Wirtschaft 4.0 HANDREICHUNG - isb.bayern.de · Erstellt vom Arbeitskreis Wirtschaft 4.0 am Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung Mitglieder des Arbeitskreises:

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NG

STAATSINSTITUT FÜR SCHULQUALITÄTUND BILDUNGSFORSCHUNG

MÜNCHEN

Wirtschaft 4.0 an beruflichen Schulen

Impressum

Erstellt vom Arbeitskreis Wirtschaft 4.0 am Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung

Mitglieder des Arbeitskreises:Thomas Barmetler Staatl. Berufsschule I KemptenHolger Borisch Staatl. Berufsschule Main-Spessart Lohr am MainJosef Eichinger Staatl. Berufsschule LauingenManfred Schauhuber Städt. Berufsschule für Fertigungstechnik MünchenGünter Seitz Berufliches Schulzentrum Hof – Stadt und LandMartin Siegert Berufliche Schule, Direktorat 2, NürnbergMarkus Schütz ISB MünchenAndreas Streinz ISB MünchenIrene Wehfritz Berufliche Schule, Direktorat 1, NürnbergAlexander Wohlfart ISB München

Beratung des Arbeitskreises:Christian Gohlisch Handwerkskammer f. München und OberbayernPeter Hoffmann ALP DillingenRene Leibold BWA-DeutschlandMichael Lotter ALP DillingenAlfons Regler AUDI AGWolfgang Reif Handwerkskammer Niederbayern-OberpfalzProf. Dr. Alfred Riedl TU MünchenManfred Schußmann KUKA AGProf. Dr. Birgit Vogel-Heuser TU MünchenProf. Dr. Karl Wilbers FAU Erlangen-NürnbergManfred Wolf ALP DillingenProf. Dr. Alf Zugenmaier Hochschule für angewandte Wissenschaften München

Anschrift:Staatsinstitut für Schulqualität und BildungsforschungAbteilung Berufliche SchulenSchellingstr. 155 • 80797 MünchenTel.: 089 2170-2111 • Fax: 089 2170-2215Internet: www.isb.bayern.deE-Mail: [email protected]

Layout/Satz:PrePress-Salumae.com, Kaisheim

mailto:berufliche.schulen%40isb.bayern.de?subject=

WIRTSCHAFT 4.0 AN BERUFLICHEN SCHULEN

München 2018

4Wirtschaft 4.0 an beruflichen Schulen

Inhaltsverzeichnis

4

Inhalt 1 Einleitung ...................................................................................................... 6

2 Einordnung der Begrifflichkeiten „Industrie 4.0/Wirtschaft 4.0“ – Erläuterungen ............................................................................................... 8

3 Anforderungen der Unternehmen an Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Kontext von Wirtschaft 4.0 ................................................................... 10

3.1 „Handwerk 4.0“ – Konkretisierungen ....................................................... 10

3.2 Stichwortnennungen im Arbeitskreis für den Bereich Elektro- und Automatisierungstechnik ........................................................................... 11

3.3 Kompetenzbereiche ................................................................................... 12

3.3.1 Fachgruppenübergreifend im Kontext Wirtschaft 4.0 ............................ 12

3.3.2 Programmierung ......................................................................................... 12

3.3.3 Vernetzung (Netzwerktechnik, Kommunikationstechnik) ...................... 13

3.3.4 Fertigungsprozesse (Konstruktion, CAD, CAE) ....................................... 14

3.3.5 Medienkompetenz (fächerübergreifend) .................................................. 14

3.3.6 Sozialkompetenzen und überfachliche Kompetenzen ........................... 14

3.4 Möglichkeiten der individuellen Datenerhebung und -analyse ............. 15

3.5 Übersicht der Anforderungen, geordnet nach den generischen Handlungsfeldern ....................................................................................... 19

4 Analysen ausgewählter Lehrplanrichtlinien/Lehrpläne (Berufsschulen, Berufsfachschulen, Fachschulen) ................................ 21

