Die Modell­fa­brik Boden­see an der Hoch­schu­le für Tech­nik, Wirt­schaft und Gestal­tung (HTWG) in Kon­stanz hat sich der For­schung in den Dis­zi­pli­nen Lean Pro­duc­tion, Digi­ta­li­sie­rung und Indus­trie 4.0 ver­schrie­ben. In ver­schie­de­nen Work­shops wer­den die Teil­neh­mer auf die ver­netz­te Arbeits­welt vor­be­rei­tet. Gleich­zei­tig wird durch die Gewin­nung neu­er Erkennt­nis­se die vier­te indus­tri­el­le Revo­lu­ti­on vor­an­ge­trie­ben. Seit der Geburts­stun­de der Modell­fa­brik im Win­ter­se­mes­ter 2013/2014 ist die­se ste­tig gewach­sen: Zusätz­lich zu einer rein mecha­ni­schen und einer digi­ta­li­sier­ten Pro­duk­ti­ons­li­nie sind die Mus­ter­fa­brik Indus­trie 4.0 und ein moder­ner Lehr- und Lern­tisch ent­stan­den. Bei der Kon­struk­ti­on der ver­schie­de­nen Betriebs­mit­tel set­zen die Ver­ant­wort­li­chen auf das Pro­fil­rohr­sys­tem D30 von Item.

Pro­duk­ti­ons- und Mon­ta­ge­vor­gän­ge aus der Lean-Per­spek­ti­ve direkt am prak­ti­schen Bei­spiel erfah­ren: Mit die­sem Ziel rief Prof. Dr.-Ing. Cars­ten Schley­er, Pro­fes­sor für Wert­schöp­fungs­sys­te­me im Stu­di­en­gang Wirt­schafts­in­ge­nieur­we­sen an der HTWG, vor rund vier Jah­ren ein Labor zum The­ma Lean Pro­duc­tion ins Leben. Die Stu­die­ren­den der Fakul­tät Maschi­nen­bau soll­ten im Rah­men von Work­shops selbst Opti­mie­run­gen an einer Pro­duk­ti­ons­li­nie vor­neh­men, um so das Prin­zip der „schlan­ken Fer­ti­gung“ in einem prak­ti­schen Kon­text ken­nen­zu­ler­nen und zu ver­ste­hen. Dazu muss­te das ver­wen­de­te Arbeits­platz­sys­tem leicht umzu­bau­en sein, aller­dings ohne dabei Kom­pro­mis­se bei der Sta­bi­li­tät ein­zu­ge­hen. Außer­dem soll­te es leicht zu hand­ha­ben und mit sys­tem­frem­den Kom­po­nen­ten kom­pa­ti­bel sein. Die Wahl fiel auf das Pro­fil­rohr­sys­tem D30 des Lean Pro­duc­tion Sys­tem­bau­kas­tens von Item, da die Lösung sämt­li­che Anfor­de­run­gen erfüllt.

Smart, praxisnah, innovativ

Dem Sche­ma des ers­ten Lean Labors fol­gend wur­de eine zwei­te Pro­duk­ti­ons­li­nie kon­stru­iert, die im Gegen­satz zu ihrem Vor­bild zusätz­lich mit digi­ta­len Kom­po­nen­ten aus­ge­stat­tet wur­de. „Die um Sen­so­ren und Dis­plays ergänz­te Mon­ta­ge­li­nie soll­te Auf­schluss dar­über lie­fern, wie sich der Lean-Gedan­ke mit der Digi­ta­li­sie­rung ver­bin­den lässt und wel­che Syn­er­gie­ef­fek­te ent­ste­hen“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Cars­ten Schley­er. Bei der Kon­struk­ti­on der Arbeits­sta­tio­nen, an denen die Bau­tei­le eines Motors zunächst kom­mis­sio­niert und anschlie­ßend mon­tiert wer­den, wur­de wie­der­um auf das Pro­fil­rohr­sys­tem D30 zurück­ge­grif­fen. Die Vor­tei­le lie­gen nach Ansicht von Prof. Dr.-Ing. Schley­er klar auf der Hand: „Anpas­sun­gen, zum Bei­spiel unter ergo­no­mi­schen Gesichts­punk­ten, kön­nen die Teil­neh­mer schnell und unkom­pli­ziert selbst vor­neh­men“, erklärt Schley­er.

