Zukunftstechnologie 4.0: An der Feintechnikschule schon „lange“ angekommen.

Überregionale Tagung an FTS

Am 09. und 10.03.2020 fand an der Staatlichen Feintechnikschule mit Technischem Gymnasium eine überregionale Lehrerfortbildung unter der Leitung der Fachberater Herrn Grießhaber, Regierungspräsidium Freiburg, und Herrn Hörner, Regierungspräsidium Stuttgart, statt. Herr Hörner wie auch zwei Firmenvertreter wurden kurzfristig in Corona Quarantäne versetzt. Dennoch konnte die Veranstaltung „Entwicklungstendenzen der Automatisierungstechnik“ an der Feintechnikschule stattfinden.

Viele namhafte Firmen schickten ihre Referenten zur Gestaltung der zweitägigen Tagung, um die neuesten Entwicklungen in der Automatisierungstechnik zu präsentieren.

So hielt Dr. Walz, Inhaber der Firma GEWATEC, einen Vortrag zur Digitalisierung der Produktion im Rahmen der Industrialisierung 4.0. Die Firma GEWATEC ist ein führender Anbieter von ERP- und MES-Software für den fertigenden Mittelstand, bei welchem I4.0 längst begonnen hat, denn sämtliche Produkte sind bereits dafür vorbereitet.

Auch für die Staatliche Feintechnikschule, in der die Industrierevolution 4.0 ebenfalls schon längst begonnen hat, hat sich die Firma GEWATEC bei der Entwicklung der Industrie 4.0 Lernfabrik sehr engagiert.

Die Firma Siemens mit ihren Referenten Herrn Lössner und Herrn Gaul berichteten über Neues aus dem TIA-Portal V16, die virtuelle Inbetriebnahme mit NX Mechatronic Concept Designer und Neues von SCE. „Das Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) ermöglicht den vollständigen Zugriff auf die gesamte digitalisierte Automatisierung von der digitalen Planung über integriertes Engineering bis zum transparenten Betrieb. TIA Portal ist damit der perfekte Zugang zur Automatisierung im Digital Enterprise. Im Rahmen der Digital Enterprise Suite komplettiert es neben PLM und MES das ganzheitliche Angebot von Siemens für Unternehmen auf dem Weg zu Industrie 4.0.“ „Der Mechatronics Concept Designer bietet eine End-to-End-Lösung, die eine interdisziplinäre Zusammenarbeit, die Wiederverwendung des vorhandenen Wissens, eine kürzere Markteinführungszeit und eine fundiertere Entscheidungsfindung durch die Evaluierung vom Konzept bis zur Produktion ermöglicht.“

Herr Zimmermann, Inhaber der Firma IMSIMITY, stellte die „XR (Extended Reality) im Zeitalter der Digitalisierung - der Digital Twin der Lernfabrik der Feintechnikschule Schwenningen“ vor. „Der CYBER-CLASSROOM ist eine digitale Lernumgebung, die Unsichtbares sichtbar und erlebbar macht. Die Lernsoftware besteht aus Virtual Reality (VR)-Lernmodulen, die gemeinsam mit Partnern in einem offenen Innovations-Prozess entwickelt wurden und für alle Hardwaremöglichkeiten, wie 3D -TV, 3D -Beamer, VR -Brillen oder interactive Whiteboards, lokal sowie online zur Verfügung stehen. Die Lernenden erkunden den komplexen Wissensstoff immersiv und interaktiv.“ „Die Virtual Reality (VR) App CyberClassroom togo ermöglicht u.a. virtuelle Chemieexperimente durchzuführen, die chemischen Reaktionen und Verbindungen in Echtzeit zu erleben und dabei die Grundlagen der Theorie intuitiv zu erfahren. Ohne Aufwand für den Versuchsaufbau und ohne Gefahren“ wird diese bereits im Chemieunterricht am Technischen Gymnasium der Staatlichen Feintechnikschule erfolgreich angewandt.

„SIMIT für den Unterricht“ hieß das Thema, das Herr Wiedmann präsentierte. „Die Simulationsplattform SIMIT ermöglicht umfassende Tests von Automatisierungsapplikationen und bietet eine realitätsnahe Trainingsumgebung für Anlagenfahrer noch vor der realen Inbetriebnahme. Dies schafft Möglichkeiten zur Prozessoptimierung und Erfahrungssicherung, was die Inbetriebnahme beschleunigt und die Time-to-Market deutlich verkürzt und führt insgesamt zu mehr Effizienz in allen Lebensphasen von Fertigungs- und Prozessanlagen.“