4.1 Kaufmann/Kauffrau für Büromanagement ............................................... 21

4.2 Fachinformatiker und Fachinformatikerin („FI“) ..................................... 32

4.3 Technische Assistenten für Informatik („TAI“) ........................................ 47

4.4 Tabellarische Übersicht („FI“ und „TAI“) ................................................. 65

4.5 Wirtschaft 4.0 in der Metalltechnik ........................................................... 69

4.5.1 Industriemechaniker und Industriemechanikerin ................................... 69

4.5.2 Fachschule für Maschinenbautechnik ..................................................... 87

4.6 Mechatronik und Elektrotechnik ............................................................. 100

4.6.1 Analyse der bestehenden Lehrpläne und Lehrplanrichtlinien ............ 101

4.6.2 Schablonenmodell ................................................................................... 102


Inhaltsverzeichnis

5

4.6.2.1 Vorstellen der Lernszenarien ................................................................. 104

4.6.2.2 Themenkatalog für Wirtschaft 4.0 .......................................................... 106

4.6.2.3 Umsetzungsbeispiele .............................................................................. 111

4.6.3 Zeitmanagement ...................................................................................... 118

4.6.4 Elektroniker und Elektronikerin, Fachrichtung Energie- und Gebäudetechnik („EFEG“) ...................................................................... 119

4.6.5 Mechatroniker und Mechatronikerin ..................................................... 134

5. Quellenverzeichnis ................................................................................... 149


1 Einleitung

6

1 Einleitung

e Thematik „Industrie 4.0“

Diskussion um „Wirtschaft 4.0“ bzw. „Industrie 4.0“ oft unscharf verwendeten

– –

„ “


1 Einleitung

7

a. der Begriff „Wirtschaft 4.0“ verwendet, der alle wesentlichen


2 Einordnung der Begrifflichkeiten „Industrie 4.0/Wirtschaft 4.0“ – Erläuterungen

8


einschlägigen Internetsuchmaschinen nach dem Begriff „Industrie 4.0“, so „4.0“ auch als Synonym für

derung benutzt. Von „Bäcker 4.0“ bis „Schule 4.0“ finden sich Bezeichnungen in

(Säulenmodell – von Industrie 1.0 hin zur Digitalen Transformation)

cyber-physische Systeme (CPS)

intelligente autonome dezentralehohen Vernetzungsgrad

horizontaler vertikaler Ebene

Internet der Dinge und Dienste „ – “

Paradigmenwechsel

„Digitale Transformation“

heute

Industrie 3.0

Beginn 70er Jahre 20. Jahrhundert

Industrie 2.0

Beginn des 20. Jahrhundert

Industrie 1.0

Ende 18. Jahrhundert

1. Industrielle Revolution Mechanische Produktionsanlagen wie Webstühle oder Schmiedehämmer werden durch Dampf oder Wasser angetrieben

2. Industrielle Revolution Arbeitsteilige Massenproduktion und elektrische Antriebstechnik wird immer häufiger in der Produktion eingesetzt

3. Industrielle Revolution Elektronik und IT automatisieren die Produktion

4. Zunehmender Vernetzungsprozess aller am Wertschöpfungsprozess beteiligten Systeme



9

Produkt aktiven Systemkomponente.

dukt bearbeitet werden „möchte“. Wirtschaft 4.0

neue Fähigkeiten

kaufmännische Ebene „ “

Handwerk, HandelEndverbraucher

neue technische Möglichkeiten und Geschäftsmodelleneue Gefahren

„ “

nutzen„ “

„ “ gemeinsam innovative Technologien und Komponenten

Insofern erscheint es angebracht, primär den Begriff „Digitale Transformation“


3 Anforderungen der Unternehmen an Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Kontext von Wirtschaft 4.0

10


a. die Studie „ und Weiterbildung in der M+E Industrie“.

3.1 „Handwerk 4.0“ – Konkretisierungen

Thematik „Industrie 4.0“ folgende, hier im Auszug genannten Eckpunkte formuliert

Was versteht man unter „Handwerk 4.0“?

„Handwerk 4.0“ beschreibt Betriebsstrukturen, Arbeitsprozessabläufe, Produkte und

fordert „Handwerk 4.0“ das entsprechende Know

Welche Handlungsfelder betrifft „Handwerk 4.0“? Neue Geschäftsmodelle und veränderte Strukturen

Chancenreiche Technologien und neue Verfahren Das Handwerk bleibt in vielen Bereichen nach wie vor „Hand Werk“. Die

–



11

– „Handwerk 4.0“ ist

Optimierte Geschäftsprozesse und Effizienzsteigerung

Veränderte Kundenansprache und angepasstes Marketing

Datenschutz und Datensicherheit als Rückgrat

3.2 Stichwortnennungen im Arbeitskreis für den Bereich Elektro- und Automatisierungstechnik



12

3.3 Kompetenzbereiche

3.3.1 Fachgruppenübergreifend im Kontext Wirtschaft 4.0

3.3.2 Programmierung

Mechatronische Systeme, Systementwicklung, Automatisierungstechnik, Steuerungstechnik, Mikrocontrollertechnik, Robotertechnik, Softwareentwicklung, Internettechnologien, Datenbanken.

