aiMOOC

Liebherr Tech-Center Kempten – Machbarkeitsberichte mit klaren Grenzen schreiben

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Einleitung

Wie lässt sich nach einem Automationsversuch ein belastbarer Machbarkeitsbericht schreiben, ohne aus wenigen erfolgreichen Greifzyklen eine nicht belegte Serienreife abzuleiten? In diesem vollständigen aiMOOC lernst du, aus einem abgegrenzten Versuch eine nachvollziehbare Entscheidungsvorlage zu erstellen: mit Versuchsauftrag, Randbedingungen, Messwerten, Ausfällen, offenen Varianten, Quellen und einem präzisen Geltungsbereich. Du unterscheidest nachgewiesen, im Lehrmodell berechnet, noch offen und nicht freigegeben.

Zielgruppe: Auszubildende im dritten Ausbildungsjahr der Berufe Mechatroniker/in, Technische/r Produktdesigner/in, Fachinformatiker/in und Industriekaufmann/-frau. Diese berufliche Zuordnung und Jahresfolge sind redaktionelle Lernempfehlungen und mit Betrieb und Berufsschule abzustimmen. Fachübergreifend übst du technische Dokumentation, Qualitätsmanagement, Statistik, Projektmanagement, Industrie 4.0 und sachgerechte Kommunikation.

Realer Quellenrahmen, Stand 2020: Laut Liebherr-Kundenmagazin 2020 wurden im Tech-Center Kempten Prototypen und Automationssysteme in einer etwa 700 m² großen Versuchshalle getestet und demonstriert. Belegt sind zwei Bin-Picking-Versuchszellen sowie eine flexible Testzelle mit fahrerlosem Transportsystem (FTS) und Linearroboter LP 100. Die Quelle beschreibt Versuchstechniker, Dokumentation, Machbarkeitsanalysen sowie Greif- und Ladeversuche. Sie belegt keine bestimmte Serienanlage und enthält keine Messwerte unseres Modellfalls. Weitere Roboter- und FTS-Typen benennen wir nicht. Quelle: Liebherr-Kundenmagazin 2020: Tech-Center, englische Originalseite sowie deutsche Fassung.

Sicherheits- und Geltungshinweis: Dieser Kurs ist ergänzendes, ausdrücklich nicht offizielles Liebherr-Lernmaterial. Alle nachfolgenden Kennzahlen, Prüfschwellen, Chargen und Berichte sind synthetische Lehrmodelle, keine Herstellerparameter, Betriebsdaten, Steuerungsanweisungen oder Bedienfreigaben. Reale Maschinenarbeit darf ausschließlich nach betrieblicher Unterweisung und unter qualifizierter Anleitung erfolgen; Herstellerdokumentation, Gefährdungsbeurteilung und örtliche Betriebsanweisungen haben Vorrang. Du planst und wertest hier auf Papier oder mit fiktiven Datensätzen aus.

Quellenlage, Berichtsauftrag und Nachweisgrenzen

Was tatsächlich für 2020 belegt ist

Ein Primärbeleg ist eine Quelle aus erster Hand zum betrachteten Gegenstand. Der Herstellerbericht von 2020 belegt eine Versuchsinfrastruktur und deren Aufgaben. Er ersetzt weder einen Abnahmebericht einer konkreten Kundenanlage noch eine Datenerhebung über Serienverfügbarkeit. Die räumliche Existenz einer Testzelle ist nicht identisch mit der Fähigkeit, jedes Bauteil zuverlässig zu bearbeiten.

Aussage	Status	Beleg oder Grenze
Tech-Center in Kempten mit Automationsversuchen	Belegt für 2020	Herstellerbericht 2020, Versuchshalle, Kunden- und Prototypentests
Zwei Bin-Picking-Testzellen	Belegt für 2020	Herstellerbericht nennt zwei Versuchszellen
Flexible Zelle mit FTS und Linearroboter LP 100	Belegt für 2020	Herstellerbericht nennt genau LP 100 und ein nicht weiter spezifiziertes FTS
87,5 % Erfolg bei Modellvariante A	Nur didaktisches Rechenbeispiel	Ausschließlich synthetische Daten in diesem Kurs
Ununterbrochener Serieneinsatz mit 99 % Verfügbarkeit	Nicht belegt	Keine hierfür geeigneten Betriebsdaten im Quellenstand 2020
Freigabe für weitere Bauteilvarianten	Nicht geprüft	Varianten ohne Versuche dürfen nicht verallgemeinert werden

Leitsatz: Aus „Eine Zelle wurde im Versuchsbetrieb erprobt“ folgt weder „Ein vorgegebener Zielwert wurde erreicht“ noch „Die Serienanlage ist freigegeben“. Der Bericht muss Quelle, Zeitpunkt, Aufbau, Testumfang und Aussageebene gleichzeitig nennen.

Vier Arten von Aussagen trennen

Quellenfakt (Q): ausdrücklich in einer nachvollziehbaren Quelle nachlesbar, mit Datum und Link.
Messbefund (M): in einem beschriebenen Versuch beobachtet, mit Zähler, Nenner und Protokoll; in diesem Kurs ausschließlich synthetisch.
Ableitung (A): Interpretation oder Rechnung aus Messwerten und definierten Kriterien.
Offen (O): nicht gemessen, unbekannte Umgebung, andere Variante oder ungeprüfte Sicherheitsanforderung.

