05.06.2024
學習工廠
這就是卡爾斯魯厄理工學院 (KIT) 生產技術研究所 (wbk) 生產技術實驗室的「全球生產學習工廠」的意思。它不僅是學生學習的場所，更是科學與工業的結合，也是創新合作的起點。
約瑟普‧科普契奇非常了解卡爾斯魯厄地區。原因是：近 10 年來，他一直作為現場代表為巴魯夫照顧該地區。他也熟悉了卡爾斯魯厄理工學院 (KIT) 生產技術研究所 (wbk) 的生產技術實驗室。這就是全球生產學習工廠的所在地，是生產中新技術和新工藝的演示和學習環境。 Lernfabrik 團隊以其技術知識為 Kopcic 提供支持，擔任年度黑客馬拉鬆的評委，並提供巴魯夫自動化解決方案。
創新合作的起點
wbk生產技術研究所歷史悠久。由工程博士教授於 1952 年創立。沃爾特·施密特（Walter Schmidt），其發展反映了過去幾十年的技術和工業進步。作為卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的一部分，它為自己設定了以應用為導向的新生產技術研究和新技術開發的目標。它分為三大研究領域：「生產系統」、「機器、系統和製程自動化」和「製造和材料技術」。當 Josip Kopcic 於 2015 年帶著 IO-Link 通訊標準來訪時，以實現更靈活、更有效率的生產，這是創新合作的起點。
透過學習工廠，學生可以體驗複雜的生產系統並為他們的研究工作收集數據。
理論與實務結合
世界銀行學院生產系統研究所所長 Gisela Lanza 對學習工廠的基本理念解釋如下：「學生應該有一個地方，可以在實踐中實施和研究有關未來生產技術的理論問題。 - 可以這麼說，這是一個學習工廠。 wbk 和巴魯夫與業內其他公司一起致力於將這些想法變為現實。
「最初，學習工廠代表了一個由各個工作站組成的固定生產系統，」馬格努斯·坎德勒(Magnus Kandler) 解釋道，當第一個培訓課程和工作站開發並投入運行時，他已經是一名學生了。當時，坎德勒正在卡爾斯魯厄學習工業工程，並協助建立了學習工廠。 「能夠以研究助理的身份繼續、開發和設計該項目真是太好了，」坎德勒說，他目前的工作重點是生產系統規劃和數位化車間管理。
新生產方式的應用
全球生產學習工廠不僅向學生敞開大門。 wbk 也為公司和其他組織提供培訓或講座。 「在這裡，我們有機會提高人們對生產新趨勢的認識，並讓企業有機會體驗新技術或方法，例如預測性維護、循環經濟或人機合作，」坎德勒說。
模組化、移動且自給自足
「要實現這一點，學習工廠必須是最先進的，」負責學習工廠硬體的 Alexander Geiser 解釋道。 「在研究所，我們一直在尋找在學習工廠中使用新技術的方法。因為它不僅是我們教學和進修培訓的旗艦，也是企業展示創新解決方案的平台。
疫情期間，學院依賴線上教學。團隊利用這段時間修改了過時的概念。與巴魯夫和其他合作夥伴一起，提出了進一步發展學習工廠的想法：它應該是模組化的、移動的和自給自足的。此外，透過產品護照實現單一產品的完全可追溯性和循環經濟主題也發揮著重要作用。
工作站由相同的基本結構組成，然後在其上安裝生產步驟所需的各個機器。採用新架構後，生產線改造時間顯著縮短。
如今，學習工廠由十個行動工作站組成，每個工作站都配備了無線技術、電動執行器和電池，以確保移動和自給自足的操作。所有工作站的結構都相同，可以根據生產過程的要求配備不同的工具、機器或機器人。
這十個新工作站還配有兩台工業機器人、一台協作機器人和三台氣動壓力機。透過這種模組化，可以繪製各種工業場景，以便為參與者提供最大可能的適應性，以滿足他們自己公司的目的。 「重點是高靈活性、短轉換時間和輕鬆調試，」Geiser 在描述目標時說道。
這些站點旨在引導人們完成生產過程。生產步驟的「配方」儲存在系統中，零件被識別，顯示器或光訊號準確地顯示需要做什麼。這降低了出錯的可能性和培訓成本。
讚賞的衝動
隨著時間的推移，學習工廠中安裝了120 多個巴魯夫的獨立組件，從IO-Link 無線主站，到用於識別單個零件的RFID 寫入和讀取頭，再到狀態監測感測器( BCM)，該感測器不僅處理製程數據，還有振動、溫度或濕度等環境數據。
「一開始我們主要關注可追溯性和產品適合度的主題，」蓋瑟說。 「透過與巴魯夫 Josip Kopcic 的交流，狀態監測也成為了更多關注的焦點。我們非常重視這種交流和衝動。
「進步永遠不會停止，」科普契奇在解釋他的動機時說道。 「這就是為什麼我們巴魯夫總是努力尋找新的解決方案並將趨勢轉化為實用的產品。我們在學習工廠也有這種激勵。
例如，BCM 收集的數據可用於檢測生產過程中的異常情況並得出有關係統狀況的結論。這導致了在預測維護領域開發新解決方案的許多方法，例如使用人工智慧和機器學習。為學生嘗試不同方法的理想基礎。
推動一個絕妙的想法
然而，巴魯夫的承諾不僅限於硬體。這位感測器和自動化專家還支援每年舉辦一次的黑客馬拉松。大約 30 名學生在學習工廠工作了 30 個小時，處理多個案例。由此產生的想法由來自實踐和科學的專家組成的評審團根據有效性、原創性和成熟度或潛在的商業模式和市場潛力等各種標準進行展示和評估。
獲勝團隊將獲得超過 1,500 歐元的豐厚獎金。 「每個人都在黑客馬拉松中竭盡全力。你可以感受到房間裡的動力和熱情。令人著迷的是，這些團隊如何在如此短的時間內開發出新的解決方案。
馬格努斯·坎德勒（Magnus Kandler）（左）和亞歷山大·蓋瑟（Alexander Geiser）（右）是 wbk 的學術員工和博士生。 Kandler 先生是生產系統規劃小組的成員，研究數位化車間管理。在學習工廠，他為公司舉辦培訓課程並負責商業模式。 Alexander Geiser 在品質保證小組工作，負責電動車領域燃料電池組件的再製造。
雙贏局面
「學習工廠的研究、訓練課程和黑客馬拉松是我們的旗艦，」坎德勒說。 「當您走進我們的大廳時，行動工作站是您首先看到的東西之一。這也促進了與合作夥伴、學生和公司的交流。畢業後，你們中的許多人創辦了自己的公司或在行業中找到了自己的位置。到那時，有些人就會記得我們。 「許多計畫已經由此誕生，」科普契奇高興地說。