3 MES: „Manufacturing Execution System” – „Produktionssteuerung“ –ERP: „Enterprise Resource Planning“ –



13

3.3.3 Vernetzung (Netzwerktechnik, Kommunikationstechnik)



14

3.3.4 Fertigungsprozesse (Konstruktion, CAD, CAE)

…)

3.3.5 Medienkompetenz (fächerübergreifend)

3.3.6 Sozialkompetenzen und überfachliche Kompetenzen



15

3.4 Möglichkeiten der individuellen Datenerhebung und -analyse

–

Grundstufe

Fachstufe



16

Weitergehende Kompetenzen

–

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

_________________________



17

Beispiel:

Themenbereich durch-geführt

erwünscht Inhalte Ausbildungs-beruf(e)

Abfrage:

Themenbereich durch-geführt

erwünscht Inhalte Ausbildungs-beruf(e)

Firmenname, Adresse

Anzahl der Mitarbeiter



18

– –



19

3.5 Übersicht der Anforderungen, geordnet nach den generischen Handlungsfeldern



20


4 Analysen ausgewählter Lehrplanrichtlinien/Lehrpläne (Berufsschulen, Berufsfachschulen, Fachschulen)

21


4.1 Kaufmann/Kauffrau für Büromanagement

-

nagement zwar im Wesentlichen eine „Black Box“, allerdings

1

IE

Übergabegespräch / Kundengespräch

Auftrag / Lastenheft / Kundenanfrage

Endkontrolle / Kostenrechnung / Rechnungsstellung

Arbeitsvorbereitung / Kalkulation

MES

ERP

CNC Drehen

CAD/CAM + Simulation

3D Druck

Montage Transport/

Logistik

Robotik

QM

CNC Fräsen

Identifikation (RFID)

SPS

Instand- haltung

Modell eines Wirtschaft 4.0 Labors in der Fertigungstechnik

OPC UA



22

„Büromanagementprozesse“ das Lernfeld „Kunden akquirieren und binden“, im Bündelungsfach „ rung und Kontrolle“ das Lernfeld „Werteströme erfassen und beurteilen“ und im Bündelungsfach „G ation“ das Lernfeld „Aufträge bearbeiten“ an. Diese drei Ler



23

Kaufmann/Kauffrau für Büromanagement Auszüge aus den Lehrplanrichtlinien Auszug aus den Berufsbezogenen Vorbemerkungen

Werteströme erfassen und beurteilen

Wertschöpfungsprozesse erfolgsorientiert steuern

[…]

Auszug aus der Übersicht über die Fächer und Lernfelder

Büromanagementprozesse

Kaufmännische Steuerung und Kontrolle

Geschäftsprozesse und Kommunikation



24

Lernfeld 60 Std. Kunden akquirieren und binden

KompetenzerwartungDie Schülerinnen und Schüler verfügen über die Kompetenz, den Einsatz von Preis- und Kommunikationspolitik für die Kundengewinnung und -bindung zu nutzen.

(Primär- und Sekundärforschung) (Kundenstruktur, Konkurrenz, konjunkturelle Lage)

(Formulargestaltung) .(Käufer-und

Verkäufermarkt) (vollständige Konkurrenz)



25

Analyse des Lernfeldes:

(Primär- und Sekundärforschung) (Kundenstruktur, Konkurrenz, konjunkturelle Lage)

…

Korrespondierende Inhalte:

…


…




26

…


…




27

Lernfeld 80 Std. Werteströme erfassen und beurteilen

Kompetenzerwartung

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, Werteströme im Betrieb prozessbegleitend zu erfassen und ordnungsgemäß zu dokumentieren sowie die Auswirkungen auf den Betriebserfolg zu beurteilen.