Ein professioneller Satz lautet beispielsweise: „Im synthetischen Lehrversuch bestanden 35 von 40 Handhabungszyklen mit Variante A die zuvor festgelegte Erfolgsdefinition; für Variante C liegt kein Versuch vor.“ Unzulässig wäre: „Der LP 100 erreicht in der Produktion 87,5 %“, denn die Zahl gehört keinem realen Gerät.

Bildimpuls: Versuchssysteme sind nicht gleich

Beispielfoto eines fahrerlosen Transportfahrzeugs (nicht die Liebherr-Zelle): Marta Veverica, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Beobachte die Systemgrenze: Was wäre an einem Transportsystem zu erfassen (Übergabestatus, Wartezeit, Unterbrechungen), bevor du es im Bericht mit einer Greifzelle vergleichst? Ein Bild kann Aufbauprinzipien veranschaulichen, aber nicht die Leistungsfähigkeit des untersuchten Systems belegen.

Versuche nachvollziehbar planen und dokumentieren

Prüfauftrag und Erfolgsdefinition

Ein guter Bericht beginnt vor der Auswertung: Was bedeutet Erfolg? Welche Bauteilfamilie, Versuchsdauer und Umgebungsbedingungen wurden zugelassen? Definiere die Messgröße Erfolgsquote als Anteil vollständig und korrekt abgeschlossener Zyklen an allen gestarteten Versuchen. Ein Zyklus mit Greiffehler, Fehldetektion oder unzulässiger Ablage zählt als nicht erfolgreich; nachträgliches Ausblenden schlechter Versuche verfälscht den Nenner.

Didaktische Prüfvorgaben, nicht von Liebherr: In diesem Kurs gilt ausschließlich für einen gedachten Labortest: Erfolgsquote mindestens 85 % und mittlere Zykluszeit erfolgreicher Vorgänge höchstens 20,0 Sekunden. Dies ist ein frei gewähltes Lernkriterium, keine technische Auslegung, kein Sicherheitsnachweis und keine Freigabegrenze. Sicherheit und zulässige Bedienung werden nicht aus Erfolgsquoten abgeleitet.

Dokumentationsfeld	Beispielwert im Lehrmodell	Warum notwendig?
Versuchskennung	LM-KEM-2020-07	Nachvollziehbare Referenz
Quelle zum realen Umfeld	Liebherr-Kundenmagazin 2020	Beleg realer Kontextfakten
Modellkonfiguration	Abstrakte Handhabungs-/Übergabekette	Kein behaupteter Herstelleraufbau
Varianten	A (einfach), B (komplex), C (nicht getestet)	Keine unzulässige Generalisierung
Versuchsumfang	A: 40; B: 20; C: 0	Nenner und Geltungsbereich
Datenklassifizierung	Vollständig synthetisch	Keine Verwechslung mit Betriebsdaten
Erfolgskriterium	Korrektes Erkennen, Greifen und Ablegen	Einheitliche Zählweise
Dokumentstatus	Schulischer Modellbericht, keine Freigabe	Zweck und Verantwortlichkeit

Eigenes Prozessschema für den Bericht

Das folgende Schema ist eine selbst entwickelte abstrakte Lehrdarstellung; es ist kein Schaltplan und beschreibt keine reale Schnittstellenlogik des LP 100.

Eingang	Beobachtung	Handhabungsversuch	Ergebnisprotokoll	Entscheidung
Synthetische Variante A/B/C	Erkennung möglich?	Gedachter Greif- und Ablageversuch	Erfolg oder dokumentierter Ausfall	Evidenzgebundene Aussage
Randbedingung	Signal-/Bildlage	Störungskategorie	Zähler und Nenner	Freigabegrenze offenhalten

Der fachlich sinnvolle Ablauf ist Fragestellung → Testplan → Beobachtung → Auswertung → begrenzte Aussage → Folgetest. Achte bei realen betrieblichen Dokumenten auf genehmigte Schutzräume, Berechtigungen und Vertraulichkeit; in der Übung werden keine echten Steuerungslogs, Kundenteile oder personenbezogenen Daten verwendet.

Rückverfolgbarkeit und Variantenmatrix

Eine Variantenmatrix verhindert, dass erfolgreiche Versuche mit einem leichten Werkstück auf geometrisch abweichende Teile übertragen werden. Als Vergleichsgrößen kommen Größe, Massebereich, Oberflächenzustand, Lageverteilung und zulässige Toleranzen in Betracht – aber ohne erfundene Herstellerwerte. Halte auch die Zahl der Wiederholungen, Abbruchursachen, Unterbrechungen, Softwarestand im Modell und die Datenauswahl fest. „Nicht getestet“ ist eine wertvolle Information, kein fehlendes Kästchen zum Weglassen.

Beispielfoto eines Forschungs-Roboterarms, nicht LP 100: Zen4Telematik, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0. Das Foto dient nur der allgemeinen Veranschaulichung der Manipulation.

Videoimpuls (anderes System): 3D-gestütztes Bin Picking an einer KUKA-Demonstration. Beobachte Erkennung, Entnahme und Ablage; du darfst daraus keine Aussage zu den Kemptener Versuchsdaten ableiten.

Quelle: KUKA Group, „Smart and precise LBR iisy cobot application: 3D vision bin picking“, 24.10.2023; Urheber KUKA Group, Videoeinbettung über YouTube, keine freie Weiterverwendung oder CC-Lizenz behauptet.

