Technische Schule Aalen —

Smart Factory
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Industrie 4.0: Eine technische Revolution durch Entwicklung, Wissen und Qualifikation

In der industriellen Produktion vollzieht sich ein Trend zu einem höheren Informationsgrad auf allen Produktionsebenen. Die Sensoren, Maschinen und ganze Produktionssysteme werden intelligenter und kommunizieren untereinander sowie mit den Menschen über verschiedenste Schnittstellen.

Hierdurch entstehen Potenziale für eine flexiblere, schnellere und effizientere Produktion.

Die Smart Factory 4.0 der TS-Aalen bildet diese neuen Entwicklungen ab und stellt die Informationen Schülern, Studenten, Lehrern sowie Interessierten aus der Wirtschaft zur Verfügung.

Glossar
AbLaV Verordnung zu abschaltbaren Lasten
Clean Production vorsorgender, betriebsspezifischer Umweltschutz
Condition-Based-Maintenance Zustandsbedingte Instandhaltung
Condition Monitoring Zustandsüberwachung, regelmäßige oder permanente Erfassung des Maschinenzustandes
DSM Demande side Management, Lastmanagement, Laststeuerung
Effective Maintenance effektive Wartung
EMAS Eco-Management and Audit Scheme, kontinuierliches Verbessern der Umweltleistung mithilfe eines standardisierten Management-Systems
EnWG Energiewirtschaftsgesetz
ERP Enterprise-Resource-Planing, unternehmerische Aufgabe, Ressourcen im Sinne der Unternehmensaufgabe rechtzeitig und bedarfsgerecht zu planen und zu steuern
Incident-Based-Maintenance Ereignisbasierte Wartung
IO-Link Intelligentes Sensor/Aktor-Interface
IPsec Sicheres Internetprotokoll
ISP-Cloud Cloud eines Internet-Service-Providers
MES Manufacturing Execution System, Produktionsleitsystem
ODBC Open Database Connectivity, offene Datenbankschnittstelle
OPC UA Open Productivity Connection – Universal Architecture
Offene Kommunikationsschnittstelle zwischen automatisierungstechnischen Komponenten
PDCA-Zyklus-Methode Plan – Do – Check – Act (Planen – Tun – Überprüfen – Umsetzen) vierphasiger Problemlösungsprozess der Qualitätssicherung
Peak Shaving Stromspitzenauslösende Verbraucher
PLM Product Lifecycle Management Produktlebenszyklusmanagement Konzept zur Integration aller Informationen im Verlauf des Lebenszyklus eines Produktes
PdM Predictive Maintenance, vorausschauende Instandhaltung
QR-Code Quick-Response-Code, 2D-Code
RFID Radio Frequency Identification
SCM Supply Chain Management
SFM Supply Flour Management
Smart Grid intelligentes Stromnetz, Vernetzung und Steuerung von Stromerzeugern, Stromspeichern, elektrischen Verbrauchern und Netzbetriebsmitteln in Energieübertragungs- und -verteilungsnetzen zur effizienten und zuverlässigen Sicherstellung der Energieversorgung
Smart Maintenance intelligente Wartung
Smart Metering intelligenter Zähler, zeigt den tatsächlichen Energieverbrauch und die tatsächliche Nutzungszeit an, ist in ein Kommunikationsnetz eingebunden
SOA Service Orientated Architecture
SQL Structured Query Language
VPN Virtual Private Network

Bildungsgänge mit verankerten Industrie 4.0 Technologien an der Technischen Schule Aalen

Die Technische Schule Aalen ist eine der größten gewerblichen Schulen im Regierungspräsidium Stuttgart und dient sehr vielen Klein- und Mittelständischen Unternehmen im Ostwürttembergischen Raum als Aus- und Weiterbildungszentrum, speziell in den Bereichen der Elektrotechnik, Mechatronik und Maschinentechnik.

Die Smart Factory 4.0 wird in den folgenden Bildungsgängen zum Einsatz kommen:

Fachschulen

  • Fachschule für Elektrotechnik
  • Fachschule für Automatisierungstechnik/Mechatronik
  • Fachschule für Maschinentechnik

Berufsschulen

  • Elektroniker für Automatisierungstechnik
  • Elektroniker für Betriebstechnik
  • Mechatroniker
  • Industriemechaniker
  • Produktionstechnologe
  • Fachinformatiker für Anwendungsentwicklung
  • Fachinformatiker für Systemintegration

 

Die Technische Schule Aalen wird aufgrund ihrer hohen Fachkompetenz im Umfeld von Industrie 4.0 auch im Kompetenzatlas der ALLIANZ Industrie 4.0 Baden Württemberg im Bereich Wissenschaft, Forschung und Technologische Entwicklung geführt.

Highlights und Ausstattung

Grundlagenlabor CP-Lab

Das Grundlagenlabor CP-Lab hat die Aufgabe, die Lernenden, aufbauend auf den klassischen Inhalten der Steuerungs- und Automa­tisierungs­technik, in die Industrie 4.0 Technologien einzuführen.

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Showroom

Der Showroom „Industrie 4.0“ der Technischen Schule Aalen befindet sich im zentralen gelegenen Eingangsbereich A des beruflichen Schulzentrums in Aalen.