(Handelsgesetzbuch, Abgabenordnung, Umsatzsteuergesetz)

Rücksen-dung



28


Rücksendung

…


…




29

Lernfeld 80 Std. Aufträge bearbeiten Kompetenzerwartung

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, Anfragen zu beantworten, Angebote zu erstellen und Aufträge anzunehmen sowie störungsfreie Prozesse fachgerecht auszuführen.

Aufbau und Formatierung von Tabellen, Einsatz einfacher Funktionen und Formeln sowie geeignete Zelladressierungen

(Dreisatz, Prozentrechnen)

(Auftragsbestätigung, Lieferschein, Rechnung).

(Formatierung, Normen)

(Kopieren, Drucken, Scannen)

(Intranet, Internet, E-Mail, Fax und Telefon)



30



31


…


…


(Auftragsbestätigung, Lieferschein, Rechnung).

(Formatierung, Normen)

…




32

4.2 Fachinformatiker und Fachinformatikerin („FI“)

die „Voruntersuchung IT – Teil A“ des Bundesinstituts

Konkretisierungen

Inhalte



33

Lernfeld 42 Std. Geschäftsprozesse und betriebliche Organisation

Zielformulierungen

Inhalte

− − −

− −

−

−


…




34

Lernfeld 72 Std.Vernetzte IT-Systeme, Teil 1

Zielformulierung

Inhalte

− − −

− − − −

− − − − − − − −

− −



35


…




36

Lernfeld 68 Std.Vernetzte IT-Systeme, Teil 2

Zielformulierung

Inhalte

− − −

− − − −

− − − − − − − −

− −



37


…




38

Lernfeld 40 Std.Öffentliche Netze, Dienste

Zielformulierung

Inhalte



39


…




40

Lernfeld 156 Std.Entwickeln und Bereitstellen von Anwendungssystemen – Schwerpunkt: Programmentwicklungsmethoden

Zielformulierung

Inhalte

− − − − − −

− − − − −


…




41

Lernfeld 99 Std.Administrieren, Betreuen und Warten von IT-Systemen

Zielformulierung

Inhalte

− − −

− −

− −



42


…


…




43

Lernfeld 77 Std.Warten und Betreuen von IT-Systemen

Zielformulierung

Inhalte

− − −

− −

− −



44


…




45

Lernfeld 165 Std.Entwickeln und Bereitstellen von Anwendungssystemen – Schwerpunkt: Programmentwicklungsmethoden, Programmierung und Datenbankkonzepte

Zielformulierung

Inhalte


…




46



47

4.3 Technische Assistenten für Informatik („TAI“)

„Voruntersuchung IT – Teil A“ des Bundesinstituts für



48

Lerngebiet 76 Std. Betriebssysteme und Hardware

ZielformulierungDie Schülerinnen und Schüler installieren unterschiedliche Betriebssysteme und passen sie an verschiedene Hardware an.

Inhalte

Analyse des Lerngebiets:




49

Lerngebiet 76 Std. Lokale Administration von Betriebssystemen

KompetenzerwartungenDie Schülerinnen und Schüler benutzen unterschiedliche Betriebssysteme und verwalten diese lokal.

Inhalte


…




50

Lerngebiet 190 Std. Netzwerke planen und realisieren

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler erstellen auf Grundlage von Kundenanforderungen Konzepte zum Aufbau oder zur Erweiterung von Netzwerken, realisieren diese und nehmen sie in Betrieb.

Inhalte



51


…




52

Lerngebiet 228 Std. Computersysteme bereitstellen


Die Schülerinnen und Schüler stellen Computersysteme unter Berücksichtigung kundenspezifischer Anforderungen bereit.

Inhalte



53


…


Systemen, Grundwissen „Industrie 4.0“: Automatisierungspyramide,



54

Lerngebiet 114 Std. Datenbankanwendungen

KompetenzerwartungenDie Schülerinnen und Schüler entwickeln bedarfsorientierte Datenbankanwendungen.

Inhalte


…




55

Lerngebiet 190 Std. Betriebssysteme im Servereinsatz


Die Schülerinnen und Schüler wählen geeignete Serverdienste für unterschiedliche Betriebssystemfamilien aus, installieren diese und binden Clients daran an.

Inhalte


…



56




57

Lerngebiet 38 Std. Betriebssysteme von Mobilgeräten


Die Schüler und Schülerinnen passen Betriebssysteme für mobile Geräte an die Bedürfnisse der Benutzer an.