Messdaten auswerten, Unsicherheit benennen

Der synthetische Versuchsdatensatz

Achtung: Sämtliche folgenden Zahlen sind frei erfundene, fachlich konsistente Übungsdaten. Sie stammen nicht aus Kempten, nicht von Liebherr und nicht aus einem realen Betrieb. Die summarischen Laufzeiten beziehen sich ausschließlich auf erfolgreiche Zyklen; Stillstand, Anlauf, Rüsten und alle Fehlversuche sind darin nicht enthalten.

Modellvariante	Gestartete Zyklen	Erfolgreich	Fehler: Erkennung	Fehler: Greifen	Fehler: Ablage	Zeit erfolgreicher Zyklen gesamt	Mittlere Erfolgszeit
A – einfache Geometrie	40	35	2	3	0	644,0 s	18,4 s
B – komplexe Geometrie	20	14	3	2	1	294,0 s	21,0 s
C – weitere Geometrie	0	0	nicht getestet	nicht getestet	nicht getestet	–	nicht berechenbar

Plausibilitätskontrolle: Für A ergeben 35 Erfolge plus 2 Erkennungsfehler plus 3 Greiffehler genau 40 Startversuche. Für B ergeben 14 plus 3 plus 2 plus 1 genau 20. Das Datenblatt hat keine „verlorenen“ Fälle. Ein neutraler Prüfbericht bewahrt auch erfolglose Versuche.

Rechenwege statt Scheinpräzision

Erfolgsquote: q = erfolgreiche Versuche / gestartete Versuche × 100 %. Für A ist q = 35 / 40 × 100 % = 87,5 %. Für B ist q = 14 / 20 × 100 % = 70,0 %. Bei C ist q nicht null Prozent, sondern nicht bestimmbar, weil n = 0. Null Messungen sind keine fehlgeschlagenen Messungen.

Fehlerquote: f = Fehlversuche / gestartete Versuche × 100 %. Für A sind das 5 / 40 = 12,5 %; für B 6 / 20 = 30,0 %. Bei exakt komplementären Kategorien gilt q + f = 100 %. Das beweist keine zukünftige Zuverlässigkeit.

Mittlere Zeit erfolgreicher Zyklen: t̄ = Summe gemessener Zeiten erfolgreicher Zyklen / Zahl der Erfolge. A: 644,0 s / 35 = 18,4 s; B: 294,0 s / 14 = 21,0 s. Bei einem erfolgreichen Zyklusmittel von 18,4 s wäre 60 / 18,4 ≈ 3,26 erfolgreiche Zyklen je Minute lediglich ein rechnerischer Kehrwert unter der unrealistischen Annahme störungsfreien Ablaufs; keine reale Ausbringung, denn Fehler, Übergabezeiten, Verfügbarkeit und Schichtbedingungen fehlen. Deshalb gehört der Kehrwert nicht als zugesicherte Leistung in das Fazit.

Entscheidung im eng begrenzten Lehrkriterium: A erreicht 87,5 % ≥ 85 % und 18,4 s ≤ 20,0 s; die beiden festgelegten Modell-Kennzahlen sind erfüllt. B unterschreitet mit 70,0 % die Erfolgsanforderung und überschreitet mit 21,0 s die Zeitgrenze. C ist nicht geprüft. Keine dieser Feststellungen ist eine Herstellerfreigabe.

Selbst entwickeltes Balkendiagramm: Modellquoten

Variante	Synthetischer Balken (1 Block ≈ 5 Prozentpunkte)	Prozent	Bewertung
A	█████████████████▌	87,5 %	Lehrkriterium erfüllt, nur für A und die genannten Modellbedingungen
B	██████████████	70,0 %	Lehrkriterium nicht erfüllt
C	keine Säule: keine Versuche	unbekannt	Keine Erfolgsquote ableitbar

Die Balken sind eine selbst erstellte schematische Visualisierung der obigen Zahlen, kein Herstellerdiagramm. Ein Balkendiagramm ohne Stichprobengröße könnte irreführen: 35/40 ist nicht mit 3500/4000 gleichzusetzen, obwohl beides 87,5 % ergibt. Berichte daher immer n und das Testumfeld.

Allgemeines Lernbild zur Datenvisualisierung, nicht zu diesem Datensatz: Andreas3652003, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Messunsicherheit und Stichprobenfehler

Eine Messreihe besitzt zufällige Streuung, mögliche systematische Verzerrungen und begrenzte Übertragbarkeit. 40 oder 20 Modellzyklen allein zeigen keine langfristige Verfügbarkeit. Wenn alle Teile aus derselben Lage kommen, ist die Stichprobe möglicherweise nicht repräsentativ. Wenn der Mittelwert nur erfolgreiche Zyklen erfasst, führt eine Hochrechnung zur Gesamtzeit in die Irre. Es fehlen hier Einzelzeiten und Aussagen zu Ausreißern; Standardabweichung und Konfidenzgrenzen können aus der Tabelle nicht zuverlässig nachberechnet werden. Forderungen nach Langzeitbetrieb, Sicherheit, Verschleiß, Rüstzeiten, Kosten und Variantenabdeckung bleiben offen.

