Das Projekt "Teilvorhaben: Virtuelles Modell der Lernfabrik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SDZ SimulationsDienstleistungsZentrum GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel Mit dem Projekt ILehLe wird die herkömmliche Lernfabrik mit Computersimulationen innoviert und zu einer neuartigen, selbstlernenden Lernfabrik weiterentwickelt, der intelligenten Lehr-Lernfabrik. Eine Komponente ist ein virtuelles Modell der Lernfabrik, das für die Lernenden einen Zugang zu den Themen Energie- und Ressourceneffizienz schafft. Das virtuelle Modell bildet dazu die physische Lernfabrik als Simulationsmodell ab und ergänzt diese um zusätzliche Aspekte einer Fabrik. Das virtuelle Modell ist mit der physischen Lernfabrik gekoppelt sowie mit dem adaptiven Learning Management System (LMS) als weiterer Komponente von ILehLe. Das virtuelle Modell übernimmt Systemzustände der physischen Lernfabrik und kann diese steuern. Im Teilvorhaben wird auf Standards der Simulation in der Automobilindustrie aufgesetzt, um diese für die spezifischen Anforderungen von ILehLe zu erweitern. Dazu werden Bausteine für das virtuelle Abbild der Lernfabrik entwickelt sowie Bausteine für die Integration des virtuellen Modells mit den übrigen Komponenten von ILehLe. 2. Arbeitsplanung Die SDZ GmbH übernimmt in dem Teilvorhaben die Koordinierung der Entwicklung des virtuellen Modells und bringt als Industriepartner die notwendige Erfahrung für dessen Umsetzung in das Vorhaben ein. Als Technologiepartner übernimmt die SDZ GmbH die Umsetzung der zuvor gemeinsam mit den Anwendungs- und Forschungspartnern entwickelten Konzeption des virtuellen Modells sowie dessen Integration in das Gesamtsystem der intelligenten Lehr-Lernfabrik. Das Vorgehen gliedert sich in 6 Arbeitspakete: 1. Projektmanagement 2. Lehr-Lern-Methoden der Energie- und Ressourceneffizienten Fabrik 3. Lernerfolgsmessung und Feedbackmethoden zur adaptiven Lernprozesssteuerung 4. Virtuelle Abbildung und Simulation der Lernfabrik 5. Real-System Lernfabrik und Intelligentes Produkt 6. Adaptives Learning Management System 7. Implementierung in die industrielle und universitäre Aus- und Weiterbildung.
Das Projekt "Teilvorhaben: Intelligente Lehr-Lernumgebung als innovatives, didaktisches Mittel in der Ingenieursausbildung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik durchgeführt. Die fortschreitende vierte industrielle Revolution zieht einen Wandel der Arbeitsplätze und der zugehörigen Anforderungsprofile nach sich. In Beruf und Ausbildung sehen sich Beschäftigte, Lehrlinge und Studenten diesem Umbruch gegenübergestellt. Für die Unternehmen und Bildungsträger ist es Aufgabe und Herausforderung zugleich, die benötigte (Weiter ) Qualifizierung bereitzustellen und zu vermitteln und dabei Rahmenbedingungen wie dem demografischen Wandel lösungsorientiert zu begegnen. Mit der Beantwortung dieser Frage beschäftigt sich die Intelligente Lehr-Lernumgebung (ILehLe).
Im alltäglichen und beruflichen Leben sind Menschen sehr auf visuelle Reize fixiert. Im Projekt ILehLe wird unter anderem untersucht, wie alternative Sinneskanäle zur Situationsanalyse genutzt werden können. Intuitiv sollen so Probleme bzw. die 'Anlagen-Gesundheit' erkannt. Durch die akustische Wiedergabe von Taktzeiten an Maschinen kann dies durch Harmonien und Disharmonien verdeutlicht werden, Disharmonien weisen auf eine Anlagen-schädigende Betriebsart hin.
Um die Lernenden optimal zu unterstützen, beschäftigt sich das Projektkonsortium mit der Entwicklung eines adaptiven Learning-Management-Systems. Es erkennt den aktuellen Lernfortschritt der einzelnen Lernenden und kann individuelle Hilfestellungen geben. Dabei wird auf die Lerngeschwindigkeit jedes Einzelnen Rücksicht genommen. Gezielt können Aufgaben gestellt werden, die fehlende Kompetenzen fördern oder unsichere Kompetenzen festigen. Am Ende des Lernprozesses besitzen alle Lernenden die Kompetenzen, die zuvor im System vorgegeben wurden.
