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KELLENBERGER K100 in Kempten – Zustandsübergänge der Schleifzelle modellieren

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Einleitung

Dieser aiMOOC richtet sich an Auszubildende aller Geschlechter im dritten Ausbildungsjahr des Berufs Zerspanungsmechanikerin beziehungsweise Zerspanungsmechaniker. Du modellierst den Ablauf einer automatisierten Schleifzelle als Folge eindeutig beschriebener Zustände und Übergänge. Im Mittelpunkt stehen Werkstückbereitstellung, Identitätsprüfung, Greifen, Spannen, Bearbeiten, Prüfen und Ausschleusen. Fehlende Identität, unbestätigte Rückmeldungen und widersprüchliche Zustände führen im Lehrmodell nicht zum stillen Weiterlaufen, sondern in einen definierten Zustand Unterbrochen.

Der Maschinenbezug des Falls ist die im Kellenberger-Anwenderbericht beschriebene Kombination aus KELLENBERGER K100 und dem Palettenlader Wenger A9000 FLEX am Standort Kempten. Die Quelle bezeichnet die Maschine in einzelnen Bildtexten als „KELLENBERGER 100“, während der Haupttext die Modellbezeichnung K100 verwendet. Ein Publikations- oder Inbetriebnahmedatum des beschriebenen Kemptener Falls ist dort nicht angegeben. Der Lader ist in diesem Kurs Bestandteil derselben Schleifzelle und wird nicht als zweites, unabhängig gezähltes Produktionssystem behandelt.

Wichtige Abgrenzung: Alle Ablaufdaten, Signale, Grenzwerte, Zeitstempel, Werkstücknummern und Bewertungsregeln dieses Kurses sind ausdrücklich synthetische Lehrmodelle. Sie sind keine Herstellerparameter, keine Bedienfreigaben und keine Betriebsanweisung. Reale Maschinenarbeit darf nur nach betrieblicher Unterweisung, Gefährdungsbeurteilung und unter qualifizierter Anleitung erfolgen. Dieser Kurs ist ergänzendes Lernen, kein offizieller Liebherr-, Kellenberger- oder Wenger-Lehrgang und kein Ersatz für freigegebene Betriebs-, Rüst-, Prüf- oder Sicherheitsanweisungen.

Das verifizierte Hersteller-Video zeigt eine KELLENBERGER K100 mit verlängerter Spitzenweite. Es dient zur allgemeinen visuellen Einordnung der Maschinenplattform; die im Kurs verwendete Zustandslogik bleibt ein neutrales Lehrmodell und behauptet keine konkrete Steuerungsimplementierung der Kemptener Anlage.

Schleifzelle, Systemgrenze und sichere Modellierung

Was gehört zur Schleifzelle?

Eine Fertigungszelle verbindet mehrere Funktionen zu einem koordinierten Ablauf. Für diesen Kurs umfasst die Systemgrenze:

Werkstückbereitstellung: Ein Rohteil liegt in einem freigegebenen Bereitstellungsplatz.
Werkstückidentifikation: Eine eindeutige Identität wird gelesen und gegen den Auftrag geprüft.
Handhabungstechnik: Ein Greifer nimmt das Werkstück auf und transportiert es.
Spanntechnik: Das Werkstück wird in der Maschine aufgenommen; eine bestätigte Spannrückmeldung ist erforderlich.
Rundschleifen: Ein freigegebenes Programm bearbeitet das Werkstück.
Prüftechnik: Ein Prüfresultat wird erzeugt, plausibilisiert und einem Werkstück zugeordnet.
Ausschleusen: Das Teil wird als Gutteil, Klärteil oder gesperrtes Teil in einen definierten Zielplatz abgelegt.

Zum System gehören außerdem die für das Modell notwendigen Informationen: Auftragsnummer, Werkstück-ID, Freigabestatus, aktueller Zustand, letzter bestätigter Übergang, Prüfstatus und Störgrund. Nicht Teil des Lehrmodells sind reale PLC-Programme, Sicherheitssteuerungen, konkrete Greiferkräfte, NC-Parameter oder betriebliche Freigabecodes.

Belegte Maschinenbezüge und Nachweisgrenzen

Der verlinkte Hersteller-Anwenderbericht beschreibt eine KELLENBERGER K100 mit Wenger A9000 FLEX Palettenlader in der Schleiferei der Liebherr-Verzahntechnik in Kempten. Er nennt unter anderem eine getrennte Programmierung des Laders, wechselbare Greiferköpfe, einen Teleskop-Linienportaltransport, eine automatische Luke und die Rückführung fertiger Werkstücke in den Lader. Diese Angaben belegen die grundsätzliche Eignung für ein Lernmodell aus Bereitstellen, Beladen, Bearbeiten und Rückführen. Sie belegen jedoch nicht die hier gewählten Zustandsnamen, Signalbezeichnungen oder Wiederanlaufregeln.