Edboard verknüpft Theorie und Praxis

Damit sind die Anwen­dungs­mög­lich­kei­ten des Pro­dukt­port­fo­li­os aber noch nicht erschöpft. Auch bei einer wei­te­ren Ent­wick­lung der HTWG kommt das Pro­fil­rohr­sys­tem D30 zum Ein­satz: Das soge­nann­te edboard – ein Lehr- und Lern­tisch rund um den The­men­schwer­punkt Indus­trie 4.0 und Digi­ta­li­sie­rung – besteht aus einem magne­ti­schen, in der Tie­fe beweg­li­chen White­board, einer Arbeits­plat­te mit robus­tem Alu­mi­ni­um­rah­men sowie Befes­ti­gun­gen für Moni­to­re und Com­pu­ter. Durch die ergo­no­mi­sche Höhen­ver­stel­lung ist ein Arbei­ten sowohl  im Sit­zen als auch im Ste­hen mög­lich. „Mit dem edboard las­sen sich Lehr­in­hal­te aus den Berei­chen Mikro­pro­zes­sor-, Auto­ma­ti­sie­rungs- und Kom­mu­ni­ka­ti­ons­tech­nik ein­fach und über­sicht­lich ver­mit­teln – und dank des lösungs­ori­en­tier­ten Sys­tems ohne einen zeit­rau­ben­den Auf- und Abbau“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Schley­er. Der gro­ße Vor­teil: Auf dem White­board las­sen sich Ver­net­zungs­auf­ga­ben skiz­zie­ren und infor­ma­ti­ons­tech­ni­sche Vor­gän­ge durch ent­spre­chen­de Modu­le visua­li­sie­ren. Auf die­se Wei­se wer­den Theo­rie und Pra­xis effi­zi­ent ver­knüpft und nicht-greif­ba­re infor­ma­ti­ons­tech­ni­sche Vor­gän­ge der Digi­ta­li­sie­rung ver­ständ­lich gemacht. Davon pro­fi­tie­ren nicht nur Schu­len.

Der Weg zu Industrie 4.0

Auch beim jüngs­ten For­schungs­pro­jekt führt die HTWG die erfolg­rei­che Geschäfts­be­zie­hung mit Item fort. Die Arbeits­sta­tio­nen der inter­na­tio­na­len Mus­ter­fa­brik Indus­trie 4.0 sind eben­falls aus den Kom­po­nen­ten des Pro­fil­rohr­sys­tems D30 gebaut. Bei die­sen Sta­tio­nen han­delt es sich nicht um Stan­dard­kon­struk­tio­nen, son­dern um spe­zi­ell nach den Vor­ga­ben der HTWG ent­wi­ckel­te Arbeits­plät­ze – mit Item las­sen sich auch sol­che Pro­jek­te schnell und ein­fach rea­li­sie­ren. Die inter­na­tio­na­le Mus­ter­fa­brik Indus­trie 4.0 ist ein gemein­sa­mes, län­der­über­grei­fen­des For­schungs­pro­jekt drei­er Bil­dungs­ein­rich­tun­gen. Im Mit­tel­punkt steht die Fra­ge, wel­che Maß­nah­men Unter­neh­men ergrei­fen müs­sen, um den Ansprü­chen von Indus­trie 4.0 gerecht zu wer­den. Dafür arbei­ten die mit­ein­an­der ver­netz­ten Modell­fa­bri­ken zusam­men an der Pro­duk­ti­on eines cyber-phy­si­schen Sys­tems in Form eines Modell­fahr­zeugs. Eine Beson­der­heit ist, dass das Pro­dukt vom Kun­den in diver­sen Vari­an­ten zusam­men­ge­stellt und indi­vi­du­ell kon­stru­iert wer­den kann. An der HTWG wer­den die Zulie­fer­tei­le in der Pro­duk­ti­ons­stra­ße mon­tiert. „Für die Zukunft sind Work­shops für exter­ne Teil­neh­mer geplant. Wir möch­ten Beschäf­tig­ten zei­gen, wel­che Vor­tei­le Indus­trie 4.0 bie­tet. Denn sie bedeu­tet nicht Arbeits­platz­ver­nich­tung, son­dern Ent­las­tung des knap­pen Fach­kräf­te­po­ten­zi­als“, erklärt Prof. Dr. Mar­cus Kurth.