Europa fährt gemeinsam zum Ziel

Entwicklung und Fertigung eines programmierbaren Fahrzeuges im Kontext zur Robotik (2021-2023/24)

Anmerkung:
Das Projekt ist als“ Strategisches Schulpartnerschaftsprojekt“ im Rahmen des Erasmus+ Programm KA2 geplant. An der Realisierung des Projektes beteiligen sich insgesamt 6 berufliche Schulen (Belgien, Deutschland, Italien, Polen, Ungarn, Türkei). Alle Partner bereiten sich gemeinsam bei den Begegnungstreffen durch Vermittlung der fächerübergreifenden theoretischen Grundlagen auf das Projekt vor. Hierbei wird die Methode des Peer- Learning angewendet. Schüler unterrichten Schüler. Hilfssprache ist hierbei Englisch.

Gemeinsame Anforderungen an die Partner:

Auf einem Fahrboard fährt von einem Startpunkt ein programmierbares Fahrzeug mit Schwarz-Weiß-Sensor zu einer Zwischenstation mit Roboter 1 und wird dort beladen und fährt dann weiter zu einem Roboter 2, um dort entladen zu werden (Zielpunkt). Es ist auch möglich, dass das Beladen und Entladen des programmierbaren Fahrzeuges von nur einem entsprechend programmierten Roboter ausgeführt wird. Die Steuereinheit übernimmt die Steuerung des Fahrzeuges und des Roboters entsprechend einer entwickelten und gespeicherten Software, die bei allen Partnern die gleiche, aufgabenentsprechende Logik aufweist. Die Steuerung ist auch über einen Mikrocontroller und einer App möglich (Bluetooth). Die Logik der Software (Programmlaufpläne) ist das verbindende Element der Partner, beziehungsweise das gemeinsame Muster, zur Erfüllung der gemeinsamen Zielvorstellung am Beispiel der entwickelten Hardware, die die gleichen Hauptmodule aufzeigen aber im Detail durchaus Unterschiede in der Gestaltung aufzeigen können.
Bei einem gemeinsamen Vorbereitungstreffen erhalten alle Teilnehmer aller Partner in Regensburg bei der Firma Krones AG (Kooperationspartner) eine Einführung in die zu erstellende Anlage. Die Firma Krones stellt hierzu eine Demonstrationsanlage zur Verfügung. Diese Veranstaltung ist mit einer Einführung die Programmierung (Entwicklung von Programmlaufplänen, exemplarische Softwareentwicklung) gekoppelt.
Es ist geplant, dass alle Partner die technischen Unterlagen dieser Demonstrationsanlage zur Information und Unterstützung erhalten. Die Teilnehmer erfahren bei den TLTTA in Workshops wie sich die gleiche Logik des Aufbaus der Software, auch bei im Detail unterschiedlich aufgebauter Hardware, anwenden lässt (Prinzip der Substratunabhängigkeit bei der Realisierung von technischen Abläufen mit Einsatz von Software).

Verwirklichung eigener Vorstellungen durch die Partner

Alle Partner fertigen eine komplette Anlage mit diesen Basismodulen und entwickeln die erforderliche anwendungsbezogene Software. Die Bezugsquellen der Basismodule können unterschiedlich sein.
Die Programmiersprache kann somit frei gewählt werden, zeigt aber einen gemeinsamen logischen Aufbau, die sich aus der gemeinsamen Zielvorstellung ergibt.
Die Partner können in der Gestaltung der Anlage (Hardware) eigene Vorstellungen verwirklichen.

Demonstrationsanlage von Krones

	Die anhand von Programmlaufplänen (Basiskurs in Regensburg) gemeinsamen entwickelte Logik fließt in die Anwendungssoftware aller nationalen Teams ein.
	Die nationalen Teams kommunizieren kontinuierlich und unterstützen sich gegenseitig, falls erforderlich, bei der Konstruktion und Fertigung, beim Bezug der einzelnen Module und bei der Softwareentwicklung.

