PLM Software-Lösungen von Siemens bereiten Studierende darauf vor, mit hervorragenden Kenntnissen in die Fertigungsindustrie einzusteigen

Die in den nordwestlichen Vororten von Peking gelegene Tsinghua-Universität ist eine der Spitzenuniversitäten Chinas und ein wichtiger Standort für die Ausbildung von akademischen Ausnahmetalenten und die Entwicklung wissenschaftlicher Forschung. Als Reaktion auf die kontinuierlichen Entwicklungen und technologischen Veränderungen der Fertigungsindustrie werden die Ressourcen stetig umfangreicher, während sich die Struktur, die Qualität und das Bildungssystem für Talente ständig verbessern, was zu neuen Fortschritten bei der Entwicklung von Fertigungs-Know-how führt. Die Initiative „Made in China 2025“ unterstützt das Talentausbildungssystem von der Forschung und Entwicklung (F&E) über Transformation, Produktion bis hin zum Management für den Fertigungssektor und die Weiterentwicklung von Talenten für Chinas Transformation von der „Werkbank der Welt“ zu einer globalen Fertigungssupermacht.

Siemens PLM Software integriert Digitalisierung in verschiedene Branchen und setzt seine Zusammenarbeit mit Unternehmen in China fort, um „Made in China 2025“ voranzubringen. Siemens PLM Software engagiert sich auch in der Gesellschaft und in der Ausbildung. Das akademische Partner-Programm von Siemens PLM Software ist das globale strategische Projekt von Siemens für die Ausbildung im Bereich digitales technisches Know-how. Im akademischen Partner-Programm arbeitet Siemens mit Ingenieurhochschulen in China zusammen, um u. a. die Konstruktions-, Fertigungs-, Ingenieurausbildung zu fördern und hochbegabte digitale Talente auszubilden.

„Die Digitaltechnologie gibt die Richtung vor, in die sich die Industrie zukünftig entwickeln wird. Daher ist es notwendig, zugehörige Ingenieurssoftware in die Ausbildung einzuführen und beim Unterrichten Virtualisierung mit der Praxis zu verbinden“, sagt Jianmei Wang, Professor am Fundamental Industry Training Center der Tsinghua-Universität.

Reagieren auf die aktuellen Anforderungen und relevant bleiben

Vor dem Hintergrund einer boomenden Wirtschaft mit neuen Technologien, Unternehmenstypen und Branchen wird von den Hochschulen erwartet, dass sie Studierende ausbilden und ein größeres Verständnis hinsichtlich Ingenieurspraxis, Innovation und interdisziplinärer Integration vermitteln.

Im Dezember 2016 gaben Chinas Bildungsministerium, Ministerium für Humanressourcen und soziale Sicherheit und Ministerium für Industrie und Informationstechnologie gemeinsam den „Leitfaden Talentförderungsplan für die Fertigungsindustrie“ heraus. Im Februar 2017 gab das Bildungsministerium eine Mitteilung über die Umsetzung neuer technischer Forschung und Praktiken heraus. Diese Ministerien beabsichtigen, die Reform der Ingenieurausbildung zu vertiefen und die Wissensbasis der Technologiestudierenden hinsichtlich Problemstellungen der Ingenieurausbildung, der aufstrebenden Industrie, der Entwicklung der neuen Wirtschaft und der Anforderungen der echten Geschäftswelt zu verbessern.

Mit dem Zulauf von Studierenden in die Fertigungsindustrie verbessern sich nach und nach Struktur, Qualität und Ausbildungssystem für technische Talente, da Fertigungsunternehmen eine bedeutende Rolle in der Bereitstellung von Spitzenkompetenzen spielen. Für dieses Vorhaben ist die Tsinghua-Universität Partner von Siemens PLM Software.

In Zusammenarbeit mit Unternehmen fördert die Tsinghua-Universität die Weiterentwicklung von Ausbildung und Kursen. Das Fundamental Industry Training Center der Tsinghua-Universität forscht an der umfassenden Verbesserung der praktischen Kompetenzen, der Innovationsfähigkeiten und der interdisziplinären Ausbildung der Studierenden unter den neuen wirtschaftlichen Trends. Zu den Hauptaufgaben des Ausbildungszentrums gehören die kontinuierliche Einführung neuer Technologien in die Ausbildungsinhalte, die Erforschung neuer Bereiche wie die additive Fertigung, Robotik und Big Data sowie das Einbringen von Informationen durch praktischen Unterricht. Die neuen Ausbildungspraktiken können zu innovativem Denken inspirieren und ein besseres Verständnis bei den Studierenden bewirken.

