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Modul 3: Das Internet der Dinge 11 Fertigungskonzepte im Wandel der Zeit Seit jeher unterliegen alle produktionsrelevanten industriellen Komponenten – z. B. Anlagen, Werkzeuge, Prozesse – aber auch alle menschlichen Handlungen in diesem Kontext einem permanenten Optimierungsprozess. Neben der Effizienzsteigerung mit dem vorrangigen Ziel Kosten zu sparen gilt es aber auch, die Arbeitsbedingungen der Menschen zu verbessern. In der gegenwärtigen Optimierungsphase liegt der Schwerpunkt in der Vernetzung der beteiligten Komponenten. In den nächsten Schritten wird die Individualisierung der Produkte durch neuartige Fertigungsverfahren ausgebaut werden und man wird zunehmend auf das Wiederverwenden (Re-Using) von einzelnen Komponenten eines Produkts setzen. Die erste Aufgabe befasst sich mit den verschiedenen Stufen der industriellen Revolution. Diese werden mit Piktogrammen visualisiert und sollen von den SuS recherchiert werden. Hierzu finden sich in klassischen Lehrbüchern oder bei einer Internetrecherche zahlreiche Informationen oder Videosequenzen.
Praxistipp Methodisch eignen sich als Unterrichtseinstieg auch ein Unterrichtsgespräch oder eine Gruppendiskussion (wenn die SuS über genügend Vorwissen verfügen). Dann können ebenso die gesellschaftlichen Auswirkungen der jeweiligen industriellen Entwicklungsstufen aufgegriffen werden.
Die zweite Aufgabe stellt den Menschen im modernen Fertigungsprozess in den Vordergrund. Dabei wird im ersten Teil die Vernetzung von Menschen und Maschinen und im zweiten Teil die sogenannte Mensch-Maschine-Schnittstelle be handelt.
Praxistipp Bei beiden Aufgabenteilen hat sich ein Planspiel bewährt. Innerhalb eines Teams oder einer Gruppe sollen die Lernenden die möglichen Szenarien skizzieren und danach in Form eines Gruppenvortrages, eines Schaubildes (Posters) oder einer animierten Präsentation umsetzen.
Die vierte Aufgabe thematisiert das sogenannte Cradle-toCradle-Konzept („von der Wiege zur Wiege“) – das Denken in geschlossenen Kreisläufen. Dieses Konzept ist eine grundlegend neue Herangehensweise zur Herstellung ökologisch intelligenter Produkte, die zu einer umfassenden Produktqualität führt und eine nahezu 100-prozentige Rückgewinnung aller Inhaltsstoffe ermöglicht. Anstatt diese als Abfall zu deponieren, zu verbrennen oder geringwertiger zu recyceln, werden alle Produkte und Materialien als technische oder biologische Nährstoffe in Kreisläufe zurückgeführt und zirkulieren so permanent und nahezu unbegrenzt.
Hinweis Der QR-Code auf dem Arbeitsblatt enthält den folgenden Text. Zum Auslesen der Informationen benötigen Ihre SuS ein Smartphone mit der ent sprechenden Software. Wenn Sie nicht mit Smartphones im Unterricht arbeiten möchten, kopieren und vervielfältigen Sie den Text.
Cradle to Cradle heißt auf deutsch „von der Wiege zur Wiege“ und ist eine Abwandlung des Idioms „from the cradle to the grave“, was auf deutsch „von der Wiege bis zur Bahre“ bedeutet. Bisher denken wir bei unseren Produkten und Dienstleistungen in Kreisläufen und sprechen von der Ökobilanz, was dem Denken „von der Wiege zur Bahre“ entspricht. Dagegen geht das Cradle-to-Cradle-Konzept davon aus, dass alles, was wir „gebrauchen“ (z. B. ein Fahrrad), als „technischer Nährstoff“ wieder zur Verfügung stehen soll. Alles was wir „verbrauchen“ (z. B. Schmiermittel, Bremsbeläge oder Reifen), muss biologisch abbaubar und für den biologischen Kreislauf geeignet sein. Damit müsste alles, was wir bislang verbrennen oder deponieren, wieder in die Materialkreisläufe zurückfließen. So wird es also keinen Abfall mehr geben, sondern nur noch „Nährstoffe“. Wenn dieser Weg bereits beim Produktdesign berücksichtigt würde, ließe sich eine nahezu hundertprozentige Rückgewinnung aller Rohstoffe ermöglichen.
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Modul 3
Die Aufgabenteile b und c behandeln die aktuelle Stufe der „industriellen Revolution“, bis hin zur Individualisierung von Produkten.
Die dritte Aufgabe vertieft die individualisierte Serienproduktion. Dazu wird das Zusammenspiel der Produktkonstruktion (optische oder zeichnerische Verfahren) und der Produktfertigung (in der Regel additive Verfahren) thematisiert. Die vorgegebenen Beispiele sollten um weitere Themen ergänzt werden.