Ausfälle, Ursachenhypothesen und Risiken sauber trennen

Beobachtung ist nicht Ursache

Der Vermerk „Greifen misslungen“ beschreibt ein Symptom. Eine mögliche Ursache wie ungeeignete Oberflächenbeschaffenheit ist erst eine Hypothese, bis sie mit einem geeigneten Test überprüft wurde. Schreibe nicht „Sensor defekt“, nur weil ein Teil im Modell nicht erkannt wurde. Ordne jeden Fehler einer klaren Kategorie zu und dokumentiere, ob die Klassifizierung eindeutig ist.

Modellbefund	Zulässige Beschreibung	Nicht belegte Behauptung	Nächster Lehrschritt
A: 2 Erkennungsfehler	Erkennung im definierten Versuch zweimal nicht erfolgreich	Kamera ungeeignet oder defekt	Unter kontrollierten Modellbedingungen Einflussfaktoren vergleichen
A: 3 Greiffehler	Drei Handhabungen nicht vollständig erfolgreich	Greifer grundsätzlich zu schwach	Bauteillagen und Fehlercodes getrennt betrachten
B: 1 Ablagefehler	Ein gedachter Ablagevorgang misslang	Serienübergabe grundsätzlich unmöglich	Ablageanforderung und Beobachtung voneinander abgrenzen
C: kein Versuch	Für Variante C existiert kein Befund	Variante C funktioniert sicher	Zunächst Testauftrag und Prüfumfang definieren

Allgemeines Ursache-Wirkungs-Schema in spanischer Sprache (kein Befund zu Liebherr): VARGUX, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0 als verfügbare Lizenzoption.

Risiko- und Evidenzmatrix als Lehrmodell

Ein Risiko ist nicht einfach die Anzahl beobachteter Fehler. Sicherheitsrelevante Vorgänge müssen unabhängig von guten Durchsatzquoten fachkundig bewertet werden. Die folgende Matrix ist eine qualitative Unterrichtshilfe, keine Gefährdungsbeurteilung, FMEA- oder Maschinenfreigabe.

Thema	Im Modell belegt?	Bedeutung für den Bericht	Konsequenz
Erfolg bei Variante A	Ja, 35 von 40 synthetischen Zyklen	Nur für definierte Modellbedingungen aussagekräftig	Ergebnis genau eingrenzen
Variante B	Ja, aber Modellziel verfehlt	Technischer Verbesserungsbedarf im Lehrfall	Folgetests vorschlagen
Variante C	Nein	Unbekannte Eignung	Keine Eignungsbehauptung
Sicherheitsfunktionen/Schutzeinrichtungen	Nein	Ohne Nachweis keine Betriebsfreigabe	Zuständige Fachkräfte und reale Vorschriften einbeziehen
Verschleiß, Langzeitverfügbarkeit, reale Wirtschaftlichkeit	Nein	Keine Serienreife ableitbar	Getrennte Prüfpläne und Freigaben erforderlich

Typische Fehler im Bericht: Nur gelungene Durchläufe dokumentieren; Erfolgsquote und Erkennungsquote gleichsetzen; ungemessene Störzeit ausblenden; ein Foto als Prüfprotokoll darstellen; Ursache und Symptom vermengen; Schwellenwerte im Nachhinein passend setzen; ein fremdes Video als Beleg für den eigenen Versuchsaufbau verwenden; Vergangenheits- und Gegenwartszustand vermischen; anderen Robotertyp oder FTS-Hersteller ergänzen, obwohl die 2020er Quelle nur LP 100 nennt.

Medienvergleich mit kritischer Distanz

Bild eines anderen Roboterarms, kein Bild der Kemptener Testzelle: Sumitomo (SHI) Demag, Wikimedia Commons, CC BY 4.0.

Zweiter Videoimpuls: Fraunhofer IPA zeigt in einem anderen Forschungszusammenhang robotisches Pick-and-Pack. Das Video veranschaulicht, welche Schritte überhaupt als Messereignisse in Betracht kommen. Es liefert keine historischen Messwerte aus dem Liebherr Tech-Center.

Quellennachweis: Fraunhofer-IPA-Vortragsunterlagen 2024, Videolink zu eJ3iknylJ3o und Originalvideo. Rechte verbleiben beim jeweiligen Urheber; Einbettung per YouTube, keine OER-/CC-Rechte am Video behauptet.

Einen fachlich belastbaren Machbarkeitsbericht schreiben

Berichtsgliederung mit belegbarer Argumentation

Ein guter Bericht führt Lesende vom Auftrag zum Urteil. Verwende acht Elemente: (1) Auftrag und Entscheidungskriterium, (2) Quellenlage, (3) Versuchsgrenzen, (4) Methode und Erfolgskriterium, (5) vollständige Ergebnisse mit Nennern, (6) Abweichungen und Unsicherheit, (7) Bewertung je Variante, (8) Empfehlungen, offene Nachweise und Zuständigkeiten. Nenne den Datenstatus gleich am Anfang. Trenne Berichtsdatum und Quellenstand 2020, damit eine spätere Bearbeitung keine aktuelle Herstellerbehauptung erzeugt.

Fachsprachliche Musterformulierung: „Unter den ausschließlich synthetischen Modellbedingungen LM-KEM-2020-07 erfüllt Variante A die zwei vorab festgelegten Lehrprüfgrößen. Diese Bewertung gilt weder für ungetestete Varianten noch als Nachweis von Sicherheitsfunktionen, Langzeitstabilität oder Serienfähigkeit. Eine reale Freigabe wird nicht erteilt.“ Das klingt zurückhaltend und ist gerade deshalb prüfbar.