Aussage	Status im Kurs	Konsequenz
K100 und A9000 FLEX bilden im Anwenderbericht eine automatisierte Lösung	Durch Primärquelle belegt	Der Fall darf als realer Maschinenbezug genannt werden
Einzelne Bildtexte verwenden KELLENBERGER 100	Durch Primärquelle belegt	K100 bleibt die im Haupttext verwendete Modellbezeichnung
Publikations- und Inbetriebnahmedatum des Kemptener Falls	Nicht angegeben	Kein Datum wird ergänzt oder geschätzt
Zustandsnamen, Signale und Zeitwerte dieses Kurses	Synthetisches Lehrmodell	Keine Übertragung auf reale Bedienung ohne Freigabe
Berufliche Zuordnung zum dritten Ausbildungsjahr	Redaktionelle Lernempfehlung	Mit Betrieb und Berufsschule abstimmen

Sicherheits- und Verantwortungsprinzip

Ein technisches Zustandsmodell darf niemals so gelesen werden, als ersetze es Schutzfunktionen. In einer realen Anlage haben Sicherheitssteuerung, Betriebsanweisung, Freigaben und die Entscheidung qualifizierter Personen Vorrang. Das Lehrmodell verwendet deshalb das Prinzip positiver Bestätigung: Ein Übergang wird nur angenommen, wenn alle notwendigen Bedingungen ausdrücklich bestätigt sind. „Kein Fehler gemeldet“ ist nicht dasselbe wie „sicher freigegeben“.

Merksatz: Unbekannt ist kein Gut-Zustand. Unbestätigt ist keine Freigabe. Widerspruch ist ein Unterbrechungsgrund.

Zustände, Ereignisse und Übergangsbedingungen

Grundbegriffe

Ein Zustand beschreibt eine für den Ablauf bedeutsame, zeitlich stabile Situation. Ein Ereignis ist eine beobachtbare Änderung, zum Beispiel „Identität gelesen“. Eine Übergangsbedingung oder Guard legt fest, wann ein Ereignis tatsächlich einen Zustandswechsel auslösen darf. Eine Aktion ist die Folge des Übergangs, etwa „Werkstückdatensatz mit Spannplatz verknüpfen“.

Ein Übergang lässt sich im Kurs so notieren:

Ausgangszustand -- Ereignis [Bedingung] / Aktion --> Zielzustand

Beispiel:

Identifiziert -- Greiferaufnahme bestätigt [ID passt zum Auftrag] / Transportauftrag protokollieren --> Im Transport

Die Notation zwingt dich, vier Fragen zu beantworten: Wo befindet sich die Zelle? Was ist passiert? Welche Bedingung muss wahr sein? Was wird beim Wechsel dokumentiert oder ausgelöst?

Deterministisches Lehrmodell

Das Modell soll deterministisch sein: Für eine eindeutige Kombination aus aktuellem Zustand und bestätigtem Ereignis gibt es höchstens einen zulässigen Folgezustand. Mehrdeutige Signale werden nicht geraten, sondern führen zur Klärung. Das verhindert beispielsweise, dass ein Werkstück gleichzeitig als „in Bearbeitung“ und „im Ausgabefach“ geführt wird.

Die Zustandsmenge des Lehrmodells lautet:

Kürzel	Zustand	Kernaussage	Zulässiger nächster Normalzustand
Z0	Bereit	Auftrag, Zelle und Bereitstellplatz sind freigegeben	Z1 Bereitgestellt
Z1	Bereitgestellt	Ein Werkstück liegt am definierten Aufnahmeplatz	Z2 Identifiziert
Z2	Identifiziert	Werkstück-ID und Auftrag sind eindeutig verknüpft	Z3 Im Transport
Z3	Im Transport	Das bestätigte Werkstück befindet sich im Greiferweg	Z4 Gespannt
Z4	Gespannt	Aufnahme und Spannstatus sind bestätigt	Z5 Bearbeitung
Z5	Bearbeitung	Der freigegebene Bearbeitungsablauf läuft	Z6 Prüfbereit
Z6	Prüfbereit	Bearbeitung ist beendet und das Teil ist prüfbar	Z7 Geprüft
Z7	Geprüft	Ein plausibles Prüfergebnis ist eindeutig zugeordnet	Z8 Ausgeschleust
Z8	Ausgeschleust	Das Werkstück liegt am zugewiesenen Zielplatz	Z9 Losfortschritt
Z9	Losfortschritt	Zähler und Dokumentation sind aktualisiert	Z0 oder Losende
ZX	Unterbrochen	Mindestens eine notwendige Information oder Bestätigung fehlt	Nur nach Klärung zu einem freigegebenen Wiederanlaufpunkt

Zustandsvektor statt Einzelanzeige

In einer realistischen Analyse genügt ein einzelnes Wort wie „Automatik“ nicht. Das Lehrmodell verwendet einen Zustandsvektor:

Z = (W, I, H, S, B, Q, A)

Dabei steht W für Werkstückbereitstellung, I für Identität, H für Handhabung, S für Spannen, B für Bearbeitung, Q für Qualität und A für Ausschleusen. Ein Gesamtzustand gilt nur dann als bestätigt, wenn die relevanten Teilzustände zueinander passen.

