Digitale Lernkonzepte

Digitalisierungskonzepte

In den Fachbereichen werden die Lernenden immer mehr mit den neuen Technologien und Industrie 4.0 Themen konfrontiert werden. Um ihnen dafür die notwendige Sicherheit mitzugeben und die Fragen, die Sie dann aus den Fachbereichen zurück in die Ausbildung bringen, konkret beantworten zu können ist die Einführung von abgestimmten Qualifizierungskonzepten zwischen den einzelnen Bereichen zwingend notwendig. Lesen Sie hier welche Möglichkeiten Sie mit unseren industrienahen Systemen und Lösungen haben, um diese Herausforderungen zwischen Ausbildung und Fachbereichen oder Schule und Betrieb umzusetzen.Hier ist auch zu beachten, dass das Hauptaugenmerk nicht mehr nur auf der Hardware liegen sollte, sondern für ein erfolgreiches Konzept die Mischung der verschiedenen Lernkomponenten den Erfolg ausmachen wird.

Konzept

Wie kommen wir zu einem passenden Konzept ....

Aus Ihrer ersten Idee, dass die Digitalisierung in ihrer Einrichtung Einzug halten soll, kann diese durch Gespräche mit Ihren Kollegen zu einer ausgereiften Theorie werden. Wenn Sie mit dieser Theorie auf uns zukommen, können wir gemeinsam daran arbeiten und diese planerisch weiterentwickeln. Wir nehmen Ihre Ist-Situation und Ihre Visionen auf, bringen unser Wissen über technische Innovationen und gesellschaftliche Entwicklungen mit ein und freuen uns, wenn wir am Ende der konzeptionellen Phase eine gute Lösung für sie erarbeitet haben und dann in die erfolgreiche Umsetzung gehen können.

Tablet

Wer vernetzt lernt, ist klar im Vorteil

Intelligente Schnittstellen zwischen den verschiedenen Handlungsfeldern und den passenden Technologiebausteinen ermöglichen vernetztes digitales Lernen.

Ein Beispiel für zertifizierte Qualität und schlüssige Konzepte für die Kompetenzen der Zukunft ist die Verzahnung industrieller Werkzeuge wie z. B. der ERP-Software von SAP mit didaktischen Hilfsmitteln wie das MES4 von Festo Didactic.

Unterschiedliche Produktionsdaten können sowohl von der realen Anlage wie auch von ihrem virtuellen Abbild CIROS® im MES4 oder in der Cloud verarbeitet werden. Ein weiterer wichtiger Baustein für die lernortunabhängige Vermittlung von Lerninhalten.

Wie gut vernetztes Lernen in der Praxis funktioniert, zeigen Referenzen wie die Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden, die gewerblich-technische Philipp-Matthäus-Hahn-Schule in Balingen sowie die Huber-Sternberg Schule Wiesloch:

Ein Interview mit dem Schulleiter Herrn Klaus Heeger:

Herr Heeger, Sie haben bereits im Jahre 2016 eine Lernfabrik 4.0 gemeinsam mit vier anderen Schulen im Rhein-Neckar Kreis installiert. Wie sind Ihre Erfahrungen in den letzten Jahren mit der Anlage und wie haben Sie aktuell die Lerninhalte umgesetzt?

"Aktuell werden in der HSS sowohl Schüler von Berufskollegs und beruflichem Gymnasium, genauso wie Schüler der klassischen technisch-gewerblichen Ausbildungsberufe an der Anlage trainiert ...

Lesen Sie hier unser Umsetzungsbeispiel weiter

Begriffe Industrie 4.0

Begriffe Industrie 4.0

Die Welt der I 4.0 Abkürzungen ......
Sie haben sich bereits intensiv mit dem Thema Digitalisierung und Industrie 4.0 beschäftigt und haben immer wieder Abkürzungen entdeckt, die Sie erst mal "googeln" mussten. Wir haben die gängigsten I 4.0 Begriffe in diesem Poster zugeordnet und beschrieben.