Geplante Begegnungen:

1. Begegnung in Regensburg im Oktober oder November 2021
   Einführung in das Projekt anhand einer realen Demonstrationsanlage mit Programmierkurs bei der Fa. Krones mit ca. 5 Teilnehmern pro Partnerland. (Erarbeitung von Programmlaufplänen, exemplarische Erarbeitung eines Softprogrammes)
2. Begegnung in … ? im Februar/März oder April 2022
   Vorstellen des Konzeptes der Version des Produktes des besuchten Partners mit angewandtem Programmierkurs mit ca. 5 Teilnehmern pro Partnerland
3. Begegnung in… ? im Oktober oder November 2022
   Vorstellen des Konzeptes der Version des Produktes des besuchten Partners mit angewandtem Programmierkurs mit ca. 5 Teilnehmern pro Partnerland
4. Begegnung in … ? im Februar/März oder April 2023
   Vorstellen des Konzeptes der Version des Produktes des besuchten Partners mit angewandtem Programmierkurs mit ca. 5 Teilnehmern pro Partnerland
5. Begegnung in … ? im Oktober oder November 2023
   Vorstellen des Konzeptes der Version des Produktes des besuchten Partners mit angewandtem Programmierkurs mit ca. 5 Teilnehmern pro Partnerland
6. Begegnung in … ? im Februar/März oder April 2024
   Vorstellen des Konzeptes der Version des Produktes des besuchten Partners mit angewandtem Programmierkurs mit ca. 5 Teilnehmern pro Partnerland, sowie Abschlussveranstaltung mit Präsentation der Projekte aller Partner

Wir schlagen folgende Termine und Standorte für die TLTTA vor:

1. TLTTA im November 2021 in Deutschland
2. TLTTA im März 2022 in Belgien
3. TLTTA im November 2022 in Italien
4. TLTTA im März 2023 in Ungarn
5. TLTTA im November 2023 in Türkei
6. TLTTA im März 2024 in Polen

Wir schlagen folgende Projettreffen vor:

1. Projekttreffen mit terminlicher Abstimmung zur Erstellung des Fortschrittberichtes
2. Projekttreffen mit terminlicher Abstimmung zur Erstellung des Zwischenberichtes
3. Projektreffen mit terminlicher Abstimmung zur Erstellung des Abschlussberichtes

Zusammenfassung des Projektes:

Das geplante Projekt mit der Thematik
„Europa fährt programmiert zum Ziel- Fertigung und Einsatz
eines programmierbaren Fahrzeuges im Kontext zur Robotik“
ergibt sich aus der zunehmenden notwendigen Digitalisierung in der Gestaltung der Mobilität im Verkehrswesen und in der industriellen Fertigung. Programmgesteuerte selbstfahrende Fahrzeuge werden teilweise schon für großflächige Gewerbegelände parallel zur Forcierung des Einsatzes von Elektrofahrzeugen entwickelt, die zur Schonung der Umwelt verstärkt eingesetzt werden sollen. Der Einsatz von Robotern in der industriellen Massenfertigung ist heute schon Standard und nimmt immer mehr zu.
Diesem Paradigmenwechsel hat sich Europa zu stellen, um in der globalisierten Wirtschaft bestehen zu können. Die berufliche Bildung in der europäischen Union muss sich inhaltlich dieser Entwicklung anpassen. Der grenzüberschreitende Einsatz der Fachkräfte verlangt europaweite kompatibel einsatzbereite Arbeitskräfte. Die Staaten der Europäischen Union entwickeln hierzu gemeinsam Programme, um global konkurrenzfähig zu bleiben.
Stellvertretend sollen hier insgesamt 5 Partner aus der EU und ein Partner außerhalb der EU im Rahmen der schulischen beruflichen Bildung tätig werden. Die internationalen Teilnehmergruppen bilden eine strategische Schulpartnerschaft und ein transnationales Ausbildungsnetzwerk auf dem Sektor der Digitalisierung in der Wirtschaft in der EU. Die Partner sind aus: Belgien (Antragsteller und Koordinator des gesamten Projektes), Deutschland, Italien, Polen, Türkei und Ungarn.
Neben der mechanischen Fertigung werden zunehmend Fähigkeiten, Kenntnisse und Kompetenzen in der Elektronik und Programmierung von digitalen Modulen verlangt. Die Teilnehmer des Projekts (Betreuer und Schüler*innen) sollen durch dieses Projekt motiviert werden, sich dieser Thematik und diesen Herausforderungen zu stellen. Die vermittelten Kenntnisse, Fähigkeiten und Kompetenzen werden als Teil fachpraktischer Ausbildung anerkannt und diesbezüglich evaluiert. Die fertige Anlage verbleibt als nachhaltiges Lehr- und Lernmittel bei der Schule.
Die Vorbereitung wird in Kooperation mit dem Ausbildungsbetrieb Krones AG in Neutraubling bei Regensburg durchgeführt. Arbeitswelt und schulische Bildung begegnen sich. Die von allen Partnern jeweils zu entwickelnde Modellanlage hat einen gleichen modularen Aufbau.