Inhalte





58

Lerngebiet 228 Std. Netzwerke administrieren und erweitern

KompetenzerwartungenDie Schülerinnen und Schüler administrieren komplexe Netzwerke, passen diese kunden- und anwendungsspezifisch an und erweitern sie.

Inhalte



59


…

…




60

Lerngebiet 38 Std. Öffentliche Netze

KompetenzerwartungenDie Schülerinnen und Schüler verbinden IT-Systeme mit öffentlichen Informations- und Kommunikationsdiensten.

Inhalte





61

Lerngebiet 114 Std. IT-Sicherheit

KompetenzerwartungenDie Schülerinnen und Schüler gewährleisten die Sicherheit von Computersystemen.

Inhalte



62


…

…




63

Lerngebiet Computersysteme warten

KompetenzerwartungenDie Schülerinnen und Schüler warten Hardware von Computersystemen.

Inhalte


…

…




64

Lerngebiet 380 Std. Entwicklung komplexer AnwendungenKompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler entwickeln komplexe Anwendungssysteme mit Software-Engineering-Methoden unter Berücksichtigung kundenspezifischer Anforderungen.

Inhalte





65

4.4 Tabellarische Übersicht („FI“ und „TAI“)

erstellt aus der „Voruntersuchung IT-Berufe / Abschlussbericht – Teil A“ des Bundesinstituts für Berufsbildung vom Dezember 2016

„Mussthemen“

6

alle FI AE6 FI SI7 TAIS8

IT Security, Cyber Security

Softwareentwicklung

Projektmanagement

Datenbanken



66

Betriebssysteme

Netzwerktechnik

Virtualisieren



67

Vertiefung zu IT-Sicherheit:

Soft Skills

Erweiterungen auf produktionsnahe Inhalte („Industriepaket“)



68

Weniger von Bedeutung

alle FI AE FI SI TAIS



69

4.5 Wirtschaft 4.0 in der Metalltechnik

4.5.1 Industriemechaniker und Industriemechanikerin



70

Analysemodell eines Wirtschaft-4.0-Labors an der Berufsschule für den Kernberuf Industriemechaniker/-in

1

IE

Übergabegespräch / Kundengespräch

Auftrag / Lastenheft / Kundenanfrage

Endkontrolle / Kostenrechnung / Rechnungsstellung

Arbeitsvorbereitung / Kalkulation

MES

ERP

CNC Drehen

CAD/CAM + Simulation

3D Druck

Montage Transport/

Logistik

Robotik

QM

CNC Fräsen

Identifikation (RFID)

SPS

Instand- haltung

Modell eines Wirtschaft 4.0 Labors in der Fertigungstechnik

OPC UA



71

Industriemechaniker/-in: Handlungsfelder Wirtschaft 4.0 und Verortungen in der Lehrplanrichtlinie

kein

Wesentliche Anknüpfungspunkte der W-4.0-Handlungsfelder für den/die Industriemechaniker/Industriemechanikerin Grundlage: Lehrplanrichtlinie vom Juli 2004

Jahrgansstufe 10 Übersicht über die Fächer und Lernfelder

Lernfelder

Konkretisierung

Inhalte



72

Die Hinweise dienen als Erläuterungen und ersetzen keineswegs die gültige und verbindliche Lehrplanrichtlinie (vgl. Vorwort). Ausbildungsberuf Industriemechaniker/Industriemechanikerin

Übersicht über die Fächer und Lernfelder (Lehrplanrichtlinie S. 5 und 6)

Instandhaltung

Fertigungstechnik

Bauelemente

Automatisierungstechnik

Instandhaltung

Fertigungstechnik

Bauelemente

Automatisierungstechnik



73

Lernfeld 60 Std. Fertigen auf numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen fpL 12 Std.

Zielformulierung

Inhalte



74


…


…


…




75

Lernfeld 60 Std. Überwachen der Produkt- und Prozessqualität fpL 12 Std.

Zielformulierung

Inhalte



76


…

…




77

Lernfeld 60 Std. Installieren und Inbetriebnehmen steuerungstechnischer Systeme fpL 24 Std. 24 Std.

Zielformulierung

Inhalte



78


…


…


…


…




79

Lernfeld 70 Std. Instandhalten von technischen Systemen fpL 14 Std. 14 Std.