Hier das Poster zur Industrie 4.0 bestellen

Das gesamte Spektrum an Lernlösungen für Industrie 4.0 - von den Grundlagen bis zur Lernfabrik

CP Lab - Grundlagen

Das Cyber-Physical Lab ist das professionelle und kompakte Industrie 4.0-Lernsystem von Festo Didactic. Es enthält die relevanten Technologien und Komponenten, um umfassende Industrie 4.0-Kenntnisse zu vermitteln.
Der modulare und flexible Aufbau ermöglicht die Arbeit in verschiedenen Lernszenarien: vom einzelnen Palettentransfersystem mit interierter Steuerung bis hin zur vernetzten Produktionsanlage mit Cloud Diensten.

Finden Sie hier unsere Infobroschüre zum Download.

CP Factory - Fortgeschrittene

Die smarte universelle Industrie 4.0-Lernfabrik CP Factory erfüllt die Anforderungen an die Produktion der Zukunft nach Flexibilität, Agilität, Wandlungsfähigkeit und Effizienz. CP Factory zeichnet sich durch standardisierte und mobile Fabrikmodule, offene Schnittstellen nach Industriestandards sowie Plug & Produce-Lösungen aus.

Robotino® 4 - Die flexible mobile Robotikplattform in der Berufsausbildung

Mobile Roboter gewinnen in der Automatisierungstechnik immer mehr an Bedeutung. Durch den verstärkten Einsatz in smarten Fabriken verändert sich auch die Ausbildung. Mit Robotino® 4 sind die neuen Kompetenzen im Umfeld von Industrie 4.0 schnell und einfach zu erlernen. Unser ganzheitliches Lernsystem besteht aus Hardware, Software und Arbeitsbüchern.

Erfahren Sie mehr mit Klick auf den Link.

Trainingspaket TP1312 Intelligente Sensoren

Aufbau von Kompetenzen in der Smart-Sensor-Technologie für Industrie 4.0

Die geschickte Integration von intelligenten Sensoren in der Automatisierungstechnik sorgt dafür, dass Arbeiter nützliche und aktuelle Informationen über den Zustand von System und Prozess erhalten. So kann eine vorausschauende Instandhaltung durchgeführt und der Prozess optimiert werden. Zukünftige Mitarbeiter, die an automatisierten und zunehmend vernetzten Fertigungsanlagen arbeiten, müssen diese Technologie von Grund auf verstehen, um den vollen Nutzen daraus zu ziehen. Mit unserem Gerätesatz TP1312 können Sie die Kompetenzen der intelligenten Sensorik für Industrie 4.0 erwerben.

Erfahren Sie mehr mit Klick auf den Link

Zukunftsorientierte Industriesteuerungen

Industriesteuerungstechnologie, SPS und HMI

Industriesteuerungstechnologie, SPS und HMI

Arbeiten an modernen Steuerungssystemen als Grundlage zukünftiger Industrie 4.0-Konzepte:

• SPS / Industrie-PC

• Mensch-Maschine-Schnittstelle

• Antriebsregler

Embedded Controller, IoT, Plug & Produce, Cyber Physical Systems

Embedded Controller, IoT, Plug & Produce, Cyber Physical Systems

Kennenlernen der modernsten Industrie 4.0-Paradigmen, wie Komponenten mit Eigenintelligenz:

• Dezentrale Steuerung

• Selbstkonfiguration

• Datensammlung und -vorverarbeitung

Identifikation und objektbezogene Daten

Identifikation und objektbezogene Daten

Die Speicherung von Daten unmittelbar am Produkt demonstriert die enge Verzahnung zwischen Einzelteil und Auftragsdaten:

• RFID / QR-Code

• Losgröße-1-Fertigung / Tracking

Moderne Fertigungskonzepte

Fabrikplanung und Simulation

Fabrikplanung und Simulation

3D-Fabriksimulation zur Modellierung, Visualisierung, Analyse von Roboterzellen und Fertigungsanlagen:

• Layoutplanung neuer Anlagen

• Optimierung bestehender Anlagen

• Digitaler Zwilling für Industrie 4.0

Zukunftsorientierte Roboterkonzepte

Zukunftsorientierte Roboterkonzepte

Roboter übernehmen eine stetig wachsende Zahl der Automatisierungsaufgaben, erfordern jedoch neue Skills bei Bedienern und Werkern:

• Kollaborative Robotik

• Mobile und autonome Robotik

Flexible und additive Fertigungskonzepte

Flexible und additive Fertigungskonzepte

Sowohl moderne CNC-Technik als auch
innovativer 3D Druck erfordern fundiertes Fach- und Prozesswissen:

