https://www.faz.net/-gyl-8upnl

Lernfabriken : Studenten an die Maschinen!

  • -Aktualisiert am

Handarbeit: Vielen Studenten fehlen handwerkliche Grundlagen. Bild: Maximilian von Lachner

Wie schaltet man eine Sägemaschine an? Den Ingenieuren von morgen fehlen oft praktische handwerkliche Erfahrungen. Lernfabriken sollen das ändern. Können sie die Wissenslücken füllen?

          Bevor wir mit Industrie 4.0 anfangen, sollen unsere Studenten im Maschinenbau die grundlegenden Fertigungsprozesse mit einfachen Methoden in den Griff bekommen“, sagt Thom Wienbruch. Der wissenschaftliche Mitarbeiter am Lehrstuhl für Produktionssysteme der Ruhr-Universität Bochum betreut dafür eine Übung in der hauseigenen Lernfabrik für Prozessoptimierung. In der nachgebauten Werkshalle testen die sieben Teilnehmer, ob die Richtlinien zu Ordnung und Sauberkeit an den Arbeitsstationen erfüllt sind. „Ein aufgeräumter Arbeitsplatz spart Zeit und Geld“, ist Wienbruch überzeugt.

          Ordnung macht die Arbeit auch leichter, wie die Studierenden im fünften Bachelor-Semester schnell merken. „Wo ist der Gewindebohrer nur?“, fragen sie sich beim Suchen in Schubladen mit unklarer Beschriftung. „Wie geht die Sägemaschine bloß an?“, rätseln sie, weil die Bedienungsanleitung Lücken hat und Schritt-für-Schritt-Bilder fehlen. Erst mit Hilfe eines Facharbeiters bekommen sie die Bandsäge zum Laufen. „Ohne Standardisierung dauert alles doppelt so lange“, erkennt Nadine Reifen, eine der Studentinnen, die hier auf der Suche nach handwerklicher Orientierung sind. „Auch die Risiken steigen“, findet sie. Denn: „Wie schnell könnte eine Hand ab sein.“

          Vergleichbare Szenen spielen sich unter angehenden Ingenieuren auch anderswo ab. Ganz ähnlich will zum Beispiel die Lernfabrik am Karlsruher Institut für Technologie, kurz KIT, Grundlagen vermitteln, bevor es ums große Ganze geht. Am KIT, einer der renommiertesten Universitäten des Landes, ist die Lernfabrik dem Thema globale Produktion gewidmet und eine Idee des Instituts für Produktionstechnik - eine klassische Spielwiese für Maschinenbauer also. Dort heißt es, dies sei die einzige Lernfabrik der Welt mit einem solchen Schwerpunkt. Gleichzeitig gibt es die praktische Anwendung im Kleinen: Bei Professor Albert Albers, dem Leiter des Instituts für Produktentwicklung am KIT, liegt sie im Keller seines Lehrgebäudes in einem unscheinbaren, fensterlosen Zimmer fernab der üblichen Wege an der Uni. Hier liegen in einem ausladenden Regal kleinere und größere Werkstücke. Albers hält sie in Ehren - und legt sie seinen Studenten wärmstens ans Herz.

          Das Grundverständnis ist nicht mehr selbstverständlich

          Früher seien angehende Maschinenbauer mit gewissen handwerklichen Fähigkeiten ins Studium gestartet - und mit einem Grundverständnis für Funktionsweisen oder Technik, wie er sagt. Heute sei das anders. Da habe mancher gar keine Vorstellung, wie sich so ein schwerer Metallkorpus in der Hand überhaupt anfühle. Geschweige denn, welche Funktionen und Möglichkeiten in ihm stecken könnten. Er müsse das vielen erst vermitteln, sagt Albers. Denn all das Werkeln und Tüfteln und handwerkliche Ausprobieren, das einem solchen Studium früher vorangegangen sei, spiele im Leben vieler Studenten keine Rolle mehr.

          Am Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen der TU Darmstadt dürfen Studenten viel ausprobieren.