Zielformulierung

Inhalte



80


…


…


…




81

Lernfeld 84 Std. Planen und Realisieren technischer Systeme fpL 28 Std. 28 Std.

Zielformulierung

Inhalte



82


… flexible


…


…




83

Lernfeld 70 Std. Optimieren von technischen Systemen fpL 14 Std. 14 Std.

Zielformulierung

Inhalte



84


…


…




85

Lernfeld 84 Std. Sicherstellen der Betriebsfähigkeit automatischer Systeme fpL 28 Std. 28 Std.

Zielformulierung

Inhalte



86


…


…

Korrespondierende Inhalte:–

…

zeit, Losgrößen, Energieverbrauch, Positionen, Druck, Temperatur …) aus.




87

4.5.2 Fachschule für Maschinenbautechnik

.

Ausgewählte Inhalte des Lehrplanes mit Nähe zu Wirtschaft 4.0 im Lehrplanentwurf

Steuerungsaufgaben analysieren

Mechatronische Funktionseinheiten kombinieren

Mechatronische Systeme prüfen



88

Exemplarische Lehrplananalyse:

…


…

Lerngebiet 160 Std. Steuerungsaufgaben analysieren, theoretisch lösen und praktisch umsetzen

Zielformulierung

Inhalte



89




90


Lerngebiet 80 Std. Informationstechniken zielgerichtet einsetzen

Zielformulierung

Inhalte

…




91

Lerngebiet 120 Std. Werkzeugmaschinen bewerten und programmieren

Zielformulierung

Inhalte


…




92

Lerngebiet 160 Std. Entwicklungs- und Konstruktionsaufgaben analysieren, systematisch lösen und ausarbeiten

Zielformulierung

Inhalte


…




93


…


Lerngebiet 80 Std. Mechatronische Funktionseinheiten kombinieren

Zielformulierung

Inhalte



94


Lerngebiet 80 Std. Mechatronische Systeme prüfen

Zielformulierung

Inhalte

…




95

Lerngebiet 80 Std. Produktionsprozesse planen und steuern

Zielformulierung

Inhalte

–


…




96


Lerngebiet 120 Std. Automatisierte Prozesse gestalten

Zielformulierung

Inhalte

…




97


…


Lerngebiet 120 Std. Produktionsschritte planen

Zielformulierung

Inhalte



98


…

Lerngebiet 120 Std. Unternehmensprozesse planen Zielformulierung

Inhalte



99

Inhalte



100

4.6 Mechatronik und Elektrotechnik

Lesehinweise

Digitalisierung Vernetzung

tierter Ansatz durchgeführt, hier als „Schablonenmodell“ bezeichnet. Dabei

den exemplarisch Lernszenarios („Transportanlage“ und „Smart Home“) auf

„Transportanlage“ für die Fachschule für Mechatr

„Souverän handeln in einer m diatisierten Welt“ oder „Digital Präsentieren“



101

4.6.1 Analyse der bestehenden Lehrpläne und Lehrplanrichtlinien

- -

genden „SuS“) bestimmte Kompetenzen nähergebracht werden. Diese müssen nun

- o

o … und mögliche Risiken

- o

o o



102

4.6.2 Schablonenmodell

les „Automatisiertes System“ vor. Nur ein



103

-

-

– –

103

-

-

– –



104

4.6.2.1 Vorstellen der Lernszenarien

Lernszenario „Transportanlage“ (Mechatroniker/-in)

– –

––

– –

- Einsatz eines Werkstückträgers („WT“)

- Code …)

- B. für Strom, Spannung, Druckluft …)

-

- B. Teile auflegen, bohren, zusammenfügen …) oder

B. wenden, sortieren, kontrollieren …) um.-

-

-

- Webfrontend zur Bestellannahme, ERP, MES …)

-



105

-

-

Lernszenario „Smart Home“ (Elektroniker/-in für Energie- und Gebäudetechnik)

- B. Taster, Rauchmelder, Anwesenheitssensor …) und eines

- -

- Wetterstation …)

-

-

-

-

-



106

4.6.2.2 Themenkatalog für Wirtschaft 4.0

die Szenarien „Transportanlage“ und „Smart Home“ aufgezeigt. Diese eignen sich zur

Konfiguration

Beispiel „Transportanlage“:

Beispiel „Smart Home“:

Diagnose


belle, Diagnosepuffer, Belegungsplan … können doppelte IP


B. „Ping“

Übergeordnete Systeme



107



B. Schwerpunkt „Beleuchtung“ oder „Heizung“) haben

Instandhaltung

lichkeiten der Zustandsüberwachung („Condition Monitoring“) und der vorbeugenden haltung („Predictive Maintenance“).