• 3D Druckaufbereitung

• CAD / CAM / CNC

• Automatisierung / Robotisierung

Datengestützte Fertigungsoptimierung

Qualitätsmanagement und energie- und ressourcen- effiziente Fertigung

Qualitätsmanagement und energie- und ressourcen- effiziente Fertigung

Systematische Erfassung und Steuerung von Betriebszuständen und Energieverbräuchen:

• Industrielle Strom- und Druckluftmessung

• Webbasiertes Energiemonitoring und -management

• Effizienz-, Kosten- und Umweltbetrachtung

Von Monitoring zu Smart Maintenance Strategien

Von Monitoring zu Smart Maintenance Strategien

Verwaltung von Wartungs- und Instandhaltungsaufträgen:

• Fehlermeldungen und assistierte Auftragsbearbeitung mit Mobile Devices

• Ersatzteilmanagement

Neue Generation HMI - AR, Smart Glasses

Neue Generation HMI - AR, Smart Glasses

Intuitive und jederzeit verfügbare Datenvisualisierung für die Mensch-MaschineInteraktion:

• AR für Smartphones und Tablets

• Effizienter Einsatz von Wearables

• Offenes Format für eigene Erweiterung

Datenkommunikation, -verarbeitung und -sicherheit

Offene Kommunikationsstandards

Offene Kommunikationsstandards

Industrielle Kommunikation auf der Basis offener Standards zum Erwerb grundlegender Industrie 4.0-Kompetenzen:

• TCP/IP / Profinet / Ethernet IP

• OPC-UA

• AMQP

ICT, Cloud und ICS Cyber-Security

ICT, Cloud und ICS Cyber-Security

Kompetenzerwerb für zuverlässige, sichere Datenkommunikation:

• Hochverfügbare Netzwerk-Ringe

• Netztrennung durch VLANs

• Firewalls, verschlüsselte VPN-Verbindungen

• Absicherung von (Cloud-)Diensten

ERP, MES, Webshop, Datenverarbeitung, Analytics und KPIs

ERP, MES, Webshop, Datenverarbeitung, Analytics und KPIs

Vermittlung der Fähigkeiten zur Auswahl relevanter Produktionsdaten zur Steigerung der Produktivität:

• KPI-Berechnung

• Datenanalyse

• Produktionsplanung und -steuerung

• eCommerce

Unsere Lösungen für die Teilnovellierung der M+E Berufe

Die Herausforderungen bei der Qualifizierung 4.0 bestehen in der Entwicklung von Kompetenzen sowie flexiblen und anpassbaren Konzepten, um mit den Veränderungen umzugehen. Das Ziel sollte sein, die Fähigkeit von Menschen zu fördern, in offenen, unbekannten und komplexen Situationen selbstgesteuert und zielgerichtet zu handeln.
Die Digitalisierung bringt eine noch nie dagewesene Dynamik der menschlichen Produktivkräfte mit sich. Durch die digitale Weiterenwicklung von Maschinen und künstlicher Intelligenz ist auch der Mensch in seinem Denken und Handeln gezwungen, sich entsprechend zu verändern.

Diese Entwicklung erfordert branchenübergreifend kompetente Menschen, die Anforderungen und Entwicklungen in der Berufs- und Arbeitswelt selbstorganisiert und kreativ mitgestalten können und Lernwelten, Content, Training und Konzepte sowie Hardware adäquat nutzen.
Je schneller sich Handlungsziele, Handlungsmethoden und unser Wissen ändern, desto mehr werden wir gefragt sein, in diesem Chaos der offenen Möglichkeiten neue Ideen zu entwickeln und uns Fähigkeiten anzueignen, darin selbstorganisiert und kreativ zu handeln.

Neue grenzüberschreitende Lernkonzepte, welche in direkter Folge die neuen Strukturen unserer Umwelt abbilden, werden zu einem Selbstverständnis in der Aus- und Weiterbildung.

