Ziele

• Grundsätzlicher Überblick über die Kernaspekte der neun Module
• Typische betriebliche Herausforderungen produzierender Unternehmen im Kontext der Digitalisierung und Industrie 4.0 kennenlernen
• Methoden zum Identifizieren und Visualisieren aktueller Optimierungspotenziale kennen und anwenden können
• Die innerhalb der Simulation entdeckten Herausforderungen den kommenden acht Modulen zuweisen können und gelernt haben, welche betrieblichen Herausforderungen mit welchem Modul gelöst werden können.

 

Inhalte

• Digitalisierung: Vorstellung betrieblicher Herausforderungen im Kontext der Digitalisierung und Bezug zu folgenden Modulen.
• Industrie 4.0: Herkunft und Charakteristika der Industrie 4.0 sowie Erläuterung notwendiger Kernbegriffe zur Vereinheitlichung des Sprachgebrauchs.
• Prozessanalyse: Bedeutung und Notwendigkeit der Prozessanalyse im Kontext von Industrie 4.0.
• Prozesssimulation: Durchführung einer Prozesssimulation mit den Teilnehmenden.
• Aufnahme der Ausgangssituation: In Anlehnung an die Wertstrommethode wird die Ausgangssituation in mehreren Gruppen erarbeitet und erste Produktions- und Prozesskennzahlen werden ermittelt.
• Bewertung des Prozesses: Analyse und Bewertung des Prozesses hinsichtlich Potenziale im Kontext der acht Module.
• Prozessgestaltung: Gestaltung zukünftiger Prozesse anhand von Gestaltungsrichtlinien, die zu Lösungen der kommenden sieben Module führen.
• Diskussion der Ergebnisse: Diskussion der erarbeiteten Ergebnisse mit Bezug zu den noch anstehenden Modulen.

Ziele

• Rechtliche Rahmenbedingungen zum Datenschutz 
• Grundlegende Fragen des geistigen Eigentums 
• Information über die allgemeine, aktuelle Bedrohungslage bzgl. Cybersicherheit 
• konkrete Bedrohungen bzw. Risiken für ein Unternehmen identifizieren.
• einen Schwachstellen-Scanner für die Analyse von Schwachstellen in einer vorhandenen IT-Infrastruktur einsetzen
• IT-Sicherheitsmaßnahmen definieren und deren Umsetzung planen.

 

Inhalte

• IT-Sicherheit in Produktionsumgebungen
  • Lagebild bzw. aktuelle Bedrohungslage Cybersicherheit
  • Identifizieren der Risken und Ableitung von Maßnahmen nach dem PDCA-Prinzip (plan, do, check, act)

• Netzwerkanalyse, Angriffe & Absicherung
  • Grundlagen der Netzwerkanalyse (Schwachstellenscan)
  • Angriffsszenarien auf Netzwerkkomponenten
  • Sicherheitsvorfall einer Verschlüsselung
  • Grundlagen einer Basis-Sicherheit (Passwortmanagement, Verschlüsselungen etc.)

• Rechtliche Rahmenbedingungen
  • Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO)
  • Geistiges Eigentum und KI
  • KI-Verordnung (EU AI Act)

Big Data

Ziele

Nach Abschluss dieses Workshops kennen die Teilnehmenden ein systematisches Vorgehen zur Datenanalyse sowie die hierfür am Markt erhältlichen Tools. Ebenso besitzen sie einen Überblick über potenzielle Einsatzmöglichkeiten von Datenanalyse in produzierenden Unternehmen sowie Grundkenntnisse in der Anwendung von Tools zur Datenanalyse.

Inhalte

• Grundlegende Begriffe der Data Science
• Grundlagen der Datenanalyse anhand der Phasen des „CRoss-Industry Standard Process for Data Mining” (CRISP-DM)
  • Business Understanding (Geschäftsverständnis)
  • Data Understanding (Datenverständnis)
  • Data Preparation (Datenvorbereitung)
  • Modeling (Modellierung)
  • Evaluation (Evaluierung)
  • Deployment (Bereitstellung)
  • Anwendungsmöglichkeiten und Potentiale von Datenanalyse in produzierenden Unternehmen anhand des „Internet of Production” (IoP) Frameworks
  • Überblick über Tools zur Datenanalyse
  • Exemplarische Analyse eines Datensatzes Einsatzmöglichkeiten im industriellen Umfeld

 

Remote Service, Condition Monitoring & Predictive Maintenance

Ziele

Die Teilnehmenden kennen digitale Remotesysteme und die Einsatzmöglichkeiten durchgängiger Service-Lösungen zur gezielten Optimierung im Smart Maintenance Bereich.