Beispiel	Bewertung	Begründung
I = bestätigt, H = im Greifer, S = offen	Plausibel während des Transports	Das Werkstück ist identifiziert und noch nicht gespannt
H = leer, S = gespannt, B = läuft	Plausibel während der Bearbeitung	Das Werkstück ist in der Maschine, nicht mehr im Greifer
I = unbekannt, S = gespannt	Unzulässig im Lehrmodell	Ein gespanntes Teil ohne bestätigte Identität darf nicht freigegeben werden
B = beendet, Q = unbekannt, A = Gutteil	Unzulässig im Lehrmodell	Ohne bestätigtes Prüfergebnis darf kein Gutteilstatus entstehen

Eigenes Schema: Sollpfad und Unterbrechungspfad

Lehrmodell-Schema A – Sollpfad

Bereit → Bereitgestellt → Identifiziert → Im Transport → Gespannt → Bearbeitung → Prüfbereit → Geprüft → Ausgeschleust → Losfortschritt

Lehrmodell-Schema B – Unterbrechungspfad

Beliebiger Zustand → fehlende Bestätigung oder Widerspruch → Unterbrochen → Ursache sichern → Zustand rekonstruieren → Freigabe dokumentieren → definierter Wiederanlaufpunkt

Der Wiederanlauf springt nicht automatisch „einen Schritt weiter“. Er setzt an dem letzten Zustand an, dessen materielle Lage und Informationslage eindeutig bestätigt wurden.

Werkstückfluss und Rückverfolgbarkeit modellieren

Bereitstellen und Identifizieren

Im Zustand Bereitgestellt ist nur bekannt, dass sich ein Teil am vorgesehenen Platz befindet. Erst die erfolgreiche Identitätsprüfung verknüpft das physische Werkstück mit Auftrag, Arbeitsfolge und Prüfplan. Als Identifikationstechniken kommen je nach Betrieb zum Beispiel Barcode, Data-Matrix-Code, RFID, Palettenplatzbezug oder ein freigegebener manueller Abgleich in Betracht. Der Kurs schreibt keine konkrete Technik vor.

Die Identitätsprüfung sollte im Lehrmodell mindestens folgende Plausibilitäten enthalten:

Prüffrage	Positives Ergebnis	Negatives oder unbekanntes Ergebnis
Ist eine ID lesbar?	Prüfung fortsetzen	Zustand Unterbrochen
Gehört die ID zum aktiven Auftrag?	Auftrag zuordnen	Klärteil, keine Bearbeitungsfreigabe
Ist die ID bereits als abgeschlossen verbucht?	Nur bei nein fortsetzen	Doppelbearbeitung verhindern
Passt Werkstücktyp zum freigegebenen Spann- und Prüfkonzept?	Freigabe möglich	Fachliche Klärung erforderlich

Greifen, Transportieren und Spannen

Der Übergang von Identifiziert zu Im Transport erfordert im Modell eine bestätigte Werkstückaufnahme. Der Übergang zu Gespannt erfordert mindestens drei konsistente Aussagen: Das richtige Werkstück wurde transportiert, der Greifer hat es abgegeben und die Spannlage ist bestätigt. Eine reine Zeitannahme wie „nach fünf Sekunden müsste es gespannt sein“ ist keine ausreichende Zustandsbestätigung.

Ein nützliches Diagnoseprinzip ist die Quittungskette:

Schritt	Erwartete Quittung	Typischer Modellfehler
Aufnahme	Werkstück im Greifer bestätigt	Transport startet nur aufgrund eines Zeitablaufs
Übergabe	Greifer leer und Spannstelle belegt	Beide Signale werden nicht auf Plausibilität geprüft
Spannen	Spannstatus bestätigt	„Spannbefehl gesendet“ wird mit „gespannt“ verwechselt
Freigabe	Identität, Spannstatus und Programmbezug passen zusammen	Eine alte Freigabe wird ungeprüft weiterverwendet

Bearbeiten und Prüfen

Der Zustand Bearbeitung beginnt erst nach einer konsistenten Freigabe. Der Zustand endet nicht allein durch das Ende eines Zeitfensters, sondern durch eine bestätigte Ablaufmeldung. Anschließend wird das Teil Prüfbereit. Ein Prüfresultat muss dem richtigen Werkstück und dem richtigen Prüfmerkmal zugeordnet werden. Erst dann entsteht der Zustand Geprüft.

Im neutralen Lehrmodell gibt es drei Ergebnisgruppen:

Gut: Das freigegebene Prüfverfahren bestätigt die geforderten Merkmale.
Klärung: Ergebnis, Identität oder Messbedingungen sind unvollständig oder widersprüchlich.
Gesperrt: Das Teil darf nach der gültigen betrieblichen Regel nicht als Gutteil weitergegeben werden.

Die Kategorie „Klärung“ ist wichtig. Sie verhindert, dass ein fehlendes Ergebnis fälschlich als Gut oder Ausschuss interpretiert wird.

