Mit Plastikchips Industrie 4.0 verstehen

In der neu eröffneten iLernfabrik 4.0 der Elektronikschule in Tettnang wird eine komplette Produktionskette realitätsnah abgebildet, die beispielhaft Plastikchips in Behältnissen verpackt. Die Schüler können so erleben, was Industrie 4.0 bedeutet.

14. Mai 2019
Mit Plastikchips Industrie 4.0 verstehen
Eindrücke aus der iLernfabrik 4.0 (Bild: Murrelektronik GmbH)

Murrelektronik stellt die Hardware für die Automatisierungstechnik zur Verfügung. Für das Unternehmen ist es wichtig, dass Nachwuchskräfte auf hohem Niveau ausgebildet werden – darum unterstützt es solche wegweisenden Innovationsprojekte eigenen Angaben zufolge gern. Auch bei der Planung war der Hersteller beratend tätig.

Fast 1.000 Schüler besuchen die Elektronikschule in Tettnang pro Schuljahr. Sie werden in den Bereichen Automatisierungstechnik, Elektrotechnik und Informationstechnik aus- und weitergebildet.

Die Schule hatte sich für das Projekt beworben, als das Wirtschaftsministerium des Landes Baden-Württemberg eine Maßnahme zum Aufbau von Lernfabriken an beruflichen Schulen ausschrieb. An diesen sollen Fach- und Nachwuchskräfte praxisnah auf die Anforderungen der Digitalisierung vorbereitet werden.

Die Tettnanger erhielten den Zuschlag für ein solches Labor und wurden vom Land sowie vom Schulträger, dem Bodenseekreis, finanziell gefördert. Ein erster Teil des Investitionsvolumens in Höhe von 1,1 Millionen Euro war damit abgedeckt – darüber hinaus musste man für das Projekt Partner aus der Wirtschaft finden.

Die Idee war dabei nicht, Schecks einzusammeln. Vielmehr stellten die Unternehmen Produkte und Komponenten sowie Arbeitszeit und Know-how für den Aufbau der iLernfabrik 4.0 zur Verfügung. Mit einem Festakt konnte das Labor im Oktober 2018 in Betrieb genommen werden.

In der Anlage sind nun Automatisierungskomponenten vieler Hersteller eingebaut. Das ist durchaus gewünscht, sagt Lehrer Christian Schick: „Die Schüler sollen sehen und verstehen, wie die Komponenten miteinander funktionieren.“

Die Anlage besteht aus sechs Modulen mit zahlreichen Sensoren und Aktoren. Diese arbeiten kooperativ und verpacken – nachdem ein Auftrag über ein Webinterface eingegeben wurde – in mehreren Arbeitsschritten Plastikchips in Behältnisse. Dies geschieht in einer hohen Varianz; mit Behältnissen in verschiedenen Formen, Größen und Farben. Dies erfordert eine hohe Flexibilität der Lösung.

Die Schüler lernen an der iLernfabrik 4.0 praxisnah. Sie bearbeiten Fragestellungen, die ihnen auch im betrieblichen Alltag begegnen. Dazu kann beispielsweise gehören, dass sich die Schüler mit der Aufgabe beschäftigen, wie man einen Taster, eine Signalleuchte oder gar eine ganze Funktionseinheit wie eine automatische Zuführeinheit in die iLernfabrik 4.0 einbinden und dadurch den Automatisierungsgrad erhöhen kann. Oder wie Abläufe innerhalb der Anlage visualisiert werden können, um zu erkennen, ob der Signalaustausch zwischen den einzelnen Teilnehmern reibungsfrei funktioniert.

Für die elektrische Verbindung der Sensoren und Aktoren mit der Steuerung kommen die Feldbusstation Cube20S sowie die kompakten Feldbusmodule Cube20 von Murrelektronik zum Einsatz. Diese Systeme bieten eine hohe Packungsdichte, um auf wenig Platz sehr viele Kanäle anzuschließen.

Die Schüler sehen bei diesen Modulen, wie Einzeladern im IP20-Bereich auf Klemmen aufgelegt werden. Bei Cube20S können aufgrund der modularen Bauweise zusätzliche Module einfach angereiht werden, wenn weitere Funktionen in der Anlage ergänzt werden sollen.

Um Sensoren und Aktoren einzubinden, die ein wenig außerhalb des Kernbereiches der Anlage liegen, sind Module des Cube67-Feldbussystems verbaut. Auch das kompakte Feldbusmodul Impact67 von Murrelektronik ist ein Bestandteil der Installationslösung; es zeigt eine weitere Möglichkeit auf, um Sensoren und Aktoren in die Installation einzubinden.

„Mit vielen Aufgabenstellung, die wir mit den Schülern an der Anlage bearbeiten, befassen sie sich auch in ihren Unternehmen“, sagt Lehrer Andreas Greck.

Er sieht darin auch einen interessanten Aspekt für die Firmen, die Material für die iLernfabrik 4.0 bereitgestellt haben: „Die Schüler arbeiten mit den Bauteilen und lernen sie kennen. Wenn sie sich im Berufsalltag für die Produkte eines Herstellers entscheiden müssen, dann greifen sie natürlich gerne auf diejenigen zurück, mit denen sie bereits gute Erfahrungen gemacht haben.“