ISBN Industrielle Metallberufe AUSBILDUNG GESTALTEN Umsetzungshilfen aus der Reihe „AUSBILDUNG GESTALTEN“ unterstützen Ausbilderinnen und Ausbilder, Berufsschullehrerinnen und Berufsschul- lehrer, Prüferinnen und Prüfer sowie Auszubildende bei einer effi zienten und praxisorientierten Planung und Durchführung der Berufsausbildung und der Prüfungen. Die Reihe wird vom Bundesinstitut für Berufsbildung herausgegeben. Die Inhalte werden gemeinsam mit Expertinnen und Experten aus der Ausbildungspraxis erarbeitet. Bundesinstitut für Berufsbildung Robert-Schuman-Platz 3 53175 Bonn Telefon (02 28) 1 07-0 Internet: www.bibb.de E-Mail: ausbildung-gestalten@bibb.de In d u st ri el le M et al lb er u fe KURATORIUM DER DEUTSCHEN WIRTSCHAFT FÜR BERUFSBILDUNG KWB AUSBILDUNG GESTALTEN Industrielle Metallberufe ▪▪ Anlagenmechaniker/Anlagenmechanikerin ▪▪ Industriemechaniker/Industriemechanikerin ▪▪ Konstruktionsmechaniker/Konstruktionsmechanikerin ▪▪ Werkzeugmechaniker/Werkzeugmechanikerin ▪▪ Zerspanungsmechaniker/Zerspanungsmechanikerin © 2018 by Bundesinstitut für Berufsbildung, Bonn ISBN: 978-3-8474-2255-6 (Print) ISBN:978-3-96208-082-2 (PDF) Diese Netzpublikation wurde bei der Deutschen Nationalbibliothek angemeldet und archiviert. urn:nbn:de: Internet: www.bibb.de/de/84062.php Der Inhalt dieses Werkes steht unter einer Creative-Commons-Lizenz (Lizenztyp: Namensnennung – Keine kommerzielle Nutzung – Keine Bearbeitung – 4.0 Deutschland). Weitere Informationen finden Sie im Internet auf unserer Creative-Commons- Infoseite www.bibb.de/cc-lizenz. Herausgeber: Bundesinstitut für Berufsbildung, Bonn Robert-Schuman-Platz 3 53175 Bonn Internet: www.bibb.de Konzeption und Redaktion: Axel Kaufmann Bundesinstitut für Berufsbildung E-Mail: kaufmann@bibb.de Kerstin Jonas Bundesinstitut für Berufsbildung E-Mail: jonas@bibb.de Petra Fitzner-Kohn Bundesinstitut für Berufsbildung E-Mail: fitzner-kohn@bibb.de Autoren: Busse, Falco; ABB Ausbildungszentrum gGmbH Berlin Eger, Dietmar; Daimler AG Freund, Stephan; ZF Friedrichshafen AG Gerdes, Frank; IG Metall Kaltenecker, Reinhard; AUDI AG Klaus, Torsten; TRUMPF GmbH + Co. KG Koring, Claudia; IG Metall Krajewski, Erwin; Voith GmbH Kretzmer-Buß, Herbert; Volkswagen AG Kuik, Holger; Siemens AG Labusch-Schönwandt, Gerhard Müller, Karlheinz; Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V. Räß, Sven-Uwe; Arbeitgeberverband Gesamtmetall Rott, Carsten; Evonik Technology & Infrastructure GmbH Salm, Christian; AG der Dillinger Hüttenwerke Schiebel, Rolf; Industrie- und Handelskammer, Prüfungsaufgaben- und Lehrmittelentwicklungsstelle (PAL), Region Stuttgart Schneider, Ralf; BASF SE Schuster, Heiko; Siemens AG Schwarz, Anja; Deutscher Industrie- und Handelskammertag e. V. Tackenberg, Henry; Berufsfortbildungswerk GmbH Wendt, Dietmar; Currenta GmbH & Co. OHG Gedruckt auf PEFC-zertifiziertem Papier Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 3 Inhalt Vorwort ........................................................................................................................ 4 1 Auf einen Blick – was ist neu?......................................................................................... 5 2 Digitalisierung der Arbeitswelt – veränderte Anforderungen an die Berufsbildung....................... 6 3 Neue und geänderte Berufsbildpositionen.......................................................................... 8 3.1 Neue Berufsbildposition 5 „Digitalisierung der Arbeit, Datenschutz und Informationssicherheit“.................................. 8 3.2 Geänderte Berufsbildpositionen...............................................................................................................11 3.3 Betriebliche Projekte.............................................................................................................................12 4 Zusatzqualifikationen.................................................................................................. 16 4.1 Zusatzqualifikation Systemintegration.........................................................................................................17 4.2 Zusatzqualifikation Prozessintegration........................................................................................................19 4.3 Zusatzqualifikation Additive Fertigungsverfahren ..........................................................................................22 4.4 Zusatzqualifikation IT-gestützte Anlagenänderung.........................................................................................26 4.5 Empfehlungen zur Planung und zur Umsetzung der Zusatzqualifikationen............................................................31 5 Prüfung .................................................................................................................. 34 6 Änderungen in den Rahmenlehrplänen........................................................................... 37 7 Lernortkooperation im Industrie 4.0 Kontext.................................................................... 38 7.1 Industrie 4.0 relevante Ausbildungsinhalte.................................................................................................38 7.2 Industrie 4.0 relevante Kompetenzfelder ....................................................................................................38 7.3 Digitale Basisqualifizierung .....................................................................................................................39 7.4 Qualifizierung im Industrie 4.0 Workflow....................................................................................................39 7.5 Ableitung der Industrie 4.0 relevanten Qualifikationsinhalte............................................................................39 Links........................................................................................................................... 40 Adressen...................................................................................................................... 42 Abbildungsverzeichnis..................................................................................................... 44 Dieses Symbol verweist an verschiedenen Stellen im Dokument auf Praxisbeispiele und Zusatzmaterialien, die Sie auf der Seite des Berufs im Internet finden [www.bibb.de/de/84062.php]. Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe4 Vorwort Liebe Leserinnen, liebe Leser, wie kaum eine andere Berufsgruppe stehen die industriel- len Metall- und Elektroberufe (M+E) im Fokus, wenn es um „Digitalisierung“ und „Industrie 4.0“ geht. Diese Themen werden ab dem 1. August 2018 in den Ausbildungsverord- nungen der M+E-Berufe verankert. Hierzu wurden die Ord- nungsmittel durch umfassende Änderungsverordnungen angepasst. Um die Ausbildungsverantwortlichen bei einer reibungs- losen Umsetzung der geänderten Ausbildungsinhalte und -möglichkeiten zu unterstützen, wurden für die M+E Berufe zwei Umsetzungshilfen erstellt. Die hier vorliegende Veröffentlichung gilt für die industriel- len Metallberufe: ff Anlagenmechaniker/Anlagenmechanikerin, ff Industriemechaniker/Industriemechanikerin, ff Konstruktionsmechaniker/Konstruktionsmechanikerin, ff Werkzeugmechaniker/Werkzeugmechanikerin und ff Zerspanungsmechaniker/Zerspanungsmechanikerin. Korrespondierend mit den Änderungsverordnungen widmet sich die Umsetzungshilfe erstens der neuen, für alle ver- bindlich geltenden Berufsbildposition „Digitalisierung der Arbeit, Datenschutz und Informationssicherheit“, zweitens einzelnen Änderungen in den weiteren Berufsbildpositionen und drittens den für die oben genannten Berufe neu entwi- ckelten optionalen Zusatzqualifikationen. Gerade dieses neu eingeführte Instrument wählbarer Zusatzqualifikationen gibt den im Digitalisierungsprozess unterschiedlich aufge- stellten Betrieben die Möglichkeit, gezielt Kompetenzen für den digitalen Wandel aufzubauen. Diese optionalen und ge- sondert zertifizierten Ausbildungsinhalte sind zugleich ein attraktives Angebot für Auszubildende, ihre Qualifikationen um neue, besonders nachgefragte Kompetenzen zu erwei- tern. Die Zusatzqualifikationen verbessern darüber hinaus die Startmöglichkeiten für die berufliche Weiterbildung der Fachkräfte. Diese Umsetzungshilfe stellt konkrete Beispiele für die Aus- bildungsgestaltung vor und gibt Hilfen für die zeitlich-orga- nisatorische Planung, Realisierung und Dokumentation der Ausbildung. Zusätzlich können weitere Angebote und Vorla- gen online abgerufen werden. Die jetzt vorliegende Umsetzungshilfe wurde bereits mit Beginn des Verfahrens von Anfang an mitgedacht und im laufenden Prozess ständig weiterentwickelt. Für die ver- trauensvolle und engagierte Zusammenarbeit danken wir den beteiligten Sachverständigen und Koordinatoren der Sozialpartner. Zukünftig wird für die Weiterentwicklung der Ordnungsmittel und der Ausbildung in den Berufen ein kontinuierlicher Dialog mit der Ausbildungspraxis noch not- wendiger. Dafür sind hier gute Grundlagen gelegt, an die wir anknüpfen werden. Ich wünsche mir gerade auch vor diesem Hintergrund eine umfassende Verbreitung dieser Umsetzungshilfe bei allen, die mit der dualen Berufsausbildung befasst sind – ein- schließlich der Auszubildenden selbst. Den Autorinnen und Autoren dieser Veröffentlichung gilt mein herzlicher Dank für ihre engagierte und qualifizierte Arbeit! Bonn, im Oktober 2018 Prof. Dr. Friedrich Hubert Esser Präsident Bundesinstitut für Berufsbildung Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 5 1 Auf einen Blick – was ist neu? Die Digitalisierung und die mit ihr einhergehenden Entwick- lungen verändern die Arbeitswelt in der Metall- und Elektro- Industrie. Dabei stehen die unter dem Schlagwort Industrie 4.0 beschriebenen Veränderungen in der industriellen Pro- duktion im Mittelpunkt. Leitbild für Industrie 4.0 sind wand- lungsfähige und vernetzte Produktions- und Logistikpro- zesse, die eine hocheffiziente und hoch flexible Produktion ermöglichen, Kundenwünsche in Echtzeit integrieren und individuelle Produktvarianten möglich machen. Mit der Arbeitswelt ändern sich die Qualifikationsanforde- rungen an die Fachkräfte. Die besondere Herausforderung für die Weiterentwicklung der Ausbildungsberufe ist dabei, dass die Wirtschaft in einem permanenten Transformations- prozess steht, der aber in Einzelbetrieben und an Arbeits- plätzen nicht zwingend zeitgleich wirkt. Konventionelle und innovative Techniken existieren nebeneinander und müssen beide gemeistert werden. Das setzt Flexibilität und breite Qualifikationen voraus. Die Ausbildungsordnungen für die industriellen Metall- und Elektroberufe sind prozessorientiert und gestaltungsoffen formuliert. Sie bilden im Sinne von Mindestanforderungen eine gute Grundlage, um für heutige und künftige Arbeits- aufgaben die notwendige berufliche Handlungsfähigkeit zu vermitteln und abhängig von betrieblichen Anforderungen die Ausbildung auszugestalten. Vor diesem Hintergrund haben sich das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), der Gesamtverband der Arbeitgeberverbände der Metall- und Elektro-Industrie e. V. (Gesamtmetall), die Industriegewerkschaft Metall (IG Me- tall), der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V. (VDMA) und der Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V. (ZVEI) auf eine Modernisierung der geltenden Ausbildungsordnungen mittels Änderungsverord- nungen verständigt. Unterstützt vom Bundesinstitut für Berufsbildung (BIBB) haben Sachverständige der Arbeitgeber und Arbeitnehmer dazu die Metall- und Elektro-Ausbildungsordnungen und Ausbildungsrahmenpläne überarbeitet. Korrespondierend sind die Rahmenlehrpläne von den Rahmenlehrplanaus- schüssen der Kultusministerkonferenz (KMK) überarbeitet worden. Die Ausbildungsordnungen beinhalten drei Neuerungen: ff Über alle Berufe hinweg wurde die neue integrativ zu vermittelnde Berufsbildposition „Digitalisierung der Arbeit, Datenschutz und Informationssicherheit“ einge- fügt. ff Betriebliche Lerninhalte wurden in Hinblick auf Indus- trie 4.0 relevante Qualifikationsanforderungen aktuali- siert. ff Mit insgesamt sieben optional wählbaren Zusatzqualifi- kationen werden Industrie 4.0 relevante Qualifizierungs- schwerpunkte abgebildet. Der Hauptausschuss des Bundesinstituts für Berufsbildung hat am 15. März 2018 die Modernisierung der industriellen Metall- und Elektroberufe und des Mechatronikers/der Me- chatronikerin zum 1. August 2018 beschlossen. Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe6 2 Digitalisierung der Arbeitswelt – veränderte Anforderungen an die Berufsbildung Digitalisierung wird in den letzten Jahren mit den Maßstä- ben des Begriffs Industrie 4.0 gemessen. Industrie 4.0 gilt als vierte Stufe der Industrialisierung, die eine intelligente Vernetzung von Ressourcen, Informationen, Objekten und Menschen auf Basis von cyberphysischen Systemen (CPS) kennzeichnet. In Unternehmen wird das z. B. daran erkenn- bar, dass Prozesse digital abgebildet sind und Tablets sowie moderne Leitstände zum Einsatz kommen. Intelligente Sen- soren sorgen innerhalb von Anlagen dafür, dass ganze Pro- zessketten, einschließlich der Materialflüsse, abgestimmt und optimiert sind, diese IT-gestützt betrieben werden und dass vorausschauend instand gehalten und in Prozesse ein- gegriffen werden kann. Gefordert sind nicht nur neue „digitale“ fachliche Quali- fikationen, die beispielsweise ein größeres Abstraktions- vermögen, Prozess- und Systemverständnis betreffen. Zur Beherrschung von vernetzten Systemen sind auch methodi- sche, soziale und personale Kompetenzen wichtig. Komplexe digitalisierte Produktionsprozesse sind heute von einzelnen Fachkräften nicht mehr zu beherrschen. Um diese Systeme handlungssicher zu entwickeln, zu bauen und zu betreiben, arbeiten interdisziplinäre Teams in der gesamten Wertschöp- fungskette zusammen. Durch die steigende Komplexität miteinander vernetzter Systeme und durch sich verkürzende Innovationszyklen neuer Techniken steigen darüber hinaus die Anforderungen an die Problemlösungs- und Selbstlernkompetenzen aller Beschäftigten. Angesichts der Tatsache, dass sich Aufgaben- und Kompe- tenzprofile von Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen stark än- dern werden, ist die Aus- und Weiterbildung der Fachkräfte ein Kernthema. Berufliche Fortbildung gewinnt zunehmend an Bedeutung Die enge Verzahnung von Aus- und Fortbildung wird zu- künftig immer wichtiger. Ziel muss es daher sein, die Stär- ken einer breiten und systematischen Ausbildung mit denen einer hierauf aufbauenden strukturierten Fortbildung effizi- ent zu verbinden. Dies ermöglicht langfristig attraktive Fach- karrieren. Hochdynamische Transformationsprozesse, wie durch In- dustrie 4.0 hervorgerufen, erfordern zusätzlich eine voraus- schauende Qualifizierung der Fachkräfte. Um dabei Effizienz und Nachhaltigkeit in der Fort- und Weiterbildung sicherzu- stellen, müssen geeignete Qualifizierungsprozesse definiert und so eng wie möglich mit den neuen Arbeitsprozessen ge- koppelt werden. Das Konzept der arbeitsprozessorientierten Qualifizierung bietet dazu passgenau die notwendige Unter- stützung. Mit seinen beiden essenziellen Bestandteilen – Prozessorien- tierung und Integration von Arbeit und Lernen – ermöglicht das Konzept auch in Verbindung mit prozessorientiert ge- stalteten Fortbildungsordnungen zukunftsweisende Ansätze für eine moderne Fachkräfteentwicklung. In einer arbeitsprozessorientierten Qualifizierung lernen Teilnehmer/-innen überwiegend in ihrem Arbeitsfeld und mit ihrem Team direkt in den Industrie 4.0 Arbeitsprozessen. Ziel muss es in Zukunft sein, diese Form des Lernens syste- misch und nachhaltig zu fördern. Eine regelmäßige Weiterbildung ist zum Zwecke des Quali- fikationserhalts notwendig und gemeinsame Aufgabe von Fachkräften und Unternehmen. Dazu gehören z. B. Lernen im Prozess der Arbeit, Herstellerschulungen, Unterweisun- gen und das Nutzen einschlägiger Fachzeitschriften wie auch entsprechender Online-Angebote. Die berufliche Aufstiegsfortbildung hat mit dem Industrie- meisterkonzept eine etablierte Marke. Die landesrechtlich geregelte Techniker-Fortbildung ist an Fachschulen möglich. Diese und andere Fortbildungsmöglichkeiten sind eine gute Ausgangsbasis für eine anforderungs- und bedarfsgerechte Qualifizierung in Richtung Industrie 4.0. Die folgende Grafik zeigt dafür mögliche Karrierewege (siehe Abb. 1). Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 7 Ab bi ld un g 1: Ü be rs ic ht ü be r m ög lic h e Ka rr ie re w eg e (Q ue lle : IG M et al l, ü be ra rb ei te t) Ze rs pa nu ng s- m ec ha ni ke r/ -i n Ko ns tr uk ti on s- m ec ha ni ke r/ -i n In du st ri e- m ec ha ni ke r/ -i n An la ge n - m ec ha ni ke r/ -i n W er kz eu g- m ec ha ni ke r/ -i n Ap pl ik at io ns - ex pe rt e/ -e xp er ti n Pr oz es se xp er te / -e xp er ti n Au sb ild er ei gn un g (A EV O) Be ru fs pä da go ge / -p äd ag og in M as te r M as ch in en ba u2 Be tr ie bs w ir t/ -i n Le hr am t an Be ru fs bi ld en de n Sc hu le n M et al lt ec hn ik Te ch ni sc he /- r Be tr ie bs w ir t/ -i n AusbildungZusatzqua- lifizierung Speziali- sierung Fortbildung IT -g es tü tz te An la ge nä nd er un g Ad di ti ve Fe rt ig un gs ve rf ah re n Pr oz es si nt eg ra ti on Sy st em in te gr at io n Pr oz es sm an ag er /- in Pr od uk ti on s- te ch n ol og ie Au s- un d W ei te rb ild un gs - pä da go ge /- pä da go gi n Ba ch el or M as ch in en ba u2 Te ch ni ke r/ -i n M as ch in en ba u1 Ko ns tr uk te ur /- in In du st ri em ei st er /- in M et al l In du st ri em ei st er /- in M ec ha tr on ik Pr od uk ti on s- te ch n ol og e/ -t ec hn ol og in 1 Di e Fa ch ri ch tu ng M as ch in en ba u is t al s Be is pi el a ng eg eb en . Da rü be r hi na us s in d w ei te re e in sc hl äg ig e Fa ch ri ch tu ng en m ög lic h. 2 Di e St ud ie ng än ge M as ch in en ba u si nd a ls B ei sp ie le a ng eg eb en . Da rü be r hi na us s in d w ei te re e in sc hl äg ig e St ud ie ng än ge m ög lic h. Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe8 3 Neue und geänderte Berufsbildpositionen 3.1 Neue Berufsbildposition 5 „Digitalisierung der Arbeit, Datenschutz und Informationssicherheit“ Entsprechend dem Bedeutungszuwachs der digitalen Arbeit, digitaler Arbeitsmittel und -formen sowie der Anforderun- gen des Datenschutzes und der Informationssicherheit wur- de eine neue integrative Berufsbildposition (lfd. Nr. 5) in die Verordnungen aufgenommen. Die darin beschriebenen Qualifikationen sind integrativ während der gesamten Ausbildungszeit zu vermitteln (siehe Abb. 2). Mit dieser Berufsbildposition verbindet sich die Zielsetzung, die Entwicklung der Kompetenz „IT“ als ein Werkzeug im be- ruflichen Kontext einzusetzen. Dies betrifft z. B. den Umgang mit Visualisierungssystemen in der Prozesssteuerung, mit Assistenzsystemen im Quali- tätsmanagement, mit Tablets bei der Aufnahme von Tei- lenummern oder den Zugriff auf Handlungsanleitungen, ebenso die Nutzung von digitalen Medien zur Informations- beschaffung (z. B. Lernplattformen, Blogs, Online-Videos). Einbezogen sind dabei der Datenschutz und die Berücksich- tigung der organisatorischen und technischen Maßnahmen zur Informationssicherheit im Unternehmen. Aber auch das interdisziplinäre, domänen- und funktionsübergreifende Zusammenarbeiten ist für die Arbeits- und Geschäftsprozes- se der Industrie 4.0 notwendig und wird mit der Berufsbild- position 5 abgebildet und gefördert. In der folgenden Übersicht 1 werden die zu vermittelnden Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten aus dem Ausbil- dungsrahmenplan zum besseren Verständnis erläutert und mit Beispielen unterfüttert. Abbildung 2: Qualifizierung in integrativen Berufsbildpositionen (Quelle: ZVEI, überarbeitet) Standard- Berufsbildpositionen 1-4 Neue Berufsbildposition 5 Die neue Berufsbildposition (lfd. Nr. 5) „Digitalisierung der Arbeit, Datenschutz und Informationssicherheit“ ist – wie die Standard- Berufsbildpositionen (lfd. Nr. 1–4) – integrativ während der gesamten Ausbildungszeit zu vermitteln (vertikale Integration). Die beschriebenen Qualifikationen können fachlich/inhaltlich wie auch handlungs-/kontextbezogen in die dafür relevanten Arbeitsaufgaben und -abläufe integriert werden. Au sb ild un gs ze it 3 ,5 Ja h re Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 9 Übersicht 1: Neue Berufsbildposition „Digitalisierung der Arbeit, Datenschutz und Informationssicherheit“ BBP Teil des Ausbildungsberufsbildes/ Kernqualifikationen, die unter Einbeziehung selbstständigen Planens, Durchführens und Kontrollierens integriert mit berufsspezifischen Fachqualifikationen zu vermitteln sind Erläuterungen Zeitrahmen 5 Digitalisierung der Arbeit, Datenschutz und Informationssicherheit während der gesamten Ausbildungszeit zu vermitteln a) auftragsbezogene und technische Unter- lagen unter Zuhilfenahme von Stan- dardsoftware erstellen ff betriebsübliche Software nutzen, z. B. ●● Enterprise Ressource Planing (ERP) ●● Office-Pakete ●● Computer Aided Design (CAD) ●● Computer Aided Manufacturing (CAM) ●● Manufacturing Execution System (MES) ff Zeichnungen, Protokolle, Arbeitspläne erstellen oder editieren ff Workflows bearbeiten b) Daten und Dokumente pflegen, austau- schen, sichern und archivieren ff Kollaborationsplattformen, z. B. ●● Teamcenter ●● SharePoint ●● ERP ff Workflow bearbeiten ff Datensicherung nach betrieblichen Vorgaben c) Daten eingeben, verarbeiten, übermit- teln, empfangen und analysieren ff Daten konvertieren ff Big Data bündeln und auswerten ff Statistiken erstellen ff digitale Techniken und Arbeitsmittel nutzen, z. B. ●● LAN und WLAN ●● Bluetooth ●● Radio Frequency Identification (RFID) ●● QR-Code ●● Near Field Communication (NFC) ●● Transponder ●● Parameter in Steuerung eingeben d) Vorschriften zum Datenschutz anwenden ff EU-Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) und Bundesdatenschutzgesetz (BDSG), z. B. ●● Einwilligung zur Verarbeitung von Daten ●● Löschen von Daten ff betriebliche Richtlinien ff Urheberrecht beachten ff Zugangsberechtigungen e) informationstechnische Systeme (IT-Sys- teme) zur Auftragsplanung, Auftrags- abwicklung und Terminverfolgung an- wenden ff Schnittstellen und Zusammenhänge erkennen und verstehen ff ERP-Systeme ff Workflow und Termine beachten ff Meilensteine beachten, ggf. Maßnahmen ergreifen f) Informationsquellen und Informationen in digitalen Netzen recherchieren und aus digitalen Netzen beschaffen sowie Informationen bewerten ff Internet ff Intranet ff Foren ff Chats ff Plattformen ff Wissensdatenbanken ff Netzwerke ff Seriosität, Glaubhaftigkeit, Nutzungsrechte prüfen Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe10 BBP Teil des Ausbildungsberufsbildes/ Kernqualifikationen, die unter Einbeziehung selbstständigen Planens, Durchführens und Kontrollierens integriert mit berufsspezifischen Fachqualifikationen zu vermitteln sind Erläuterungen Zeitrahmen g) digitale Lernmedien nutzen ff Lernmedien individuell bewerten ff Internet ff Standards des Bundesamts für die Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) beachten und einhalten ff betriebliche Regelungen ff Intranet ff Lernmanagementsysteme ff Apps ff Plattformen (Kommunikation, Information, Videos, Austausch) ff Netzwerke ff Computer Based Training (CBT) ff Web Based Training (WBT) ff Umgang mit mobilen Endgeräten h) die informationstechnischen Schutzziele Verfügbarkeit, Integrität, Vertraulichkeit und Authentizität berücksichtigen ff Standards des Bundesamts für die Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) beachten und einhalten ff betriebliche Regelungen i) betriebliche Richtlinien zur Nutzung von Datenträgern, elektronischer Post, IT-Systemen und Internetseiten ein- halten ff Umgang mit mobilen Datenträgern ff E-Mail-Konvention, Verschlüsselung j) Auffälligkeiten und Unregelmäßigkeiten in IT-Systemen erkennen und Maßnah- men zur Beseitigung ergreifen ff Warnmeldungen beachten und aufbereiten (Screenshots) ff Systemadministratoren benachrichtigen ff nicht erwartetes Verhalten (Flackern, Töne, Fehlfunktionen) bewerten und Maßnahmen ergreifen k) Assistenz-, Simulations-, Diagnose- oder Visualisierungssysteme nutzen ff 2D-, 3D-CAD ff Prozesssimulation in der Steuerungstechnik ff Schweißsimulation ff CAM-Systeme ff Roboter-Simulation ff Augmented Reality, z. B. ●● QR-Codes ●● Datenbrille ff Virtual Reality ff Condition Monitoring ff Digitaler Zwilling l) in interdisziplinären Teams kommuni- zieren, planen und zusammenarbeiten ff Arbeiten mit der Cloud ff Schnittstellen-Kommunikation ff Kompetenz-Abgrenzung ff Scrum-Methode ff Design-Thinking ff Arbeiten in fachbereichsübergreifenden Teams, z. B. ●● BWL ●● Maschinenbau ●● IT ●● Mechatronik ff Arbeiten in qualifikationsübergreifenden Teams, z. B. ●● Auszubildende ●● Facharbeiter/-innen ●● Ingenieure/Ingenieurinnen ff Zusammenhänge im Product Lifecycle Management Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 11 3.2 Geänderte Berufsbildpositionen Neben der Einführung einer neuen integrativen Berufsbildpo- sition (BBP) zur Digitalisierung wurden bei der Berufsbildpo- sition lfd. Nr. 6 „Betriebliche und technische Kommunikation“ – zu den gemeinsamen Kernqualifikationen der Metallberufe gehörend – entsprechende Aktualisierungen, Ergänzungen und auch Streichungen vorgenommen (siehe Übersicht 2). Bei den Fachqualifikationen wurde die Berufsbildposition „Geschäftsprozesse und Qualitätsmanagement im Einsatz- gebiet“ um einen weiteren Buchstaben ergänzt: „l) Lebens- zyklusdaten von Aufträgen, Dienstleistungen, Produkten und Betriebsmitteln auswerten, Vorschläge zur Optimierung von Abläufen und Prozessen erarbeiten“ (siehe Übersicht 3). Die vorgenommenen Änderungen an den Kernqualifikatio- nen werden durch die Verknüpfung mit den Fachqualifikati- onen in allen Zeitrahmen der Ausbildungsrahmenpläne und in den korrespondierenden Lernfeldern der Rahmenlehr- pläne umfassend wirksam. Somit werden die Industrie 4.0 spezifischen Inhalte mit den damit verbundenen personalen und sozialen Kompetenzen in die jeweils relevanten Hand- lungskontexte integriert. Diese Inhalte können – je nach be- trieblichen Anforderungen und Prozessabläufen im Einsatz- gebiet – unterschiedlich miteinander verzahnt werden. Für die zu vermittelnden Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähig- keiten wurden Erläuterungen ergänzt, die Impulse für die Planung und Umsetzung der Ausbildung geben sollen und die als Beispiele anzusehen sind. Abbildung 3: Kern- und Fachqualifikationen (Quelle: ZVEI, überarbeitet) Übersicht 2: Industrielle Metallberufe – Gemeinsame Kernqualifikationen BBP Teil des Ausbildungsberufsbildes/ Kernqualifikationen, die unter Einbeziehung selbstständigen Planens, Durchführens und Kontrollierens integriert mit berufsspezifischen Fachqualifikationen zu vermitteln sind Erläuterungen 6 Betriebliche und technische Kommunikation c) Gespräche mit Kunden, Vorgesetzten und im Team situationsgerecht und zielorientiert auch mit digitalen Kom- munikationsmitteln führen und dabei kulturelle Identitäten berücksichtigen ff Online- und Videokonferenzen, z. B. ●● Skype Meeting ●● TeamViewer ●● Desktop-Sharing ●● Filesharing ●● Cloud Network ff Chats ff Webforen ff E-Mails Die für alle Berufe der jeweiligen Berufsgruppe definierten gemeinsamen Kernqualifikationen (50% der Ausbildungszeit) sind unter Einbeziehung selbstständigen Planens, Durchführens und Kontrollierens integriert mit den berufsspezifischen Fachqualifikationen (50% der Ausbildungszeit) zu vermitteln (horizontale Integration). Sie können dazu je nach betrieblichen Anforderungen und Prozessabläufen unterschiedlich miteinander verzahnt werden. Au sb ild un gs ze it 3 ,5 Ja h re gemeinsame Kernqualifikationen 21 Monate berufsspezifische Fachqualifikationen 21 Monate integrative Vermittlung Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe12 Übersicht 3: Industrielle Metallberufe – berufsspezifische Fachqualifikationen BBP Teil des Ausbildungsberufsbildes/ Kernqualifikationen, die unter Einbeziehung selbstständigen Planens, Durchführens und Kontrollierens integriert mit berufsspezifischen Fachqualifikationen zu vermitteln sind Erläuterungen 18/19/ 20/21 Geschäftsprozesse und Qualitätssicherungssysteme im Einsatzgebiet l) Lebenszyklusdaten von Aufträgen, Dienstleistungen, Produkten und Betriebsmitteln auswerten und Vor- schläge zur Optimierung von Abläufen und Prozessen erarbeiten ff Predictive Maintenance ff Anlagen-, Prozess- und Produktoptimierung ff zur Optimierung von Produkten und Prozessen: ●● Erfassung von Produkt- und Produktionsdaten ●● Datenanalyse (auch durch Softwareanwendungen) ●● Dateninterpretation 3.3 Betriebliche Projekte Zur Umsetzung der in den geänderten Berufsbildpositionen und in der neuen Berufsbildposition enthaltenen, zu ver- mittelnden Fertigkeiten, Kenntnissen und Fähigkeiten er- scheinen insbesondere Projekte geeignet. Sie unterstützen selbstständiges und selbstorganisiertes Lernen und schaffen im Rahmen der Ausbildung abgegrenzte Abschnitte, deren Lernerfolg an den Arbeitsergebnissen und in Reflexionsge- sprächen mit den Auszubildenden gemessen werden kann. Nachfolgende Beispiele sind in der Praxis bereits erprobt. 1. Ausbildungsjahr: Inbetriebnahme eines Mini-PC (Raspberry Pi) Industriemechaniker/Industriemechanikerin (Dieses Beispiel ist mit den entsprechenden Anpassungen für die anderen vier industriellen Metallberufe möglich.) 1. Ausbildungsjahr Berufsbildpositionen ff BBP 5 f, g, i, l ff BBP 6 d, e, f ff BBP 7 h, ,i ff BBP 17 a, b, c, d, e Betriebliche Lernaufgabe Programmieren und Inbetrieb- nehmen eines Mini-PC „Raspberry Pi“ Dauer des betrieblichen Projekts eine Woche Abbildung 4: Raspberry Pi (Quelle: IG Metall) Lernfeld ff LF3: Herstellen von Baugruppen (80 Stunden) Lernsituation Programmieren eines Mini-PC „Raspberry Pi“ (4 Stunden) Aufgabenstellung Ein Mini-PC „Raspberry Pi“ soll so programmiert werden, dass LED (light emitting diode) über Kontaktstifte (GPIO general purpose input/ output) ein- und ausgeschaltet werden können. Die Auszubildenden sollen ihre Arbeiten dokumentieren. Die Ergeb- nisse präsentieren sie in der Lerngruppe. Anschließend führen sie ein Abschlussgespräch in der Lerngruppe, in dem sie den ganzen Prozess reflektieren. Abbildung 5: Steckplatine (Quelle: IG Metall) Handlungsprodukt/Lernergebnis Die Schüler und Schülerinnen sind in der Lage, den Auf- bau des Mini-PC und dessen Funktionsweise zu erklären sowie mit dessen Betriebssystem umgehen. Sie ermitteln zusätzlich benötigte Bauteile. Hierzu verwenden sie Infor- mationen aus technischen Unterlagen und Lernprogrammen (auch in englischer Sprache). Die Schüler und Schülerinnen planen eine entsprechende Steuerung (Blinkschaltung) und können deren Funktionszusammenhänge beschreiben. Für die Funktionsprüfungen entwickeln sie Prüfkriterien. Die Schüler und Schülerinnen können ihre eigenen Arbeiten dokumentieren und bewerten sowie in der Lerngruppe prä- sentieren und gemeinsam in einem Gespräch reflektieren. Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 13 Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten BBP 5: f) Informationsquellen und Informationen in digitalen Netzen recherchieren und aus digitalen Netzen beschaffen sowie Informationen bewerten (Informationsbeschaffung und Recherche via Internet (Informationsgehalt, einfaches Auffinden von Lösungen, Übersichtlichkeit, Barrierefreiheit), Lernen mit Lehr- und Lernvideos, Bewertung von Lehr- und Lernvideos (es werden Hintergründe zur Durchdringung des „Tuns“ vermittelt), Bewertung von Internetseiten) g) digitale Lernmedien nutzen (Eingabe von Programmbefehlen (Programmierkonsolen)) i) betriebliche Richtlinien zur Nutzung von Datenträgern, elektronischer Post, IT-Systemen und Internetseiten einhalten (Datensicherheit beim Herunterladen von Software, Umgang mit SD-Karten) l) in interdisziplinären Teams kommunizieren, planen und zusammenarbeiten (interdisziplinärer Gruppenaustausch; Informationen, Lernfortschritte, gegenseitige Hilfestellungen (Diskussionen und Bewertung aller Schritte und Erfolge)) BBP 6 d) Sachverhalte darstellen, Protokolle anfertigen; englische Fachbegriffe in der Kommunikation anwenden e) Informationen auch aus englischsprachigen technischen Unterlagen oder Dateien entnehmen und verwenden f) Besprechungen organisieren und moderieren, Ergebnisse dokumentieren und präsentieren BBP 7 h) Qualifikationsdefizite feststellen, Qualifizierungsmöglichkeiten nutzen i) unterschiedliche Lerntechniken anwenden BBP 17 a) einschlägige Sicherheitsvorschriften über das Arbeiten an elektrischen Systemen anwenden b) Schalt- und Funktionspläne verschiedener Systeme anwenden c) elektrische Baugruppen oder Komponenten mechanisch aufbauen (Umgang mit: Bauteilen, SD-Karten, Kabeln und Kleinstspannung) d) mit Kleinspannung betriebene elektrische Baugruppen oder Komponenten installieren und prüfen e) funktionsgerechten Ablauf vom Steuerungen überprüfen, bei Störungen Maßnahmen durchführen oder einleiten Arbeitsform Gruppenarbeit, ständiger Austausch über den Lernfortschritt in einer berufsübergreifenden Lerngruppe. (z. B. 1 Industriemechaniker/-in, 1 Elektroniker/-in für Betriebstechnik, 1 Kaufmann/-frau für Büromanagement, 1 Fachinformatiker/-in) Arbeitsmaterialien Hardware je Gruppe: 1x Raspberry Pi; 1x kompatible SD/micro SD-Karte; 1x passender Stromanschluss: 1x USB-Kabel; 1x HDMI-Kabel; 1x Gehäuse (optional); 1x Computerbildschirm Vorgehen/Ablauf/Erläuterung der Arbeitsschritte Arbeitsschritt 1: Informationsbeschaffung: Was ist ein Raspberry Pi; Aufbau des Mini-PC und Funktionsweise; benötigte Zusätzliche Bauteile; Betriebssystem Arbeitsschritt 2: Software auf SD-Karte herunterladen und ins- tallieren Arbeitsschritt 3: Bauteile handhaben, Leitungsverbindungen herstellen, Inbetriebnahme Arbeitsschritt 4: Programmierung des Mini-PC Arbeitsschritt 5: Anschluss und Test Arbeitsschritt 6: Dokumentation, Erstellen einer Präsentation Arbeitsschritt 7: Fachgespräch (Abschlussgespräch) in der Lern- gruppe Organisatorische Hinweise/Ressourcen Azubi-PCs, Beamer, Tablet-PC, Besprechungsraum, Werkbänke E-Technik, Internet Weiterführende Informationen ff Community: http://raspberrypiguide.de ff Internetforen: https://forum-raspberrypi.de/forum Abbildung 6: Mini-PC Raspberry Pi (Quelle: IG Metall) Abbildung 7: Programmierzeile für eine Blinkschaltung (Quelle: IG Metall) Abbildung 8: Verbindung mit Steckplatine (Quelle: IG Metall) http://raspberrypiguide.de/ Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe14 2. Ausbildungsjahr: Planen und Fertigen eines Handygehäuses Industriemechaniker/Industriemechanikerin 2. Ausbildungsjahr Berufsbildpositionen ff BBP 5 a bis l ff BBP 6 c ff BBP 18 a bis l Betriebliche Lernaufgabe Planen und Fertigen eines Handygehäuses. Diese Aufgabe steht beispielhaft für verschiedene Fertigungsauf- träge, z. B. komplettes Produkt fertigen, Teilprodukt fertigen oder individuelle Bearbeitungen am Produkt. Dauer des betrieblichen Projekts fünf Tage (durch Definition von Teilaufträgen auch modular aufbaubar) Lernfeld ff LF 7: Montieren von technischen Teilsystemen (Zeitrichtwert 40 Stunden) Lernsituation konkrete Aufgabenstellung siehe links (4 UStd.) Aufgabenstellung Selbstständige Einarbeitung in die Funktionsweise der verschie- denen Bearbeitungsstationen, Erarbeiten und Planen von Ferti- gungsaufträgen mit anschließender Durchführung der geplanten Fertigungsaufträge am Industrie 4.0 Automatisierungssystem oder am modularen Produktionssystem. Abschließend sind die Kontrolle und die Dokumentation in das zur Verfügung gestellte digitale Arbeitsheft durchzuführen. Dabei stehen Produktions- planungen mit Parametrierung, Visualisierung und Vernetzung, Big Data mit Datenauswahl und Datenspeicherung zur vollstän- digen Durchführung der Fertigungsaufträge an einem Industrie 4.0 Automatisierungssystem oder modularen Produktionssystem im Vordergrund. Handlungsprodukt/Lernergebnis ff Arbeiten mit Produktionsauftrags- und Produktionsleitsystemen, Auftragsplanung, -erstellung und Durchführung von digitalen Fertigungsaufträgen komplexe Aufgaben verstehen und umsetzen können, Umgang mit digitalen Medien ff eigenständige Kontrolle der geplanten Arbeit durchführen können Bewertungskriterien ff Planung, Durchführung der Fertigungsaufträge mit Produktionsauftrags- und Produktionsleitsystemen sowie anschließender Funktionskontrolle und Qualitätssicherung inkl. digitaler Dokumentation Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten Im Zeitrahmen: ff 5a, 18a) auftragsbezogene und technische Unterlagen unter Zuhilfenahme von Standardsoftware analysieren und auswerten ff 5l, 6c) in interdisziplinären Teams kommunizieren, planen und zusammenarbeiten ff 5b, f, g, i, 18b) auftragsbezogene Recherche und Analyse von Daten und Dokumenten in digitaler Form von einem internen Dateiserver oder aus dem Internet, dabei Richtlinien zur Nutzung des Internets und IT-Systemen einhalten ff 5d, i) Anwendung von IT-Systemen zur Auftragsplanung und Auftragsabwicklung. Richtlinien zur Nutzung von IT-Systemen einhalten ff 5c, 18d, f, h, i, k, l) selbstständige Auftragsdurchführung, Auftragsprüfung und eventuelle Korrektur mit anschließender Dokumentation Arbeitsform Kleingruppen (empfohlen in 2er-Gruppen) je Station am Produktionssystem. Darin sind zwei Stapelmagazine, eine Messstation, eine Bohrstation, eine Pressstation, eine Heizstation, eine Wendestation und eine Abladestation inbegriffen. Diese Applikationsstationen sind jeweils auf einem Transportband montiert. Die Kleingruppen arbeiten sich in die Funktionsweise der Bearbeitungsstationen ein, planen eigenständig einen Fertigungsauftrag und führen diesen an dem Industrie 4.0 Automatisierungssystem oder am modu- laren Produktionssystem aus. Arbeitsmaterialien Industrie 4.0 Simulationssystem oder modulares Produktionssystem, digitale Quick-Guides für die jeweilige Fertigungsstation und die jeweiligen Fertigungsaufträge, z. B. auf Basis von QR-Codes oder digitaler Herstellerunterlagen Organisatorische Hinweise/Ressourcen Mobiles Endgerät (Tablet/Smartphone), Simulationsfabrik, Lernmanagementsystem (alternativ: Dateienserver) Weiterführende Informationen zu folgenden Themen aus dem Internet oder aus digitalen Herstellerunterlagen Industrie 4.0, individuelle Fertigung, Vernetzung, Big Data, cloudbasierende Fertigungssysteme, Produktionsplanungs- und Produk- tionsleitsysteme, QR-Code, RFID Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 15 Vorgehen/Ablauf/Erläuterung der Arbeitsschritte Abbildung 9: Arbeitsauftrag (Quelle: Daimler AG) ff Die Lernenden erhalten den Arbeitsauftrag/Fertigungsauftrag: schwarzes Handy-Gehäuse, bestehend aus Front- und Rückschale, planen und fertigen. ff Dabei sind folgende Arbeitsschritte zu planen und zu parametrieren: ●● Frontschale: Positionsprüfung und beidseitig bohren ●● Pressdauer: 5s ●● Presskraft: 60N ●● Heizzeit: 6s ●● Heiztemperatur: 40°C ●● Werkstück wenden ●● Ausgabe zur anschließenden Kommissionierung: rechte Ausgaberutsche Abbildung 10: Scan eines QR-Codes (Quelle: Daimler AG) ff Die Lernenden haben sich in die Funktionen der verschiedenen Fertigungsapplikationen einzuarbeiten (z. B. Bandansteuerung und Applikationsmodule). Hierfür können Quick-Guides durch Scannen von QR-Codes aufgerufen werden oder Internetseiten der Systemlieferanten verwendet werden. Abbildung 11: Digitales Arbeitsheft (Quelle: Daimler AG) ff Mithilfe des Quick-Guides und des digitalen Arbeitshefts können die Lernenden für ihren Fertigungsauftrag die einzelnen Fertigungsschritte planen. Dabei sind Ablauf und Zusammenarbeit der einzelnen Bearbeitungsstationen zu berücksichtigen. Abbildung 12: Einpflege der Fertigungsschritte (Quelle: Daimler AG) ff An den entsprechenden Bearbeitungsstationen des modularen Produktionssystems können die geplanten Fertigungsschritte in das Produktionsauftrags- und Produktionsleitsystem eingepflegt werden (z. B. Stapelmagazin, Bohrstation, Heizstation, Pressstation, Abladestation). Abbildung 13: Funktionskontrolle (Quelle: Daimler AG) ff Durch Abarbeiten des Fertigungsauftrages können die geplanten Fertigungsschritte (siehe Schritt 1) überprüft werden. ff Anschließend erfolgt die Funktionskontrolle, die Qualitätssicherung und die digitale Qualitäts- und Auftragsdokumentation. Werkbank 4.0 (2. Ausbildungsjahr) Vorlage betriebliches Projekt www.bibb.de/de/84062.php www.bibb.de/de/84062.php Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe16 4 Zusatzqualifikationen Impulse für die Aufnahme von Zusatzqualifikationen kamen branchenunabhängig von Unternehmen, die einen besonde- ren Qualifizierungsbedarf als Folge der Digitalisierung und von Industrie 4.0 sehen. Unabhängig von Technologielevel und Firmengröße kamen dabei immer wieder Wünsche nach weiterführenden digitalen Kompetenzen auf. Optional wählbare Zusatzqualifikationen wurden bei der Novellierung des Berufsbildungsgesetzes im Jahre 2005 ein- geführt. Damit verband sich das Ziel, bereits im Rahmen der Ausbildung weiterführende Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten vermitteln zu können. Diese Kompetenzen ge- hören ausdrücklich nicht zu den Mindestinhalten des jewei- ligen Ausbildungsberufsbildes und müssen als Zusatzquali- fikationen gesondert geprüft und bescheinigt werden. Im Rahmen der Modernisierung der industriellen Metallbe- rufe wurde dieses Element genutzt und die nachfolgenden Zusatzqualifikationen in die Verordnung über die Berufsaus- bildung der industriellen Metallberufen aufgenommen: ff Systemintegration, ff Prozessintegration, ff Additive Fertigungsverfahren und ff IT-gestützte Anlagenänderung. Die für die industriellen Metallberufe beschriebenen Zusatz- qualifikationen sind optionale On-top-Angebote, in denen über das Berufsbild hinausgehende weiterführende Fertig- keiten, Kenntnisse und Fähigkeiten erworben werden kön- nen. Sie adressieren zentrale Handlungsfelder von Indust- rie 4.0, sind berufsübergreifend beschrieben und verstehen sich als kurzfristig realisierbares Angebot im Kontext eines betrieblichen Qualifizierungsbedarfs. Ziel ist es, einen Standard zu setzen, der bundesweit nachge- fragt, qualitätsgesichert und vergleichbar geprüft wird. Der Deutsche Industrie- und Handelskammertag (DIHK) und die Industrie- und Handelskammern (IHK) geben zum formalen Ablauf der Prüfung gemeinsam einen Leitfaden für die Ausbil- dungsbetriebe und Prüfungsausschüsse heraus [ Kapitel 5]. Abbildung 14: Übersicht Zusatzqualifikationen Systemintegration (Konfigurierung, Codierung) Prozessintegration (Produktion und Logistik) Additive Fertigungsverfahren (Modellieren, Vorbereiten, Fertigen) IT-gestützte Anlagenänderung (Datensätze, Prozessparameter) Au sb ild un gs ze it 3 ,5 Ja h re gemeinsame Kernqualifikationen 21 Monate berufsspezifische Fachqualifikationen 21 Monate integrative Vermittlung Einsatzgebiete Optionale Zusatzqualifikationen (Zeitrahmen je 8 Wochen) Abbildung 15: Zusatzqualifikationen Metallberufe (Quelle: ZVEI, überarbeitet) Metallberufe Prozessintegration Programmierung Programmierung IT-Sicherheit IT-Sicherheit Digitale Vernetzung Digitale Vernetzung Systemintegration IT-gestützte Anlagenänderung Additive Fertigungsverfahren Additive Fertigungsverfahren Mechatroniker/-in Elektroberufe Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 17 Die Zusatzqualifikationen geben den im Digitalisierungspro- zess unterschiedlich aufgestellten Betrieben die Möglichkeit, gezielt Kompetenzen für den digitalen Wandel aufzubauen. Diese optionalen und gesondert zertifizierten Ausbildungs- inhalte sind zugleich ein attraktives Angebot für Auszubil- dende, ihre Qualifikationen um neue, besonders nachge- fragte Kompetenzen zu erweitern. Die Zusatzqualifikationen verbessern darüber hinaus die Startmöglichkeiten für die berufliche Weiterbildung der Fachkräfte. 4.1 Zusatzqualifikation Systemintegration Unter Systemintegration versteht man alle Aktivitäten zur Einbindung von Komponenten und Systemen in Maschinen und Anlagen, angefangen von der Anforderungsdefinition über die Lösungsauswahl und Inbetriebnahme bis hin zur Erprobung. Mit der Zusatzqualifikation „Systemintegration“ werden Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten vermittelt, die bei Übersicht 4: Zusatzqualifikation Systemintegration der Erweiterung oder Optimierung von Produktionsanlagen erforderlich sind. Oftmals werden Anlagen nicht ersetzt, sondern um neue Funktionen erweitert („Retrofit“). Die zusätzlichen Komponenten können dabei Automatisie- rungen optimieren, aber auch Daten für weitere Prozesse lie- fern. Somit wird die Möglichkeit geschaffen, Maschinen und Anlagen in moderne IT-Infrastrukturen einzubetten. Weite- re Gründe können die Steigerung der Produktqualität, aber auch das Erreichen einer höheren Effizienz der Anlage sein. Die Herausforderung dabei ist, die zusätzlichen Komponen- ten (Sensorik, Aktorik) möglichst nahtlos in das bestehende System mechanisch, elektronisch und informationstech- nisch zu integrieren. In der folgenden Übersicht 4 werden die zu vermittelnden Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten als Teil der Zusatz- qualifikation stichwortartig und beispielhaft erläutert. Das nachfolgend an dem Modell der vollständigen Handlung orientierte Projekt ist als Beispiel zu verstehen und kann für die Ausbildung im Rahmen der Zusatzqualifikation System- integration genutzt werden. Lfd. Nr. Teil der Zusatzqualifikation/ zu vermittelnde Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten Erläuterungen zeitliche Richtwerte in Wochen 1 Analysieren von technischen Aufträgen und Entwickeln von Lösungen a) Ist-Zustand von zu verbindenden Teil- systemen analysieren und auswerten und Systemschnittstellen identifizieren ff Informationen sammeln ff Normen beachten ff Schnittstellen, z. B. ●● pneumatisch ●● elektrisch ●● mechanisch ●● digital ff Kompatibilität berücksichtigen ff Datenprotokolle erstellen 8 b) technische Prozesse und Umge- bungsbedingungen analysieren und Soll-Zustand festlegen ff Lasten-/Pflichtenheft abgleichen ff Checkliste für die Inbetriebnahme erstellen c) Lösungsvarianten zur Systemintegrati- on erarbeiten, bewerten