Inhalte

• Grundlagen der Netzwerktechnik
• Begriffsdefinitionen Remote Service
• Technischer Überblick 
• Fehlerlokalisierung über Remote Service
• Aufbau und Konfiguration einer Remote-Verbindung (VPN-Verbindungen)
• Realtime Analytics:
  • Echtzeitüberwachung am Beispiel des DMG MORI Messengers
  • Hardwarevoraussetzungen in der Maschine
  • Sicherheit in produzierenden Unternehmen Aufbau und Konfiguration einer Remote-Verbindung (VPN-Verbindungen)

 

AR- und VR-Technologien

Ziele

• Was ist VR/AR?
• Welche Bestandteile hat eine 3D-Szene und woher kommen die Daten?
• Ein- und Ausgabegeräte – Auswahl geeigneter Hardware
• Anwendungsmöglichkeiten und Grenzen von VR/AR in der Produktionstechnik

Inhalte

• Grundlagen der VR/AR-Technologien (3D-Szene, Hardware, Software)
• Anwendungsbeispiele entlang des Produktlebenszyklus (Produktentwicklung, Prozessgestaltung, Wartung, Qualitätsmanagement, Montageunterstützung, Schulung/Training, Demontage, … )
• Erkunden verschiedener VR- und AR-Hardware
• Umsetzungsempfehlungen für die Praxis
• Erstellen einer eigenen kleinen VR- oder AR-Anwendung

 

Computer Aided Design (CAD): 

Ziele

Die Teilnehmenden erhalten Grundkenntnisse im Umgang mit einem CAD-System und können einfache Einzelteile konstruieren sowie das Potenzial von CAD-Daten im Kontext von Industrie 4.0 nutzen. Weiterhin werden die Notwendigkeit von Produktdatenmanagement (PDM) vermittelt und grundlegende Arbeitsabläufe behandelt.

 Inhalte

• Einführung in CAD und die Konstruktionsumgebung
• CAD als Desktop- und Cloudanwendung
• Referenzgeometrie
• Skizzentechnik und Fehlerbehebung bei der Skizzenerstellung
• Features für Solidmodellierung, Freiformflächen
• Datenformate und Schnittstellen
• Synchronous vs. Historienbasiertes Konstruieren
• Zeichnungserstellung

 

• Automatisierung von CAD-Modellen (Parametrik, generatives Design)
• Baugruppenerstellung und -strategien (Top-Down/Bottom Up), Artikel und Stücklisten
• Workflow und Versionierung von CAD-Daten
• Projektverwaltung und Zusammenarbeit im Engineering

 

Computer Aided Manufacturing (CAM):

Ziele

Die Teilnehmenden lernen die Anwendung und Vorteile von CAM-Systemen kennen. Sie haben einen eingehenden Überblick über CAx-Techniken und können diese bei der CAD-Modellerstellung berücksichtigen.

Inhalte

• Fertigungsverfahren und deren Auswirkungen auf die Konstruktion
• Grundlagen der Programmierung und notwendige Vorbereitungen
• Geometriedefinitionen an 3D-Modellen und 2D-Zeichnungen
• Bearbeitungsstrategien und Abfolge in der CAM-Programmierung
• Automatisierung bei der Programmierung (Featureerkennung, Restmaterialbearbeitung)
• Simulation erstellter Werkzeugwege von subtraktiven und additiven Verfahren
• Rapid Prototyping Auswirkungen auf die Konstruktion
• Trends im Bereich CAx

 

Computer Aided Planning (CAP):

Ziele

Die Teilnehmenden kennen Begriffe, Aufgaben, Zusammenhänge und Auswirkungen der Produktionsplanung.
Sie kennen die Funktionen von Planungs- und Steuerungswerkzeugen sowie von Manufacturing Execution System (MES) und wissen um die Möglichkeit, mit diesen Systemen neben der Planung und Steuerung, Daten zu sammeln und Prozesse zu analysieren.

Inhalte

• Begriffe, Aufgaben, Funktionen und Abgrenzung von ERP, MDE, BDE und MES
• Nachhaltige Fertigungs- und Prozessplanung
• Verwendung von PPS-Systemen in der Termin- und Kapazitätsplanung
• Prozesse visualisieren und lenken (Dokumentenmanagement, Energiemanagement, Auditmanagement)
• Konstruktionsdaten für die Teilefertigungs- und Montageanweisungen
• Digitale Prozesse, digitale Arbeitspläne
• Auftragsüberwachung, Maßnahmenmanagement

 

Computer Aided Quality (CAQ):

Ziele

Die Teilnehmenden kennen Begriffe, Zusammenhänge und Auswirkungen eines integrierten Qualitätsmanagement-Systems.