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Cyber-Physical-Factory

Die Cyber-Physical-Factory (CPF) der Technischen Schule Aalen bildet die sechs großen Technologie­felder von Industrie 4.0 in einer realen Anlage ab:
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Aktuelle Projekte

CP Factory TS Aalen – Fa. Zeiss

Um die Herausforderungen im Bereich der Ausbildung 4.0 möglichst praxisnah zu vermitteln, ist die enge Zusammenarbeit in der dualen Ausbildung unumgänglich.

Im Rahmen der Kooperation von Technischer Schule Aalen mit den Ausbildungspartnern in der Region wurde das Projekt „Smart Factory – Industrie4.0“ mit der Fa. Zeiss gestartet. Dabei werden die zukünftigen Technologien und Kommunikationsmöglichkeiten parxisnah realisiert. Zielsetzung für die kommenden Jahre wird sein die CP-Factory der Technischen Schule Aalen mit weiteren Ausbildungpartnern (Ausbildungsbetriebe, Hochschule, Schulen) zu vernetzen und mit gemeinsamen Projekten eine innovative und praxisnahme Ausbildung zu sichern.

… Details zum Projekt

Entwicklung eines webbasierten SCADA-Systems für die SmartFactory 4.0

Für die SmartFactory 4.0 der TS Aalen wird im Rahmen einer Technikerarbeit ein webbasiertes SCADA-System mit einer WebFactory-Entwicklungsumgebung zu realisiert.

… Details zum Projekt

Pädagogisches / didaktisches Konzept

Die Technische Schule Aalen ist die größte gewerbliche Schule im Regierungspräsidium Stuttgart und dient sehr vielen Klein- und Mittelständischen Unternehmen im Ostwürttembergischen Raum als Aus- und Weiterbildungszentrum, speziell in den Bereichen der Elektrotechnik, Mechatronik und Maschinentechnik. Das Thema „Industrie 4.0“ ist daher in vielen Bildungsgängen verankert.

Die Umsetzung aller relevanten Inhalte zu „Industrie 4.0“ wird in dem nachfolgend beschriebenen 3-stufigen pädagogischen Konzept mit dem jeweiligen lehrplanspezifischen Tiefgang und Niveau realisiert.

Stufe 1: Modulares Produktionssystem (MPS)

Anhand des MPS werden die Grundlagen der Steuerungs-, Regelungs- und Automatisierungstechnik erlernt. Eine einfache Vernetzung der MPS-Station ist ebenfalls möglich.

Stufe 2: Cyber-Physical-Lab (CP-Lab)

Die am MPS erlernten Grundlagen werden nun um klassische „Industrie 4.0“ Inhalte erweitert. Hierzu gehören u.a. die OUC-Vernetzung über Ethernet, Identifikationstechnologien wie RFID oder QR, SOA-Techniken und deren Kommunikationsarchitektur sowie die Anbindung an ein einfaches MES- und Datenbanksystem.

Mittels CP-Lab setzen wir auch die Szenarien 2-6 („Flexible Fertigung“, „MES/ERP“, „Service und Instandhaltung“, „Energiemanagement“ und „Vernetzung und IT-Security“) der vom KM neu erstellten Handreichung zu Industrie 4.0 für berufliche Schulen praxisnah um.

Stufe 3: Cyber-Physical-Factory (CP-Factory)
An der realen Industrie 4.0-Lernfabrik werden alle bisher erlernten Inhalte in der Ganzheitlichkeit trainiert und nachhaltig vertieft. Dabei kommen sämtliche entwickelte und erlernte Soft- und Hardwarekomponenten zum Einsatz. Die Handhabung mittels eines modernen MES-Systems rundet den Gesamtprozess ab.

An der CP-Factory planen wir zukünftig alle Szenarien der Handreichung zu Industrie 4.0 praxisnah umzusetzen.

Ebenfalls ist aktuell die Anbindung der CP-Factory mit unseren Kooperationspartnern geplant.

Über alle 3 Stufen aller Bildungsgänge hinweg werden wir die Inhalte „Industrie 4.0“ modular und objektorientiert aufbauen um somit modulare und flexible Fertigungssysteme realisieren zu können. Dies beginnt bei einer modulorientierten Hardware und mündet in eine objektorientierte Softwarearchitektur. Durch diesen professionellen und absolut zeitgemäßen Ansatz können wir unsere Lernfabrik jederzeit flexibel anpassen und auch für zukünftige Produkte und Technologien offenhalten.

Partner

Gemeinsam verfolgen wir zum Beispiel folgende Zielsetzungen:

  • Intensive Kooperation und Ergänzung der Ausbildung durch Verknüpfung von Schule und Betrieb über z.B. gemeinsame Ausbildungsprojekte und Technikerarbeiten.
  • Industrie 4.0 nicht nur in Soft- und Hardwarelösungen, sondern auch in deren Philosophie weiter zu beschreiben, zu entwickeln und darzustellen, sowie Schulungsinhalte pädagogisch, didaktisch und methodisch zu erarbeiten und umzusetzen.
  • Ausnutzung von Synergien durch gemeinsame Projekte, Weiterbildungsveranstaltungen oder Verzahnung von Berufschulausbildung und Hochschulausbildung