Ungenaue Formulierung	Präzise Alternative
„Die Anlage läuft problemlos.“	„Im Lehrmodell wurden 35 von 40 gestarteten Zyklen der Variante A als erfolgreich erfasst.“
„LP 100 ist serienreif.“	„Der Herstellerbericht belegt für 2020 einen Versuchsbetrieb mit LP 100; Aussagen zur konkreten Serienreife werden daraus nicht abgeleitet.“
„Alle Teile sind machbar.“	„A erfüllt die beiden Lehrkriterien; B nicht; C wurde nicht getestet.“
„Kamera verursachte den Fehler.“	„Drei Erkennungsfehler bei B wurden beobachtet; die Ursache ist nicht nachgewiesen.“
„Keine Risiken vorhanden.“	„Sicherheits- und Langzeitnachweise sind nicht Bestandteil dieses Lehrversuchs.“

Entscheidungsschema und Berichtsampel

Frage	Ja	Nein oder unbekannt
Existiert ein dokumentierter Versuch zur genannten Variante?	Kennzahlen und Grenzen prüfen →	Nicht geprüft ausweisen
Sind die vorher definierten Lehrkriterien erfüllt?	Eng begrenzte Modelleignung formulieren →	Abweichungen und Folgetest beschreiben
Sind Sicherheit, reale Abnahme, Varianten und Dauerbetrieb belegt?	Nur qualifizierte Zuständige dürfen über reale Freigaben entscheiden	Keine Serien- oder Bedienfreigabe behaupten

Das Entscheidungsschema ist selbst erstellt. Es ersetzt keine betriebliche Freigabekette. Prüfe, welche Fachbereiche Informationen liefern: Mechatroniker/innen beschreiben Versuchsbeobachtungen und technische Grenzen; Technische Produktdesigner/innen strukturieren Varianten und Toleranzanforderungen; Fachinformatiker/innen sichern Datenherkunft, Prüfroutinen und konsistente Auswertungen; Industriekaufleute dokumentieren Entscheidungskosten, Ressourcen, Kommunikations- und Terminrisiken. Diese Rollen sind didaktisch vereinfacht und werden im konkreten Betrieb unterschiedlich verteilt.

Qualitätssicherung vor der Übergabe

Nutze die Selbstprüfung „Beleg – Nenner – Grenze – Unbekannt – Entscheidung“. Ist jede Zahl als synthetisch markiert? Steht hinter jeder Prozentangabe n? Liegt für jede betrachtete Variante ein Datensatz vor? Sind positive Ergebnisse auf deren Bedingungen beschränkt? Sind Hypothesen statt ungesicherter Ursachen gekennzeichnet? Sind keine Herstellerparameter, vertraulichen Projektdaten oder fremden Namen eingeflossen? Sind Urheber und Medienrechte dokumentiert? Ist ein Verantwortlicher für offene betriebliche Nachweise benannt, ohne seine Zustimmung zu erfinden?

Vollständiger berufstypischer Modellfall: Entscheidungsvorlage

Auftrag und Datenbestand

Auftraggeber und Versuch sind rein fiktiv: Das Ausbildungsteam einer erfundenen Modellfirma „Lernfertigung Allgäu“ bittet um einen einseitigen Machbarkeitsbericht für eine mögliche Automationskette, die nur lose an die real für 2020 belegten Arten von Testzellen erinnert. Verwendet werden keine Originalprotokolle oder echten Maschinenparameter. Die Modellteile A, B und C besitzen keine behaupteten realen Abmessungen oder Massen. Ein schulischer Auftrag verlangt mindestens 85 % erfolgreiche Zyklen sowie höchstens 20,0 s mittlere Zeit erfolgreicher Zyklen, jeweils nur als Unterrichtskriterium. Die synthetischen Daten sind A: n = 40, 35 erfolgreich, Fehler E/G/A = 2/3/0, Erfolgszeiten gesamt 644 s; B: n = 20, 14 erfolgreich, E/G/A = 3/2/1, Erfolgszeiten 294 s; C: n = 0.

Arbeitsprodukt: Erstelle mit deinen Unterlagen eine Tabelle je Variante, rechne alle zulässigen Kennzahlen und verfasse eine Empfehlung für das Modellteam. Markiere ausdrücklich fehlende Nachweise. Nutze keine reale Maschinenbedienung.

Schrittweise Musterlösung

Schritt 1 – Datenklassifizierung: Der Liebherr-Text von 2020 ist ein historischer Kontextbeleg; die A/B/C-Daten sind ausschließlich synthetisch. Der Ausdruck „Kempten“ macht die erfundenen Zahlen nicht zu Liebherr-Daten. Kennung: LM-KEM-2020-07.

Schritt 2 – Vollständigkeit: A: 35 + 2 + 3 + 0 = 40; B: 14 + 3 + 2 + 1 = 20; C: keine Daten. Fehler werden nicht unterschlagen. Aufgetretene Fehler sind noch keine nachgewiesenen Ursachen.

Schritt 3 – Kennzahlen: A: 35 / 40 = 87,5 %, 5 / 40 = 12,5 % Fehlquote, 644 / 35 = 18,4 s. B: 14 / 20 = 70,0 %, 6 / 20 = 30,0 % Fehlquote, 294 / 14 = 21,0 s. C: Quote und Mittelwert nicht bestimmbar.