Die Firma Beckhoff Automation, die aktuell bei der Entwicklung des Beatmungsgeräts CoronaVent hilft, stellte mit ihren Referenten Herrn Megerle und Herrn Golz die „Entwicklung von SPS-Software mit VisualStudio (TwinCAT und C#)“ und das „Einfache mechatronisches Modell für den I4.0 Unterricht“ vor. „Beckhoff bietet für alle Bereiche der Automatisierung umfassende Systemlösungen in verschiedenen Leistungsklassen an. Die Steuerungstechnik ist skalierbar – vom leistungsfähigen Industrie-PC bis zur Mini-SPS – und lässt sich optimal der Anwendung anpassen. Die Automatisierungssoftware TwinCAT integriert Echtzeitsteuerung mit SPS-, NC- und CNC-Funktionen in einem Paket.“

Herr Baur informierte über das „Entwickeln von objektorientierten C# Applikationen für die Automatisierungstechnik im Kontext von Industrie 4.0“, während Herr Wohlfahrt von der Firma SEW fragte, welchen Einfluss die Digitalisierung auf die duale Ausbildung habe und den DriveRadar® vorstellte, der ein Ansatz von SEW-EURODRIVE für ein ganzheitliches digitales Abbild von Antriebskomponenten und Systemlösungen ist. „Das Ziel von DriveRadar® ist es, anhand bereits vorhandener Daten, welche beim Betrieb von SEW-EURODRIVE-Antriebssystemen erfasst werden, den Zustand von Produkten, Maschinen und Anlagen zu bestimmen. Über moderne Datenanalyseverfahren (Machine Learning) lässt sich mittels eines digitalen Zwillings eine genaue Prognose zu einem sich anbahnenden Schaden abgeben. Damit ermöglicht es DriveRadar® ungeplante Ausfälle und Störungen im Betriebsablauf zu verhindern, Verschleiß zu erkennen und Stillstandzeiten zu minimieren.“

Von der Firma FESTO stellte der Referent Herr Schietinger ein einfaches webbasiertes MES für den Unterricht 4.0 vor. „Als Innovationsführer in der Fabrik- und Prozessautomatisierung hat Festo neben der technischen Lösung immer auch den Menschen im Blick, der die Anlagen bedient. Mit den Lernsystemen von Festo Didactic bilden Schulen und Universitäten, überbetriebliche Einrichtungen und Unternehmen weltweit die Spezialisten von morgen aus.“

Die „Prozesssteuerung aus der Cloud“ war das Thema von Herrn Aberle und Herrn Jerg, Referenten der Firma SICK Simatic Edge. Mit dem Edge Management System kann der Zustand jedes verbundenen Gerätes überwacht sowie Edge-Apps und Software-Funktionen auf den gewünschten Edge-Geräten aus der Ferne installiert werden. Das Edge Management System ist darüber hinaus Zugang zu unzähligen Edge-Applikationen mit der Anbindung an ein Ökosystem aus global verfügbaren Apps. Die Verwaltung via Cloud ermöglicht die zentrale Verwaltung von weltweit verteilten Edge-Geräten.

Am Schluss der zweitägigen Fortbildung informierte Prof. Dr. Reich von der Hochschule Furtwangen über „Machine Learning in der Automatisierungstechnik“. Grundidee von Machine Learning ist es, Lösungen für bestimmte Aufgaben nicht mehr durch klassisches Engineering zu erarbeiten und in einen Algorithmus zu überführen. Vielmehr soll der gewünschte Algorithmus anhand beispielhafter Prozessdaten erlernt werden. Auf diese Weise lassen sich Modelle trainieren und damit bessere oder leistungsfähigere Lösungen erzielen. Für die Automatisierungstechnik erschließt dies neue Möglichkeiten und Optimierungspotenziale etwa in puncto Predictive Maintenance, Selbstoptimierung von Prozessabläufen oder eigenständige Erkennung von Prozessanomalien.

Die Hochschule Furtwangen bietet als moderne und forschungsstarke Hochschule Bachelor und Masterstudiengänge mit innovativen Studienkonzepten an und ist Partner der Feintechnikschule im Bereich SIA (Schüler-Ingenieur-Akademie), die jährlich für die 12. Klasse des Technischen Gymnasium an der FTS stattfindet. SIA steht für ein Kooperationsmodell von Schule, Hochschule und Wirtschaft. Sie fördert naturwissenschaftlich/technisch interessierte Schülerinnen und Schüler der gymnasialen Oberstufe. Professoren und betriebliche Führungskräfte leiten die Übungen und Projekte, Pädagogen der Gymnasien begleiten die Kurse. Zum Abschluss der SIA erhält jeder Teilnehmer ein Zertifikat. Qualifikationen wie Teamfähigkeit, Projektmanagement, professionelles Dokumentieren und Präsentieren werden ebenfalls vermittelt.

Natürlich sollte auch die Kultur nicht fehlen und so bot sich ein Besuch des Heimat- und Uhrenmuseums an, dessen Schwerpunkt auf der Heimat- und Kulturgeschichte Schwenningens und der Umgebung liegt und durch ein gemeinsames Abendessen im Irish-Pub Villingen-Schwenningen am ersten Abend abgeschlossen wurde.

Bericht: Kirsten Rocholl
Bild: Bernd Grießhaber, Feintechnikschule

April 2020 (Veröffentlichung)