Um den Lern-Szenarien eine größere Tiefe zu verleihen, wird die physikalische Lernfabrik virtuell erweitert. Auf diese Weise ist es möglich, völlig neue Zusammenhänge darzustellen, die sonst nur durch größere und teurere Lernfabriken möglich wären. Ein weiterer positiver Aspekt ist, dass mithilfe der virtuellen Erweiterung technische Limitationen überwunden werden können. Lassen sich Anwendungen in der konkreten Lernfabrikumgebung physikalisch nicht oder nur unter erheblichen finanziellen Einsatz oder zeitlichem Aufwand umsetzen, so können diese virtuell vorgenommen werden.
Im Rahmen des Projekts werden zwei Demonstratoren implementiert. An der TU Braunschweig wird die bestehende Experimentierfabrik um die oben genannten Komponenten erweitert. Die Lehrinhalte umfassen vorwiegend Themen und Methoden der Energie- und Ressourceneffiziente Produktion. Am Standort Wolfsburg, bei der Volkswagen AG, erfolgt die Umsetzung mit produktionslogistischen Lehrinhalten entsprechend der individuellen Kenntnisstände von Werkern, Teamleitern und Meistern in einer kooperativen Lehr-Lernumgebung. Die entwickelten Demonstratoren in Interaktion mit den Lernenden wird arbeitspsychologisch unter Begutachtung ethischer, sozialer und rechtlicher Fragestellungen evaluiert.
Das Projekt "Teilvorhaben: Adaptives Lehr-Leitsystem mit multisensorischem Feedback" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von c4c Engineering GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel Mit dem Projekt ILehLe wird die herkömmliche Lernfabrik zu einer neuartigen, selbstlernenden Lernfabrik weiterentwickelt. Dabei ist ein Schwerpunkt des Teilvorhabens ein innovatives Feedbacksystem, das dem Lernenden über unterschiedliche Sinneskanäle ganzheitliche Rückmeldungen über den Produktionsprozess vermittelt. Darüber hinaus geben Sensoren in Echtzeit Rückmeldungen an ein adaptives Lehr-Leitsystem das auf dieser Basis den Lernfortschritt in der Lernfabrik auswertet und den Lernprozess individuell anpasst. Ein Ziel dabei ist es, Lernende mit unterschiedlicher Altersstruktur, Ausbildungsstand und kulturellem Hintergrund besonders zu berücksichtigen. 2. Arbeitsplanung Eine Anforderungsanalyse, die Entwicklung eines adaptiven Lernprozesses sowie die Virtualisierung des Methodenbaukastens der energie- und ressourceneffizienten Fabrik bilden die Grundlage für die Entwicklung eines zentralen Lehr-Leitsystems (LMS). Parallel zum LMS wird das Feedbacksystem, bestehend aus dem intelligenten Produkt, den Signalgebern sowie der sensorischen Erfassung des Lernfortschrittes erarbeitet. Aufbauend auf der an der TU Braunschweig bestehenden umfangreichen Lernfabrik-Umgebung wird abschließend die Implementierung des Gesamtsystems zur Erprobung der lernenden Lernfabrik vorgenommen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Anforderungsanalyse und industrielle Anwendung der lernenden Lernfabrik im Volkswagen Konzern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Volkswagen AG durchgeführt. 1. Vorhabenziel Um Prozesse des lebenslangen Lernens tiefer in Unternehmen zu verankern, wird eine ganzheitliche Lernkultur mit modernen Lehr-Lernumgebungen benötigt, in denen die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter losgelöst von Workshops oder Fortbildungen jederzeit und eigenständig lernen können. Für die Aneignung des Wissens über industrielle Produktionsprozesse hat sich in den vergangenen Jahren hierfür das Konzept der Lernfabrik etabliert. Mit dem Projekt ILehLe wird die herkömmliche Lernfabrik mit Computersimulationen innoviert und zu einer neuartigen, selbstlernenden Lernfabrik weiterentwickelt: Mittels Sensoren und Algorithmen wird der Lernfortschritt in der Lernfabrik ausgewertet und direkt dem Lernprozess individuell angepasst. Der Lernende bekommt über unterschiedliche Sinneskanäle ein ganzheitliches Feedback. Durch die Einbindung von Methoden des Game-based Learning wird schließlich der bestehende technisch-organisatorische Fokus von Lernfabriken erweitert. Die lernende Lernfabrik stellt den Lernenden selbst in den Mittelpunkt und passt sich dynamisch seinem jeweiligen Lernstand und Lerntempo an, um so den individuellen Lernprozess möglichst effektiv und effizient zu organisieren. 2. Arbeitsplanung Aufbauend auf den bereits bestehenden Lernfabriken im Volkswagen Werk Wolfsburg wird die technische Infrastruktur für die prototypische Implementierung und Erprobung der lernenden Lernfabrik erweitert. Schwerpunkte sind die Entwicklung des Methodenbaukastens der energie- und ressourceneffizienten Fabrik, die Entwicklung des physikalischen Real-Systems der Lernfabrik und des intelligenten Produkts sowie der zugehörigen Feedbackmechanismen.