Schritt 4 – Kriterienvergleich: A erfüllt mit 87,5 % und 18,4 s die beiden didaktisch definierten Grenzen. B erfüllt beide nicht. Für C ist keinerlei Eignungsurteil zulässig. Die Messzahlen betreffen erfolgreiche Zyklen und keine komplette Schichtleistung.

Schritt 5 – Berichtsfazit als direkt verwendbares Muster: „Im rein synthetischen Versuch LM-KEM-2020-07 wurde die Variante A 40-mal gestartet; 35 Zyklen waren gemäß Lehrdefinition erfolgreich (87,5 %). Bei den erfolgreichen Zyklen wurden insgesamt 644 s erfasst, entsprechend 18,4 s im Mittel. Damit sind die beiden vorab festgelegten Lehrkriterien für A erfüllt. Variante B verfehlte die Kriterien (14 von 20; 70,0 %; 21,0 s). Variante C wurde nicht untersucht. Fehlerursachen sind offen. Die Ergebnisse gelten nur für den dokumentierten Modellumfang; Angaben über eine real existierende Serienanlage, Herstellerleistung, Sicherheitsfreigabe, Dauerbetrieb, Verschleiß und Wirtschaftlichkeit können daraus nicht abgeleitet werden. Eine Freigabe zum produktiven Betrieb wird nicht ausgesprochen.“

Schritt 6 – Folgemaßnahmen: C mit getrenntem, vorab dokumentiertem Prüfplan untersuchen; B-Fehler systematisch kategorisieren; Einzelzeiten einschließlich Fehlversuchen und Unterbrechungen ergänzen; repräsentative Varianten und unabhängige Wiederholungen berücksichtigen; Sicherheits-, Qualitäts-, Verfügbarkeits- und Wirtschaftlichkeitsnachweise im realen Betrieb nur durch zuständige Fachpersonen veranlassen.

Bewertungsraster für den Modellfall

Kriterium	0 Punkte	1–3 Punkte	4–5 Punkte
Quellen und Datenstatus	Nicht getrennt	Teilweise gekennzeichnet	Quellenstand und fiktive Zahlen durchgängig sauber getrennt
Abgrenzung und Kriterien	Keine Grenzen	Einzelne Grenzen fehlen	Variante, n, Erfolgsdefinition und Lehrschwellen vollständig
Rechnen und Plausibilität	Falsch	Kleinere Auslassungen	Beide Quoten, Fehlquoten und Zeitmittel korrekt
Fehler und Nichtwissen	Ausfälle verschwiegen	Nur teilweise benannt	Fehlerdaten, Ursachenhypothesen und C als ungetestet korrekt
Fazit und Nichtfreigabe	Pauschale Serienbehauptung	Unklare Aussage	Eng begrenztes Urteil, keine reale Freigabe behauptet
Dokumentation und nächste Schritte	Fehlend	Allgemein	Konkreter Folgetest, Zuständigkeit und Quellenangaben

Bewertung: Jede der sechs Zeilen erhält 0 bis 5 Punkte, zusammen maximal 30 Punkte. Beispiel einer didaktischen Rückmeldung: 27–30 sehr überzeugend, 22–26 gut nachvollziehbar, 16–21 überarbeiten, unter 16 grundlegende Korrektur erforderlich. Dieses Raster ist ein Lehrvorschlag und kein offizieller Prüfungsmaßstab.

Interaktive Aufgaben

Multiple-Choice-Quiz: Machbarkeitsberichte

Welche Aussage lässt sich aus der Liebherr-Quelle von 2020 sicher ableiten? (Eine Versuchszelle mit FTS und Linearroboter LP 100 wurde beschrieben) (!Eine konkrete Serienanlage erreichte garantierte 99 Prozent Verfügbarkeit) (!Alle Bauteilvarianten erhielten eine Produktionsfreigabe) (!Die synthetischen Unterrichtsdaten stammen aus dem Herstellerbetrieb)

Wie hoch ist die Erfolgsquote im Lehrmodell für Variante A? (87,5 Prozent) (!70,0 Prozent) (!12,5 Prozent) (!100 Prozent)

Welche Aussage ist für Variante C mit null getesteten Zyklen richtig? (Die Eignung ist nicht geprüft und die Quote nicht bestimmbar) (!Die Erfolgsquote beträgt nachweislich null Prozent) (!Die Eignung ist wegen fehlender Fehler sicher belegt) (!Die Variante kann ohne Dokumentation freigegeben werden)

Was gehört beim Berechnen einer Erfolgsquote in den Nenner? (Alle nach der Definition gestarteten Versuche) (!Nur die gelungenen Versuche) (!Nur die schnellsten Versuche) (!Nur die Versuche ohne gespeicherte Fehlermeldung)

Welche Rechnung liefert die mittlere Dauer der erfolgreichen Zyklen von B? (294 Sekunden geteilt durch 14 ergibt 21 Sekunden) (!294 Sekunden geteilt durch 20 ergibt 21 Sekunden) (!14 Sekunden geteilt durch 294 ergibt 21 Sekunden) (!20 Sekunden geteilt durch 14 ergibt 21 Sekunden)

Wie ist die Aussage Erkennungsfehler gleich defekte Kamera einzustufen? (Als unbewiesene Ursachenbehauptung) (!Als unmittelbarer Sicherheitsnachweis) (!Als bestätigte Herstellerangabe) (!Als mathematisch gesichertes Prüfergebnis)