Inhalte

• Begriffe, Aufgaben, Funktionen und Bedeutung von einem integrierten Qualitätsmanagement im MES
• Messen im Prozess
• Informationen zur ISO 9001:2015
• Fertigungsprüfung
• Prüfmittelmanagement
• Identifikation und Dokumentation qualitätsrelevanter Daten
• Prüfplanung
• Erfassung von Prüfdaten
• Auswertung von CAQ-Daten
• CAQ im digitalisierten Umfeld der eingesetzten Systeme/Schnittstellen

Ziele

Ziel der Schulung ist es, den Teilnehmenden fundiertes Wissen im Bereich der additiven Fertigung zu vermitteln und die Besonderheiten im Vergleich zu anderen (konventionellen) Fertigungsverfahren aufzuzeigen. Dies umfasst das Verständnis für die richtigen Bauteile und Anwendungsfälle sowie die Grundlagen im Design.

 

Inhalte

• Einstieg in AM (detailierte Erläuterung der einzelnen Prozessschritte)
• Gegenüberstellung Polymere- und Metall-3D-Druck
• Druckverfahren für den industriellen Einsatz
• Vor- und Nachteile von AM (Wirtschaftlichkeit)
• Datenaustausch

 

• Design für AM (im Vgl. zur konventionellen Fertigung)
• Simulation (Was wird simuliert und Wieso?)
• Konstuktions-/Designübungen
• Einsatzgebiete/-Möglichkeiten in Berufsschulzentren

Fertigungsprozesse digital vernetzen:

Ziele

Die Teilnehmenden lernen Industrie 4.0 als ein realisierbares Gesamtkonzept kennen. In dieser neuen Generation der vernetzten Fertigung unterstützen intelligente Maschinen und intelligente Werkzeuge Mitarbeitende bei immer komplexer werdenden Aufgaben.

 

Inhalte

• Einführung in Industrie 4.0
  • Historie und Herausforderungen
  • Von der Automatisierungspyramide zu RAMI 4.0
  • OPC UA und andere Standards auf dem Shopfl oor
  • Data Spaces zur Vernetzung von Wertschöpfungsketten (Catena-X, Factory-X u.a.)

•  Maschinen- und Prozessüberwachung mittels maschineninhärenter Daten
  • Datenakquise aus der Steuerung
  • Datensynchronisation
  • Datenaufbereitung und -ablage
  • Algorithmen für die Datenauswertung

• Maschinen- und Prozessüberwachung mittels intelligenter Komponenten
  • Sensorintegration/Bauformen intelligenter Komponenten
  • Kabellose Datenübertragung und Energieversorgung

• Einführung in die Steuerungstechnik
  • Grundlegendes Prinzip inindustrieller Steuerungen und derctechnischen Kognition (Einlesen, Verarbeiten,cAusgeben - EVA)
  • Modulare/fähigkeitsbasierte Steuerungen (SPS, Robotersteuerung) – flexibel applizierbare Robotersteuerungen
  • Vernetzung von Anlagensteuerungen zur Realisierung flexibler Prozessketten
  • Digitale Modelle/Digitaler Zwilling

• Versuchsfeldrundgang
  • Erklärung des Weges einer typischen Prozesskette (3D-Druck, Transport, Zerspanen, Vermessung, Montage)
  • Maschinen und ihre zugehörigen Steuerungen
  • Bedienung von Robotern (verschiedene Arten)
  • Datenakquise und -darstellung
  • Demo Prozessüberwachung mittels smartTOOL (und ggf. inhärenter Daten)

 

Robotik:

Ziele

Die Teilnehmenden sind in der Lage, Roboter in Systeme zu integrieren. Sie kennen die verschiedenen Arten und wissen wie und warum man welchen Robotertyp auswählt. Die Teilnehmenden lernen den Vorgang der Offline und Online-Programmierung sowie die Möglichkeiten der Schnittstellen und deren Anbindung kennen. Die Teilnehmenden lernen Robotik als Beispiel für cyber-physiche Systeme kennen und begreifen den Nutzen im Kontext von Industrie 4.0.