Ausschleusen und Losfortschritt

Beim Ausschleusen muss der physische Zielplatz mit dem digitalen Status übereinstimmen. Ein Werkstück mit unbestätigtem Prüfergebnis darf im Modell nicht im Gutteilplatz landen. Nach bestätigter Ablage wird der Losfortschritt aktualisiert. Erst dieser Übergang schließt die Bearbeitung des einzelnen Werkstücks logisch ab.

Lehrmodell-Diagramm zur Statusfarbe:

Statusfarbe im Lehrmodell	Bedeutung	Erlaubte Handlung
Grün	Zustand und Nachweise vollständig bestätigt	Nächsten definierten Übergang prüfen
Gelb	Klärung notwendig, aber keine unmittelbare Gefährdungsaussage	Ablauf halten und Information ergänzen
Rot	Widerspruch, fehlende Sicherheits- oder Freigabebedingung	Unterbrechen und nach betrieblicher Regel eskalieren
Grau	Zustand noch nicht bewertet	Keine automatische Gut-Annahme

Unterbrechungen, Diagnose und Wiederanlauf

Warum ein eigener Zustand Unterbrochen nötig ist

Ohne eigenen Unterbrechungszustand werden Fehler häufig in Normalzustände hineingeschrieben. Dann kann „Gespannt“ zugleich „Spannsignal fehlt“ bedeuten oder „Geprüft“ zugleich „Messwert unklar“. Das macht das Modell unbrauchbar. Der Zustand Unterbrochen trennt den normalen Materialfluss von der Klärung und hält den letzten bestätigten Stand fest.

Unterbrechungsgründe klassifizieren

Klasse	Beispiel im Lehrmodell	Erforderliche Information vor Wiederanlauf
Identität	Code nicht lesbar oder Auftrag passt nicht	Eindeutige Werkstück-Auftrags-Zuordnung
Materiallage	Greifer und Spannstelle melden widersprüchliche Belegung	Physischer Werkstückort bestätigt
Spannstatus	Befehl vorhanden, Rückmeldung fehlt	Freigegebener Spannzustand bestätigt
Bearbeitungsstatus	Ablaufende unbestätigt	Bearbeitungszustand fachlich geklärt
Prüfstatus	Ergebnis fehlt, ist unplausibel oder falsch zugeordnet	Gültiges Ergebnis mit Werkstückbezug
Ausschleusstatus	Zielplatzbelegung widerspricht Datensatz	Physische Ablage und Datensatz abgeglichen

Diagnose mit Ereignisprotokoll

Ein gutes Protokoll beantwortet mindestens: Wann trat das Ereignis auf? Welcher Zustand war vorher bestätigt? Welches Ereignis wurde erkannt? Welche Bedingung war wahr, falsch oder unbekannt? Welcher Folgezustand wurde gesetzt? Wer oder was bestätigte die Klärung?

Zeit	Vorzustand	Ereignis	Bedingung	Folgezustand	Kommentar
08:14:03	Identifiziert	Aufnahme angefordert	Greifer bereit = wahr	Im Transport	Normalübergang
08:14:08	Im Transport	Übergabe gemeldet	Spannstatus = unbekannt	Unterbrochen	Keine Annahme „gespannt“
08:16:41	Unterbrochen	Lage geklärt	Werkstück in Spannstelle und ID bestätigt	Gespannt	Freigabe dokumentiert

Die Zeiten sind synthetisch. Das Beispiel zeigt, dass die Zelle nicht deshalb in „Gespannt“ wechselt, weil eine erwartete Zeit verstrichen ist.

Wiederanlaufpunkt bestimmen

Der Wiederanlaufpunkt ist der früheste Zustand, bei dem Materiallage, Identität und notwendige Freigaben zusammenpassen. Dabei gelten drei Fragen:

Wo befindet sich das konkrete Werkstück physisch?
Welcher Zustand wurde zuletzt eindeutig bestätigt?
Welche Informationen könnten seitdem ungültig geworden sein?

Ein Wiederanlauf in Bearbeitung wäre im Lehrmodell nur zulässig, wenn Identität, Spannstatus, Bearbeitungsstand und Freigabe nach betrieblicher Regel eindeutig rekonstruiert wurden. Andernfalls wird auf einen früheren, sicheren Klärpunkt zurückgegangen. Die konkrete Entscheidung ist in der Praxis Aufgabe qualifizierter Personen und der freigegebenen Betriebslogik.

Das verifizierte Kellenberger-Video „Automation Solutions“ veranschaulicht den allgemeinen Kontext automatisierter Handhabung. Es belegt keine der hier verwendeten synthetischen Zustandsnamen oder Diagnoseabläufe.

