ETAEMA 4.0
Automatisierungstechnik und Elektromaschinenbau meets Industrie 4.0
Die Digitalisierung hat das Anforderungsprofil im Bereich Automatisierungstechnik sowie im Elektromaschinenbau verändert. Das Elektro Technologie Zentrum (etz) Stuttgart identifizierte, wie sich die Digitalisierung auf die überbetriebliche Ausbildung der Elektroniker/-innen auswirkt.
Die Nutzung innovativer Kommunikationstechnologien sowie der Fernzugriff auf automatisierte Anlagen sind nur zwei von vielen Beispielen, wie die Digitalisierung Einzug in den Berufsalltag von Elektroniker/-innen der Fachrichtungen Automatisierungstechnik (EAT) sowie Maschinen und Antriebstechnik (EMA) hält. Von den zukünftigen Fachkräften wird nicht nur die Beherrschung innovativer Technologien verlangt, sondern auch die Fähigkeit, das Wissen stets dem neuesten Stand anzupassen. Eine Schlüsselrolle kommt dabei den überbetrieblichen Bildungsstätten zu, da diese einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung der Selbstlernkompetenz und des Praxiswissens der Auszubildenden leisten. Mit dem Projekt „ETAEMA 4.0“ soll daher die überbetriebliche Ausbildung für die Elektroniker/-innen mit den genannten Fachrichtungen mit digitalen Technologien angereichert werden.
Ziele
Das Projektteam hatte sich zum Ziel gesetzt, die Auswirkungen der Digitalisierung auf die Tätigkeitsfelder der beiden genannten Ausbildungsberufe zu erfassen. Daraus sollten Bedarfe für die überbetriebliche Ausbildung definiert und Lerninhalte abgeleitet werden. Ein besonderer Fokus lag dabei auf der unter der Bezeichnung „Industrie 4.0“ bekannten Vernetzung von Produktionsanlagen innerhalb eines Betriebs bis hin zur Vernetzung von Zulieferern, Dienstleistungsanbietern und Unternehmen des produzierenden Gewerbes.
Projektschritte
Die Umsetzung des Projektziels erfolgte durch mehrere Arbeitspakete:
- In Fachgesprächen erfasste das Projektteam die konkreten Auswirkungen der Digitalisierung auf die Ausbildungsberufe EAT und EMA.
- Basierend auf diesen Ergebnissen wurden die relevanten neuen Aufgabenfelder definiert und potentiellen Kundenaufträgen Lernfelder zugewiesen.
- Das Projektteam entwickelte anhand der Kundenaufträge Lernmaterialien und Lerninhalte. Dabei wurden die technologischen sowie die methodisch-didaktischen Vorgaben des übergeordneten Lernarrangements berücksichtigt.
- Neben Konzept und Fachinhalten wurden auch die digitale Lerninfrastruktur und die neu gestalteten Lernräume erprobt.
- Die Projektergebnisse wurden auf Tagungen und in einem Fachbeitrag der Öffentlichkeit präsentiert.
Projektergebnisse
- Ausstattung der Lernräume mit digitalen Lernmedien
- Entwicklung und Erprobung eines methodisch-didaktischen Ansatzes zur Integration digitalisierungsrelevanter Inhalte für die überbetriebliche Ausbildung der Elektroniker/-innen
- Transfer über Medienbausteine
Im Projekt wurde ein besonderer Fokus daraufgelegt, den jeweiligen Lernraum mit innovativen Lernmedien auszustatten. So kamen sowohl analoge Elemente wie Modellaufbau und Montagewand als auch virtuelle wie Simulationen zum Einsatz. Unterteilt wurde der Unterrichtsraum in eine „Learning Area“ und eine „Working Area“, um einen schnellen Wechsel zwischen Lernen auf der Lernplattform und Montagearbeiten zu ermöglichen. Bei den Arbeiten in der Working Area wurden Tablets genutzt, damit die Auszubildenden auch in den Praxisphasen auf Inhalte im Internet oder auf die Online-Ausbildungsplattform (ueba.elkonet.de) zugreifen konnten. Räumliche Gegebenheiten wurden so gestaltet, dass Kollaboration jederzeit möglich war. Das Projektteam achtete dabei nicht nur auf die Vernetzung diverser Endgeräte, den Einsatz digitaler Medien, sondern auch auf die Möglichkeit, eine Vielzahl unterschiedlicher Sozialformen zu ermöglichen. Durch den Einsatz eines „Video Robots“ konnten Lerninhalte sichtbar gemacht und für Wiederholungsphasen im Lernprozess gesichert werden.