Qualifizierungsinhalte, die im Umgang mit digitaler Arbeit in Berufsbildern grundsätzlich notwendig sind, wurden als neue Berufsbildposition 5 „Digitalisierung der Arbeit, Datenschutz und Informationssicherheit“ in die gemeinsamen Kernqualifikationen der genannten Ausbildungsordnungen aufgenommen. Deren Inhalte sind integrativ während der gesamten Ausbildungszeit zu vermitteln.

Robotik

Robotik
  • Kennenlernen von unterschiedlichen Robotersystemen
  • Inbetriebnahme, Instandhaltung und Programmierung von industriellen Robotersystemen
  • kollaborierende Robotik
  • Montage von Werkstücken in Losgröße 1
  • Kommunikation Robotersteuerung mit SPS und MES

Cyber-Physische Systeme – unser CP Lab

Cyber-Physische Systeme – unser CP Lab
  • modularer Aufbau
  • SPS Technik und HMI
  • Vernetzung
  • Identifikation von Werkstücken
  • Plug & Produce
  • Verwendung von Tablets für mobile MES und Augmented Reality
  • Condition Monitoring

MES/ERP/Forum

MES/ERP/Forum
  • Flexibles, didaktisches, datenbankbasiertes MES-System
  • Kommunikation über OPC-UA
  • · Service-orientierte Architektur
  • · Erfassung von Produktionsdaten und Auswertung
  • eCommmerce über Webshop
  • Direkte Anbindung an Simulation möglich
  • Kollaboration, Verbindung über ein moderiertes Internetforum mit anderen Nutzern
  • Direkte zertifizierte Einbindung von SAP4school

Digitale Vernetzung und Datensicherheit

Digitale Vernetzung und Datensicherheit
  • Grundlagen der Vernetzung
  • Planen und konfigurieren von Netzwerken
  • Netzwerkdienste (DHCP, DNS, NTP, …)
  • Strukturierte Netzwerke (VLAN)
  • Site-to-site: virtuelle private Netzwerke (VPN)
  • Sicherer Fernzugriff

Simulation

Programmierung in industrieller Programmierumgebung und didaktische Simulation
von Prozessen

Nutzung des virtuellen Raumes

Assistenzsysteme nutzen

Direkte MES Kopplung zur Erfassung von Daten möglich
· virtuelle Inbetriebnahme
· Fehlersuche in virtuellen Modellen

Lernortunabhängig vernetzt und kollaborierend lernen

CNC 4.0

CNC 4.0
  • Prozessintegration von CNC Maschinen in MES/Webshop und ERP Systeme wie SAP
  • Digitale CAD/CAM Anbindung
  • Systemintegration und Automatisierung und Beladung mit Robotersystemen
  • Digitale Kopplung von Messmaschine und Werkzeugvoreinstellgerät

Digitalisierung in der Fluidtechnik

Digitalisierung in der Fluidtechnik
  • Einfache industrielle Vernetzung
  • Sammlung von Produktionsdaten
  • Gezielte Wartung
  • Prozesse mithilfe von Webservices überwachen
  • Simulation und Ansteuerung von Schaltkreisen

Connected Learning

Connected Learning
  • Theorie und Praxis nahtlos miteinander verbinden
  • lernen in geführten Kursen
  • Digital Schaltkreise erstellen, simulieren und damit steuern
  • Recherchieren u.a. via QRCode, AR-Technologie, etc …
  • Virtuelle Messinstrumente
  • Wissensabfragen
  • Immer und überall lernen
  • Anlagen simulieren
YouTube

Qualifikation für I4.0

Projektarbeitsplatz

YouTube

Qualifikation für I4.0

CP Factory

Trainingscamp Industrie 4.0: „Dabei sein ist alles!“

Digitalisierung in der Ausbildung einmal anders

Bisherige Teilnehmer/innen der Berufsweltmeisterschaften bestätigen, dass sie eine Teilnahme an den Wettbewerben in der Ausbildung vorangebracht hat und sie für ihre berufliche Laufbahn sehr viel Wichtiges und Nützliches gelernt haben. Festo Didactic wollte diese Erfahrungen auch Auszubildenden in der breiten Fläche ermöglichen und entwickelte Trainingscamps, die in das Lernkonzept für die Digitalisierung und Industrie 4.0 integriert wurden.

Lesen Sie hier den ganzen Artikel (Veröffentlicht im Magazin No.17 WorldSkills Germany / September 2020)