Das Ausbildungszentrum fördert die Ingenieurskunst und eine qualitativ hochwertige Ausbildung für Studierende der Tsinghua-Universität. Zum Programm gehören eine umfassende Ingenieurausbildung, Allgemein- und Innovationsausbildung, sodass das Zentrum erstklassige Ingenieure hervorbringen kann.

In Bezug auf das Ausbildungssystem erfüllt das Ausbildungszentrum die „Vier Integrationswege“-Mission der Tsinghua-Universität und setzt die Innovations- und Wagnisphilosophie des Implementierungswegs „Ein Körper und zwei Flügel“ um. Unter der Leitung der Abteilung für akademische Angelegenheiten haben sich mehrere Institute und Abteilungen zusammengeschlossen, um im September 2016 das Nebenfachprogramm für Technologie-Innovation zu gründen, das erste Nebenfachprogramm für die doppelte Innovationsausbildung in China, das auf systematische Innovations- und Wagnisausbildung abzielt.

„Ausgehend von den Vorteilen des Einsatzes von Siemens PLM Software-Produkten im Bereich der Automatisierung kann das Center eine praktikable Lösung für die Ausbildung im Bereich Virtualisierung an der Tsinghua-Universität bieten“, so Wang.

Siemens PLM Software ist ein führender Verfechter von Industrie 4.0 und propagiert den digitalen Zwilling für die Verschmelzung der virtuellen und der physischen Welt. Die Produkte des Unternehmens umfassen ein breites Portfolio an Lösungen, die den gesamten Entwicklungsprozess von der Produktentwicklung bis zur Fertigung abdecken. Das Fundamental Industry Training Center führte Siemens PLM Software-Produkte erstmals 2016 ein, um die Wertschöpfungskette über den gesamten Lebenszyklus vom Entwurf bis zur Fertigung zu demonstrieren. Unterstützt durch bestimmte Produkte ermöglicht das Center den Studierenden, am F&E-Prozess teilzunehmen und den Fertigungsprozess systematisch zu betrachten.

Einführen von modernsten Softwarelösungen

Das Fundamental Industry Training Center plant und implementiert das Lehren von zugehörigen wissenschaftlichen Forschungsarbeiten und sondiert kontinuierlich, wie digitale Plattformen und virtuelle Simulationstechnologien eingeführt werden können. Durch Kombinieren von Virtualisierung und Realität legt das Center besonderes Augenmerk auf die Kombination von Praxiserfahrungen und Simulation. Mit Simulation versetzen die abstrakten Konzepte Studierende in die Lage, die Funktionsprinzipien zu verstehen und das theoretische Wissen zu begreifen. Mit praktischer Erfahrung können die Studierenden das Wissen anwenden, um ihr Verständnis zu vertiefen. Mit dieser Kombination können die Studierenden ihr praktisches Wissen verdoppeln und die Fallstricke der Unerfahrenheit vermeiden. Ausgehend von den Anforderungen, Studierende auf digitale Fabriken vorbereiten zu müssen, führte die Tsinghua-Universität Softwareplattformen von Siemens PLM Software ein.

Tsinghua verwendet Siemens PLM Software-Produkte, einschließlich der NX™-Software, des Teamcenter®-Portfolios und des Tecnomatix®-Portfolios, als integrale Bestandteile. Die NX-Software ist eine Lösung, die Produktentwurf, -konstruktion und -fertigung integriert, und ist die vollständige, flexible und effektive Lösung für die Produktentwicklung. Als einheitliche Plattform für das Product Lifecycle Management verbindet Teamcenter nahtlos Menschen, Prozesse und Wissen, um die Entwicklung zu beschleunigen, die Produktivität zu verbessern und die Zusammenarbeit innerhalb und außerhalb der Unternehmen zu stärken. Die Digital-Manufacturing-Lösungen von Tecnomatix verknüpfen verschiedene Fertigungsdisziplinen, angefangen bei Planung und Entwurf des Prozesslayouts über die Prozesssimulation und -verifizierung bis hin zur Fertigung und Produktionstechnik. Die drei Stufen kombinieren die Simulation und Verifizierung von Produktentwicklung, Fertigung, Simulation, Produktionslayout und Anlagenbetriebsbedingungen des Produktlebenszyklus.