In der Erprobung der überbetrieblichen Ausbildungslehrgänge wurde deutlich, dass die praktische Umsetzung des Konzeptes „überbetriebliche Ausbildung 4.0“ vom Ausbildungspersonal ein hohes Maß an Medienkompetenz verlangt. Aus diesem Grund muss auch das Ausbildungspersonal die neuen Unterrichtsmedien in ihrer didaktischen Funktion selbst erfahren und lernen, um einzelne Elemente im Lernszenario (Raumperipherie, Technologieinseln, Lerntechnologie, kollaborative, analoge und digitale Arbeitsmethodik) lernförderlich miteinander zu verbinden. So können neue Vorgehensweisen eingeübt und damit die Potenziale ausgeschöpft werden.
Medienbausteine
Die fünf Videosequenzen zeigen, wie das etz Stuttgart im Projekt ETAEMA 4.0 das Thema Digitalisierung in den beiden Elektroberufen umsetzte.
Ausgewählte Sequenzen können auch von den beruflichen Schulen und den ausbildenden Betrieben eingesetzt werden, um die Verzahnung von überbetrieblicher, fachtheoretischer und betrieblicher Ausbildung in den digitalisierungsrelevanten Lerninhalten zu unterstützen.
Vorbereitung auf die überbetriebliche Ausbildung 4.0
Ein Test der modernen Präsentationsmedien und Netzwerkzugänge sowie die Bereitstellung der Hardware sind ebenso wichtig, wie die inhaltliche und zielgruppenspezifische Vorbereitung. Damit stellt das Ausbildungspersonal eine reibungslose Durchführung der überbetrieblichen Ausbildungswoche sicher.
Analysephase für Komponenten des Fernzugriffs
Über die Nutzung der Konferenzfunktion der digitalen Tafel erarbeiten sich die Auszubildenden gemeinsam Lösungsmöglichkeiten für den Fernzugriff auf die automatisierte Anlage. Die Nutzung der Präsentationsmedien eröffnet vielfältige Möglichkeiten und trägt zum Lernerfolg der Auszubildenden bei.
Planung einer automatisierten Anlage mit Visualisierung und Fernzugriff
Die Lernplattform unterstützt die Planungsphase. Die Auszubildenden erarbeiten unter anderem Arbeitspläne, Materialpläne und Angebote für eine selbst zu erstellende, SPS-gesteuerte Anlage mit Visualisierung und Fernzugriff.
Durchführung am Beispiel vernetzter Rolltorsteuerungen
Gemeinsam im Team vernetzen Auszubildende die Steuerungen ihrer Rolltore und richten anschließend für die Bedienung dieser eine Smartphone-Visualisierung ein. Bereits im Schaltungsaufbau werden die Auszubildenden durch Tablets digital unterstützt, die den Zugang zur Lernplattform ermöglichen.
Auswertung und Fachgespräch mit digitalen Helfern
Auch in der Schlussphase der Ausbildungswoche, z.B. bei der Rechnungstellung, unterstützen mobile Endgeräte und die Lernplattform die Auszubildenden. Mobile Endgeräte, die digital erstellte Dokumentation und moderne Technologien im Schaltschrankaufbau sind Gegenstand des gemeinsamen Fachgesprächs.