Versorgung der regionalen Wirtschaft mit qualifizierten Fachkräften".  

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