Im Oktober 2018 startete unter der Schirmherrschaft von Ministerpräsident Armin Laschet das Projekt “NRWgoes.digital”. Bei dem auf 3.5 Jahre ausgelegten Projekt handelt es sich um eine landesweite Qualifizierungsoffensive zur Digitalisierung im dualen System. Ausbildungspersonal aus den Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus, Lehrkräfte der technisch-gewerblichen Berufskollegs und Auszubildende im Maschinenbau sind damit die Zielgruppen dieses Projektes.

 

Im Wesentlich umfasst das Projekt drei Bausteine:

 

Der erste Baustein sieht eine Fortbildungsoffensive für 600 Ausbildungsverantwortliche und Lehrkräfte zu relevanten Themen im Kontext der Digitalisierung vor. Dabei soll jeder Teilnehmende an einem Schulungsumfang von 5 Wochen teilnehmen. Dafür wurden  innovative Schulungspartner aus Industrie, Forschung und Bildung gewonnen.

Der zweite Baustein besteht aus der Entwicklung von digitalen Lernmedien, die inhaltlich auch unter der Berücksichtigung der Teilnovellierung der Ordnungsmittel für die Ausbildung in den Metall- und Elektroberufen erstellt werden.

Das neu erworbene Wissen sollen die Lehrkräfte an insgesamt 65 beruflichen Schulen mit Hilfe der neuen Materialen im dritten Baustein im Rahmen der Zusatzqualifikation “Digitale Fertigungsprozesse“, die einem Umfang von  220 Unterrichtseinheiten hat, an insgesamt ca. 2.000 Auszubildende weitergeben.

 

 

Die Bausteine

1. Fortbildungsoffensive für Lehrkräfte und Ausbildungspersonal

Die im Kontext von Industrie 4.0 ganzheitliche und interdisziplinäre Kompetenzen sollen an die Multiplikatoren vermittelt werden, um ihnen den Prozess und die Teilprozesse entlang der Wertschöpfungskette eines Produktionsnetzwerks der Smart Factory zu verdeutlichen.

 

Folgende 8 Module werden in 25 Schulungstagen vermittelt:

  • Prozessanalyse
  • IT Security
  • Smart Maintenance
  • CAx-gestützte Fertigung
  • Additive Manufacturing
  • Vernetzte Fertigungssysteme
  • Intelligente Produktion mit CPS
  • Arbeit 4.0: Organisation von Arbeitsprozessen

 

2. Entwicklung von (digitalen) Lernmaterialien

Die Entwicklung der neuen Lernmaterialien erfolgt in zwei Stufen:

  1. Entwicklung von Schulungsmaterialien mit dem Fokus auf eine hohe Fachlichkeit (Nutzergruppe: Lehrkräfte und AusbilderInnen)
  2. Entwicklung von didaktisch aufbereiteten Arbeitsmaterialen mit dem Fokus auf konsequente Handlungsorientierung (Nutzergruppe: SchülerInnen / Auszubildende)

In die Entwicklung der Materialien fließt neben dem Know-how der Schulungspartner auch kontinuierlich die Expertise und der Input der Lehrkräfte und AusbilderInnen aus den Fortbildungen mit ein.

Sämtliches Material wird in MLS (Mobile Learning Systems) digital zur Verfügung gestellt.

 

3. Zusatzqualifikation “Digitale Fertigungsprozesse”

Mit dem Wissen aus den Fortbildungen und begleitet und unterstützt durch das (digitale) Lernmaterial wird von den Lehrkräften an (fast) allen Berufskolleg in NRW die Zusatzqualifikation “Digitale Fertigungsprozesse” vermittelt.

Die Zusatzqualifikation beinhaltet einen Umfang von 220 Stunden.

Zielgruppe dieser Zusatzqualifikation sind ambitionierte Auszubildende technisch-gewerblicher Berufe des Maschinen- und Anlagenbaus. Mit der Zusatzqualifikation wird jungen Menschen die Möglichkeit gegeben, sich entlang der Wertschöpfungskette die Prozesse einer Smart Factory zu erarbeiten und sich damit einzigartiges Fachwissen für die zukünftigen Veränderungen im Sinne der Industrie 4.0 anzueignen.

Neben den klassischen Präsenzveranstaltungen sollen bewusst für die Zielgruppe ganz neue und innovative Lehr- und Lernformen angewendet werden, z. B. durch Einbindung von digitalen Medien, orts- und zeitungebundenen Projektarbeiten und Webinaren.

