Virtuell schweißen
in der Lehrlingswerkstatt

Tim Bormann steht in der Lehrlingswerkstatt seines Ausbildungsunternehmens, der MAN Truck & Bus AG im niedersächsischen Salzgitter, und lernt Schweißen. Präzise und mit konstanter Geschwindigkeit führt er den Schweißbrenner über das Werkstück, den optimalen Abstand immer im Blick. Geschafft – die Schweißnaht sitzt, Tims Ausbilder nickt anerkennend. Eine Szene, wie sie sich in unzähligen Betrieben Tag für Tag abspielt – und doch ist hier einiges anders: Vor den beiden auf dem Tisch liegt nicht etwa ein glühendes, rauchendes Stück Metall, sondern kalter Kunststoff. Der sonst für das Schweißen so typische Verbrennungsgeruch liegt auch nicht in der Luft. Denn der gesamte Schweißvorgang, so realitätsnah er auch wirkt, war eine Simulation.

Erfolgreiches Ausbildungskonzept

„Unser Ausbildungszentrum, die MAN Academy, hat für das gesamte Werk eine ganz besondere Bedeutung“, berichtet Dirk Heyroth, der als Fachmann für die Schweißausbildung zuständig ist. „Wir nutzen es nicht nur für unsere Azubis, sondern auch zur Orientierung und Berufsvorbereitung von Schülern und Studenten, für Bewerbertrainings und Mitarbeiterschulungen.“ Salzgitter ist einer von drei Standorten der MAN Truck & Bus in Deutschland. Der Anbieter von Nutzfahrzeugen und Transportlösungen beschäftigt dort rund 2500 Mitarbeiter – viele davon aus dem eigenen Nachwuchs. „Wir zählen zu den wichtigsten und größten Arbeitgebern in der Region“, betont Heyroth. Seit 1967 bildet MAN in Salzgitter junge Leute in verschiedenen Lehrberufen aus.

Für die hohe Qualität seiner Ausbildung wurde der Standort erst vor kurzem innerhalb des Volkswagen-Konzerns mit dem Education Award in der Kategorie „Innovative Lernformen in der Berufsausbildung“ ausgezeichnet. Schweißen ist bei MAN ein zentraler Bestandteil mehrerer Berufsbilder. Das Werk Salzgitter fertigt unter anderem Aggregate und Komponenten wie Achsen und Kurbelwellen für Busse und Lkw. „Momentan sind wir dabei, intern von einem Produktions- auf einen Fertigungsbetrieb umzustellen, also auf die Montage einzelner Baugruppen“, erläutert Heyroth. „Dadurch ergeben sich auch für viele unserer Mitarbeiter Änderungen in der täglichen Arbeit.“ Ein Großteil der Schweißprozesse bei MAN läuft bereits robotergestützt ab, doch für besondere Anwendungen ist der Hersteller nach wie vor auf manuelle Tätigkeiten angewiesen.

Virtuelle Lösung

In der Ausbildungswerkstatt bereitet das Unternehmen Mitarbeiter und Lehrlinge auf die in der Praxis anfallenden Aufgaben vor – real, mit echten Schweißsystemen, aber eben auch virtuell. Seit Dezember 2015 sind bei MAN drei Schweißsimulatoren von Fronius im Einsatz. „Wir haben Virtual Welding zum ersten Mal während eines Schnuppertags für Azubis, den die größeren ortsansässigen Arbeitgeber gemeinsam veranstalten, live in Aktion erlebt“, erinnert sich Heyroth, „die Idee und die Umsetzung haben uns direkt überzeugt, so dass wir uns entschieden haben, die Geräte auch für unsere Werkstatt anzuschaffen.“ Fronius ist bei MAN kein unbeschriebenes Blatt: Schon seit 1995 nutzt der Fahrzeughersteller die Schweißtechnik des Unternehmens aus Oberösterreich.

Für Unternehmen wie MAN bietet Virtual Welding die Möglichkeit, Mitarbeiter und Auszubildende erste Erfahrungen im Umgang mit Schweißgeräten sammeln zu lassen. Der Simulator besteht aus einem Terminal mit Bildschirm und einer Ablage. Auf dieser positioniert der Benutzer ein Werkstück aus Kunststoff. Dabei stehen mehrere zur Auswahl, etwa zum Schweißen einer V-Naht, Kehlnaht oder Rohrverbindung. An das System angeschlossen ist ein Schweißbrenner, der sich in Design und Funktion kaum vom Original unterscheidet. Damit zieht der Anwender eine virtuelle Schweißnaht über das Werkstück, die auf dem Bildschirm in Echtzeit grafisch dargestellt wird. Optional lässt sich das System auch um einen Helm mit integrierter VR-Brille erweitern.

