Lernfeld nur FI-Berufe | |
| Lernfeld | 12d | Lernfeld Titel | Kundenspezifisches cyber-physisches System optimieren |
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| Lernfeld Stunden | 121 |
| Kernkompetenz | Die Schülerinnen und Schüler verfügen über die Kompetenz, einen Kundenauftrag zur Optimierung eines cyber-physischen Systems vollständig durchzuführen und zu bewerten. |
| Erwartete Handlungskompetenz am Ende der Berufsausbildung in Anlehnung an ausgewählte Berufsbildpositionsbeschreibungen | Die Schülerinnen und Schüler prüfen Auftragsunterlagen und Durchführbarkeit des Auftrags. Sie wenden Grundsätze und Methoden des Projektmanagements an. Sie analysieren und planen Systeme zur Vernetzung von Prozessen und Produkten. Sie erkennen Bedrohungsszenarien und schätzen Schadenspotenziale ein. Sie stimmen die Lösung zur Vernetzung und zu Änderungen am System kundenbezogen ab. Die Schülerinnen und Schüler wählen Komponenten aus, erstellen technische Unterlagen und kalkulieren Kosten. Sie erstellen Programme, passen Signal- und Datenübertragungseinrichtungen an und konfigurieren diese. Sie führen Qualitätssicherungsmaßnahmen projektbegleitend durch. Sie übergeben Leistungen und Dokumentationen an Kundinnen und Kunden und fertigen Abnahmeprotokolle an. Sie weisen Kundinnen und Kunden in die Nutzung von Produkten und Dienstleistungen ein. Sie kontrollieren im Rahmen eines Verbesserungsprozesses die Zielerreichung und führen einen Soll-Ist-Vergleich durch. Sie reflektieren ihre eigene Vorgehensweise sowie die Aufgabendurchführung im Team und wirken bei der Verbesserung der Arbeitsprozesse mit. |
| Zielformulierung/Kompetenzen aus Handlungsfeld | 1 Die Schülerinnen und Schüler führen in Zusammenarbeit mit den Kunden eine Anforderungsanalyse durch und leiten daraus Projektziele, Anforderungen, gewünschte Ergebnisse, Schulungsbedarfe und Rahmenbedingungen ab. |
| 2 Auf dieser Basis planen und kalkulieren sie ein Projekt mit den dazugehörigen personellen und technischen Ressourcen. Die Schülerinnen und Schüler entwickeln Lösungsvarianten, vergleichen diese anhand festgelegter Kriterien sowie unter Berücksichtigung von Datenschutz und Datensicherheit. | |
| 3 Sie wählen mit den Kunden die beste Lösung aus. Für den vereinbarten Auftrag erstellen sie ein Dokument über die zu erbringenden Leistungen und ein Angebot | |
| 4 Die Schülerinnen und Schüler implementieren die gewünschte Lösung. Dabei nutzen sie Maßnahmen zur Qualitätssicherung. Sie präsentieren den Kunden das Projektergebnis und führen eine Schulung durch. Sie übergeben den Kunden das Produkt sowie die Dokumentation | |
| 5 Die Schülerinnen und Schüler bewerten das Projektergebnis auch hinsichtlich Zielerreichung, Wirtschaftlichkeit, Skalierbarkeit und Verlässlichkeit. | |
| 6 Sie reflektieren die Projektdurchführung und das Projektergebnis auch unter Berücksichtigung der kritischkonstruktiven Kundenrückmeldungen. | |
| Exemplarische Lernsituation zu Kompetenzen | Die FAIDATE Holding AG betreibt bundesweit 152 Baumärkte. Um die Kundenzufriedenheit zu erhöhen, ist geplant, an den Ausgängen aller Baumärkte jeweils eine einfache Rückmeldemöglichkeit zu installieren. Die entsprechenden Geräte sollen über ein Display und 3 Tasten verfügen, über die im AmpelVerfahren abgestimmt werden kann. Die Abstimmungsergebnisse werden drahtlos an einen kleinen Steuerungscomputer im Markt übermittelt. Von dort werden die Daten über eine sichere Verbindung an die Konzern-Zentrale in Köln übertragen, wo sie in Echtzeit grafisch aufbereitet werden. Die Schülerinnen und Schüler erhalten den Auftrag in den einzelnen Schritten des Projekts das Abstimmungsgerät, der Steuerungscomputer, die sichere Datenübertragung, die zentrale Datenerfassung und die grafische Datenauswertung zu planen und zu realisieren |
| Mögliche Handlungsprodukte | Abstimmgerät, lokales und zentrales Datenerfassungs- und AuswertungsSystem |
| Exemplarische Lernsituation zu Kompetenzen | 1-6 Die Firma fineAPPS GmbH möchte an einem ihrer Standorte die Gebäudesicherheit erhöhen. Dazu erhalten die Schülerinnen und Schüler den Auftrag die bestehende Gebäudeüberwachungsanlage mit mehreren zusätzlichen Überwachungssystemen zu erweitern. Alle dabei entstehenden Daten sollen in Echtzeit sicher in ein das zentrale MonitoringSystem der |
| Mögliche Handlungsprodukte | Datenerfassungs- und Monitoring-System |
| Inhaltliche Orientierung | Allgemein Projektmanagement Industrie 4.0: Automatisierungspyramide, RAMI 4.0, Produktion, Digitalisierung, Zusammenhänge, Assett, Verwaltungsschale Beispiele für CPS: Manufacturing Execution System (MES) CPS-Hardware: Embedded-Systems, Echtzeitverarbeitung, Leistungsfähigkeit und Energieverbrauch Komponenten: RasPI, Arduino, ESP32, SPS, Sensoren, Aktoren, Anschlüsse Bussysteme: z.B. I2C, CAN, KNX; Horizontale und vertikale Vernetzung, Feldbussysteme, z.B. ASi, Profibus, IE, Sensorbusse- und netze, zyklische/azyklische Kommunikation Vernetzung und Protokolle: WLAN, LPWA, Zigbee, Bluetooth, LoRaWAN, SigFox, NB-IoT, LTE, Industrial-Ethernet, TCP/IP, MQTT, OPC UA, Echtzeitsysteme, deterministisches Verhalten, Time Sensitive Networking (TSN) Vermittlungs-Komponenten: vorrangig ab Layer 3 Datenaufbereitung: Cloud-Computing, Fog-Computing, IoT-Plattform-Hub Programmierung: Konfiguration und Auswertung: Entwicklungssysteme, Programmiersprachen, Bibliotheken, APIs, REST, Node-RED, Node.js, grafische Auswertungs- und Darstellungssysteme, KI Zuverlässigkeit und Sicherheit: mit Schwerpunkten Diagnose, Monitoring, Datengüte, Robustheit, Cybersecurity, Bedrohungen, Schutzmaßnahmen, Abwehr Visualisierung: HMI Werkstückidentifikation: QR-Code, RFID |