und abstim- men und dabei sowohl Spezifikationen berücksichtigen als auch technische Bestimmungen und die betrieblichen IT-Richtlinien einhalten ff Lösungsvarianten erstellen und mit selbstdefinierten Kriterien beurteilen ff Kriterien, z. B. ●● Kosten ●● Zuverlässigkeit ●● Lebenserwartung ●● Arbeitssicherheit ff geeignete Variante im Team auswählen d) Vorgehensweise und Zuständigkeiten bei Installationen und Systemerpro- bungen festlegen ff Zuständigkeiten im Team entsprechend der Qualifikationen festlegen ff Vorgehensweise grafisch darstellen (Fluss-, Balkendiagramm) Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe18 Lfd. Nr. Teil der Zusatzqualifikation/ zu vermittelnde Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten Erläuterungen zeitliche Richtwerte in Wochen 2 Installieren und Inbetriebnehmen von cyberphysischen Systemen a) mit Kleinspannung betriebene Hard- warekomponenten installieren und Softwarekomponenten konfigurieren b) Systeme mittels Software zu einem cyberphysischen System vernetzen ff Software mit mechatronischen Systemen verbinden, z. B. ●● Kamerasoftware mit Werkstückerkennung ●● Barcodereader ●● Sensoren ●● Aktoren ff Netzwerkintegration veranlassen oder durchführen c) Systeme mit Hard- und Softwarekom- ponenten in Betrieb nehmen ff Testbetrieb planen - Checkliste nutzen ff Testbetrieb durchführen d) Störungen analysieren und systemati- sche Fehlersuche in Systemen durch- führen und dokumentieren ff Testbetrieb bewerten ff ggf. Fehlerbeseitigung durchführen bzw. organisieren e) Systemkonfiguration, Qualitätskontrol- len und Testläufe dokumentieren ff Programme, Parameter dokumentieren und sichern ff Stresstest ff Inbetriebnahmeprotokoll/Testprotokoll ff Anlagendokumentation anpassen Beispiel betriebliches Projekt: Bilderkennung von Teilen Aufgabenstellung: In der Vergangenheit kam es aufgrund fehlerhaft positionierter Werkstücke häufig zu Störungen der Anlage. Zur Vermeidung dieser Störungen soll eine berührungsfreie Lösung für die Erkennung der Werkstücklage in das System integriert werden. Nach erkannter fehlerhafter Lage soll ein zu definierender Signalfluss zur Ausschleusung oder Lagekorrektur des Werkstücks führen. Informieren ff Lokalisation der Störung (z. B. mittels Störungsprotokollen, Kundengesprächen) ff technische Dokumente der Anlage und Komponenten (z. B. Schnittstellen, physikalische Gegebenheiten, Medien) sichten ff Zeitfenster für Umbaumaßnahme in Erfahrung bringen ff Informationen zu Entscheidungsträgern, Prozessschnittstellen und Änderungsberechtigungen einholen ff IT-Protokolle, freie Anschlüsse, Spannungsversorgung berücksichtigen ff Abnahmebedingungen klären ff Informationen zu infrage kommenden Komponenten einholen Planen Abbildung 16: Erkennungssystem (Quelle: ATeB) ff Arbeits- sowie Meilensteinplan erstellen ff Erkennungssystem auswählen und Kommunikation mit Stakeholdern, z. B. Infrarotsensoren, Digitalkamera, Laserscanner sicherstellen ff technische Dokumentation für die Anlagenerweiterung anfertigen ff Bestelllisten und Kostenplan anfertigen Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 19 Entscheiden ff Kamerasystem mit IP-Protokoll RJ45 Schnittstelle und 12V Betriebsspannung (aufgrund der höheren Flexibilität, geometrischer Gegebenheiten und technischen Daten der Anlage) auswählen ff geplante Änderungen mit Entscheidungsträgern abstimmen ff Freigabe zur geplanten Systemintegration einholen Durchführen Abbildung 17: Integration in die Anlage (Quelle: ATeB) ff Erkennungssystem nach Sicherung der Anlage montieren ff Systemkomponenten elektronisch und informationstechnisch nach betrieblichen Richtlinien justieren und in Betrieb nehmen ff konfiguriertes System in die Gesamtanlage integrieren ff Anlage in Abstimmung mit den Anlagenverantwortlichen („Testbetrieb“) wieder in Betrieb nehmen ff Probelauf der Anlage und Feinjustage durchführen ff Abnahme vorbereiten ff Anlagendokumentation vervollständigen und Änderungen dokumentieren Kontrollieren Abbildung 18: Abnahmeprotokoll (Quelle: ATeB) ff Abnahme der Anlage mit Anlagenverantwortlichen durchführen ff Abnahmeprotokoll anfertigen ff geänderte Dokumentation übergeben ff geänderte Anlage übergeben Bewerten ff Ergebnisse in den Wochen nach der Inbetriebnahme, z. B. durch Beobachtung und Dokumentation der Prozessstabilität, bewerten Weitere Beispiele aus dem betrieblichen Umfeld können sein: ff Integration von QR-/Barcode- oder RFID-Readern zur Steu- erung eines Fertigungsprozesses („Intelligente Teile“); ff Integration „intelligenter Module“ zur Erfassung von Pro- zessdaten wie z. B. Temperaturen, Drücke, Verbräuche; ff Einsatz von Frequenzumrichtern bei elektrischen An- trieben zur Einsparung von Energie und zur Vernetzung untereinander (Synchronisation). 4.2 Zusatzqualifikation Prozessintegration Bei der Prozessintegration sollen neue oder ergänzende Ele- mente in die Steuerung von komplexen mechatronischen Systemen so genannten „Embedded Systems“ (eingebettete Systeme) aufgenommen werden. An der Entwicklung bzw. Erweiterung eingebetteter Systeme sind unterschiedliche Fachdisziplinen (z. B. Mechatronik, Metalltechnik und Informatik) beteiligt. Die hier agierenden Fachkräfte müssen nicht nur unterschiedliche Arbeitsabläu- fe aufeinander abstimmen, sondern auch die spezifischen Fachsprachen berücksichtigen. Der aus der Softwareentwicklung bekannte Ansatz der Sys- temmodellierung wird auf das mechatronische Gesamtsys- tem übertragen. Im Vordergrund steht dabei die konsequen- te Verbindung von Anforderungen, Produktbeschreibung und Test auf den unterschiedlichen Reifegradstufen und Detaillierungsebenen. Im Unterschied zur reinen Software-Applikation besteht bei eingebetteten Systemen eine enge Wechselwirkung zwi- schen Software, Elektronik und Hardware. Eine unkontrol- lierte und nicht abgestimmte Softwareänderung kann daher dazu führen, dass das Gesamtsystem nicht mehr oder nur fehlerhaft funktioniert. Mit der Zusatzqualifikation „Prozessintegration“ werden Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten vermittelt, die bei der Erweiterung oder Optimierung von eingebetteten Syste- men (Embedded Systems) erforderlich sind. In der folgenden Übersicht 5 werden die zu vermittelnden Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten als Teil der Zusatz- qualifikation stichwortartig erläutert. Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe20 Übersicht 5: Zusatzqualifikation Prozessintegration Lfd. Nr. Teil der Zusatzqualifikation/ zu vermittelnde Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten Erläuterungen zeitliche Richtwerte in Wochen 1 Analysieren und Planen von digital vernetzten Produktionsprozessen 8 a) Produktionsprozesse analysieren ff vor- und nachgelagerte Schritte analysieren ff Einflussgrößen und deren Auswirkungen beschreiben ff Schnittstellen-Analyse ff Ist-Zustand ermitteln b) Anpassung der Produktion sowie der Handhabungs-, Transport- oder Iden- tifikationssysteme planen ff Veränderung des Prozesses, z. B. Varianten des Pro- dukts durch Material-, Form-, Stückzahländerung ff Integration von neuen Typen, Produktionsverfahren, Varianten in bestehenden Prozessen c) Prozessänderungen planen und hin- sichtlich vor- und nachgelagerter Bereiche bewerten sowie die Zustän- digkeiten im Team abstimmen ff Änderungen von Vorrichtungen, Taktzeiten, Logistik planen ff Schnittstellen bewerten ff Zuständigkeiten im interdisziplinären Team abgrenzen d) Spezifikationen, technische Bestim- mungen und betriebliche IT-Richtli- nien bei Prozessänderungen beachten ff Beachten von z. B. ●● CE-Konformität ●● elektromagnetische Verträglichkeit ●● Gefährdungsbeurteilung ●● Herstellervorschriften ●● Produktspezifikationen ff Sachverständige einbeziehen 2 Anpassen und Ändern von digital vernetzten Produktionsanlagen a) geplante Prozessabläufe simulieren ff Simulationsprogramm, z. B. ●● Bewegungssimulation (Roboter) ●● Kollisionsprüfung ff Handbetrieb, z. B. über ein HMI den Portallader per Hand verfahren b) Auf- und Umbau von Produktionsan- lagen und die datentechnische Ver- netzung im Team durchführen ff mechanischer Umbau, Anpassung von Sensoren/ Aktoren ff Abstimmung im interdisziplinären Team c) Steuerungsprogramme im Team än- dern, testen und optimieren ff Programme anpassen 3 Erproben von Produktionsprozessen a) Produktionsverfahren und Prozess- schritte, logistische Abläufe und Ferti- gungsparameter erproben ff Testbetrieb durchführen b) Gesamtprozess kontrollieren, überwa- chen und protokollieren und prozess- begleitende Maßnahmen der Quali- tätssicherung durchführen ff bei der Qualitätssicherung mitwirken, z. B. Messwerte aufnehmen, Maschinen- und Prozessfähigkeit feststel- len c) Fehler- und Mängelbeseitigung ver- anlassen sowie Maßnahmen doku- mentieren d) Daten des Konfigurations- und Ände- rungsmanagements pflegen und tech- nische Dokumentationen sichern ff Programme, Parameter dokumentieren und sichern ff Zeichnungsversionen aktualisieren e) Prozessvorschriften erstellen ff Arbeitsanweisungen erstellen ff Prozessfreigabe veranlassen Das nachfolgend an dem Modell der vollständigen Handlung orientierte Projekt ist als Beispiel zu verstehen und kann für die Ausbildung im Rahmen der Zusatzqualifikation „Prozessintegration“ genutzt werden. Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 21 Beispiel betriebliches Projekt: Erweitern eines bestehenden Greifersystems für Seitenteile um ein weiteres Modell Ausgangszustand Der Auszubildende hat in seinem betrieblichen Auftrag im Rahmen der Abschlussprüfung Teil 2 den Auftrag bekommen, einen Greifer für die Verarbeitung von Seitenteilen in der Automobilherstellung um ein zusätzliches Modell zu erweitern. Neuerung Sein betrieblicher Auftrag endet mit der Fertigstellung des Greifers. Als nächstes steht die Inbetriebnahme an. Diese kann jetzt abgeprüft werden im Rahmen der Zusatzqualifikation Prozessintegration. Der wesentliche Unterschied zur Systemintegration liegt darin, dass ein bestehendes System angepasst/ geändert wird. Informieren/Planungen Abbildung 19: Greifer (Quelle: Volkswagen AG) ff Produktionsprozesse analysieren ff Zuständigkeiten klären (z. B. Programm darf nur ein zertifizierter Inbetriebnehmer schreiben, Aufspielen des Programms nur durch einen Anlagenführer, der einen E2-Schlüssel besitzt. Ein Backup wird automatisch um 1 Uhr erstellt) ff IT-Richtlinien z. B. VASS-Standard ff Verfügbarkeit der Anlage klären ff mögliche Puffer ff technische Dokumente sichten/simulieren ff zeitlichen Rahmen klären (falls der Durchführungszeitraum am Wochenende liegt, muss dieses beantragt werden) ff Rücksprache mit den Kunden/Kundinnen ff benötigte Werkzeuge Entscheiden ff einen Puffer von 15 Teilen einrichten ff geplante Änderungen und Bestelllisten abstimmen ff Durchführungszeitraum liegt an einem produktionsfreien Tag (in diesem Fall an einem Samstag) Durchführen Abbildung 20: Montage in die Anlage (Quelle: Volkswagen AG) ff neue Software aufspielen ff betriebliche Vorgehensweise beim Betreten der Anlage beachten (vor Wiedereinschalten mit Schild und Schloss sichern) ff Greifer montieren ff Datenschnittstelle herstellen ff Testlauf durchführen (im Team in zwei Stufen): ●● 1. Stufe: im T1-Betrieb (offener Schutzkreis und Geschwindigkeit des Roboters auf minimal) ●● 2. Stufe: im T2-Betrieb (geschlossener Schutzkreis, Geschwindigkeit einstellbar) ff falls notwendig, Einstellarbeiten am vor- und nachgelagerten Bereich vornehmen (abhängig von der Qualitätskontrolle) ff Prozesssicherheit herstellen durch mehrfaches Fertigen der Baugruppe ff Änderungen dokumentieren Kontrollieren ff das fertige Produkt auf augenscheinliche Schäden kontrollieren ff ein fertiges Bauteil zum Vermessen ins Messcenter und eines zur Oberflächenkontrolle weitergeben ff Ergebnisse dokumentieren (Änderungen ins System eingeben) ff Abnahme der Anlage durch Anlagenverantwortliche/-n (Fertigungsplanung) Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe22 4.3 Zusatzqualifikation Additive Fertigungsverfahren Additive Fertigung wird seit den 1980er-Jahren für die Her- stellung von Prototypen- und Anschauungsteilen verwendet. Inzwischen ist die Technologie soweit ausgereift, dass die Industrie diese Technik für die Produktion von Serienteilen verwenden kann. Hierbei werden Bauteile aus Kunststoff, aber auch aus Metallen oder Keramik hergestellt. Produktivitätssteigerung und Kostensenkung sind zwei Hauptgründe, welche die neue Technologie insbesonde- re in der Medizintechnik, in der Luft- und Raumfahrttech- nik sowie im Fahrzeug- und Maschinenbau sehr attraktiv macht. Die Kombination der konventionellen Fertigung mit 3D-Druck ist ebenso möglich. Für die industrielle Anwen- dung müssen die Produkte die Erwartungen bezüglich der Festigkeit, Langlebigkeit, Ausdünstungen und Recycling- Übersicht 6: Zusatzqualifikation Additive Fertigungsverfahren Fähigkeit erfüllen. Das Verfahren ist hinsichtlich der Repro- duzierbarkeit bestens dafür geeignet, Einzelteile oder Teile in kleinen Mengen zu liefern. Dabei spielen die sichere Do- kumentation des Fertigungsprozesses mit allen Dokumenten und Parametern eine wichtige Rolle. Vielfältige Geometrien und Größen sind damit realisierbar. So können komplexe Teile/Geometrien ohne aufwändige Programme, Zeitauf- wand oder teure 5-Achs-Bearbeitungsmaschinen hergestellt werden. Dabei lassen sich die technologischen und mecha- nischen Eigenschaften einfach beeinflussen. Die Anordnung von mehreren zu fertigenden Teilen in einem Bearbeitungs- schritt ist möglich. Eine abschließende Nachbearbeitung mit spanenden Fertigungsverfahren oder eine Oberflächenver- edelung ist möglich. In der folgenden Übersicht 6 werden die zu vermittelnden Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten als Teil der Zusatz- qualifikation stichwortartig erläutert. Lfd. Nr. Teil der Zusatzqualifikation/ zu vermittelnde Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten Erläuterungen zeitliche Richtwerte in Wochen 1 Modellieren von Bauteilen 8 a) Bauteile durch Programme zum com- putergestützten Konstruieren (CAD) erstellen b) für digitale 3D-Modelle parametrische Datensätze entwickeln ff Abhängigkeiten für Maße Lage und Toleranzen festle- gen (anstatt konkreter Werte) c) Gestaltungsprinzipien zur additiven Fertigung einhalten und Gestaltungs- möglichkeiten nutzen ff Produkte möglich, die spanend nicht herstellbar sind, z. B. ●● „Dreiecksbohrungen“ ●● innenliegende Kühlkanäle ●● „Bohrung um die Ecke“ ff Printability Check: Bauteile auf grundsätzliche Fertig- barkeit überprüfen, Druck-Performance und Qualität optimieren 2 Vorbereitung von additiver Fertigung a) Verfahren zur additiven Fertigung auswählen ff Material, z. B. Kunststoff, Metall, Verbundstoffe (GFK) nach technologischen Anforderungen (z. B. Zugfestig- keit, Korrosionsfestigkeit) auswählen ff Maschine festlegen ff Verfahren festlegen ff Beachten von z. B. Auffüllgrad, Dichtheitsprüfung, Flächenübergänge b) 3D-Datensätze konvertieren und für das Verfahren anpassen ff 3D-CAD-Modell aufbereiten, z. B. ●● Flächenaufmaße ●● Bohrungen verkleinern ●● Werkzeugmaschinen-Aufspannungen ff Stützgeometrie für Metall- oder Kunststoffteile, z. B. ●● Point ●● Line ●● Gusset ●● Web ●● Contur oder Block Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 23 Lfd. Nr. Teil der Zusatzqualifikation/ zu vermittelnde Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten Erläuterungen zeitliche Richtwerte in Wochen c) verfahrensspezifische Produktionsab- läufe planen ff Lage, Stützgeometrie, physikalische Abhängigkeiten beachten, z. B. ●● Temperatur ●● Druckgeschwindigkeit ●● Trocknungszeiten ff maschinenspezifische Besonderheiten berücksichtigen ff Fertigungssimulation d) Maschine zur Herstellung einrichten ff Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschriften beim Umgang mit Roh- und Restmaterialien beachten ff optimale Ausrichtung - Oberflächenqualität bzw. Bau- teilgenauigkeit, Formtoleranzen erhöhen ff Bauteileorientierung optimieren ff Bauraumaufteilung bei gleichzeitiger Fertigung von mehreren Bauteilen (Packaging/Nesting) beachten ff Maschinen-Kinematik berücksichtigen 3 Additives Fertigen von Produkten a) additive Fertigungsverfahren anwen- den und Probebauteile erstellen und bewerten ff Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschrifte beim Umgang mit Roh- und Restmaterialien beachten ff Bewertungskriterien festlegen und abgleichen b) Prozessparameter anpassen und op- timieren ff Temperatur ff Druckgeschwindigkeit ff Wand- und Schichtdicke ff Einflussgrößen, z. B. ●● inhomogene Temperaturverteilung ●● Materialverzug ●● Ausführung von Stützkonstruktionen berücksichtigen c) Prozesse kontrollieren, überwachen und protokollieren und Maßnahmen der Qualitätssicherung durchführen ff Soll-Ist-Abgleich, z. B. ●● Prüfung von relevanten Maßen ●● Stichprobenmessung ●● Einsatz von Prüfmitteln d) Fehler- und Mängelbeseitigung ver- anlassen sowie Maßnahmen doku- mentieren ff Maschinenfehlfunktionen identifizieren ff Materialmängel identifizieren ff Fehler in der Materialmischung erkennen ff Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse durchführen (FMEA) e) Daten des Konfigurations- und Ände- rungsmanagements pflegen und tech- nische Dokumentationen sichern ff Fehlerstammbaum ff Versionsmanagement f) verfahrensspezifische Vorschriften zur Arbeitssicherheit und zum Umwelt- schutz einhalten Das nachfolgend an dem Modell der vollständigen Handlung orientierte Projekt ist als Beispiel zu verstehen und kann für die Ausbildung im Rahmen der Zusatzqualifikation „Additive Fertigungsverfahren“ genutzt werden. Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe24 Beispiel betriebliches Projekt: Handbremshebel Aufgabenstellung: Für einen Kunden sind Bremshebel zu fertigen. Die Lieferung soll mit langer Laufzeit „just in time“ in kleinen Stückzahlen erfolgen. Informieren Abbildung 21: Sichten und prüfen der Daten (Quelle: bfw) ff auftragsspezifische Anforderungen und Informationen beschaffen, prüfen, umsetzen oder an Beteiligte weiterleiten ff Gegebenheiten: Motocross-Motorrad, erhöhte Beanspruchung, Material nicht festgelegt, vorgegebene Form ist nicht zu ändern, Gewicht so leicht wie möglich, Festigkeit an den belasteten Zonen hoch (Gelenk, Griffteil), korrosionsbeständig, formstabil auch bei Temperaturschwankungen, Farbe Anthrazit, Lieferzeit innerhalb von zwei Werktagen nach Bestellung ff basierend auf der vom Kunden/der Kundin bereitgestellten Daten die Kompatibilität mit der verwendeten Software prüfen ggf. konvertieren, Zeichnung sichten und prüfen ff Maschinen- und Werkstattbelegungsplan prüfen und auswerten ff Schnittstelle für Nachbearbeitung der Teile berücksichtigen Planen Abbildung 22: Gestaltungsmöglichkeiten (Quelle: bfw) ff Lösungsvarianten in Abhängigkeit vom Fertigungsverfahren prüfen, darstellen und in Hinblick auf Wirtschaftlichkeit vergleichen. ff Zur Verfügung stehen: ●● 5-Achs-Simultan-Fräsmaschine ●● 3D-Drucker mit ABS-Kunststoff als Filament ●● 3D-Drucker mit hochfestem Onyx als Filament ff Somit kommen als Fertigungsverfahren infrage: ●● Fräsen aus Alu ●● Negativfräsen aus Werkzeugstahl oder Gussnegativ – also Spritz/Druckguss ●● einfachster Kunststoffdruck oder hochfester 3D-Druck mit Verstärkungen und internen Strukturen ●● selektives Laserschmelzen aus Metallpulver. ff infrage kommende Gestaltungsmöglichkeiten für die additive Fertigung bestimmen ff Der Ablauf wird in einem schriftlichen Arbeitsplan umgesetzt, d. h. Werk- und Hilfsstoffe werden aufgelistet und Arbeitsschritte in ihrer Reihenfolge festgelegt und in einem Zeitplan integriert. ff Bezüglich der Zeit- und Materialbedarfsplanung stehen Daten aus Referenzprojekten zur Verfügung. Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 25 Entscheiden ff endgültige Entscheidung über das infrage kommende Fertigungsverfahren, insbesondere in Abhängigkeit von optimalen technologischen Prozessparametern (Werkstückeigenschaften) sowie von Anlagenverfügbarkeit und von wirtschaftlichen Erwägungen (Materialpreise, Fertigungszeiten, Anlagenkosten) ff das passendste Verfahren ist in diesem Fall der hochfeste 3D-Druck mit Verstärkungen und internen Strukturen Durchführen Abbildung 23: Datensatz Handbremshebel (Quelle: bfw) Abbildung 24: Standardprobeteil (Quelle: bfw) ff selbstständige Umsetzung der erarbeiteten Planung und der Fertigung des Werkstückes ff für die Anfertigung ist es notwendig, aus der gelieferten Zeichnung ein 3D-Modell zu erstellen und dieses als parametrischen Datensatz im Rahmen des Konfigurations- und Änderungsmanagements zu sichern ff bereits zu diesem Zeitpunkt werden speziell durch das Verfahren „additive Fertigung“ Gestaltungsmöglichkeiten (Hohlkörper, Wanddickenabhängigkeiten, ggf. Füllstrukturen u. v. m.) umgesetzt ff passend für das gewählte Verfahren Datensatz konvertieren und anpassen; Schichtdicken, Vorschubgeschwindigkeiten, Deckflächen und Wandflächen der Layer in Abhängigkeit der geforderten Stabilität in Korrelation zur ökonomischen Fertigung des Bauteils optimieren; die Stützstrukturen des Verstärkungsmaterials an den Belastungszonen definieren ff 3D-Printer mit dem passenden Filament (Onyx) und Verstärkungsmaterial (Kevlar) bestücken, die Tischhöhe kalibrieren, den Printbereich vorbereiten und einen Probedruck durchführen ff Sicherheitsbetriebsanweisungen sowie verfahrensspezifische Vorschriften zur Arbeitssicherheit und zum Umweltschutz sind einzuhalten ff nach erfolgreichem Druck des Standardprobeteils Werkstück laden und fertigen Kontrollieren Abbildung 25: Lösen vom Drucktisch (Quelle: bfw) Abbildung 26: Vermessen des Werkstücks (Quelle: bfw) ff Fertigungsprozess kontrollieren, überwachen und protokollieren: Bei absehbarer Fehlfertigung Prozess sofort unterbrechen, Prozessparameter korrigieren und die Fertigung erneut starten ff alle Maßnahmen zur Mängelbeseitigung dokumentieren ff fertiges Werkstück vom Drucktisch lösen und kontrollieren ff alle Stützstrukturen entfernen und fachgerecht entsorgen ff die Nachbehandlung der Oberflächen erfolgt je nach Fertigungsprozess per Hand oder maschinell mit Schleifpapier oder Druckluftentgrater/Schleifer ff im Anschluss Werkstück vermessen und nach Maßgaben der Qualitätssicherung erfassen Bewerten ff Abschluss des Arbeitsprozesses durch Bewertung von Ergebnissen, Bearbeitungsablauf und Klärung der Frage, was evtl. beim nächsten Mal besser gemacht werden kann ff abschließende Dokumentation im Rahmen des Konfigurations- und Änderungsmanagements, die den Fertigungsprozess reproduzierbar beschreibt und die für zukünftige Bestellungen als Referenzprojekt dient Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe26 4.4 Zusatzqualifikation IT-gestützte Anlagenänderung Unter IT-gestützter Anlagenänderung versteht man das Pla- nen und Umsetzen von Änderungen an Anlagen, Baugrup- pen, Rohrleitungen, Profilen oder Blechkonstruktionen: an- gefangen bei der Erstellung von 3D-Datensätzen oder der Nutzung von vorhandenen 3D-Datensätzen mit CAD-Pro- grammen auf Basis von Skizzen bis zum Planen von Ände- rungen an bestehenden Anlagen anhand von 3D-Modellen. Mit der Zusatzqualifikation „IT-gestützte Anlagenänderung“ werden Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten vermittelt, die auf Basis von 3D-Datensätzen zum Herstellen von Rohr- leitungen, Profilen, Anlagenteilen oder Blechkonstruktionen erforderlich sind oder die zum Nachbereiten der Bauteile mit branchenüblicher Software benötigt werden. Im Rahmen der Zusatzqualifikation „IT-gestützte Anlagen- änderung“ werden Fertigungsverfahren zum Herstellen von Rohrleitungen, Profilen, Anlagenteilen oder Blechkonstruk- tionen ausgewählt und angewendet sowie 3D-Datensätze konvertiert, Datensätze übertragen und Prozessparameter angepasst oder optimiert. Übersicht 7: Zusatzqualifikation IT-gestützte Anlagenänderung Bei der Vermittlung der Zusatzqualifikation „IT-gestützte Anlagenänderung“ werden u. a. Prozesse überwacht und Maßnahmen zur Qualitätssicherung in digitalen Prüfproto- kollen dokumentiert sowie alle relevanten Daten aktualisiert und gesichert. Der Einsatz von CAD-Programmen, von 3D-Daten und bran- chenüblicher Software bei der Herstellung von Rohrleitun- gen, Profilen, Anlagenteilen oder Blechkonstruktionen sowie beim Planen von Änderungen an bestehenden Anlagen an- hand von 3D-Modellen im Rahmen der IT-gestützten Anla- genänderung verschafft zukunftsorientierten Unternehmen einen Wettbewerbs- und Kostenvorteil und ist als zusätzliche Qualifizierungsmöglichkeit attraktiv für Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in diesen Unternehmen. In der folgenden Übersicht 7 werden die zu vermittelnden Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten als Teil der Zusatz- qualifikation stichwortartig erläutert. Lfd. Nr. Teil der Zusatzqualifikation/ zu vermittelnde Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten Erläuterungen zeitliche Richtwerte in Wochen 1 Planen von Änderungen an Anlagen 8 a) 3D-Datensätze von Rohrleitungssys- temen, Profilen, Anlagenteilen oder Blechkonstruktionen erstellen ff aus einer Skizze mithilfe eines CAD-Programms einen 3D-Datensatz erstellen oder ff eingescannte 3D-Datensätze für die Änderungsplanung nutzen b) branchenübliche Software zum Erstel- len von Aufmaßen, auch auf Basis von Daten zum computergestützten Konstruieren (CAD-Daten), anwenden ff Baugruppen und/oder Einzelteilzeichnungen mithilfe der im System hinterlegten Daten, z. B. Rohrklasse, erstellen ff technische Rahmenbedingungen berücksichtigen, z. B. ●● Material ●● Druck ●● Temperatur ●● Medium c) Änderungsmaßnahmen anhand von 3D-Modellen planen ff Änderungsmaßnahmen auf Realisierbarkeit im 3D-Modell überprüfen ff betriebliche Vorgaben durch die vorhandenen Anlagenteile berücksichtigen ff automatisierten Bestellvorgang auslösen 2 Herstellen und digitales Nachbereiten von Rohrleitungen, Profilen, Anlagenteilen oder Blechkonstruktionen a) Verfahren zur Fertigung von Rohrlei- tungen, Profilen, Anlagenteilen oder Blechkonstruktionen auswählen ff auf Grundlage der Daten (z. B. Wirtschaftlichkeit, Um- setzbarkeit, zeitliche Vorgaben) geeignetes Verfahren (z. B. Schweißverfahren, Biegeverfahren) auswählen ff Schnittstellen der verschiedenen Maschinenarbeits- plätze festlegen, z. B. ●● Zuschneiden ●● Biegen ●● Heften ●● Schweißen Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 27 Lfd. Nr. Teil der Zusatzqualifikation/ zu vermittelnde Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten Erläuterungen zeitliche Richtwerte in Wochen b) für die Herstellung von Rohrleitungen, Profilen, Anlagenteilen oder Blech- konstruktionen 3D-Datensätze kon- vertieren ff Fertigungsprogramm für Maschinen erzeugen ff Maschinenparameter berücksichtigen ff mit geeigneter Software vorhandene Datensätze, z. B. isometrische Darstellung, in Maschinen-Code umwandeln c) Datensätze über Schnittstellen an Fertigungsmaschinen übertragen ff mobile Datenträger (z. B. USB-Stick, Tablet), WLAN oder LAN nutzen d) Prozessparameter anpassen und op- timieren ff aus Datenbanken vorgegebene Maschineneinstellwer- te, z. B. Biegeradien, -kräfte, prüfen und ggf. anpassen ff maschinelle Fertigung starten e) Prozesse kontrollieren, überwachen und protokollieren und Maßnahmen der Qualitätssicherung durchführen ff Prüfprotokoll digital erstellen ff Maschinenparameter dokumentieren ff Maßkontrolle, z. B. Koordinatenmessmaschine, einset- zen ff Teilprozesse dokumentieren f) Ist-Werte im digitalen Zwilling aktua- lisieren und dokumentieren ff alle relevanten Daten einpflegen und in Datenbanken sicher speichern Das nachfolgend an dem Modell der vollständigen Handlung orientierte Projekt ist als Beispiel zu verstehen und kann für die Ausbildung im Rahmen der Zusatzqualifikation „IT-gestützte Anlagenänderung“ genutzt werden. Beispiel betriebliches Projekt: Änderung einer verfahrenstechnischen Anlage Aufgabenstellung: Anhand eines 3D-Modells soll die Änderung einer verfahrenstechnischen Anlage geplant und die Umsetzung mittels digital gestützter Fertigung und Montage vollzogen werden. Informieren ff der Ist-Zustand der zu ändernden Anlage liegt als 3D-Modell vor („Initiales Modell“) ●● die zu ändernde verfahrenstechnische Anlage wurde per Laserscan aufgenommen ●● die daraus generierte Punktewolke liegt als 3D-Datensatz vor ●● die Anlagenobjekte wurden in einer 3D-Design-Software modelliert und mit Metadaten hinterlegt ff in dieser Anlage soll ein Rohrleitungsteilstück gemäß einem überarbeiteten R+I-Fließbild geändert werden (Änderung Rohrleitungsverlauf, zusätzliches Rohrleitungselement mit einer Armatur) ff Anlagenänderung digital im 3D-Modell planen, Unterlagen zur Umsetzung (Anfertigungs- und Montageunterlagen) aus dem 3D-Modell generieren (Aufstellungsplan, Drafts zum Halterungskonzept, Isometrien mit Koordinatenangaben und Stücklisten) ff Teilelemente der Anlagenänderung maschinell fertigen und anschließend manuell zusammenbauen ff die Anlagenänderung ist koordinatengetreu in der verfahrenstechnischen Anlage zu montieren Planen ff funktionales Konzept der Anlagenänderung erarbeiten ff räumliche Planung der Anlagenänderung in einem 3D-Viewer ff Konzept mit dem Auftraggeber besprechen ff Export vom 3D-Viewer in die 3D-Planungssoftware ff Details mittels 3D-Planungssoftware planen ff Planungsisometrien, notwendige Zeichnungen und Stücklisten erzeugen ff Beschaffungsprozess initiieren ff Fertigungsverfahren auswählen ff digitale Lose zusammenstellen ff Fertigungsprogramme erzeugen ff Maschinenparameter einlesen ff maschinelle Fertigung ff Teilelemente am Handarbeitsplatz zusammenbauen ff Prüfung und Qualitätssicherung ff koordinatengenaue Montage in der Anlage ff Digitalen Zwilling aktualisieren Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe28 Entscheiden ff Entscheidung des Auftraggebers, ob die Anlagenänderung in der geplanten Form umgesetzt werden soll ff Fertigungsverfahren auswählen ●● Schneidverfahren: Laserschneiden ●● Schweißverfahren: mechanisierte WIG-Schweißautomaten ●● Biegeverfahren: maschinelle Kaltumformung ●● Handarbeitsplatz: Zusammenbau von Leitungsteilelementen ff Entscheidung, welche digitalen Lose zur Fertigung zusammengestellt werden Durchführen Abbildung 27: Fließbild mit Einbindepunkten (Quelle: BASF SE) ff Im ersten Schritt das funktionale Konzept der Anlagenänderung entwickeln, indem die gemäß R+I-Fließbild vorgesehene Anlagenänderung in einem 2D-Redlining-System mit Fließbildsymbolen skizziert wird (Änderung des Prozesses). Dabei die Einbindepunkte und Spezifikationen (z. B. Drücke, Temperaturen, Durchflüsse, Nennweiten, Werkstoffe) sowie Armaturen, Geräte, Pumpen und Messgeräte definieren und einzeichnen. Die festgelegten Spezifikationsdaten aus dem Medienschlüssel, der anlagenbezogen in einer Datenbank hinterlegt ist, auswählen (Zuordnung der Metadaten). Abbildung 