Welche Aussage zur Modellvariante A ist korrekt? (Sie erfüllt zwei fiktive Laborkriterien ohne damit Serienreife nachzuweisen) (!Sie hat dadurch eine reale Betriebsfreigabe erhalten) (!Sie erfüllt automatisch auch die Anforderungen für Variante C) (!Sie beweist einen verschleißfreien Dauerbetrieb)

Warum reicht der Kehrwert von 18,4 Sekunden nicht als reale Taktleistung? (Fehlversuche und zusätzliche Betriebszeiten sind nicht berücksichtigt) (!Weil Sekunden grundsätzlich nicht in Minuten umgerechnet werden dürfen) (!Weil der Hersteller dafür einen festen Gegenwert nennt) (!Weil dabei die Zahl getesteter Varianten automatisch null wird)

Welche Information kennzeichnet eine überprüfbare Aussage im Bericht? (Quelle und Messumfang zusammen mit eindeutigem Geltungsbereich) (!Eine möglichst optimistische Überschrift ohne Daten) (!Ein Produktfoto ohne Bildbeschreibung) (!Ein nicht dokumentierter Eindruck des Projektteams)

Wer darf aus diesem Unterrichtsmodell eine reale Maschinenfreigabe ableiten? (Niemand denn das Unterrichtsmodell ist kein Freigabenachweis) (!Alle Lernenden nach dem Quiz) (!Jede Person mit Zugang zur Quelldatei) (!Jede Person nach mindestens einem erfolgreichen Zyklus)

Memory: Begriff und Bedeutung

Quellenfakt	Aussage mit nachprüfbarer Originalquelle
Stichprobengröße	Zahl der tatsächlich gestarteten Beobachtungsversuche
Fehlversuch	Gestarteter Versuch ohne vollständigen Erfolg
Geltungsbereich	Bedingungen und Varianten für die ein Ergebnis gilt
Ursachenhypothese	Vermutete Erklärung die erst überprüft werden muss
Serienfreigabe	Gesonderte betriebliche Entscheidung nach erforderlichen Nachweisen

Drag-and-Drop: Aussage richtig zuordnen

Ordne den Berichtsausdruck zu.	Passende Aussage
Primärquelle	Herstellertext zum Tech-Center aus dem Jahr 2020
Synthetischer Messbefund	35 von 40 Modellzyklen waren erfolgreich
Rechnerische Ableitung	35 geteilt durch 40 ergibt 87,5 Prozent
Offener Prüfpunkt	Weitere Bauteilvariante noch ohne Versuch
Nichtfreigabe	Aus dem Modell folgt keine Erlaubnis zum Serienbetrieb

Kreuzworträtsel: Dokumentation und Prüfung

Nachweis	Wie heißt ein belegender Beweis oder ein verifizierbares Dokument?
Versuch	Wie heißt eine kontrollierte Erprobung im Prüfplan?
Fehler	Wie nennt man einen erfolglosen oder abweichenden Vorgang?
Variante	Wie heißt eine unterscheidbare Ausführung eines Werkstücks?
Quelle	Wie heißt die nachvollziehbare Herkunft einer Aussage?
Grenze	Wie nennt man den festgelegten Geltungsrahmen eines Ergebnisses?

LearningApps: passende Übungen suchen

Vergleiche geeignete frei zugängliche Übungsangebote zum Thema mit deinen Berichtskriterien. Das Suchfenster ist keine behauptete bereits erstellte LernApp.

Separater Lückentext: Aussagekraft von Versuchen

Der historische Herstellertext aus dem Jahr 2020 ist eine

für die Existenz der Versuchsinfrastruktur.

Die frei erfundenen Übungszahlen heißen

.

Die Zahl aller gestarteten Versuche bildet den

der Erfolgsquote.

Variante A erreicht im Lehrmodell

Prozent Erfolg.

Bei 14 erfolgreichen Zyklen und 294 Sekunden ergibt sich ein Zeitmittel von

Sekunden.

Ohne Versuch für Variante C ist ihre Eignung

.

Ein beobachteter Fehler ist noch keine gesicherte

.

Ein Bericht muss seinen fachlichen

nennen.

Eine erfolgreiche Laborkennzahl ersetzt keine reale

.

Ein nächster Versuch sollte auf einer offenen

beruhen.

Offene Aufgaben

Bearbeite genau die zwölf Aufgaben mit selbst erstellten Texten, Tabellen, Zeichnungen, Ton- oder Videokommentaren. Nutze ausschließlich den synthetischen Datenbestand. Reale Maschinenversuche sind nicht Teil der Aufgaben.

Leicht

Quellenkarte: Erstelle eine Karte mit drei gesicherten Herstellerfakten aus 2020 und drei nicht belegten Serienbehauptungen.
Zählkontrolle: Kontrolliere für A und B, ob Erfolge und Fehler zur Zahl gestarteter Zyklen passen; zeige beide Additionen.
Begriffsplakat: Gestalte ein erklärendes Schaubild zu Quellenfakt, Messbefund, Ableitung und offenem Prüfpunkt.
Präzise Sätze: Formuliere drei pauschale Werbesätze in überprüfbare Berichtssätze um.