Intuitive Bedienung

Bormann, der bei MAN eine Ausbildung zum Industriemechaniker absolviert, führt einen weiteren Schweißprozess am Simulator vor. „Das Tolle an Virtual Welding ist seine intuitive Bedienung“, beschreibt Heyroth währenddessen. „Das Programm erklärt sich quasi von selbst und lässt sich einfach und bequem per Touchscreen steuern.“ Virtual Welding ist als Folge von verschiedenen Trainings- und Simulationssequenzen aufgebaut: Zu Beginn erhalten die Schweiß-Schüler noch Hilfe von „Ghost“, einem virtuellen Lehrer. Dieser hilft dabei, die richtige Schweißgeschwindigkeit, den Abstand zum Werkstück und den einzuhaltenden Anstellwinkel zu finden. Auch können Ausbilder ihr persönliches Know-how und ihre Fertigkeiten digital abspeichern und als Trainingsvorgabe nutzen. In anschließenden Sequenzen müssen die Benutzer dann verschiedene Schweißaufgaben ohne Unterstützung lösen. Dabei stehen verschiedene Prozesse wie E-Hand- und Metall-Schutzgas-Schweißen (MSG) zur Auswahl – und neuerdings Wolfram-Inert-Gas (WIG).

Welche Vorteile hat das virtuelle Schweißen gegenüber dem realen? „Zunächst einmal ist es viel sicherer“, erklärt Heyroth. „Das Risiko, sich zu verbrennen, die Augen zu verblitzen oder anderweitig zu verletzen, besteht mit Virtual Welding nicht. Besonders Azubis, Schüler oder Studenten, die noch nicht über praktische Erfahrung verfügen, können sich ohne Berührungsängste ausprobieren und feststellen, ob ihnen der Umgang mit einem Schweißgerät überhaupt liegt.“ Auch wirtschaftlich überzeugt das System: „Wir müssen dafür keine Verbrauchsmaterialien wie Metall, Gas oder Draht bereitstellen, von denen am Ende nur ein Haufen Schrott übrigbleibt“, ergänzt Heyroth. „Bei der Menge an Schulungen, die wir hier durchführen, ist das ein nicht zu unterschätzender Kostenfaktor.“

Gemeinsames Lernen

Wie kommt das virtuelle Schweißsystem bei der Zielgruppe an, den Auszubildenden? „Sehr gut“, erzählt Bormann. „Wir haben die Simulatoren bei der Anlieferung eigenhändig ausgepackt, aufgebaut und installiert, weil wir schon ziemlich neugierig waren.“ Die Möglichkeit, in der Gruppe zu trainieren, Ergebnisse zu vergleichen und sich gegenseitig Tipps zu geben, stößt bei den jungen Leuten durchweg auf positives Feedback. Auch Ausbilder Heyroth ist zufrieden: „Ich kann den Azubis zum Beispiel eine Aufgabe im Virtual Welding geben, in der Zwischenzeit etwas anderes arbeiten, und dank der automatischen Datenerfassung nachträglich die Ergebnisse kontrollieren.“ Sämtliche Schweißvorgänge werden gespeichert und lassen sich sowohl direkt am Terminal wie auch am PC detailliert auswerten und analysieren. Ein didaktisch ausgereiftes Punktesystem ermöglicht eine objektive und nachvollziehbare Beurteilung.

MAN profitiert von der Anschaffung der Schweißsimulatoren in mehrfacher Hinsicht: „Der Einsatz in der Ausbildung ist das eine – wir haben auch die Möglichkeit, Orientierungsveranstaltungen für Schüler und Studenten anzubieten, damit diese sich ein Bild von unserer Arbeit machen können und sich hoffentlich für unser Unternehmen begeistern“, beschreibt Heyroth. Virtual Welding wird damit also auch zum Werkzeug gegen den nach wie vor herrschenden Fachkräftemangel. Künftig will MAN das System mit in Schulen nehmen, um dort junge Leute für das Schweißen zu interessieren. „Außerdem haben wir schon Anfragen nach Lehrgängen von anderen Unternehmen bekommen“, ergänzt Heyroth. „Wir sind nicht die einzigen, die von den Vorteilen des Virtual Welding beeindruckt sind.“

Titelbild: Fronius International GmbH

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