Berufstypischer Modellfall mit Lösung

Ausgangslage des synthetischen Falls

Eine Auszubildende analysiert ein Los aus zwölf Modellwerkstücken W01 bis W12. Die Zelle wird neutral als K100 mit A9000 FLEX beschrieben. Es werden keine realen Auftrags-, Personal- oder Betriebsdaten verwendet. Der Sollpfad lautet:

Bereitgestellt → Identifiziert → Im Transport → Gespannt → Bearbeitung → Prüfbereit → Geprüft → Ausgeschleust

Im Ereignisprotokoll stehen folgende synthetische Beobachtungen:

Werkstück	Beobachtung	Vorläufiger Status
W01 bis W06	Alle Übergänge bestätigt, Gutteilplatz korrekt	Abgeschlossen
W07	Identität beim ersten Lesen unbekannt; nach Klärung neu bestätigt und vollständig bearbeitet	Nach Wiederanlauf abgeschlossen
W08	Alle Übergänge bestätigt, Gutteilplatz korrekt	Abgeschlossen
W09	Spannbefehl gesendet, Spannrückmeldung fehlt	Unterbrochen
W10	Alle Übergänge bestätigt, Gutteilplatz korrekt	Abgeschlossen
W11	Bearbeitung beendet, Prüfergebnis nicht eindeutig zugeordnet	Unterbrochen und Klärplatz
W12	Noch im Bereitstellplatz, weil die Zelle nach W11 angehalten wurde	Nicht begonnen

Arbeitsauftrag: Modelliere die notwendigen Zustände, bewerte die kritischen Übergänge, bestimme den letzten bestätigten Zustand für W09 und W11, berechne zwei aussagekräftige Loskennzahlen und formuliere eine fachlich begründete Wiederanlaufentscheidung.

Nachvollziehbare Musterlösung

1. Zustandsmodell: Die Zustände des Kurses werden übernommen. Zusätzlich wird der Sammelzustand Unterbrochen verwendet, ohne den letzten bestätigten Zustand zu überschreiben.

2. W09: Der letzte bestätigte Zustand ist Im Transport beziehungsweise nach tatsächlicher Übergabe höchstens „Spannstelle belegt“, aber nicht „Gespannt“, weil die Spannrückmeldung fehlt. Das Lehrmodell setzt W09 auf Unterbrochen. Vor einem Wiederanlauf müssen physischer Werkstückort, Identität und freigegebener Spannstatus geklärt werden.

3. W11: Der letzte bestätigte Zustand ist Prüfbereit. Ein nicht eindeutig zugeordnetes Ergebnis erzeugt keinen Zustand Geprüft. W11 bleibt im Klärplatz und darf nicht als Gutteil ausgeschleust werden.

4. W12: Das Werkstück ist weiterhin Bereitgestellt. Der Stopp ändert seine Identität nicht, aber ein späterer Start muss Auftrag, Platzbelegung und Freigabe erneut plausibilisieren.

5. Kennzahlen:

Kennzahl	Rechnung	Ergebnis	Aussage
Endgültig abgeschlossene Werkstücke	9 geteilt durch 12 mal 100 Prozent	75 Prozent	W01 bis W08 sowie W10 sind nach Klärung beziehungsweise direkt abgeschlossen
Beim ersten Durchlauf ohne Klärung abgeschlossen	8 geteilt durch 12 mal 100 Prozent	66,7 Prozent	W07 benötigte Klärung; W09, W11 und W12 waren nicht abgeschlossen
Zum Auswertungszeitpunkt nicht normal abgeschlossen	3 geteilt durch 12 mal 100 Prozent	25 Prozent	W09, W11 und W12 benötigen Klärung oder Fortsetzung

6. Wiederanlauf: Zuerst W09 und W11 materiell und informationstechnisch trennen. W09 darf nur ab einem bestätigten Spann- oder früheren Übergabepunkt fortgesetzt werden. W11 darf erst nach gültiger Zuordnung des Prüfergebnisses in Geprüft wechseln. Anschließend ist vor W12 eine erneute Auftrags- und Platzprüfung sinnvoll. Die konkrete reale Ausführung bleibt der betrieblich freigegebenen Anleitung vorbehalten.

Bewertungsraster für den Modellfall

Kriterium	4 Punkte	3 Punkte	2 Punkte	1 bis 0 Punkte
Zustände und Systemgrenze	Vollständig, eindeutig und neutral modelliert	Kleine Unschärfen ohne Ablaufverlust	Mehrere Zustände vermischt	Wesentliche Zustände fehlen
Übergangsbedingungen	Ereignis, Guard und Aktion sauber getrennt	Überwiegend korrekt	Teilweise nur zeit- oder befehlsbasiert	Unbestätigte Zustände werden freigegeben
Fehleranalyse	W09 und W11 fachlich korrekt eingeordnet	Eine kleine Begründungslücke	Nur einer der Fälle korrekt	Kritische Fehler werden übersehen
Kennzahlen	Rechnungen, Bezugsgrößen und Aussage stimmen	Rechenweg stimmt mit kleiner Darstellungsunschärfe	Eine Kennzahl korrekt	Keine belastbare Rechnung
Wiederanlauf und Sicherheit	Letzten bestätigten Zustand, Klärung und Freigabe nachvollziehbar beschrieben	Im Kern korrekt	Wiederanlauf zu pauschal	Blindes Fortsetzen oder Bedienanweisung ohne Grundlage