Es wird angestrebt, dass die teilnehmenden Auszubildenden zusätzlich zu ihrem Berufsabschluss ein IHK-Zeugnis “Zusatzqualifikation | Digitale Fertigungsprozesse” erhalten.

Damit soll an die Ergebnisse und Erfahrungen aus dem Projekt Zusatzqualifikation “Digitale Fertigungsprozesse angeknüpft werden, in dessen Rahmen bereits mit drei Industrie- und Handelskammern in NRW (Ostwestfalen zu Bielefeld, Nord Westfalen, Mittlerer Niederrhein) entsprechende Rechtsvorschriften auf den Weg gebracht wurden.

 

Die Module im Detail

 

Themenbereiche: - Methoden der Prozessanalyse - Exemplarische Ermittlung von Produktionskennzahlen - Potentiale der Prozessoptimierung - Technologiebausteine zur Prozessoptimierung
Themenbereiche: - Angriffsszenarien auf Automatisierungstechnik - Absicherung von Netzwerkinfrastruktur - Aktuelle Bedrohungslage und mögliche Schutzmaßnahmen für Produktionsanlagen - Identifikation von Schwachstellen - Technische und organisatorische Maßnahmen für die IT-Sicherheit - Darstellung und Ermittlung möglicher zukünftiger Schutzkonzepte für Industrie 4.0
Themenbereiche: - Grundlagen der Datenanalyse, Tools zur Datenanalyse - Datenprotokolle, - Datenbereinigung - Data-Mining - Darstellung und Interpretation der gewonnenen Erkenntnisse - (Realtime) Analytics - Anwendungsbeispiele von Big Data - Datenanalyse mehrerer Maschinen - Internet of Things (IoT) und Big Data - Energiemanagement Smart Maintenance (Remote Service) - Aufbau und Konfiguration einer Remote -Verbindung (VPN-Verbindungen) - Fehlerlokalisierung über Remote Service - Kommunikationsmöglichkeiten im Remote Service (Bild, Sprache, Text) - Prozess des Remote Services (z.B. Server, Client, Router, VPN, IP, Subnet) - Realtime Analytics - Online-Schulungen und Online -Anwenderunterstützung als Dienstleistung - IT Security beim Remote Service Smart Maintenance (Condition Monitoring & Predictive Maintenance) - Condition Monitoring in der Fertigung (intern und extern) - Big Data zur Fehler Schwachstellenerkennung in Systemen zur Prozessoptimierung - Predictive Maintenance zur Vorbeugung von Ausfallzeiten - Zustandsorientierte Instandhaltung - Filtern und Interpretieren von aussagekräftigen Parametern (Zustandsgrößen) - Energieüberwachung / Powermonitoring M Smart Maintenance (AR/VR-Technologie) - Einsatzpotentiale von AR- / VR - Technologien im Smart Maintenance - Grafische Anweisungen zur Instandhaltung direkt am realen Objekt - Inspektion und Instandhaltung mit Augmented Reality (AR) - Begleitete Programmierung einer ersten eigenen Applikation - Umsetzungsempfehlungen für Mixed Reality Anwendungen in der Praxis - Service-Schulungen - Dokumentation von Instandhaltungstätigkeiten - Erstellen von Manuals für die Instandhaltung
Themenbereiche: Termin- und Kapazitätsplanung - Fertigungsplanung / Produktionsprozessplanung - Bereitstellung von Konstruktionsdaten für die Teilefertigungs- und Montageanweisungen - Digitale Arbeitspläne - Auftragsüberwachung - Verwendung von PPS-Systemen - Begriffe, Aufgaben, Funktionen und Abgrenzung von ERP, MES und BDE - CAx-integrierte Fertigung (Computer Aided Design (CAD)) - Drag & Drop von Features - Fehlererkennung und -behandlung in Skizzen und Features - Einführung in die Baugruppenerstellung (Bottom-Up-Verfahren) - Verwendung von Normteilen - Erstellung von Baugruppenzeichnungen: Ansichten generieren, .... - Formate für Datentransfer - Umgang mit Produktdatenmanagementsysteme (PDM) - Product Life Cycle Management (PLM) - Digitaler Zwilling - CAx-integrierte Fertigung (Computer Aided Manufacturing (CAM)) - Anwendung verschiedener Bearbeitungsarten / Jobtypen - Geometriedefinitionen an 3D-Modellen und 2D-Zeichnungen - Simulationsarten - Restmaterialbearbeitung - Grundlagen der Mehrseitenbearbeitung - Werkzeugtypen und Werkzeugkataloge - CAx-integrierte Fertigung (Computer Aided Quality (CAQ)) - CAQ im gesamten Produktionsprozess - Identifikation und Dokumentation qualitätsrelevanter Daten - Im-Prozess-Messen - Auswertung von CAQ-Daten - Prüfmittelmanagement - Digitale Prüfpläne - Verknüpfung von CAQ-Systemen mit MES- und ERP-Sys