          Doch auch früher kannten und wussten sogar fertige Ingenieure nicht alles, wie Eberhard Abele, Chef des Instituts für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) an der Technischen Universität Darmstadt, zugibt. „Wir haben im Studium manches nicht gelernt, was man als Produktionsverantwortlicher in der Praxis braucht - etwa zum Vorgehen bei systematischen Verbesserungsprozessen“, bedauert Abele. „Das hat mich furchtbar geärgert.“ In den fünfzehn Jahren, die er in der Industrie verbracht hat, ist deshalb auch der Gedanke gereift, für die Jüngeren eine Lernfabrik aufzubauen, sollte er jemals an die Hochschule zurückkehren. Im Jahr 2007 hat es der Chef des PTW-Instituts tatsächlich geschafft, eine solche Lernfabrik für Produktionsprozesse in Darmstadt zu eröffnen. Seit vorigen März gibt es sogar eine zweite Fabrik auf dem Campus: Sie befasst sich anhand eines Zerspanungsprozesses mit umweltgerechter Produktion. In der sogenannten ETA-Modellfabrik soll dabei die Energie mittels Verknüpfung von Maschinen, Haustechnik und Gebäude bestmöglich genutzt werden.

          In der ersten Fabrik, ähnlich einer klassischen Produktionshalle, entstehen hingegen Pneumatikzylinder. Tricks und Kniffe der schlanken Fertigung sollen dort vermittelt werden. Bei einer Einführung lernen auch die Erstsemester die Halle kennen - und bekommen einen Eindruck davon, wofür die viele Theorie im Studium einmal im Werk nützlich sein könnte. Doch mehr als ein Hineinschnuppern ist das nicht: Erst für die höheren Semester gibt es Übungen zur Vorlesung „Lean Production“. Die Darmstädter Lernfabriken sind für Fortgeschrittene gedacht, wenn diese sich spezialisieren wollen. „Sie sollen sehen, wie Qualitätsprobleme entstehen und die Ursachen dafür abgestellt werden können“, sagt Instituts-Chef Abele. „Zudem sollen sie in einen kreativen Spielmodus kommen - und so auf neue Ideen.“

          Neues ausprobieren und die Folgen sehen

          In diesem Sinne hat Jonathan Nees die Darmstädter Energieeffizienz-Halle für seine Bachelorarbeit im Fach Maschinenbau genutzt. Er hat ein Verfahren getestet, womit sich die Wartung bei der Maschinenkühlung anhand sensorisch gemessener Schwingungen genauer und kostengünstiger durchführen lässt. „In der Industrie ist diese Zustandsüberwachung noch kein Standard“, sagt der 22 Jahre alte Mann. Deshalb stellte sich für ihn die Frage, wo er seine Daten überhaupt erheben kann. Die ETA-Fabrik bot sich förmlich an: „Über einen Wärmetauscher im geschlossenen System der Drehmaschine dort wird die Abwärme der Kühlung effizient ins Heizsystem der Halle eingespeist“, sagt er, ganz der angehende Ingenieur. „Am Wärmetauscher der Schleifmaschine sitzt jedoch nur ein herkömmlicher Lüfter und gibt die Abwärme an die Umwelt weiter.“ Ergebnis des Vergleichs: Die herkömmliche Kühlung erfordert deutlich mehr Wartung, weil sich Staub und Dreck im Lüfter sammeln und ihn verstopfen. „Das, was ich im laufenden Betrieb der Lernfabrik entdecken konnte, hätte ich am Schreibtisch nicht berechnen können“, schwärmt Nees.

          Auch die Besucher aus der Industrie in den Darmstädter Lernfabriken interessieren sich für verbesserte Prozesse und Geräte. Unternehmen nutzen die angebotenen Workshops für ihre Mitarbeiter, was nebenbei zur Finanzierung beiträgt. Für die Unternehmen ist das günstiger, als die eigene Montagelinie anzuhalten und für Lernzwecke umzubauen. „Das machen unsere Studenten hingegen täglich“, sagt Maschinenbauer Abele. „Sie wollen Neues ausprobieren und die Folgen sehen - schließlich macht das experimentelle Forschen unsere Lernfabriken aus.“

          Praxistest am Getriebekopf

          Dort sind vor allem wissenschaftliche Hilfskräfte aus den Masterstudiengängen rund um den Maschinenbau tätig. Sie leiten auch die Workshops für die Teilnehmer aus der Industrie. In ihren Schulungen geht es meist um einen Aha-Effekt: in der Effizienz-Fabrik etwa darum, zu erkennen, dass das gewaltige Zischen aus einem kleinen Loch im Druckluftschlauch zu einem erhöhten Verbrauch und zu Mehrkosten von jährlich 700 Euro führt.

