Bessere Ausbildung statt Fachkräftemangel

Wie kann man Automatisierungstechnik erlernen? Am besten, indem man eine automatische Produktionsanlage aufbaut und programmiert. Aber kein Betrieb kann es sich leisten, seine Anlage, die er ja für die Fertigung benötigt, für Lehrzwecke zu verwenden. Daher hat es sich das Konstanzer Unternehmen Christiani zum Ziel gemacht, Bildungseinrichtungen und Unternehmen bei der Vermittlung technischer Bildung zu helfen, und zwar mit dem modularen Mechatronik-System (mMS).

Das modulare Mechatronik-System sieht aus und funktioniert wie eine echte Anlage. Es gibt Maschinen, Förderbänder, Sensoren und Roboter – alles wie bei einer richtigen Anlage, nur eben viel kleiner. Die Hochregallager enthalten keine schweren Werkstücke, sondern nur kleine Kunststoffteile. Das Förderband ist zwar schmal und der Roboter hebt nur Leichtgewichte, aber die Sortiereinheit kann Bauteile unterscheiden wie eine industrielle Einheit.

Die Steuerung basiert auf einer Simatic S7, im gesamten System ist moderne industrielle Sensorik integriert, und die IoT-Funktionen können über ein Dashboard gesteuert werden. Mit diesem modularen Mechatronik-System von Christiani können Unternehmen oder Bildungseinrichtungen auf kleinem Raum solide Kenntnisse in Automationstechnik und Mechatronik vermitteln – von den Grundlagen bis zu komplexen Themen der Industrie 4.0.

Schulung mit Software für Fabrikplanung und -simulation

Wie bei der Planung von realen Produktionsanlagen steht mittlerweile auch eine Lösung für Fabrikplanung und Simulation zur Verfügung. Damit können die Auszubildenden lernen, wie man eine Produktionsanlage plant und simuliert. Sie entwerfen, testen und simulieren den Aufbau zunächst in der virtuellen Umgebung, bevor sie sie zu einer realen Anlage umsetzen – genauso wie es in der Industrie ebenfalls gemacht wird.

Dieses System mit dem Namen mMS-Sim4edu basiert auf einer industriellen Software für Fertigungssimulation, und zwar dem System Visual Components, einem Hersteller aus Finnland, der weltweit zu den führenden Lieferanten von Fabriksimulationssoftware gehört. Mit Visual Components – und genauso mit mMS-Sim4edu – kann man eine Anlage bestehend aus Fabrikkomponenten, also Maschinen, Robotern, Förderbändern usw. entwerfen, planen und simulieren. Um einen schnellen Einsatz in der Ausbildung zu erreichen, wird die Software mit einer aufbereiteten Bibliothek ausgeliefert. Bei der industriellen Version von Visual Components enthält die Bibliothek Fabrikkomponenten namhafter Hersteller aus der Automationstechnik; im Fall der Schulungssoftware mMS-Sim4edu sind die Bibliothekskomponenten auf die Funktionsbaugruppen des Christiani mMS-Systems wie Roboterstationen, Sortiereinheiten, Hochregallager, Handhabungsgeräte und Förderbänder beschränkt. So simuliert beispielsweise der digitale Zwilling des mMS-Montageautomaten exakt das Verhalten des realen Montageautomaten. Alle physikalischen Grenzen der realen Baugruppe sind im Computermodell abgebildet.

Probleme früher erkennen und vermeiden

So können die Auszubildenden rasch und einfach Layouts erstellen, indem sie die Komponenten aus der Bibliothek direkt in die 3D-Umgebung ziehen und kompatible Komponenten wie Förderbänder mithilfe der Plug&Play-Funktion verbinden. Anschließend können sie den Ablauf der gesamten Anlage am Bildschirm simulieren und den Durchsatz unterschiedlicher Varianten vergleichen, die Größe von Puffern berechnen, die exakte Platzierung von Robotern festlegen usw. Ganz allgemein: Mit der Software von Visual Components können die Auszubildenden lernen, wie man einen digitalen Zwilling einer Anlage aufbaut und mit ihm alle möglichen Probleme früher erkennt und vermeidet.

Die Ergebnisse der Simulation können die Auszubildenden als Simulationsstatistiken mit Linien-, Flächen-, Balken- oder Kreisdiagrammen darstellen. Im Statistik-Dashboard können sie individuelle Simulationsdaten erstellen, ändern und visualisieren. Und wenn eine fundiertere Analyse erforderlich ist, können Simulationsdaten einfach in PDF- oder Microsoft-Excel-Datenformate exportiert werden. Auszubildende können ihre Lösungen auch als Video, 3D-PDF-Datei, 2D-Zeichnungen oder auch in Virtual Reality-Modellen präsentieren.

Praxisorientierte Ausbildung dank Profi-Software

Christiani ist es gelungen, mit Visual Components einen der weltweit führenden Anbieter von Fabrikplanungs- und simulationssoftware als Partner zu gewinnen. Der Stammsitz von Visual Components ist in Finnland; die Lösungen sind seit über 20 Jahren weltweit im Einsatz, bei größeren Unternehmen wie Kuka, DHL oder Agco (Fendt) genauso wie bei zahlreichen kleineren Firmen. Die Software von Visual Components ist einfach zu benutzen, visuell und leistungsstark. Mit ihr können Aufgaben und Tätigkeiten aus dem realen Umfeld in die digitale Umgebung übertragen werden. Die Auszubildenden können in einer vernetzten Umgebung Fertigungslösungen entwickeln, testen und simulieren. Fazit: Mit mMS-Sim4edu erhalten sie eine praxisorientierte Ausbildung.