Themenbereiche: Fertigungsverfahren - Technologische Möglichkeiten und Grenzen - Vor- und Nachteile in Bezug auf konventionelle Fertigung - Wirtschaftlichkeitsbetrachtung (z. B. bei Losgröße 1) - Aufbereitung der CAD-Daten für die additive Fertigung - Konstruktionsregeln und Bauteilorientierung - Digitale Erstellung und Dokumentation der Unterlagen - Slicing der CAD-Daten - Richtungsabhängige Festigkeitswerte und Bauteileigenschaften - Hilfsstoffe / Stützmaterial - Nachbearbeitung - Bauteilprüfung - Einflussfaktoren auf Qualität / Maßhaltigkeit / Reproduzierbarkeit - Arbeits- und Umweltschutzmaßnahmen - Prozessparameter, Prozessführung
Themenbereiche: Grundlegender Überblick über Sensortypen - Mikrosensorik / Smart Sensors / Aktoren - Erfassung verschiedener Datentypen - Kommunikation zwischen Produkt und Produktion - Anwendungsmöglichkeiten und -potenziale von RFID, NFC und QR-Codes - SPS - Signalübertragung (Busklemmentechnik, Feldbus) - Servotechnik Funktions- und Bauweise einer SPS - Soft- und Hard-SPS - Strukturierter Text - Ausblick auf höhere Programmiersprachen - Internet of Things (IoT) - Protokolle - Bussysteme - Hierarchien in vernetzten Systemen - Schnittstellen zwischen Systemkomponenten, OPC UA - Vernetzung zwischen Teilsystemen - Prozessmodellierung und –simulation - Konfiguration und Parametrierung von Systemen - Signalverläufe und –strukturen - Zentrale und dezentrale Steuerung / Assistenzsysteme Robotersysteme und –kinematiken- Erstellen von Roboterprogrammen - Inbetriebnahme von Robotern - Programmbezogene Störungsbehebung - SPS Anbindung, Start von Programmen im Automatikbetrieb - Simulation bis zur Programmierung - Schnittstellen und Ankopplung von I/O - EtherCAT Datentransfer aus CAM in CNC (PP) - Maschineneinrichtung - Programmsimulation - Toolmanagement - Netzwerkstruktur und Netzwerkeinbindung von Maschinen und Systemen - Digitale Prozessdokumentation - Nutzung von Smart Devices zur Prozesssteuerung und –überwachung - CAQ im Produktionsprozess / Messen im Prozess - Optimierung des Produktionsprozesses (Production Optimizing) - Erhöhung der Prozesssicherheit und Performance - Maschinendatenerfassung (MDE) und Datenanalyse - Bearbeitungssystem, Materialflusssystem und Informationssystem als Bestandteile einer flexib-len Fertigungszelle - Vernetzung flexibler Fertigungszellen zum flexiblen Fertigungssystem - Applikationen für das „Connecting Machining“ (z. B. CELOS) - Einbindung von Industrierobotern, Palettensystemen, Handhabungsfunktionen in den Produkti-onsprozess
Themenbereiche: Definition von cyber-physischen Systemen - Installation, Simulation und (virtuelle) Inbetriebnahme - Energiemanagement - Betrieb und Monitoring - Drahtgebundene und / oder drahtlose Kommunikationsnetze - Netzwerktechnik - Integration von Standardkomponenten in cyber-physische Systeme - Zusammenfluss von Sensorik, Aktorik und Steuerung - Autonome Systeme in der Produktion - Schnittstellen oder Protokolle - Mensch-Maschine-Interaktion - Plug & Produce - Augmented Reality (AR) - Cloud-Technologien - Integration von Robotersystemen - Sicherheit in CPS
Themenbereiche: Chancen und Risiken des sozi-ökonomischen Spannungsfeldes zwischen Mensch, Maschine und Ökonomie - Identifikation von Optimierungspotentialen / Kosten Nutzen-Relation - Veränderungen in der Arbeits- und Organisationsgestaltung - Interdisziplinarität und Kollaboration im Arbeitsprozess - Einsatz kollaborativer / humanoider Robotersysteme - Problemlagen und Herausforderungen bei Digitalisierungsprozessen - Neue Technologien zur Verbesserung der Produktivität und Ergonomie am Arbeitsplatz - Produktivitätssteigernde und ergonomische Arbeitsplatzgestaltung

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