Inhalte

• Robotersysteme und Kinematiken
• Nutzbereiche Roboter
• Aufbau Robotersystem
• Leistungsmerkmale von Roboter
• Kooperierende und Kollaborierende Roboter
• Simulation bis zur Programmierung (digitaler Zwilling)
• Roboter als CPS
• Nutzen von Robotern im Kontext von Industrie 4.0 und dem Fachkräftemangel

Ziele

Die Teilnehmenden sind in der Lage, typische Buzzwords in Relation zu einander zu setzen. Des Weiteren haben sie verschiedene KI-Tools und deren Einsatzmöglichkeiten kennengelernt und können KI-Anwendungsfälle in Unternehmen identifizieren.

Inhalte

• KI allgemein
  • Begriffe (Super-AI, General-AI, Narrow-AI, Machine Learning, Big Data, etc.)
  • Einsatzszenarien & Mehrwert u. a. für die Fertigung (Predictive Maintenance, Object Recognition/Tracking, Logistics-Optimization, Assistance Systems, etc.)

• Maschinelles Lernen
  • Problemtypen (Klassifizierung, Regression, etc.)
  • Lerntypen (Supervised, Unsupervised)
  • Algorithmen (Neuronale Netze, Evolutionäre Algorithmen, K-Means, Reinforcement Learning, etc.)

• Muster erkennen & optimieren
  • Datenaufbereitung & Modellbildung

Ziele

Die Teilnehmenden lernen die Grundlagen von cyber-physischen Systemen (CPS) und Industrie 4.0 kennen und begreifen die Bedeutung der Steuerungstechnik als Basistechnologie für CPS, sie

• kennen spezifische Fachbegriffe aus der Steuerungstechnik,
• haben Kenntnis über unterschiedliche Varianten der Vernetzung,
• kennen verschiedene Möglichkeiten für Datenerfassung, -austausch sowie für -speicherung und -verarbeitung,
• haben die Potenziale der automatischen Energie-, Qualitäts- und Zustandsüberwachung kennengelernt,
• verstehen die Chancen der (übergreifenden) Auswertung von Daten,
• kennen das Konzept von Retrofitting zur Vernetzung älterer Maschinen.

 

Inhalte

 

• Definition cyberphysischer Systeme (CPS)
• Integration von Standardkomponenten in cyberphysische Systeme (CPS)
• Erfassung verschiedener Datentypen,
• Signalübertragung (Busklemmentechnik, Feldbus)
• Schnittstellen, Protokolle, Bussysteme (z.B. EtherCAT)
• Einführung und Anwendung – Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS),
• Programmierung nach IEC61131-3 (FUP, ST)
• Zusammenfluss von Sensorik, Aktorik und Steuerung
• Identifikationssysteme (RFID, QR)
• Anwendungsmöglichkeiten, -beispiele und -potenziale von RFID
• Internet of Things (IoT)
• Cloud-Technologie
• Retrofitting nicht vernetzter Systeme
• Plug-and-Produce
• Big Data und (Realtime)-AnalyticsMonitoring von Energieverbrauch, Produkt- und Fertigungsqualität, Maschinenzustand
• Mensch-Maschine-Interaktion (HMI, VR, mobile Geräte)
• Engineering von cyber-physischen Systemen

Ziele

Am Ende dieser Lerneinheit sollen die Teilnehmenden

• die kennengelernten Aspekte auf das eigene berufliche Umfeld übertragen können.
• in der Diskussion mit Fachkollegen verschiedene Ansätze und Meinungen kennenlernen und sich damit auseinandersetzen.
• erkennen, in welchen Bereichen die Seminarreihe wertvolle Ansätze für die Zusatzqualifikation von Auszubildenden bieten kann.

 

Inhalte

• Chancen und Risiken: Untersuchung des sozi-ökonomischen Spannungsfeldes zwischen Mensch, Maschine und Ökonomie.
• Optimierungspotentiale: Identifikation von Optimierungspotentialen und Kosten-Nutzen-Relationen.
• Arbeits- und Organisationsgestaltung: Veränderungen in der Arbeits- und Organisationsgestaltung im Zuge der Digitalisierung.
• Interdisziplinarität und Kollaboration: Förderung der Interdisziplinarität und Kollaboration im Arbeitsprozess.
• Digitalisierungsprozesse: Problemlagen und Herausforderungen bei Digitalisierungsprozessen.
• Neue Technologien: Einsatz neuer Technologien zur Verbesserung der Produktivität und Ergonomie am Arbeitsplatz.
• Ergonomische Arbeitsplatzgestaltung: Gestaltung produktivitätssteigernder und ergonomischer Arbeitsplätze.
• Substituierbarkeit durch KI und Digitalisierung: Untersuchung der Substituierbarkeit von Tätigkeiten und Arbeitsbildern durch KI und Digitalisierung.