Datensicherheit

cherheit. Wer darf auf Daten zugreifen („Vertraulichkeit“), wofügbar sein („Verfügbarkeit“)

manipuliert („Integr tät“) vorliegen ist entscheidend.


„gespiegelten Port“ einzurichten. Nun kann der Netzwerkverkehr zwischen den

– –

Beispiel „Smart Home“:ilfe einfacher „Gadgets“ aus dem Internet kann die Datenübertragung einer



108

keine speziellen Maßnahmen gegen solche „Replay Attacken“

Visualisierung

– –


––


Identifikationssysteme Code …



Bibliotheksfähige Programmierung


Beispiel „Smart Home“: B. betätigen eines Tasters löst Szenario „Fernsehen“ aus,

Computer-integrierte Produktion (CIP)



109


–„Transportanlage“, St –


Simulation

ge, dass man von einem „digitalen Zwilling“ spricht. Hier können nicht nur mögliche



––

Robotik


Beispiel „Smart Home“:Autonome „Roboter“ zum Rasenmähen oder Staubsaugen werden so in das Smart

Qualitätsmanagement





110

Produktion





111

4.6.2.3 Umsetzungsbeispiele

„Transportanlage“ oder „Smart Home“ gearbeitet.

– –

B. soll ein Inhalt lediglich „bekannt“ sein, „angewendet“ oder etwas selbst „entwickelt“ werden) vers

Beispiel 1: Lernszenario „Transportanlage“ für Mechatroniker, Berufsschule

Im Folgenden werden Schülerinnen und Schüler aus Gründen der Übersichtlichkeit mit „SuS“

Thema „Konfiguration“:

- „Adressierung“o o



112

- Inhalt: „Spezifikation/Anforderungen an industrielle Bussysteme (z. net)“

o o

…) - Inhalt: „Inbetriebnahme der Anlage mit lauffähigem Programm“

o o

Thema „Diagnose":

- Inhalt: „Verbindungsprobleme“o o

o

- Inhalt: „Fehlersuche“o

o

Thema „Übergeordnete Systeme":

-

-

Thema „Instandhaltung":

- lage zur vorbeugenden Instandhaltung („Predictive Maintenance“

- SuS wenden einfache Methoden der Zustandsüberwachung („Condition Monitoring“)

Thema „Datensicherheit":

- VPN, logische Netze …)

-

Thema „Visualisierung":

-



113

-

-

Beispiel 2: Lernszenario „Smart Home“ für EFEG, Berufsschule


- Inhalt: „Adressierung“o o

- Inhalt: „Inbetriebnahme der Anlage mit lauffähigem Programm“o

o

Thema „Diagnose":

- Inhalt: „Verbindungsprobleme“o o


-

-


- Betriebsmittel, um frühzeitig („Predictive Maintenaince“) Ausfällen vorz



114


- VPN, logische Netze …)

-


- -

Beispiel 3: Lernszenario „Transportanlage“ für Mechatroniktechnik, Fachschule

„ “ die Lernergebnisse

„Identif kationssysteme“ und „Simulation“


- lt: „Adressierung“o o

- Inhalt: „Spezifikation/Anforderungen an industrielle Bussysteme (z. net)“

o o

…) o

- Inhalt: „Inbetriebnahme der Anlage mit lauffähigem Programm“o

o o



115

Thema „Diagnose":

- Inhalt: „Verbindungsprobleme“o

o

B. „TIA Portal“, „IndraWorks“, „CoDeSys“ o.

- Inhalt: „Fehlersuche“o

o


-

-

-

- -


- f („Predictive Maintenance“)

- SuS wenden verschiedene Methoden der Zustandsüberwachung („Condition ring“) an (

-


- , VPN, logische Netze …) an

-


- -

-



116

-

Thema „Identifikationssysteme“:

-

- - -

Thema „Simulation“:

- „ “-

-

Pflichtfächer mit „Wirtschaft 4.0“-Bezug

Unterrichtsbeispiele

Wahlpflichtfächer mit „Wirtschaft 4.0“-Bezug

Unterrichtsbeispiele



117

Auswahl relevanter Fächer der Fachschule für Mechatroniktechnik

Profil eines „Industrie 4.0“



118

4.6.3 Zeitmanagement

IT-Systeme

Logistik und Technische Kommunikation Kommunizieren mithilfe von Datenverarbeitungssystemen



119

4.6.4 Elektroniker und Elektronikerin, Fachrichtung Energie- und Gebäudetechnik („EFEG“)

Unterrichtsfächer: System- und GerätetechnikInstallations- und EnergietechnikSteuerungstechnikKommunikationstechnikGebäudetechnik



120

Lernfeld 24 Std.Elektrische Anlagen der Haustechnik in Betrieb nehmen undinstand halten fpL 0 Std.

Zielformulierung

Inhalte



121


…


…


…




122

Lernfeld 12 Std.Energietechnische Anlagen errichten, in Betrieb nehmen und

instand setzen fpL 0 Std.

Zielformulierung

Inhalte



123


…

Korrespondierende Inhalte: Batterien, Wasserstoff, Wärme …), lastabhängige



124

Lernfeld 72 Std.Steuerungen für Anlagen programmieren und realisieren fpL 24 Std.

Zielformulierung

Inhalte


die Komponenten der Anlagen. […] Sie konfigurieren die Anlagen und passen die Funktion von

…




125

Lernfeld 60 Std.Antriebssysteme auswählen und integrieren fpL 24 Std.

Zielformulierung

Inhalte


[…].

[…]

[…]. [Sie]

…



126




127

Lernfeld 70 Std.Elektrische Anlagen der Haustechnik in Betrieb nehmen undinstand halten fpL 14 Std.

Zielformulierung

Inhalte



128


…




129

Lernfeld 70 Std.Energietechnische Anlagen errichten, in Betrieb nehmen und

instand setzen fpL 14 Std.

Zielformulierung

Inhalte



130


…

[…]

…

.



131

Lernfeld 98 Std.Kommunikationssysteme in Wohn- und Zweckbauten planenund realisieren fpL 28 Std.

Zielformulierung

Inhalte


…



132

Lernfeld 70 Std.Energie- und gebäudetechnische Anlagen planen undrealisieren fpL 14 Std.

Zielformulierung

Inhalte


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133

Lernfeld 56 Std.Energie- und gebäudetechnische Anlagen instand halten undändern fpL 14 Std.

Zielformulierung

Inhalte


…



134

4.6.5 Mechatroniker und Mechatronikerin

Übersicht über die Fächer und Lernfelder Jahrgangsstufe 10

Jahrgangsstufe 11



135

Jahrgangsstufe 12/13



136

Lernfeld 120 Std.Installieren elektrischer Betriebsmittel unter Beachtung sicherheitstechnischer AspekteZielformulierung

Inhalte



137


…


…

Korrespondierende Inhalte



138

Lernfeld 40 Std.Kommunizieren mithilfe von Datenverarbeitungssystemen

Zielformulierung

Inhalte


…


…



139




140

Lernfeld 40 Std.Analysieren von Funktionszusammenhängen in mechatronischen Systemen

Zielformulierung

Inhalte


…

Korrespondierende Inhalte …, Speichern auf Server, Cloud



141

Lernfeld 40 Std.Planen und Organisieren von Arbeitsabläufen

Zielformulierung

Inhalte


…




142

Lernfeld 140 Std.Design und Erstellen mechatronischer Systeme

Zielformulierung

Inhalte



143


…




144

Lernfeld 60 Std.Übergabe von mechatronischen Systemen an Kunden

Zielformulierung

Inhalte


…




145

Lernfeld 80 Std.Untersuchen des Informationsflusses in komplexen mechatronischen Systemen

Zielformulierung

Inhalte


…




146

Lernfeld 160 Std.Inbetriebnahme, Fehlersuche und Instandsetzung

Zielformulierung

Inhalte



147


…


…


…

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148

Lernfeld 80 Std.Vorbeugende Instandhaltung

Zielformulierung

Inhalte


…



5 Quellenverzeichnis

149

5. Quellenverzeichnis

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BERUFLICHE SCHULENHANDREICHUNG

Staatsinstitut für Schulqualität und BildungsforschungSchellingstraße 155, 80797 München

Tel.: 089 2170-2101 Fax: 089 2170-2105

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