Die Digitalisierung der Produktion ermöglicht vor allem die Vernetzung von global verteilten Standorten. Am KIT gibt es eine weltweit einzigartige Trainingsumgebung, die Industrie 4.0 in der standortübergreifenden Fertigung erlebbar macht: die Lernfabrik Globale Produktion.
Juni 2018 – Industrie 4.0 ist einer der großen Trends im produzierenden Gewerbe, der sich auf allen Ebenen der Fertigung zeigt, in Anlagen und Prozessen, in Organisation und Aufgaben für die Mitarbeiter. Im Studium allerdings steht Digitalisierung noch viel zu selten auf dem Lehrplan. „Und wenn, dann sind die Ansätze meist zu theoretisch und wenig pragmatisch“, meint Gisela Lanza, Professorin am wbk Institut für Produktionstechnik des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT).
Lernfabrik mit einzigartigem Schwerpunkt
Deshalb hat das wbk in seinem produktionstechnischen Labor die Lernfabrik Globale Produktion aufgebaut: Hier können Studierende an einer realen Industriemontagelinie für Elektromotoren verschiedene Industrie 4.0-Anwendungen kennenlernen und ausprobieren. So können sie Montageschritte je nach Bedarf manuell oder automatisiert gestalten, es gibt ein dezentrales Sicherheits- und Steuerungssystem sowie eine Station zur Mensch-Roboter-Kollaboration. Das digitale Shop Floor-Management zeigt aufgenommene Daten und Informationen direkt auf und wertet sie gleichzeitig aus.
In der Lernfabrik probieren Studierende Technologien wie Industrieroboter, vollautomatisierte Fertigungsstationen und virtuellen Assistenzsysteme aus. | Quelle: Sandra Göttisheim/KIT
Dabei setzt die Lernfabrik am wbk einen einzigartigen Schwerpunkt: Sie ist bisher die weltweit einzige, die sich ausschließlich mit Herausforderungen befasst, die charakteristisch für die Produktion in globalen Netzwerken sind. „Immer mehr Produkte entstehen nicht mehr nur an einem Standort, sondern in weltweit verteilten Fabriken, die eng in einem Netzwerk zusammenarbeiten“, so Lanza. Deshalb lernen die Studierenden zum einen, wie sich einzelne Standorte voneinander unterscheiden, etwa hinsichtlich technischer Ausstattung, Automatisierungsgrad, Kostenstruktur oder Mitarbeiterqualifikation. Zum anderen soll die Lernfabrik aufzeigen, wie Akteure in einem globalen Produktionsnetzwerk mit der vorhandenen Komplexität umgehen und Kompetenzen strategisch günstig auf die einzelnen Standorte verteilen können. Das am wbk realisierte System ist dabei Teil eines globalen Produktionsnetzwerks und ist mit den wbk-Standorten in China, dem Global Advanced Manufacturing Institute und dem Advanced Manufacturing Technology Center, verbunden.
Wie passe ich ein Produktionssystem an lokale Bedingungen an?
Module in der Lernfabrik sind Teil der Masterstudiengänge Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen am KIT. „Studierende sollen in einer realitätsnahen Umgebung berufliche Handlungskompetenz entwickeln und lernen, Herausforderungen der modernen Produktion selbstorganisiert zu lösen“, so Lanza. Beispielsweise sollen sie den Automatisierungsgrad eines globalen Produktionssystems an die lokalen Bedingungen anpassen: „Die technische Ausstattung einzelner Standorte in einem Netzwerk unterscheidet sich mitunter stark voneinander. Ein Werk in China kann nicht unbedingt den gleichen Grad an Automatisierung umsetzen, wie ein Werk in Deutschland.“ In der Lernfabrik Globale Produktion können Studierende ausprobieren, welche Lösungen sich für welche Standorte am besten eignen, vom automatisierten Werkstücktransport bis hin zur Integration von Leichtbaurobotern zur Prozessverkettung. Die theoretischen Grundlagen hierfür vermittelt ihnen ein E-Learning-Kurs, der in sechs aufeinander aufbauenden Modulen die Themen Standort- und Prozessfaktoren, Produktionssteuerung, Qualitätsmanagement, Lieferantenentwicklung, Mensch-Roboter-Kollaboration und Sicherheitstechnik sowie Planung von Produktionsnetzwerken behandelt.
Die Studierenden lernen außerdem Grundlagen zu Themen wie Standort- und Prozessfaktoren, Produktionssteuerung, Qualitätsmanagement, Lieferantenentwicklung und vielem mehr. | Quelle: Sandra Göttisheim/KIT
Das wbk arbeitet in der Lernfabrik Globale Produktion eng mit der Industrie zusammen: Unternehmen wie Robert Bosch GmbH, Pilz GmbH & Co. KG, Balluff GmbH, Gefasoft GmbH, ioxp GmbH, Rüdenauer 3D Technology GmbH, ArtiMinds Robotics GmbH, Essert GmbH oder Kinexon GmbH unterstützen mit Komponenten, Maschinen und Sensoren, aber auch mit technischem Wissen, um die Lernfabrik so industrienah wie möglich zu gestalten. „Qualifizierte Mitarbeiter sind wichtig für den Erfolg der globalen Produktion“, sagt Gisela Lanza. „Deshalb ist es förderlich, dass sich Studierende schon früh in einem realistischen Szenario auf Herausforderungen und Chancen vorbereiten können.“
Dass der Karlsruher Ansatz Zuspruch findet, bestätigt neben den Studierenden unter anderen auch die Initiative „Deutschland – Land der Ideen“: Diese hat die Lernfabrik für Globale Produktion in ihrem gleichnamigen, bundesweiten Wettbewerb zu einem der „Ausgezeichneten Orte 2018“ ernannt. Bereits im Dezember 2016 hatte die „Allianz Industrie 4.0 Baden-Württemberg“ das produktionstechnische Labor und die Lernfabrik des wbk als einen der „100 Orte für Industrie 4.0 in Baden-Württemberg“ ausgezeichnet.
Beitragsbild: Die Lernfabrik befasst sich als weltweit einzige ausschließlich mit der Produktion in globalen Netzwerken und ist mit den wbk-Standorten in China verknüpft. | Quelle: Sandra Göttisheim/KIT
Mehr Informationen
Ansprechpartner
wbk Institut für Produktionstechnik
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Prof. Gisela Lanza
Institutsleiterin Produktionssysteme
Tel.: +49 721 608-44017
E-Mail: Gisela.Lanza@kit.edu
Dr. Nicole Stricker
Oberingenieurin
Tel.: +49 721 608-42444
E-Mail: Nicole.Stricker@kit.edu
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