Maximalpunktzahl: 20 Punkte. Eine mögliche schulische Einordnung ist: 18 bis 20 sehr sicher, 15 bis 17 sicher, 11 bis 14 teilweise sicher, 6 bis 10 ausbaufähig, 0 bis 5 grundlegende Überarbeitung nötig. Die Notenzuordnung legt die zuständige Lehrkraft fest.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Zustandsübergänge prüfen

Was kennzeichnet im Lehrmodell einen zulässigen Zustandsübergang? (Ereignis und notwendige Bedingungen sind bestätigt) (!Eine erwartete Zeit ist verstrichen) (!Es wurde kein Fehlertext angezeigt) (!Der nächste Zustand wirkt wahrscheinlich)

Welcher Zustand ist richtig, wenn die Werkstückidentität fehlt? (Unterbrochen) (!Identifiziert) (!Bearbeitung) (!Ausgeschleust)

Was ist vor dem Zustand Gespannt erforderlich? (Eine bestätigte Spannrückmeldung mit passender Werkstückzuordnung) (!Nur ein gesendeter Spannbefehl) (!Nur ein leerer Greifer) (!Nur eine abgelaufene Wartezeit)

Wann darf ein Werkstück im Lehrmodell als geprüft gelten? (Wenn ein plausibles Prüfergebnis eindeutig zugeordnet ist) (!Wenn die Bearbeitungszeit beendet ist) (!Wenn das Werkstück den Maschinenraum verlassen hat) (!Wenn kein Messfehler sichtbar ist)

Welche Aussage beschreibt positive Bestätigung? (Eine notwendige Bedingung wird ausdrücklich als erfüllt gemeldet) (!Es liegt keine gegenteilige Meldung vor) (!Die Anlage lief beim letzten Los) (!Ein Bediener erwartet den Zustand)

Was bleibt bei einer Unterbrechung erhalten? (Der letzte eindeutig bestätigte Zustand) (!Der vermutete nächste Zustand) (!Immer der Zustand Bearbeitung) (!Immer der Startzustand)

Warum wird ein Zustandsvektor verwendet? (Teilzustände können gemeinsam auf Plausibilität geprüft werden) (!Er ersetzt jede Sicherheitssteuerung) (!Er macht Identitätsdaten überflüssig) (!Er erlaubt beliebige Zustandskombinationen)

Welcher Übergang ist bei unbestätigtem Prüfergebnis unzulässig? (Geprüft zu Gutteil ausgeschleust) (!Prüfbereit zu Unterbrochen) (!Unterbrochen zu Klärung) (!Geprüft zu dokumentiertem Losfortschritt)

Was ist ein Guard in einem Zustandsmodell? (Eine Bedingung für die Ausführung eines Übergangs) (!Ein physischer Maschinenschutz) (!Eine Werkstückzeichnung) (!Ein Zeitstempel ohne Bedeutung)

Welche Kennzahl beschreibt im Modellfall die endgültig abgeschlossenen Teile? (Neun von zwölf oder fünfundsiebzig Prozent) (!Acht von zwölf oder fünfundsiebzig Prozent) (!Drei von zwölf oder sechsundsechzig Komma sieben Prozent) (!Zwölf von zwölf oder hundert Prozent)

Memory

Zustand	Zeitlich stabile, für den Ablauf bedeutsame Situation
Ereignis	Beobachtbare Änderung, die einen Übergang anstoßen kann
Guard	Bedingung, die vor dem Übergang erfüllt sein muss
Identität	Eindeutige Zuordnung zwischen Werkstück und Auftrag
Unterbrochen	Sammelzustand bei fehlender Bestätigung oder Widerspruch
Wiederanlaufpunkt	Fachlich bestätigter Zustand für die Fortsetzung

Drag-and-Drop

Ordne den passenden Zielzustand zu.	Auslösendes Ereignis mit bestätigter Bedingung
Identifiziert	Werkstückcode gelesen und Auftrag passt
Im Transport	Werkstückaufnahme durch den Greifer bestätigt
Gespannt	Übergabe und Spannrückmeldung bestätigt
Geprüft	Plausibles Prüfergebnis eindeutig zugeordnet
Unterbrochen	Notwendige Rückmeldung fehlt oder widerspricht

Kreuzworträtsel

Bereitstellung	In welchem Zustand liegt ein Werkstück am definierten Aufnahmeplatz?
Identität	Welche Zuordnung verbindet Werkstück und Auftrag eindeutig?
Spannfreigabe	Welche Bestätigung ist vor dem Bearbeitungsstart nötig?
Bearbeitung	In welchem Zustand läuft der freigegebene Schleifablauf?
Prüfung	Welcher Prozess erzeugt ein zugeordnetes Qualitätsresultat?
Ausschleusen	Wie heißt das Ablegen in einen definierten Zielplatz?

LearningApps

Lückentext

Ein

beschreibt eine für den Ablauf bedeutsame Situation. Ein beobachteter Wechsel beginnt häufig mit einem

. Die Bedingung für einen erlaubten Übergang heißt

. Ohne bestätigte Werkstücknummer bleibt die

ungeklärt. Eine gesendete Anweisung ist noch keine bestätigte

. Bei widersprüchlichen Signalen wechselt das Lehrmodell in den Zustand

. Der letzte sichere Bezug ist der zuletzt

Zustand. Ein Prüfergebnis muss eindeutig dem richtigen

zugeordnet werden. Erst nach bestätigter Ablage wird der

aktualisiert. Reale Maschinenarbeit setzt betriebliche

voraus.

