Lernfabrik für globale Produktion

Immer mehr Produkte entstehen nicht mehr nur an einem Standort, sondern in weltweit verteilten Fabriken, die eng in einem Netzwerk zusammenarbeiten. Unternehmen müssen ihre Prozesse an diese neue Arbeitsaufteilung anpassen und Mitarbeiter entsprechend vorbereiten. Um diese, aber auch Studierende während ihrer Ausbildung praxisnah für diese Veränderungen zu qualifizieren, eröffnet das Karlsruher Institut für Technologie eine Lernfabrik für globale Produktion. Das Besondere: Es ist bisher die weltweit einzige mit diesem Schwerpunkt.

28. März 2016
Die Lernfabrik am WBK-Institut für Technologie bereitet Studierende und Unternehmen praxisnah auf die Produktion in weltweit verteilten Netzwerken vor. (Bild: WBK)
Bild 1: Lernfabrik für globale Produktion (Die Lernfabrik am WBK-Institut für Technologie bereitet Studierende und Unternehmen praxisnah auf die Produktion in weltweit verteilten Netzwerken vor. (Bild: WBK))

„Sage es mir, und ich werde es vergessen. Zeige es mir, und ich werde es vielleicht behalten. Lass es mich tun, und ich werde es können.“ So lautet ein Zitat von Konfuzius. „Für die Lehre bedeutet das: Studierende können Erlerntes besser behalten, wenn sie die Theorie direkt mit der Praxis verknüpfen können“, so Professorin Gisela Lanza, Mitglied der kollegialen Institutsleitung des WBK-Instituts für Produktionstechnik, das die Lernfabrik aufgebaut hat und betreibt.

Deshalb gewinnen Lernfabriken an Hochschulen immer mehr an Bedeutung. Sie bilden Teile oder komplette Produktionsabläufe eines Unternehmens so real wie möglich ab, mit Montagestationen und -arbeitsplätzen sowie Steuerelementen. „So können Studierende berufliche Handlungskompetenz entwickeln und in einer realitätsnahen Umgebung lernen, Herausforderungen in der Produktion selbstorganisiert zu lösen“, so Lanza.

Einzigartige Lernfabrik

Bisherige Lernfabriken thematisieren vor allem generelle Aspekte der Produktion, wie etwa Lean Management oder Ressourceneffizienz. Die Lernfabrik am WBK befasst sich jedoch als bisher einzige mit Herausforderungen, die charakteristisch für die Produktion in globalen Netzwerken sind.

So geht es zum einen darum, wie sich einzelne Standorte voneinander unterscheiden, etwa hinsichtlich technischer Ausstattung, Automatisierungsgrad, Kostenstruktur oder Mitarbeiterqualifikation. Zum anderen soll die Lernfabrik veranschaulichen, wie Akteure in einem globalen Produktionsnetz mit der vorhandenen Komplexität umgehen und Kompetenzen strategisch günstig auf die einzelnen Standorte verteilen können.

Die Lernfabrik am WBK besteht aus mehreren Montagestationen, an denen ein Elektromotor mit Getriebe entsteht. Die Auswahl des Produkts, das die Studierenden während der Kurse fertigen sollen, setzt strikte Bedingungen für den Aufbau der Lernfabrik, so Emanuel Moser, wissenschaftlicher Mitarbeiter am WBK: „Um ein reales Szenario zu schaffen, mussten wir ein Produkt aussuchen, das mit wenig Aufwand und Kosten in mehreren Varianten hergestellt werden kann und einen globalen Absatzmarkt hat.“

Der Elektromotor eignet sich sowohl aus Produkt- als auch aus Produktionssicht, denn er lässt sich leicht zusammenbauen. Gleichzeitig können die Montagestationen manuell oder automatisiert gestaltet werden. Diese sind in der Lernfabrik am WBK skalierbar: Die Studierenden können die manuellen und halbautomatischen Stationen sowie die vollautomatischen, flexiblen Roboter so einstellen, dass sie unterschiedliche Varianten produzieren und verschiedene Automatisierungsgrade umsetzen können.

„Beim Aufbau und der Umsetzung haben uns unsere Partnerunternehmen Bosch, Pilz, Bosch Rexroth, Balluff und Schunk sehr geholfen“, betont Moser. „Neben der materiellen Unterstützung in Form von Komponenten, Maschinen und Sensoren gaben sie uns wertvollen Input, um die Umsetzung der Lernfabrik so realitätsnah wie möglich zu gestalten.“

Praktische Ausbildung mit Theorie

Das WBK integriert die Lernfabrik ab dem Wintersemester 2016 in den Studienplan der Masterstudiengänge Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen am KIT. In den Kursen sollen die Studierenden eine lauffähige Produktion planen und betreiben. So müssen sie lokale Bedingungen wie Qualifikation der Mitarbeiter, Löhne, Mieten, rechtliche und politische Voraussetzungen in der Produktionsplanung berücksichtigen und deren Auswirkungen auf Liefertreue, Produktivität oder Qualitätsraten untersuchen.

Während der Kurse stellen die Kursleiter die Teilnehmer immer wieder vor in der Realität typische Herausforderungen, die diese selbstständig lösen sollen, wie etwa Materialfehler, Maschinenausfälle oder unregelmäßige Kundennachfragen.

Die theoretischen Grundlagen zum Lösen der Aufgaben erlernen die Studierenden selbstständig in einem E-Learning-Kurs: In sechs Modulen vermittelt ihnen dieser die nötigen Kenntnisse. Lern- und Praxisphasen wechseln sich kontinuierlich ab und die Lerneinheiten bereiten die Studierenden auf die jeweils folgenden Anwendungsphasen vor. In den Rollen von Mechanikern, Logistikern, Managern oder Kunden gestalten sie den Produktionsprozess entsprechend der gestellten Aufgabe.

Die Kursleiter beraten die Teilnehmer und helfen ihnen, wenn sie nicht weiterkommen. Um die Studierenden bestmöglich zu betreuen und mit ihnen zusammenzuarbeiten, ist die Teilnehmerzahl begrenzt. „So können wir das Verständnis für selbstständiges Handeln in globalen Produktionsnetzwerken besser vermitteln und fördern“, erläutert Moser.

Auch für Industrie interessant

Vor der ersten Lernveranstaltung zeigte das WBK Mitte Februar sein Konzept Mitgliedern der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktionstechnik. „Die Veranstaltung hat gezeigt, dass auch Industrie- und Forschungseinrichtungen die Lernfabrik für ihre berufliche Fortbildung nutzen können“, so Moser.

Deshalb möchte das WBK in Zukunft auch Trainings- und Weiterbildungsseminare für Industrieunternehmen anbieten, um sie auf die Anforderungen einer Produktion in globalen Netzwerken vorzubereiten. „Qualifizierte Mitarbeiter sind wichtig für den Erfolg der globalen Produktion. Deshalb ist es förderlich, dass sie sich in einem realistischen Wirtschaftsszenario auf Herausforderungen und Chancen vorbereiten können“, erklärt Gisela Lanza.