28: Visualisierte Anlagenänderung (Quelle: BASF SE) ff Die räumliche Planung der Anlagenänderung erfolgt danach in einem 3D-Viewer, der es erlaubt, 3D-Objekte maßstäblich zu platzieren (3D-Redlining). Hierbei sind betriebliche Vorgaben und das räumliche Umfeld zu berücksichtigen (z. B. Zugänglichkeit, Ergonomieaspekte, Montagebelange, Montierbarkeit, instandhaltungstechnische Belange). Auf diese Weise entsteht ein erstes maßstäbliches räumliches Konzept der zu planenden Anlagenänderung. ff Die visualisierte Anlagenänderung, ergänzt mit dem R+I-Fließbild („Redlining“), bildet die Grundlage zur Besprechung des Konzeptes mit dem/der Auftraggeber/-in aus verschiedensten Blickwinkeln. Änderungswünsche und Anpassungen können so leicht diskutiert und berücksichtigt werden, d. h. die Planung kann mit wenig Aufwand angepasst und freigegeben werden. ff Mittels eines Schnittstellentools das freigegebene Konzept vom 3D-Viewer in die eingesetzte 3D-Planungssoftware exportieren. ff In der 3D-Planungssoftware erfolgt die Detailplanung (z. B. finale Festlegung von Fertigungsmaßen, Berücksichtigung von Längenausdehnungen, Planung von Kompensatoren oder Dehnschenkeln, Rohrleitungsberechnung und Halterungskonzept, Statik). Aus dem hinterlegten Bauteilkatalog die adäquaten Einzelelemente auswählen. ff Aus der Detailplanung die Planungsisometrien sowie Zeichnungen für die erforderlichen Halterungssysteme erzeugen; ebenso Stückliste/Massenauszug („MTO“ = Material Take Off). Mittels MTO kann über eine geeignete Schnittstelle der automatisierte Beschaffungsprozess der erforderlichen Bauteile angestoßen werden. Abbildung 29: Datenübersicht (Quelle: BASF SE) ff Auf Grundlage der Daten (z. B. Bauteilgeometrie, Anlagenverfügbarkeit, Wirtschaftlichkeit, Umsetzbarkeit, Terminsituation) geeignete Fertigungsverfahren auswählen: ●● Schneidverfahren (hier: Laserschneiden), ●● Schweißverfahren (hier: mechanisierte WIG-Schweißautomaten) ●● Biegeverfahren (hier: maschinelle Kaltumformung) ●● Zusammenbau von Leitungsteilelementen am Handarbeitsplatz Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 29 Abbildung 30: Arbeitsplan (Quelle: BASF SE) ff Mit branchenspezifischer Software unter organisatorischen Gesichtspunkten digitale Lose für die o. g. Arbeitsprozesse im Maschinenpark zusammenstellen. Manuelle Eingriffe ermöglichen letzte Korrekturen zur weiteren Optimierung des Gesamtprozesses. Abbildung 31: Säge-/Biegeliste (Quelle: BASF SE) ff Aus den Losen über ein IT-Planungstool folgende Listen für die einzusetzenden Fertigungsverfahren und Fertigungsschritte erzeugen: ●● Sägeliste (Laserschneiden) ●● Biegeliste (Kaltbiegen) ●● Schweißliste (WIG-Automatenschweißen) Abbildung 32: Kennzeichnung mit QR-Code (Quelle: BASF SE) ff Der jeweilige Fertigungsstand sowie alle Auftragsdaten werden mittels QR-Code mitgeführt. Abbildung 33: Einlesen der Maschinenparameter (Quelle: BASF SE) ff Mit geeigneter Software Teilelemente der Fertigungsisometrie in maschinenlesbare Fertigungsprogramme umwandeln. Maschinenparameter aus Datenbank einlesen: ●● allgemein: Material, Wandstärke, Dimension ●● Schneiden: Länge, Geometrie für Stutzen ●● Schweißen: Stromstärke, Schweißgeschwindigkeit, Pendelweg, Schweißzusatzzufuhr ●● Biegen: Rückfederung, Streckung Abbildung 34: Datentransfer (Quelle: BASF SE) ff Über Schnittstellen die Daten auf die Fertigungsmaschinen transferieren. Dazu werden genutzt: ●● mobile Datenträger, WLAN oder Netzwerk Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe30 ff maschinelle Fertigung starten ff maschinell vorbereitete Teilstücke am Handarbeitsplatz gemäß der Gesamtisometrie zusammenbauen Abbildung 36: Koordinatenangaben (Quelle: BASF SE) ff Das gefertigte Rohrleitungsstück inkl. Armatur in der verfahrenstechnischen Anlage unter Berücksichtigung der Koordinatenangaben aus Detailzeichnung und Isometrie montieren. Zur koordinatengenauen Montage eine Referenzmarke für Koordinatensystem und geeignetes Messwerkzeug (z. B. Kreuzlaser, Punktlaser, Laser- Entfernungsmesser) benutzen. Zur Unterstützung dabei das 3D-Modell auf Tablet vor Ort nutzen, da hier die räumlichen Zusammenhänge deutlich besser als auf Zeichnungen und Isometrien dargestellt werden können. ff Alle relevanten Daten im Digitalen Zwilling einpflegen und in der Anlagendatenbank sicher speichern. Kontrollieren ff eingestellte Maschinenparameter in Fertigungsmaschine dokumentieren und archivieren ff Teilprozesse digital dokumentieren ff Verlauf, Verdrehungen, Materialverwechslungen, Winkligkeit und Maßhaltigkeit prüfen (3D-Koordinatenmesssystem), Prüfprotokolle erstellen ff bei Soll-Ist-Abweichungen Maschinenparameter anpassen ff zerstörungsfreie Prüfung und Druckprüfung durchführen, QM-Dokumentation vervollständigen Bewerten ff Abschluss des Arbeitsprozesses durch Bewertung des Bearbeitungsprozederes, Diskussion der Soll-Ist-Abweichungen und die Klärung der Frage, was beim nächsten Mal evtl. besser gemacht werden kann Bypass in ein bestehendes Rohrleitungssystem einbauen Abbildung 35: Zusammenbau der Teilstücke (Quelle: BASF SE) www.bibb.de/de/84062.php Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 31 4.5 Empfehlungen zur Planung und zur Umsetzung der Zusatzqualifikationen Anhand der in Abbildung 37 zusammengefassten Schritte und Fragestellungen werden nachfolgend Empfehlungen zur Planung und zur Umsetzung der Zusatzqualifikationen gegeben und begründet. Schritt 1 „Informieren“: Bedarf an Zusatzqualifikationen (ZQ) und Rahmenbedingungen klären Die Entscheidung, welche Zusatzqualifikationen künftig wie umgesetzt werden, müssen die Ausbildungsverantwort- lichen im Betrieb prüfen und abstimmen. Dies beinhaltet einen Dialog mit den abnehmenden Fachabteilungen und eine erste Rückkopplung mit der Kammer in Bezug auf die Prüfungsmodalitäten. Zu prüfen ist auch, welche Vorausset- zungen ausbildungspersonal- und infrastrukturseitig bereits gegeben sind und wie diese eventuell noch optimiert werden können. Falls erforderlich, können alternative Möglichkei- ten wie Verbundausbildung oder Vertragsausbildung für die Vermittlung von Zusatzqualifikationen genutzt werden. Vor- teil der Umsetzung im eigenen Betrieb ist, dass das Know- how intern entwickelt und gestärkt wird. Die Vermittlung einer Zusatzqualifikation kann mit Ab- schluss des Ausbildungsvertrages oder im Ausbildungs- verlauf zwischen Betrieb und Auszubildenden vereinbart werden. Die Verabredung im Ausbildungsverlauf hat den Vorteil, dass sie zeitnah und gezielt den Fachkräftebedarf bedienen kann, auf die Förderung einzelner Auszubildender ausgerichtet ist und zusätzlich motivierend auf die Auszubil- denden wirken kann. Denkbar ist auch, dass Auszubildende mehrere Zusatzqualifikationen erwerben, wenn dies realis- tisch erscheint. Schritt 2 „Planen“: Zusatzqualifikation(en) im betrieblichen Ausbildungsplan berücksichtigen Die Prüfung der Zusatzqualifikation(en) erfolgt im Rahmen der „Gestreckten Abschlussprüfung“ Teil 2. Eine zu frühe Vermittlung der Zusatzqualifikation lässt demnach Ausbil- dung und Prüfung weit auseinanderfallen. Das spricht für eine Vermittlung der Zusatzqualifikation im dritten und vierten Ausbildungsjahr. Eine Verteilung auf mehrere Aus- bildungsabschnitte und die anteilige Verortung in arbeits- prozessnahe Bereiche – in das Ausbildungszentrum, in die Berufsschule oder/und zu externen Bildungsdienstleistern (bis hin zu Herstellerschulungen) – ist möglich. Die Um- setzung der Zusatzqualifikation(en) sollte im betrieblichen Ausbildungsplan klar definiert sein und durch entsprechen- de Lernaufträge, Projekte und andere Lehr-/Lernformate operationalisiert werden. Eine rechtzeitige Festlegung von Zuständigkeiten und Verantwortlichkeiten – auch für Teil- schritte – ist ratsam. Die Berufsschule ist nicht obligatorisch in die Vermittlung der Zusatzqualifikation(en) eingebunden – dies schließt aber nicht aus, dass regionale oder individuelle Lösungen gefunden werden. Die Einbindung der Berufsschule ist für alle Beteiligten von Vorteil. Die Planung der Zusatzqualifikation(en) ist eine gute Gele- genheit, die im Betrieb an der Ausbildung Beteiligten zusam- menzubringen, das Thema Berufsausbildung im Unterneh- men präsent zu machen, Verbindlichkeit herzustellen und Aufgaben abzustimmen. Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe32 Schritt 3 „Vorbereiten“: Prüfen der personellen und materiellen Rahmenbedingungen Die Zusatzqualifikationen beinhalten Fertigkeiten, Kennt- nisse und Fähigkeiten, die erst in den letzten Jahren ent- standen sind (System- und Prozessintegration, Additive Fertigungsverfahren und IT-gestützte Anlagenänderung). Deshalb sind die Überprüfung der materiellen und perso- nellen Voraussetzungen und möglicherweise Beschaffungen notwendig. Es empfiehlt sich, ein Budget für notwendige Lehr- und Lernmittel einzurichten, das bedarfsbezogen zur Verfügung steht. Auszubildende können an der Auswahl und Beschaffung beteiligt werden. Die Zusatzqualifikationen können das Lernen in der Or- ganisation fördern. Mit der Umsetzung der Zusatzquali- fikation(en) wird nicht zuletzt über die Auszubildenden Wissen und Können in das Unternehmen „geholt“. Dieses Lernverständnis sollte zugrunde gelegt und der Lehr- und Lernprozess entsprechend organisiert werden. Die Bei- spiele zu den einzelnen Zusatzqualifikationen [ Kapi- tel 4.1 bis 4.4] können als Anregung dienen, um eigene Lösungen zu entwickeln. Fachliche Unterweisungen, Aufträge zu Literatur- und Dokumentenanalyse, Normen und Rechtsgrundlagen sowie Reflexionsgespräche gehören ebenfalls in ein solches Konzept. Kurze Steckbriefe für einzelne Lernabschnitte und Lernsta- tionen ff stellen den Bezug zur Ausbildungsordnung her (in der rechten Spalte werden die zu vermittelnden Fertigkei- ten, Kenntnisse und Fähigkeiten aus der Zusatzqualifika- tion eingetragen, die genau an dieser Lernstation thema- tisiert werden); ff dokumentieren getroffene Absprachen mit Fachabtei- lungen, Dienstleistern und/oder Ausbildenden im Lern- zentrum (linke Spalte: typische Lern- und Arbeitsaufga- ben, die an der Lernstation auszuführen sind); ff machen den Lernprozess in der Zusatzqualifikation nachvollziehbar und unterstützen die Überprüfbarkeit für die Fachabteilung, für die Ausbildungsverantwortli- chen und für die Auszubildenden. Muster Steckbrief sowie Beispiel Schritt 4 „Durchführen“: Ausbildung der Zusatzqualifikation durchführen Während der Ausbildung der Zusatzqualifikation(en) sollte durch die Ausbildungsverantwortlichen ein regelmäßiger Kommunikationsprozess zwischen Ausbildenden und Aus- zubildenden organisiert werden. Reflexionen und Lern- standkontrollen unterstützen die Qualitätssicherung. Im Ausbildungsnachweis sollen die Auszubildenden den Er- werb der Zusatzqualifikation(en) dokumentieren. Formal und inhaltlich wird damit gesichert, dass erkennbar ist, wie die Auszubildenden auf die Prüfung vorbereitet sind. Schritt 5 „Prüfung der Zusatzqualifikation vorbereiten und durchführen“: Praxisbezogene Aufgabe auswählen und formulieren, Prüfling einweisen Die Anmeldung zur Prüfung erfolgt verbunden mit der An- meldung zur „Gestreckten Abschlussprüfung“ Teil 2. Zur Vorbereitung auf das fallbezogene Fachgespräch hat der Prüfling eigenständig im Ausbildungsbetrieb eine praxisbe- zogene Aufgabe durchzuführen. Die Auswahl und Formulierung dieser Aufgabe ist Sache des Ausbildungsverantwortlichen. Empfohlen wird, diese möglichst aus betrieblichen Situationen heraus abzuleiten. Eine Abstimmung oder Genehmigung durch den Prüfungs- ausschuss ist nicht notwendig. Die Aufgabe ist so zu wählen, dass sie die Prüfungsanforderungen der Ausbildungsord- nung, bezogen auf die Zusatzqualifikation(en), erfüllt. Zu der praxisbezogenen Aufgabe hat der Prüfling einen Re- port zu erstellen, der fristgerecht bei der IHK abzugeben ist. Die Aufgabe sollte vollständig dokumentiert sein, sodass mündliche Erläuterungen oder Nachfragen ausgeschlossen werden können. Sie wird auch in den Report aufgenommen, der im Anschluss an die Durchführung der praxisbezogenen Aufgabe an den Prüfungsausschuss zu übergeben ist. Der Charakter der Prüfung ist durch ein hohes Maß an be- trieblicher Eigenverantwortung geprägt. Dazu gehört die Sicherung der eigenständigen Durchführung der praxisbe- zogenen Aufgabe, die beide – Prüfling und Ausbildungsver- antwortliche/-r – durch einen Eigenständigkeitsnachweis gegenüber dem Prüfungsausschuss mit ihrer Unterschrift versichern. www.bibb.de/de/84062.php Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 33 Abbildung 37: Planung und Umsetzung von Zusatzqualifikationen – Hinweise für Ausbildungsverantwortliche (Quelle: BIBB) Schaubild Planung und Umsetzung von Zusatzqualifikationen Informieren: Wie sehen die Rahmenbedingungen für den Erwerb von Zusatzqualifikationen (ZQ) aus? Für welche Auszubildenden kommt ein Erwerb in Betracht? Planen: Betrieblichen Ausbildungsplan für ZQ anpassen. Welche Ausbildungsabschnitte können im Ausbildungsbetrieb oder/und bei Bildungsdienstleistern realisiert werden? Klärung von Teilaufgaben und Verantwortlichkeiten Vorbereiten: Überprüfen und Anpassen der Infrastruktur, der Ausbildungsdokumentation und der Ausbilderqualifikationen Durchführen: Vermittlung der Inhalte der ZQ Feedback einholen: Wie läuft die Ausbildung? Lernstand prüfen, ggf. nachjustieren Prüfung der ZQ vorbereiten: • praxisbezogene Aufgabe auswählen Prüfungsanforderungen (VO §§ 31-34) berücksichtigen und formulieren • praxisbezogene Aufgabenstellung dokumentieren und notwendige technische Unterlagen bereitstellen, • Prüfling einweisen (u.a. Datenschutz) Eigenständige Durchführung der praxisbezogenen Aufgabe durch den Prüfling, Ausführung und Dokumentation sichern (Report vgl. VO § 35) und Eigenständigkeitsnachweis fristgerecht an IHK übergeben Ausbildungsverantwortliche Sieht die Fachabteilung/Geschäftsführung einen aktuellen oder zukünftigen betrieblicher Bedarf an ZQ? Anfrage an die Fachabteilung: Welche betrieblichen Projekte und Lernstationen können genutzt werden? Aufgaben für die Fachabteilung: Lernstationen einrichten, ausbildende Fachkräfte vorbereiten und einweisen, Lernaufträge dokumentieren Klärung mit der Fachabteilung: Welche praxisbezogenen Aufgaben sind im Betrieb, im Ausbildungszentrum oder bei Bildungsdienstleistern möglich? Anfrage an IHK/Prüfungsausschuss: Wo und wann kann die Prüfung der ZQ erfolgen? Mitteilung an die IHK, wie viele Auszubildende welche ZQ zu welchem Zeitpunkt erwerben Mit IHK abstimmen und Prüfung beantragen (VO § 30) Vorbereiten, Durchführen und Bewerten des fallbezogenen Fachgesprächs durch den Prüfungsausschuss Reflexion des gesamten Prozesses Prüfling: Fallbezogenes Fachgespräch führen (vgl. VO § 35) Durchführung der praxisbezogenen Aufgabe überwachen und quittieren www.bibb.de/de/84062.php Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe34 5 Prüfung Bei der Gestaltung künftiger Abschlussprüfungen werden sowohl die einzelnen Änderungen in den Berufsbildpositio- nen und die neue integrative Berufsbildposition „Digitalisie- rung der Arbeit, Datenschutz und Informationssicherheit“ als auch die Prüfung der Zusatzqualifikation(en) Berück- sichtigung finden. Veränderungen in der Abschlussprüfung Teil 2 Wie bisher sind in den Ausbildungsordnungen für die indus- triellen Metallberufe die Prüfungsanforderungen für den je- weiligen Beruf beschrieben. Bei den Prüfungsbereichen von Teil 2 sind weiterhin die integrativen Berufsbildpositionen zu berücksichtigen. Dies gilt auch für die neue integrative Berufsbildposition „Digitalisierung der Arbeit, Datenschutz und Informationssicherheit“. Die Aufgabenerstellungsausschüsse der Prüfungsaufgaben- und Lehrmittelentwicklungsstelle der IHK Region Stuttgart (PAL) berücksichtigen die Änderungen bei der Erstellung der Prüfungsaufgaben für die jeweiligen Berufe. Prüfung der Zusatzqualifikationen Die Prüfung der bundesweit einheitlichen Zusatzqualifikati- onen findet im Rahmen der „Gestreckten Abschlussprüfung“ Teil 2 statt. Das Prüfungsergebnis wird separat behandelt und hat keinen Einfluss auf das Ergebnis des Berufsabschlus- ses. Die Prüfungsregelungen zur Prüfung der Zusatzqualifika- tionen, einschließlich der Prüfungsanforderungen, dem Ab- lauf, dem Prüfungsinstrument und der Bewertung, sind in den Ausbildungsordnungen in den Paragrafen 28 bis 35 fest- gelegt. Als jeweiliges Prüfungsinstrument ist das fallbezogene Fach- gespräch bestimmt. Das fallbezogene Fachgespräch wird ausgehend von einer vom Prüfling durchgeführten praxisbezogenen Aufgabe ge- führt [ Kapitel 4.5]. Zu der praxisbezogenen Aufgabe ist ein Report zu erstellen. 