          Schauspielerisch den Betriebsalltag nachahmen

          Oder in der Fertigungshalle: „Da merken die Teilnehmer etwa, dass der Werker gar nicht wissen kann, wie oft seine Maschine stillsteht, weil die Zahl nicht vernünftig erfasst wird“, sagt Phillipp Jansen an der Säge. Wie mancher Facharbeiter mit den Achseln zu zucken und bei solchen Fragen an den Meister zu verweisen, haben Jansen und seine sieben Kollegen geübt. Mit schauspielerischem Talent ahmen sie an ihrer Maschine den Betriebsalltag nach, wenn die Weiterbildungen oder Übungen zur schlanken Produktion laufen. „Wähle ich aus fünf Schlüsseln aus und gebe dem Werker nur die zwei, die er wirklich braucht, dann spart das Zeit zum Suchen und Geld für Werkzeuge“, erläutert Jansen. Seit der digitalen Aufrüstung der Produktionshalle im vorigen Jahr zeigt er auch, wie sich die Maschinendaten aus dem Leitsystem für beschleunigte Prozesse nutzen lassen. „Ich bereite die Fülle an Daten so auf, dass der Werker nur die für seine Maschine wesentlichen Hinweise angezeigt bekommt - etwa: Wechsel vom Sägeblatt nötig“, sagt er.

          „Mir hat dieser Praxisbezug im Studium gefehlt“, ergänzt Fabian Conrad, Masterstudent im Maschinenbau. „Jetzt kann ich hier mit einem Produkt hantieren, bekomme Ahnung von Abläufen und Geräten.“ Mit seinen Kollegen berät er auch, was anstelle des Zylinders künftig in den Schulungen gefertigt werden soll. „Vielleicht ein Planetengetriebe“, überlegt der aus Frankenthal stammende Student. „Dabei müssen wir aufs Material und auf die didaktischen Anforderungen achten.“ So soll das neue Produkt leicht verständlich und nicht zu komplex sein, damit mögliche Fehler bei seiner Fertigung schnell von den Übungsteilnehmern erkannt werden. „Gibt es Fragen dazu, regen mich die Teilnehmer oft zum Nachdenken an“, sagt Conrad. „Gerade wenn ich nicht aus dem Stegreif antworten kann.“

          Ebenso hat er gemerkt, wie wichtig es ist, ein Gefühl für Zusammenhänge und Toleranzen zu bekommen. „Auf dem Papier ist immer alles leicht darzustellen“, sagt er. „Doch es ist die Frage, ob es auch in der Praxis funktioniert.“ Die Erkenntnis hat ihm auch bei seinem halbjährigen Praktikum als Versuchsingenieur bei einem Automobilzulieferer für Antriebstechnik geholfen. „Alle stehen unter Druck, Kosten zu senken und zugleich den Qualitätsansprüchen gerecht zu werden“, sagt er. „Da hilft ein geschultes Auge für die Abläufe schon.“

          Übereinstimmend sagen die Hiwis, dass die Lernfabrik vor allem eines fördert: den Blick, wie es entlang der Produktionslinie besser laufen könnte. Ganz so, wie es sich Erfinder Abele wünscht: „Von unseren Absolventen wird keiner so schnell einen Praxisschock erleiden“, sagt er. „Dafür haben sie zu viel in der Lernfabrik gesehen und erlebt.“

          Weitere Themen

          Im Umbruch

          FAZ Plus Artikel: Deutschlands Industrie : Im Umbruch

          Schlechte Stimmung, schlechte Aussichten – der deutschen Industrie geht es nicht gut. Aber nicht nur auf dem Arbeitsmarkt ist das Bild ein anderes. Auch so manchem Mittelständler geht das Krisengerede deutlich zu weit.

          Topmeldungen

          Sowohl Trump als auch Johnson winken mit ihrem zerstörerischen Potential. Nur schätzen sie ihre Position falsch ein.

          Schwäche der EU? : Boris Trump

          Sowohl Trump als auch Johnson verschätzen sich: Man kann aus den Wechselbeziehungen der globalisierten Welt nicht in Trotzecken fliehen und dabei nachhaltige Gewinne machen. Europa ist da in einer stärkeren Position.

          Newsletter

          Immer auf dem Laufenden Sie haben Post! Abonnieren Sie unsere FAZ.NET-Newsletter und wir liefern die wichtigsten Nachrichten direkt in Ihre Mailbox. Es ist ein Fehler aufgetreten. Bitte versuchen Sie es erneut.
          Vielen Dank für Ihr Interesse an den F.A.Z.-Newslettern. Sie erhalten in wenigen Minuten eine E-Mail, um Ihre Newsletterbestellung zu bestätigen.