Konkret lautet die Aufgabenstellung für jeden Partner wie folgt: Auf einem Fahrboard fährt von einem Startpunkt ein programmierbares Fahrzeug mit Schwarz-Weiß- Sensor zu einer Zwischenstation mit Greifer 1 (Roboter 1) und wird dort beladen und fährt dann weiter zu einem Greifer 2 (Roboter 2), um dort zu entladen werden (Zielpunkt). Wobei ein Roboter die Beladung- und Entladefunktion übernehmen kann.
Eine Steuereinheit übernimmt die Steuerung des Fahrzeuges und des (der) Roboter entsprechend einer entwickelten und gespeicherten Software, die bei allen Partnern die vergleichsweise aufgabenentsprechende Logik aufweist. Jeder Partner hat eine aufgabenentsprechende funktionsfähige Anlage anzufertigen und den anderen Partnern vor Ort vorzustellen. Die Partner vermitteln sich gegenseitig das Basiswissen aus der Programmierung, der Elektrik, der Elektronik, der mechanischen Fertigung durch Peer Learning bei transnationalen Lehr-, Lern- und Trainingsaktivitäten (LLTA) sowie auch durch Einsatz von Konferenzschaltungen über etwinning oder MS Office. Darüber hinaus ist das Projekt multilingual angelegt, denn es wird in allen Sprachen der Partner über Englisch als Brückensprache ein Fachwörterkompendium angelegt. Die Gestaltung, Durchführung und der Ablauf des Projektes werden gegenseitig in Augenhöhe, gekoppelt mit fairer Aufgabenteilung, kontinuierlich abgesprochen.

Das Projekt ist mit einer Laufzeit von 3 Jahren angelegt. Das Projekt gliedert sich wie folgt:

Vorbereitungstreffen (1. LLTA, LLTA: Lern-, Lehr- und Trainingsaktivitäten) in Deutschland: Vorstellen einer Musteranlage mit Übungen zur Programmierung der Module, insbesondere Vermittlung des logischen Aufbaus der erforderlichen Software (Programmlaufpläne, ein xemplarisches Beispiel der Softwareentwicklung) als verbindendes Element der Partner unter Einsatz der Kooperationsfirma Krones AG (Ausbildungsbetrieb Neutraubling/Regensburg).

Theorie: Vermittlung des theoretischen Unterbaues zur Thematik durch Peer Learning bei den folgenden 5 Begegnungen, je eine bei jedem Partner mit Vorstellung der nationalen Anlage einschließlich mit Workshops zur Programmierung der speziellen nationalen Module mit praktischen Übungen in transnationalen Gruppen. Alle Partner bereiten die Teilnehmer auf die Besonderheiten des Gastlandes vor und setzen als Unterstützung der Kommunikation etwinning oder MS Office ein.

Praxis: in den Arbeitsphasen Erstellung der nationalen Modellanlage mit allen Modulen sowie mit Softwareentwicklung. Die Partner unterstützen sich hierbei gegenseitig. Videokonferenzschaltungen werden während der Arbeitsphase zur Abstimmung der Projektrealisierung eingesetzt. Englisch ist hierbei die Brückensprache.

Rahmenprogramm: bei jeder Begegnung erfolgt eine Einführung in die Besonderheiten des Gastlandes bezüglich des Bildungssystems, der Landeskunde mit Betriebsbesichtigungen, ferner Einführung in die Sprache des Gastlandes und Gestaltung der Freizeitgestaltung.

Eine gemeinsame Abschlussveranstaltung (6.LLTA) mit Einschluss der Öffentlichkeit
Ist geplant.

Projekttreffen

Insgesamt sind 3 Projekttreffen vorgesehen, die sich zeitlich nach den Vorgaben der Nationalen Agentur Belgien richten. Die Projekttreffen dienen der gegenseitigen Abstimmung des Fortschrittberichtes, des Zwischenberichtes und des Abschlussberichtes. Bei allen Begegnungen (Projekttreffen, TTTLA) wird die bisherige Arbeit von den Teilnehmern evaluiert und optimiert. Das Projekt wird der Öffentlichkeit vorgestellt (Schulgemeinschaft, Presse, Behörden, Eltern).