2 vgl. DIHK (Hrsg.): IHK-Leitfaden zu den Änderungen in der Prüfungsorganisation der Industriellen Metallberufe, Industriellen Elektroberufe und des Mechatronikers 2018, S. 12 Der Report über die Durchführung einer praxisbezogenen Aufgabe dient dem Prü- fungsausschuss zur Information und Vorbe- reitung auf das fallbezogene Fachgespräch. Auf Grundlage des Reports kann der Prü- fungsausschuss das Thema der praxisbe- zogenen Aufgabe im Gespräch vertiefen. Es können dabei auch Inhalte eine Rolle spie- len, die in einem direkten Zusammenhang mit dem Kernthema der Aufgabe stehen (z. B. Schnittstellen oder vor- und nachgela- gerte Prozesse).2 Der Report und die praxisbezogene Aufga- be werden nicht bewertet. Es werden da- bei in einem zeitlichen Umfang von höchs- tens 20 Minuten Fachfragen zu fachlichen Sachverhalten und Vorgehensweisen so- wie Problemen und Lösungen bezogen auf die Durchführung und das Ergebnis der praxisbezogenen Aufgabe erörtert. Die spezifischen Prüfungsanforderungen sind jeweils den Zusatzqualifikationen zuge- ordnet und in den Prüfungsparagrafen der Ausbildungsverordnung definiert. * Über die konkreten Termine informiert, wie auch bei Zwischen- und Abschlussprüfungen, die IHK vor Ort. Abstimmung mit der IHK über die Durchführung einer ZQ Betriebliche/fachtheoretische Qualifizierung der Zusatzqualifikation (8 Wochen) Anmeldung zur Prüfung der ZQ bei der örtlich zuständigen IHK Durchführung der praxisbezogenen Aufgabe und Erstellung eines Reportes im Betrieb Abgabe des Reportes über die Durchführung der praxisbezogenen Aufgabe bei der IHK Prüfung durch fallbezogenes Fachgespräch durch den IHK-Prüfungsausschuss Vergabe einer Bescheinigung über die be- standene ZQ-Prüfung durch die IHK (ggf. Wdh.) Im Nachgang des Fachgesprächs* (ggf. Informationen über Wdh.) In zeitlichem Rahmen der Ab- schlussprüfung Teil 2, Terminie- rung durch IHK* Bis zum 1. Tag der schriftl. Ab- schlussprüfung Teil 2* Im letzten Ausbildungshalbjahr Mit der Anmeldung zur Abschlussprüfung Teil 2* Vor der Anmeldung zur Abschlussprüfung Teil 2* Nach der Abschlussprüfung Teil 1 Hinweise der IHK Wesentliche Prozessschritte der Prüfung der Zusatzqualifikation Abbildung 38: Zusammenfassende Darstellung des ZQ-Prüfungsprozesses (Quelle: DIHK) Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 35 Prüfung der Zusatzqualifikationen – Struktur Systemintegration Prozessintegration Prüfung der Zusatzqualifikation Systemintegration Der Prüfling soll nachweisen, dass er in der Lage ist, 1. Prozessabläufe und technische Bedingungen zu analysieren, Anforderungen an technische Systeme festzustellen sowie Lösungsvarianten zu bewerten und auszuwählen, 2. Hard- und Softwarekomponenten auszuwählen, zu installieren und zu konfigurieren und in die bestehenden Systeme zu integrieren sowie Anlagendaten und -unterlagen zu dokumentieren sowie 3. Systeme in Betrieb zu nehmen. Fallbezogenes Fachgespräch Vorbereitung: praxisbezogene Aufgabe/Report mit Anlage Fallbezogenes Fachgespräch Vorbereitung: praxisbezogene Aufgabe/Report mit Anlage Prüfungszeit: 20 Minuten Prüfungszeit: 20 Minuten Prüfung der Zusatzqualifikation Prozessintegration Der Prüfling soll nachweisen, dass er in der Lage ist, 1. digital vernetzte Produktionsprozesse zu analysieren sowie deren technische und organisatorische Schnittstellen zu klären, zu bewerten und zu dokumentieren, 2. Maßnahmen zur Prozessintegration zu erarbeiten, zu bewerten, abzustimmen und zu dokumentieren sowie Änderun- gen einzupflegen sowie 3. den Gesamtprozess zu testen und Prozessdaten zu dokumentieren. Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe36 Additive Fertigungsverfahren IT-gestützte Anlagenänderung Prüfung der Zusatzqualifikation Additive Fertigungsverfahren Der Prüfling soll nachweisen, dass er in der Lage ist, 1. parametrische 3D-Datensätze zu erstellen und anzuwenden, 2. additive Fertigungsanlagen einzurichten und zu betreiben sowie 3. die Qualität der Produkte zu prüfen und zu sichern. Fallbezogenes Fachgespräch Vorbereitung: praxisbezogene Aufgabe/Report mit Anlage Fallbezogenes Fachgespräch Vorbereitung: praxisbezogene Aufgabe/Report mit Anlage Prüfungszeit: 20 Minuten Prüfungszeit: 20 Minuten Prüfung der Zusatzqualifikation IT-gestützte Anlagenänderung Der Prüfling soll nachweisen, dass er in der Lage ist, 1. 3D-Datensätze zu erstellen und anzuwenden, 2. Änderungsmaßnahmen zu planen, durchzuführen und zu dokumentieren sowie 3. die Qualität der Produkte zu prüfen und zu sichern. IHK-Leitfaden zu den Änderungen der Prüfungsorganisation Deckblatt Report Bescheinigung über eine Zusatzqualifikation Orientierungshilfe für den Prüfling/Ausbildungsbetrieb Muster Bewertungsbogen www.bibb.de/de/84062.php www.bibb.de/de/84062.php www.bibb.de/de/84062.php www.bibb.de/de/84062.php www.bibb.de/de/84062.php Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 37 6 Änderungen in den Rahmenlehrplänen Parallel zur Modernisierung der Ausbildungsordnungen wurden durch Rahmenlehrplanausschüsse der Kultusminis- terkonferenz (KMK) auch die Rahmenlehrpläne für die fünf industriellen Metallberufe überarbeitet. Korrespondierend zu der neuen integrativen Berufsbildposi- tion 5 und den Industrie 4.0 Aktualisierungen der Kern- und Fachqualifikationen wurden dazu die relevanten Ausbil- dungsinhalte der Digitalisierung in die „Berufsbezogenen Vorbemerkungen“ (Teil IV) der KMK-Rahmenlehrpläne auf- genommen und in ihrer Zielstellung in grundsätzlicher Form übergreifend für alle Lernfelder beschrieben. Sie sind damit in allen Lernfeldern situativ und individuell unter Berück- sichtigung berufstypischer Ausprägungen durch Anwendun- gen zu entwickeln, zu festigen und zu vertiefen. In Lernfel- dern mit ausgeprägten Digitalisierungs- und Industrie 4.0 Themen wurden diese explizit in der Zielformulierung auf- genommen und die Inhalte konkret benannt. Die Zusatzqualifikationen werden in den KMK-Rahmenlehr- plänen explizit nicht adressiert. Gleichwohl gibt es in den „Berufsbezogenen Vorbemerkungen“ (Teil IV) den Hinweis, dass die Lernfelder des siebten Ausbildungshalbjahres ins- besondere die beruflichen Einsatzgebiete in ihrer ganzheit- lichen Aufgabenstellung berücksichtigen: „Diese komplexen Aufgabenstellungen ermöglichen es einerseits, bereits ver- mittelte Kompetenzen und Qualifikationen zusammenfas- send und projektbezogen zu nutzen und zu vertiefen und andererseits zusätzliche einsatzgebietsspezifische Ziele und Inhalte in Abstimmung und Zusammenarbeit mit den Aus- bildungsbetrieben zu erschließen“. Weitere Informationen: www.kmk.org Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe38 7 Lernortkooperation im Industrie 4.0 Kontext Zur Unterstützung von Ausbildern und Ausbilderinnen und Lehrern und Lehrerinnen bei der Identifizierung von Industrie 4.0 Projekten – z. B. im Rahmen einer gemeinsa- men Lernplattform – werden nachfolgend weitergehende Informationen zur berufsspezifischen Konkretisierung der Industrie 4.0 relevanten Kompetenzen und den zugeord- neten Qualifizierungsinhalten in den betrieblichen Ausbil- dungsrahmenplänen und schulischen Rahmenlehrplänen gegeben. Die verlinkten Unterlagen bieten den Akteuren eine fundierte Verständigungsbasis über die inhaltlichen „Industrie 4.0 Andockstellen“ sowie einen pragmatischen und transparenten Ansatz zu einem schrittweisen Vorgehen bei der Entwicklung und Umsetzung der Vorhaben. 7.1 Industrie 4.0 relevante Ausbildungsinhalte Zur fachlichen Einordnung und Orientierung wurden für alle modernisierten Berufe sowohl im jeweiligen Ausbildungsrah- menplan wie auch im dazu korrespondierenden Rahmenlehr- plan die Industrie 4.0 relevanten Ausbildungsinhalte in den folgenden verlinkten Dokumenten farblich markiert. Anlagenmechaniker/-in Industriemechaniker/-in Konstruktionsmechaniker/-in Werkzeugmechaniker/-in Zerspanungsmechaniker/-in 7.2 Industrie 4.0 relevante Kompetenzfelder Die industriellen Metall- und Elektroberufe wurden bereits bei ihrer Neuordnung 2003/2004 prozessorientiert struktu- riert: In den Ausbildungsrahmenplänen sind Qualifikations- bündel von Kern- und Fachqualifikationen entsprechenden Zeitrahmen zugeordnet. Jedes dieser Qualifikationsbündel bildet prozessbezogen die mit einem typischen beruflichen Arbeitsfeld verbundenen Qualifikationen ab. Korrespondie- rend dazu wurden in den KMK-Rahmenlehrplänen die dazu entsprechenden Qualifikationen in Lernfeldern gebündelt. Ausbildungsrahmenplan und Rahmenlehrplan sind damit aufs Engste in gemeinsamen Kompetenzfeldern synchroni- siert. Um die Akteure auch hier gezielt zu unterstützen, die be- triebliche und die schulische Ausbildung möglichst themen- bezogen und handlungsorientiert zusammenzuführen, wur- den die Industrie 4.0 relevanten Kompetenzfelder farblich differenziert gekennzeichnet. Ergänzend zu den Ausbildungsinhalten werden so auch die „Andockstellen“ für gemeinsame Projekte transparent. Übersicht über Zeitrahmen und Lernfelder der industriellen Metallberufe Kompetenzfeld Qualifizierung im Ausbildungsbetrieb nach Ausbildungsrahmenplan Qualifizierung in der Berufsschule nach Rahmenlehrplan Zeitrahmen Lernfeld Au sb ild un gs ze it 3, 5 Ja h re Industrie 4. 0 Workflow Abbildung 39: Lernortkooperation – Synchronität betrieblicher und schulischer Qualifizierung (Quelle: ZVEI, überarbeitet) www.bibb.de/de/84062.php www.bibb.de/de/84062.php www.bibb.de/de/84062.php www.bibb.de/de/84062.php www.bibb.de/de/84062.php www.bibb.de/de/84062.php Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 39 7.3 Digitale Basisqualifizierung Mit der zunehmenden Digitalisierung der Arbeit und den damit verbundenen Anforderungen an den Datenschutz und die Informationssicherheit ist für alle Fachkräfte – aufbau- end auf einem fundierten technischen Grundverständnis – ein grundlegendes Denken in vernetzten Systemen erfor- derlich. Dabei geht es bei dieser berufsübergreifenden digi- talen Basisqualifizierung um den Aufbau eines technischen Verständnisses für „Digitale Systeme“ mit ihren grundsätz- lichen Funktionalitäten und Prinzipien sowie um das damit verbundene Arbeitshandeln. Ein weiterer Kernpunkt die- ser Basisqualifizierung ist das Verständnis von Prinzipien und Regeln des „Digitalen Dokumentationsmanagements“: Die Konsistenz der Daten von A–Z eines Prozesses ist eine Grundvoraussetzung für Industrie 4.0 Abläufe, die sich in den beruflichen Anforderungen zunehmend widerspiegeln. Die für die Vermittlung der digitalen Basisqualifizierung relevanten Zeitrahmen und Lernfelder (Kompetenzfelder) sind in der Übersicht [ Kapitel 7.2] blau gekennzeichnet. Wie lässt sich das Ziel einer praxisbezogenen, gleichwohl die Berufe übergreifenden „digitalen Basisqualifizierung“ erreichen? Eine Lösung besteht darin, hardwareseitig of- fene Kleinsysteme zu nutzen, softwareseitig ergänzt durch Open-Source-Angebote. Diese kostengünstige Realisierung durch Verwendung am Markt gebräuchlicher Hard- und Software ermöglicht die Rückführung von neuartigen digitalen Lösungen auf ein grundlegendes Systemverständnis. Dieser Low-Cost-High-Tech-Ansatz ist lernförderlich, erhöht die Akzeptanz für Prozesse der Digitalisierung und öffnet den Blick der Fachkräfte für berufliche Entwicklungsmög- lichkeiten im Kontext von Industrie 4.0. Die nachfolgenden Beispiele ermöglichen es, dass Auszubildende Lernaufgaben selbstständig und teamorientiert bearbeiten und dabei ler- nen, Informationen zu erschließen und digitale Lernangebo- te zu nutzen. Industrie 4.0 Demonstrator Solarpanel-Nachführung Mediensystem OmniControl 7.4 Qualifizierung im Industrie 4.0 Workflow Der Industrie 4.0 Workflow (Produktlebenszyklus) gliedert sich prozessorientiert in die drei zentralen Phasen Herstel- lung, Integration und Betrieb. Dies entspricht auch der im Security-Kontext der Cyber-Sicherheit geprägten system- technischen Zuordnung in „Hersteller“, „Integratoren“ und „Betreiber“. Die Ausbildungsberufe lassen sich im Industrie 4.0 Kontext gleichermaßen prozessbezogen wie auch sys- temtechnisch den Kompetenzfeldern zuordnen: ff Herstellung von Industrie 4.0 Komponenten/Anlagen in- klusive Komponentenentwicklung und -test ff Integration von Industrie 4.0 Systemen inklusive Sys- temimplementierung, -test und -instandhaltung ff Betrieb von Industrie 4.0 Systemen inklusive Nutzung und Einstellen von Daten, Systemoptimierung und -war- tung. Zur Unterstützung der Akteure wurden dazu die Zuordnun- gen dieser drei Bereiche in der Übersicht über Zeitrahmen und Lernfelder [ Kapitel 7.2] farblich gekennzeichnet. Bestimmende Größen der Zuordnung sind die Kompetenz- anforderungen, die sich aus den berufs- bzw. profilprägen- den Industrie 4.0 Handlungskontexten in den betrieblichen Arbeitsabläufen und -zusammenhängen ergeben. Die jeweils relevanten Ausbildungsinhalte können in kom- pakter Form dargestellt werden, sind im Umfang überschau- bar und stellen eine gute Basis dar, um im Rahmen von Lernortkooperation gemeinsame Projekte – auch Berufe übergreifend – zu entwickeln und abzustimmen. Einstieg Industrie 4.0, Beispiel Abfüllanlage [www.xplore-dna.net/course/view.php?id=30] 7.5 Ableitung der Industrie 4.0 relevanten Qualifikationsinhalte Die Berufsstrukturen/-profile der industriellen Metall- und Elektroberufe bestimmen sich aus den spezifischen Prozes- sen dieser Domänen. Sie beschreiben Handlungssituationen von Aufgabenbereichen/-feldern und die dafür erforderli- che berufliche Handlungskompetenz. Das zur Darstellung des systemischen Ansatzes von Industrie 4.0 und seiner technischen Dimensionen und Zusammen- hänge entwickelte Referenzarchitekturmodell RAMI 4.0 (DIN SPEC 91345) kann gezielt für eine handlungskontext- bezogene Ableitung bzw. Bestimmung der relevanten Quali- fikationsinhalte genutzt werden. Ableitung der Industrie 4.0 relevanten Qualifikationsinhalte http://www.xplore-dna.net/course/view.php?id=30 www.bibb.de/de/84062.php www.bibb.de/de/84062.php www.bibb.de/de/84062.php www.bibb.de/de/84062.php www.bibb.de/de/84062.php Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe40 Links Industrielle Metallberufe Anlagenmechaniker/-in [www.bibb.de/de/berufeinfo.php/profile/apprenticeship/595959] BMWi – Informationen zu den industriellen Metallberufen [www.bmwi.de/Redaktion/DE/Gesetze/Ausbildung-Beruf/Ausbildungsord- nungen/industriellemetallberufe.html] Industriemechaniker/-in [www.bibb.de/de/berufeinfo.php/profile/apprenticeship/658658] Informationsportal zur Ausbildung in der Metall- und Elektro-Industrie [www.me-vermitteln.de] Konstruktionsmechaniker/-in [www.bibb.de/de/berufeinfo.php/profile/apprenticeship/121214] Werkzeugmechaniker/-in [www.bibb.de/de/berufeinfo.php/profile/apprenticeship/585859] Zerspanungsmechaniker/-in [www.bibb.de/de/berufeinfo.php/profile/apprenticeship/782319] Berufsübergreifende Informationen Ausbilden im Verbund [www.jobstarter.de/de/verbundausbildung-80.php] Ausbildungsvertragsmuster [www.bibb.de/veroeffentlichungen/de/publication/show/id/1499] Ausbildereignungsverordnung (AEVO) [www.prueferportal.org/html/545.php] Berufsbildungsgesetz (BBiG) [www.gesetze-im-internet.de/bbig_2005] BIBB-Hauptausschussempfehlungen [www.bibb.de/de/11703.php] BIBB-Hauptausschussempfehlung – Kooperation der Lernorte [www.bibb.de/dokumente/pdf/HA099.pdf] Bildungsportal der IG Metall [www.wap.igmetall.de] Bundesagentur für Arbeit „Berufenet“ [www.berufenet.arbeitsagentur.de] Deutscher Qualifikationsrahmen (DQR) [www.dqr.de] Europass Zeugniserläuterungen [www.europass-info.de/dokumente/zeugniserlaeuterungen] Forum für AusbilderInnen [www.foraus.de] Industrie- und Handelskammern (IHK) [www.ihk.de/ausbildung] Lernortkooperation in der beruflichen Bildung [www.foraus.de/html/foraus_6788.php] Musterprüfungsordnungen [www.prueferportal.org/html/548.php] Nachhaltigkeit in der Berufsbildung [www.bibb.de/de/709.php] Prüferportal [www.prueferportal.org] Verband Deutscher Maschinen- und Anlagen- bau (VDMA) [https://bildung.vdma.org/berufliche-bildung] http://www.bibb.de/veroeffentlichungen/de/publication/show/id/1499 http://www.prueferportal.org/html/545.php http://www.bibb.de/de/11703.php http://www.dqr.de http://www.prueferportal.org/html/548.php http://www.bibb.de/de/709.php https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Gesetze/Ausbildung-Beruf/Ausbildungsordnungen/industriellemetallberufe.html https://www.me-vermitteln.de/ https://www.jobstarter.de/de/verbundausbildung-80.php http://www.gesetze-im-internet.de/bbig_2005/ https://www.bibb.de/dokumente/pdf/HA099.pdf https://wap.igmetall.de/ https://berufenet.arbeitsagentur.de/berufenet/faces/index;BERUFENETJSESSIONID=WPVX8g_w-eAPW25dxI6ENuMl1HiL6gboyNumRjSuqXRHzq_xWqwB!-1549510264?path=null https://www.foraus.de/html/foraus_index.php 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[www.plattform-i40.de/I40/Navigation/DE/In-der-Praxis/Online-Biblio- thek/online-bibliothek.html] Glossar Industrie 4.0 [www.plattform-i40.de/I40/Navigation/DE/Service/Glossar/glossar.html] IT-Security in der Industrie 4.0 – Handlungsfelder für Betreiber [www.plattform-i40.de/I40/Redaktion/DE/Downloads/Publikation/leitfa- den-it-security-i40.pdf?__blob=publicationFile&v=10] Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) [https://industrie40.vdma.org] ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie – Industrie 4.0 [www.zvei.org/themen/industrie-40] ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie, Bildung & Forschung [www.zvei.org/themen/bildung-forschung] Broschüren zum Download Ausbildungsordnungen und wie sie entstehen [www.bibb.de/veroeffentlichungen/de/publication/show/id/2061] Ausbildung & Beruf – Rechte und Pflichten während der Berufsausbildung [www.bmbf.de/pub/Ausbildung_und_Beruf.pdf] Handreichung für ausbildende Fachkräfte [www.bmbf.de/pub/Handreichung_fuer_ausbildende_Fachkraefte.pdf] Kosten und Nutzen der betrieblichen Berufsausbildung [www2.bibb.de/BIBBtools/tools/dapro/data/documents/pdf/eb_21203. pdf] Kriterienkatalog zur Ausbildungsreife [www.arbeitsagentur.de/web/wcm/idc/groups/public/documents/web- datei/mdaw/mdk1/~edisp/l6019022dstbai378703.pdf] Ratgeber Ausbildung Tipps und Hilfen für Betriebe [www.arbeitsagentur.de/web/wcm/idc/groups/public/documents/ webdatei /mdaw/mdk4/~edisp/ l6019022dstbai390235.pdf ?_ ba.sid=L6019022DSTBAI390238] http://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Dossier/digitalisierung.html http://www.igmetall.de/industrie-4-0-12783.htm http://www.plattform-i40.de http://www.plattform-i40.de/I40/Redaktion/DE/Downloads/Publikation/leitfaden-it-security-i40.pdf?__blob=publicationFile&v=10 http://www.zvei.org/themen/industrie-40 http://www.zvei.org/themen/bildung-forschung http://www.bibb.de/veroeffentlichungen/de/publication/show/id/2061 https://www2.bibb.de/bibbtools/tools/dapro/data/documents/pdf/eb_21203.pdf https://www2.bibb.de/bibbtools/tools/dapro/data/documents/pdf/eb_21203.pdf http://www.arbeitsagentur.de/web/wcm/idc/groups/public/documents/webdatei/mdaw/mdk1/~edisp/l6019022dstbai378703.pdf http://www.arbeitsagentur.de/web/wcm/idc/groups/public/documents/webdatei/mdaw/mdk1/~edisp/l6019022dstbai378703.pdf http://www.arbeitsagentur.de/web/wcm/idc/groups/public/documents/webdatei/mdaw/mdk4/~edisp/l6019022dstbai390235.pdf?_ba.sid=L6019022DSTBAI390238 http://www.arbeitsagentur.de/web/wcm/idc/groups/public/documents/webdatei/mdaw/mdk4/~edisp/l6019022dstbai390235.pdf?_ba.sid=L6019022DSTBAI390238 http://www.arbeitsagentur.de/web/wcm/idc/groups/public/documents/webdatei/mdaw/mdk4/~edisp/l6019022dstbai390235.pdf?_ba.sid=L6019022DSTBAI390238 https://www.bmbf.de/pub/Ausbildung_und_Beruf.pdf https://www.bmbf.de/pub/Handreichung_fuer_ausbildende_Fachkraefte.pdf https://www.bibb.de/de/26729.php https://www.igmetall.de/industrie-4-0-12783.htm https://www.plattform-i40.de/I40/Navigation/DE/Home/home.html https://www.plattform-i40.de/I40/Redaktion/DE/Downloads/Publikation/leitfaden-it-security-i40.pdf?__blob=publicationFile&v=10 https://industrie40.vdma.org/ https://www.zvei.org/themen/industrie-40/ Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe42 Adressen Bundesinstitut für Berufsbildung (BIBB) Robert-Schuman-Platz 3 53175 Bonn Tel.: 0228 | 107 0 www.bibb.de Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Heinemannstraße 2 und 6 53175 Bonn Tel.: 0228 | 99 57 0 www.bmbf.de Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) Scharnhorststraße 34−37 10115 Berlin Tel.: 030 | 18 61 50 www.bmwi.de Sekretariat der Ständigen Konferenz der Kultusminister der Länder in der Bundesrepublik Deutschland (KMK) Taubenstraße 10 10117 Berlin Tel.: 030 | 25 41 80 www.kmk.org Kuratorium der Deutschen Wirtschaft für Berufsbildung e. V. (KWB) Simrockstr. 13 53113 Bonn Tel.: 0228 | 91 52 30 www.kwb-berufsbildung.de DIHK | Deutscher Industrie- und Handelskammertag e. V. Breite Straße 29 10178 Berlin Tel.: 030 | 20 30 80 www.dihk.de Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V. (VDMA) Lyoner Straße 18 60528 Frankfurt am Main Tel.: 069 | 66 03 0 www.vdma.org Gesamtmetall | Gesamtverband der Arbeitgeberverbände der Metall- und Elektro-Industrie e. V. Voßstraße 16 10117 Berlin Tel.: 030 | 55 15 00 www.gesamtmetall.de KURATORIUM DER DEUTSCHEN WIRTSCHAFT FÜR BERUFSBILDUNG KWB Industrielle Metallberufe | Ausbildung Gestalten 43 Bundesvereinigung der Deutschen Arbeitgeberverbände (BDA) Breite Straße 29 10178 Berlin Tel.: 030 | 20 33-0 www.arbeitgeber.de ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V. Lyoner Straße 9 60528 Frankfurt am Main Tel.: 069 | 63 02-0 www.zvei.org Deutscher Gewerkschaftsbund (DGB) Henriette-Herz-Platz 2 10178 Berlin Tel.: 030 | 24 06 00 www.dgb.de IG Metall (IGM) Wilhelm-Leuschner-Straße 79 60329 Frankfurt Tel.: 069 | 66 93 0 www.igmetall.de Eisenbahn- und Verkehrsgewerkschaft (EVG) Weilburger Straße 24 60326 Frankfurt Tel.: 069 | 75 36-0 www.evg-online.org ver.di – Vereinte Dienstleistungsgewerkschaft Paula-Thiede-Ufer 10 10179 Berlin Tel.: 030 | 69 56-0 www.verdi.de IG BCE Industriegewerkschaft Bergbau, Chemie, Energie Königsworther Platz 6 30167 Hannover Tel.: 0511 | 76 31-0 www.igbce.de http://www.dgb.de Ausbildung Gestalten | Industrielle Metallberufe44 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Übersicht über mögliche Karrierewege.......................................................................................... 7 Abbildung 2: Qualifizierung in integrativen Berufsbildpositionen ......................................................................... 8 Abbildung 3: Kern- und Fachqualifikationen.................................................................................................. 11 Abbildung 4: Raspberry Pi ......................................................................................................................... 12 Abbildung 5: Steckplatine.......................................................................................................................... 12 Abbildung 6: Mini-PC Raspberry.................................................................................................................. 13 Abbildung 7: Programmierzeile für eine Blinkschaltung ..................................................................................... 13 Abbildung 8: Verbindung mit Steckplatine...................................................................................................... 13 Abbildung 9: Arbeitsauftrag....................................................................................................................... 15 Abbildung 10: Scan eines QR-Codes............................................................................................................... 15 Abbildung 11: Digitales Arbeitsheft................................................................................................................ 15 Abbildung 12: Einpflege der Fertigungsschritte.................................................................................................. 15 Abbildung 13: Funktionskontrolle................................................................................................................. 15 Abbildung 14: Übersicht Zusatzqualifikationen ................................................................................................. 16 Abbildung 15: Zusatzqualifikationen Metallberufe ............................................................................................. 16 Abbildung 16: Erkennungssystem.................................................................................................................. 18 Abbildung 17: Integration in die Anlage.......................................................................................................... 19 Abbildung 18: Abnahmeprotokoll................................................................................................................. 19 Abbildung 19: Greifer................................................................................................................................ 21 Abbildung 20: Montage in die Anlage............................................................................................................. 21 Abbildung 21: Sichten und prüfen der Daten.................................................................................................... 24 Abbildung 22: Gestaltungsmöglichkeiten......................................................................................................... 24 Abbildung 23: Datensatz Handbremshebel....................................................................................................... 25 Abbildung 24: Standardprobeteil .................................................................................................................. 25 Abbildung 25: Lösen vom Drucktisch.............................................................................................................. 25 Abbildung 26: Vermessen des Werkstücks........................................................................................................ 25 Abbildung 27: Fließbild mit Einbindepunkten.................................................................................................. 28 Abbildung 28: Visualisierte Anlagenänderung................................................................................................... 28 Abbildung 29: Datenübersicht ..................................................................................................................... 28 Abbildung 30: Arbeitsplan .......................................................................................................................... 29 Abbildung 31: Säge-/Biegeliste..................................................................................................................... 29 Abbildung 32: Kennzeichnung mit QR-Code .................................................................................................... 29 Abbildung 33: Einlesen der Maschinenparameter............................................................................................... 29 Abbildung 34: Datentransfer ....................................................................................................................... 29 Abbildung 35: Zusammenbau der Teilstücke .................................................................................................... 30 Abbildung 36: Koordinatenangaben.............................................................................................................. 30 Abbildung 37: Planung und Umsetzung von Zusatzqualifikationen – Hinweise für Ausbildungsverantwortliche.................. 33 Abbildung 38: Zusammenfassende Darstellung des ZQ-Prüfungsprozesses................................................................. 34 Abbildung 39: Lernortkooperation – Synchronität betrieblicher und schulischer Qualifizierung ....................................... 38 Industrielle Metallberufe ISBN 978-3-8474-2255-6 AUSBILDUNG GESTALTEN Umsetzungshilfen aus der Reihe „AUSBILDUNG GESTALTEN“ unterstützen Ausbilderinnen und Ausbilder, Berufsschullehrerinnen und Berufsschul- lehrer, Prüferinnen und Prüfer sowie Auszubildende bei einer effi zienten und praxisorientierten Planung und Durchführung der Berufsausbildung und der Prüfungen. Die Reihe wird vom Bundesinstitut für Berufsbildung herausgegeben. Die Inhalte werden gemeinsam mit Expertinnen und Experten aus der Ausbildungspraxis erarbeitet. Bundesinstitut für Berufsbildung Robert-Schuman-Platz 3 53175 Bonn Telefon (02 28) 1 07-0 Internet: www.bibb.de E-Mail: ausbildung-gestalten@bibb.de In d u st ri el le M et al lb er u fe KURATORIUM DER DEUTSCHEN WIRTSCHAFT FÜR BERUFSBILDUNG KWB Vorwort 1 Auf einen Blick – was ist neu? 2 Digitalisierung der Arbeitswelt – veränderte Anforderungen an die Berufsbildung 3 Neue und geänderte Berufsbildpositionen 3.1 Neue Berufsbildposition 5 „Digitalisierung der Arbeit, Datenschutz und Informationssicherheit“ 3.2 Geänderte Berufsbildpositionen 3.3 Betriebliche Projekte 4 Zusatzqualifikationen 4.1 Zusatzqualifikation Systemintegration 4.2 Zusatzqualifikation Prozessintegration 4.3 Zusatzqualifikation Additive Fertigungsverfahren 4.4 Zusatzqualifikation IT-gestützte Anlagenänderung 4.5 Empfehlungen zu Planung und Umsetzung der Zusatzqualifikationen 5 Prüfung 6 Änderungen in den Rahmenlehrplänen 7 Lernortkooperation im Industrie 4.0 Kontext 7.1 Industrie 4.0 relevante Ausbildungsinhalte 7.2 Industrie 4.0 relevante Kompetenzfelder 7.3 Digitale Basisqualifizierung 7.4 Qualifizierung im Industrie 4.0 Workflow 7.5 Ableitung der Industrie 4.0 relevanten Qualifikationsinhalte Links Adressen Abbildungsverzeichnis
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