Das Fundamental Industry Training Center setzt Siemens PLM Software seit 2016 ein. Die Robotersimulationssoftware Tecnomatix von Siemens wird für Studierende des Grundstudiums in den Praktika für mechanische Fertigung eingesetzt. Weitere Kurse, die auf dieser Softwareplattform basieren sollen, sind in Vorbereitung. Tecnomatix ist auf den Computern installiert, die sich in den öffentlichen Computerräumen und in der Ausstellungshalle des Schulungszentrums befinden. Die Studierenden können die Software nutzen, um verschiedene wissenschaftliche Forschungsaktivitäten auszuführen, wozu Kursarbeit, Forschungsprojekte, Wettbewerbe sowie Innovations- und Wagnisaktivitäten gehören.

Das Ausbildungszentrum hat eine Simulations- und Versuchseinheit für Industrieroboter eingerichtet. Den Studierenden werden über Tecnomatix realisierte Bewegungssteuerung, Bewegungsbahnplanung und Werkzeugoperationen von Industrierobotern bereitgestellt. Ausgehend von einem einfachen Fall können abstrakte Inhalte intuitiv dargestellt werden, um den Studierenden das Verständnis grundlegender Konzepte und Implementierungsmethoden, etwa Koordinatensysteme, Körperhaltung, Pfadplanung und Betriebsbereich, zu erleichtern. Auf dieser Wissensgrundlage können die Studierenden Roboter schnell verstehen und bedienen, wobei sie den Lernmodus und die Offlineprogrammierung nutzen.

Als Teil des Ausbildungsprojekts stellt Siemens PLM Software umfassende Unterstützungsangebote bereit, einschließlich Lehrmaterialien, Vorlesungsunterlagen und von Siemens entwickelte Kurse. Das Center schult die Ausbilder im Umgang mit den Softwareanwendungen und stellt ihnen ausbildungsbezogene Dokumente zur Verfügung, die sie in den Kursen nutzen können. Siemens und seine Partner unterstützen die Ausbilder auch bei der Entwicklung von Fällen, die auf der Softwareplattform basieren, und stellen Materialien und Unterstützung für die Kursentwicklung zur Verfügung.

Ausbilden von Ingenieuren für digitale Fabriken

Mit der Verschmelzung von Digitalisierung und Industrialisierung hat es für die Fertigungstechnologien eine Transformation von der Material- zur Informationsfertigung gegeben. Der Wert von Wissen wird größer, was sich in den Produkten und ihrem Lebenszyklus widerspiegelt, insbesondere in ihren Produktions- und Fertigungsschritten. Unter den Bedingungen der neuen Talentnachfrage nehmen Hochschulen zielgerichtete Konzeptions- und Kursreformen der Fachgebiete vor.

Das Fundamental Industry Training Center ist sich der Bedeutung der Zusammenarbeit zwischen Unternehmen und Hochschulen bewusst und hat nach Wegen gesucht, diese zu fördern. Das Center heißt Unternehmen willkommen, die sich an der Entwicklung von technischen Kursen beteiligen möchten, und konnte mehrere globale Unternehmen dazu gewinnen, Unterstützung für Hardware- und Softwareschulungen zu leisten. Renommierte Unternehmer unterrichten und leiten Studierende in Kursen zu Innovations- und Unternehmensprojekten. Darüber hinaus werden die Studierenden ermutigt, durch möglichst viele Aufenthalte in Unternehmen praktische Erfahrungen in der Industrie zu sammeln.

Neben den auf Siemens PLM Software-Produkten basierenden Lehrveranstaltungen haben die Studierenden auch begonnen, die Softwareplattform in eigenständigen wissenschaftlichen Forschungsaktivitäten zu nutzen. Die Partnerschaft zwischen Siemens PLM Software und der Tsinghua-Universität soll fortgesetzt werden. Geplant sind weiterführende Kurse, z. B. Onlinetechnologien und -anwendungen zur Präzisionserkennung in der intelligenten Fertigung, PLM in der digitalen Fertigung und 3D-Technologien in der Medizinbranche.