Offene Aufgaben

Leicht

Zustandskarten erstellen: Gestalte Karten für die Zustände Bereitgestellt, Identifiziert, Gespannt, Bearbeitung, Geprüft und Unterbrochen und notiere je eine Eintrittsbedingung.
Signal oder Zustand unterscheiden: Ordne zwölf selbst formulierte Beispiele den Kategorien Zustand, Ereignis, Bedingung oder Aktion zu.
Ablaufskizze zeichnen: Zeichne den Normalpfad der Schleifzelle mit Pfeilen und markiere zwei Stellen, an denen eine fehlende Bestätigung zum Stopp führt.
Begriffe erklären: Erstelle ein einminütiges Erklärvideo zu den Begriffen positiver Nachweis und letzter bestätigter Zustand.

Standard

Übergangstabelle entwickeln: Erstelle für acht Zustände eine Tabelle mit Ereignis, Guard, Aktion und Zielzustand.
Ereignisprotokoll auswerten: Analysiere ein selbst erzeugtes Protokoll mit mindestens zehn Zeilen und finde zwei widersprüchliche Zustandsfolgen.
Identitätskonzept vergleichen: Vergleiche Barcode, RFID und Palettenplatzbezug als neutrale Identifikationsprinzipien, ohne eine konkrete betriebliche Lösung zu behaupten.
Unterbrechungsdialog entwerfen: Entwirf einen verständlichen Informationsdialog, der bei fehlender Spannrückmeldung die notwendigen Klärfragen zeigt.

Schwer

Zustandsvektor modellieren: Definiere einen Zustandsvektor aus mindestens sechs Teilzuständen und formuliere fünf unzulässige Kombinationen.
Wiederanlaufstrategie begründen: Entwickle für drei Störfälle jeweils einen fachlich begründeten Wiederanlaufpunkt und nenne die erforderlichen Nachweise.
Modell simulieren: Simuliere ein Los aus zwanzig synthetischen Werkstücken mit Normal-, Klär- und Sperrpfaden und werte die Übergänge statistisch aus.
Modellkritik durchführen: Prüfe das Kursmodell auf blinde Flecken, ergänze mindestens zwei Zustände und begründe, welche neuen Informationen dadurch sichtbar werden.

Lösungshinweise zu den offenen Aufgaben

Aufgabe	Möglicher Lösungsweg
Zustandskarten	Jede Karte enthält Zustandsname, Eintrittsbedingung, erlaubte Ausgänge und einen Unterbrechungsgrund.
Signal oder Zustand	Zustand ist stabil, Ereignis tritt punktuell auf, Guard ist eine Bedingung und Aktion verändert oder dokumentiert etwas.
Ablaufskizze	Ein sinnvoller Normalpfad entspricht dem Kursmodell; Identität und Prüfergebnis sind typische Stopppunkte.
Begriffsvideo	Die Erklärung nennt, dass fehlende Gegenanzeige keine positive Bestätigung ersetzt.
Übergangstabelle	Jede Zeile enthält genau einen Ausgangszustand, ein beobachtbares Ereignis, eine prüfbare Bedingung und ein Ziel.
Ereignisprotokoll	Widersprüche sind etwa gleichzeitig leerer und belegter Greifer oder Gutteilstatus ohne zugeordnetes Prüfergebnis.
Identitätskonzept	Verglichen werden Sichtkontakt, Reichweite, Verschmutzungseinfluss, Datenbezug, Fehlermöglichkeiten und betriebliche Freigabe.
Unterbrechungsdialog	Der Dialog fragt Werkstück-ID, physischen Ort, Spannsignal, letzten bestätigten Zustand und zuständige Freigabe ab.
Zustandsvektor	Unzulässig sind beispielsweise unbekannte Identität bei laufender Bearbeitung oder Gutteilplatz bei ungeklärter Prüfung.
Wiederanlaufstrategie	Der früheste eindeutig rekonstruierbare Zustand ist zu wählen; Vermutungen reichen nicht.
Modellsimulation	Auszuwerten sind mindestens Abschlussquote, Klärquote, häufigster Unterbrechungsgrund und Wiederanlauferfolg.
Modellkritik	Sinnvolle Ergänzungen sind etwa Wartungsfreigabe, Werkzeugstatus, Prüfmittelstatus oder Materialfluss gesperrt.

