Kaum ein Berufsbild hat sich in den letzten Jahrzehnten mit einer solchen Dynamik gewandelt wie das von technischen Fachkräften: In den 80er Jahren löste die Einführung der Fabrikautomation völlig neue Disziplinen aus und machte in der Folge neue Berufsbilder erforderlich. Heute stehen mit dem Wandel hin zur intelligenten Fabrik („Smart Factory“) ähnliche Herausforderungen an, da die Automatisierung und die digitale Vernetzung der Maschinen immer weiter zunehmen. Diese Entwicklung wird im Speziellen auch die Anforderungen an Schulungskonzepte verändern.

Bislang sind Schulungsszenarien in der Ausbildung technischer Fachkräfte didaktisch-methodisch begrenzt. Zum einen stehen die Anlagen im laufenden Betrieb aufgrund der hohen Auslastung nicht zu jedem Zeitpunkt für Schulungszwecke zur Verfügung. Zum anderen können Gefahrensituationen durch das hohe Verletzungsrisiko nicht direkt an der Anlage trainiert werden.
 

Der "Digitale Zwilling" für die Schulung technischer Fachkräfte
 

Um den neuen Anforderungen an die Schulung technischer Fachkräfte gerecht zu werden, wird im Rahmen dieses Projektes die Schulung mittels Mixed Reality in the Loop Simulation (MRiLS) erforscht. In der Mixed Reality kann die reale Welt um virtuelle Objekte ergänzt werden. Diese virtuellen Ergänzungen betrachtet der Anwender über moderne Visualisierungsmethoden wie beispielsweise Augmented Reality und Virtual Reality. Das hierfür verwendete Simulationsmodell wird zudem an die reale Steuerungshardware angebunden und ermöglicht damit erstmals, dass technische Fachkräfte mit der realen Steuerungstechnik arbeiten und die Reaktion der virtuellen Produktionsanlage quasi live erleben.

„Die Schulung technischer Fachkräfte ist eine immer wichtiger werdende Aufgabe. Dieses Projekt hat das Potential, Schulungskonzepte nachhaltig weiterzuentwickeln und bietet die Möglichkeit, Gefahrensituationen virtuell und dadurch ohne Risiko zu trainieren“, sagt Projektleiter und Prorektor Forschung und Transfer, Prof. Dr.-Ing. Sascha Röck. Das Virtual Automation Lab (VAL) der Hochschule Esslingen unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Sascha Röck und Marc Schnierle, M.Sc. ist im Rahmen dieses Projektes für die Mixed Reality Simulationsmodelle sowie für die Synchronisation mehrerer Schulungsteilnehmer in einer gemeinsamen virtuellen Umgebung verantwortlich.

Im Rahmen des Forschungsprojekts werden die erforschten Methoden sowohl in der beruflichen und der betrieblichen Bildung als auch in der Hochschulbildung erprobt und ausgewertet.
 

Forschungspartner aus Wissenschaft, Bildung und Industrie
 

Im Rahmen des Verbundprojekts haben sich Partner aus Wissenschaft, Industrie und Bildung zu einem Konsortium zusammengeschlossen. Die drei wissenschaftlichen Partner das Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart, die Professur für Erwachsenenbildung und Weiterbildung der Otto-Friedrich-Universität Bamberg und das Virtual Automation Lab (VAL) der Hochschule Esslingen forschen gemeinsam mit den beiden industriellen Partnern ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH und Ingenieurbüro Roth GmbH & Co. KG. Zudem konnten die beruflichen Schulen Friedrich-Ebert-Schule Esslingen, Max-Eyth-Schule Kirchheim und Philipp-Matthäus-Hahn-Schule Nürtingen als assoziierte Partner für das Konsortium gewonnen werden.
 

Mixed Reality in der beruflichen Bildung im Landkreis Esslingen
 

Bereits seit 2017 bringt das Virtual Automation Lab die Forschungsergebnisse im Rahmen des vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg geförderten Projekts Transferplattform BW Industrie 4.0 in industrielle Anwendungen ein. Der Fokus hierbei liegt auf einem niederschwelligen Zugang zu Mixed Reality Anwendungen für kleine und mittlere Unternehmen (KMU).

Diese Aktivitäten haben auch im Bildungssektor für Aufmerksamkeit gesorgt. Seit 2018 entwickelt das Virtual Automation Lab der Hochschule Esslingen in einem Pilotprojekt mit der Max-Eyth-Schule Kirchheim an der digitalen Zukunft der Lehre in der beruflichen Bildung. Die vom Virtual Automation Lab entwickelte Plattform ermöglicht den Schülerinnen und Schülern, den Digitalen Zwilling einer Produktionsanlage, beispielsweise eines Roboters, virtuell in einem beliebigen Raum zu platzieren und mit diesem zu interagieren. Dieses zukunftsweisende Projekt wird durch den Landkreis Esslingen zusammen mit der Bildungsstiftung der Kreissparkasse Esslingen-Nürtingen initiiert und gefördert.