Lernkontrolle

Zustandsmodell prüfen: Begründe, warum „Automatik aktiv“ allein kein ausreichender Gesamtzustand für die Schleifzelle ist.
Übergangsfehler analysieren: Erläutere, welche Risiken entstehen, wenn ein gesendeter Spannbefehl als bestätigte Spannung interpretiert wird.
Identitätsverlust bewerten: Entwickle eine Reaktion auf ein Werkstück, dessen Identität nach der Bearbeitung nicht mehr eindeutig zugeordnet werden kann.
Prüfstatus übertragen: Vergleiche die Zustände Prüfbereit, Geprüft, Klärung und Gesperrt anhand eines eigenen Beispiels.
Wiederanlauf entscheiden: Bestimme für einen unterbrochenen Transport den letzten bestätigten Zustand und nenne notwendige Nachweise.
Kennzahlen interpretieren: Erkläre, warum Abschlussquote und Erstdurchlaufquote unterschiedliche Aussagen liefern.
Systemgrenze reflektieren: Zeige, welche Informationen außerhalb des neutralen Lehrmodells liegen und warum sie nur betrieblich freigegeben verwendet werden dürfen.

Lernnachweis

Ein vollständiger Lernnachweis kann aus folgenden Bausteinen bestehen:

Bereich	Nachweis	Qualitätsmerkmal
Wissen	Fachbegriffe Zustand, Ereignis, Guard, Aktion, Identität und Wiederanlauf	Begriffe werden korrekt voneinander abgegrenzt
Modellierung	Eigenes Zustandsdiagramm und Übergangstabelle	Jeder Übergang besitzt prüfbare Bedingungen
Analyse	Auswertung eines synthetischen Ereignisprotokolls	Widersprüche und fehlende Bestätigungen werden erkannt
Anwendung	Bearbeitung des berufstypischen Modellfalls	Materiallage, Informationslage und Prüflage werden zusammengeführt
Kommunikation	Kurze fachliche Erläuterung für ein Ausbildungsteam	Neutral, nachvollziehbar und ohne erfundene Maschinenparameter
Transfer	Übertragung auf eine andere automatisierte Fertigungszelle	Systemgrenze und Sicherheitsvorbehalt werden neu geprüft

Als Portfolio eignen sich ein kommentiertes Zustandsdiagramm, eine Übergangstabelle, das gelöste Fallbeispiel, eine Kennzahlenauswertung und eine kurze Reflexion darüber, warum unbekannte Zustände nicht automatisch als gut gelten.

OER und Wikipedia

Die folgenden Quellen wurden für die fachliche Einordnung und die Medienprüfung verwendet. Herstellerangaben werden nur in dem Umfang übernommen, in dem sie die reale Maschinenkombination und den allgemeinen Automationskontext belegen.

Quelle	Funktion im Kurs	Hinweis
Kellenberger: Anwenderbericht Liebherr-Verzahntechnik GmbH, Kempten	Primärquelle zum Maschinenbezug K100 und A9000 FLEX	Publikations- und Inbetriebnahmedatum des Falls nicht angegeben
Kellenberger: Produktseite K100	Allgemeine Einordnung der Maschinenplattform	Keine Übertragung konkreter Parameter auf das Zustandslehrmodell
Kellenberger: Automation Solutions	Allgemeiner Kontext zu Palettenautomation und Handhabung	Produktdarstellung des Herstellers
Wikipedia: Zustandsübergangsdiagramm	Grundbegriff und grafische Darstellung	Freie Enzyklopädie, Versionsstand kann sich ändern
Wikipedia: Endlicher Automat	Zustände, Übergänge und Aktionen	Freie Enzyklopädie, Versionsstand kann sich ändern
Wikipedia: RFID	Einordnung berührungsloser Identifikation	Keine Aussage zur tatsächlichen Identifikation der Kemptener Zelle

Medien- und Rechtenachweis

Medium	Quelle	Urheber	Rechtehinweis
File:S41 CNC-Universalrundschleifmaschine.png	Wikimedia Commons	Fritz Studer AG	CC BY-SA 3.0; zeigt eine andere Rundschleifmaschine, nicht die K100
File:Finite state machine example with comments.svg	Wikimedia Commons	Macguy314, Überarbeitung Perhelion, deutsche Übersetzung Babakus	Vom Rechteinhaber gemeinfrei freigegeben
File:RFID Tags.jpg	Wikimedia Commons	Grika	CC BY 2.5; allgemeines RFID-Beispiel
File:Turnstile finite-state machine with actions.svg	Wikimedia Commons	Chetvorno	CC0 1.0; allgemeines Zustandsmodell
https://www.youtube.com/watch?v=BbRLYxSJb0I	Verifizierte Einbettungsquelle	Kellenberger	Hersteller-Video; Einbettung über YouTube, Rechte beim Anbieter
https://www.youtube.com/watch?v=IrITU5ylew0	Verifizierte Herstellerseite	Kellenberger	Hersteller-Video; Einbettung über YouTube, Rechte beim Anbieter

Verknüpfte Lernbereiche

Zustandsübergänge in einer automatisierten Schleifzelle

Der Kurs verbindet Zerspanungstechnik, Automatisierungstechnik, Qualitätssicherung, Technische Kommunikation, Informatik und Arbeitssicherheit. Für die Jahresfolge ist er als redaktionelle Lernempfehlung im dritten Ausbildungsjahr eingeordnet; die konkrete Nutzung wird mit Betrieb und Berufsschule abgestimmt.