Standard

Kennzahlentabelle: Berechne Erfolgs- und Fehlerquoten von A und B mit Rechenwegen und Einheit.
Zeitvergleich: Berechne die Mittelzeiten und erkläre, warum sie keine garantierte gesamte Produktionszeit sind.
Fehlerklassifikation: Entwirf eine Ursachenhypothesenliste und kennzeichne Beobachtung und Hypothese mit unterschiedlichen Symbolen.
Kurzbericht: Schreibe einen 180 bis 250 Wörter langen Bericht mit Quelle, Lehrkriterien, A/B/C-Bewertung und klarer Nichtfreigabe.

Schwer

Folgetestdesign: Entwirf auf Papier einen datensparsamen, sicheren Prüfplan für Variante C mit Ergebnisschema und Abbruchregel als Lehrmodell.
Audit: Prüfe einen absichtlich fehlerhaften Bericht, der Fehlversuche weglässt, die Zeit hochrechnet und Serienreife behauptet; liefere eine Korrekturliste.
Entscheidungsvorlage: Erstelle eine zweiseitige Entscheidung mit Nutzungsgrenzen, offenen Nachweisen, Prioritäten und Zuständigkeiten.
Berufeteam: Inszeniere eine kurze Besprechung der vier Berufsperspektiven als Audio oder Video, deren Abschluss eine abgestimmte Nichtfreigabe mit Maßnahmenplan ist.

Lösungshinweise zu den zwölf offenen Aufgaben

Aufgabe	Musterlösung oder erwartete Kernelemente
1	Belegt: Tech-Center, Bin-Picking-Zellen, FTS plus LP 100; nicht belegt: Serienleistung, bestimmte andere Roboter, Gesamtabnahme.
2	A: 35 + 2 + 3 + 0 = 40; B: 14 + 3 + 2 + 1 = 20.
3	Vier Felder Q/M/A/O mit Definitionen und je einem eindeutig gekennzeichneten Beispiel.
4	Beispielsatz: „35 von 40 synthetischen A-Zyklen bestanden die Modell-Erfolgsdefinition.“
5	A: 87,5 % Erfolg und 12,5 % Fehler; B: 70,0 % Erfolg und 30,0 % Fehler.
6	A: 644 / 35 = 18,4 s; B: 294 / 14 = 21,0 s; Fehl- und Nebenzeiten fehlen.
7	Erkennungs-, Greif- und Ablagefehler als Befund; Ursachen nur als Prüfvermutungen.
8	A erfüllt beide Lehrwerte, B beide nicht, C nicht untersucht; keine Serienfreigabe.
9	Vorab festgelegte Fragestellung, unabhängige Wiederholungen, vollständige Ereignisprotokolle und Sicherheitsvorbehalt.
10	Alle Fehlversuche in den Nenner, unterschiedliche Zeitarten kenntlich, Serienbehauptung entfernen.
11	Nachweismatrix mit Variante, Kennzahl, Lücke, verantwortlichem Fachbereich und nächster Prüfentscheidung.
12	Fachlich stimmige Rollenbeiträge mit sichtbarer Einigung: keine Freigabe und kontrollierte Folgeplanung.

Lernkontrolle

Löse die folgenden Transferaufgaben schriftlich. Vergleiche anschließend deine Argumentation mit den Erwartungshorizonten.

Lernkontrolle Datenlücke: Ein Team nennt 95 % Erfolg, aber keinen Nenner. Erkläre, welche Rückfragen notwendig sind.
Lernkontrolle Übertragung: Darf das Ergebnis A auf die neue Variante C übertragen werden? Begründe anhand des Versuchsdesigns.
Lernkontrolle Störung: Eine Person nennt jeden Erkennungsfehler einen Kameraschaden. Wie korrigierst du die Aussage methodisch?
Lernkontrolle Bericht: Ordne die Aussagen „40 Starts“, „35 Erfolge“, „87,5 %“, „serienreif“ den Kategorien Messung, Ableitung und unbelegte Behauptung zu.
Lernkontrolle Kalkulation: Weshalb lassen sich aus 18,4 s Erfolgszeit weder Stückkosten noch eine Schichtausbringung zuverlässig bestimmen?
Lernkontrolle Freigabe: Nenne mindestens vier unterschiedliche Nachweise, die für eine reale Betriebsentscheidung außerhalb dieses Modellfalls fehlen.

Erwartungshorizont: (1) Stichprobengröße, Definition des Erfolgs, Varianten, Fehler, Zeitraum und Umfeld nachfragen. (2) Nein; C wurde nie getestet. (3) Ursache erst durch zusätzliche, geeignete Untersuchungen belegen. (4) 40 und 35 = synthetische Beobachtungen, 87,5 % = Rechnung, „serienreif“ = unbelegt. (5) Es fehlen Neben-, Rüst-, Stillstands- und Fehlzeiten, Kapazität, Ressourcen- und Kostendaten. (6) Beispielsweise Risiko-/Sicherheitsbewertung, Langzeitprüfung, Variantenabdeckung, Abnahme, betriebliche Unterweisung und dokumentierte Verantwortlichkeiten.

Lernnachweis

Als nachprüfbares Lernportfolio reichst du eine Quellen- und Grenzmatrix, ein eigenes Prozessschema, eine vollständig gerechnete Modell-Datentabelle, einen Machbarkeitsbericht mit Variantenurteil, eine Liste offener Nachweise und eine reflektierte Nichtfreigabe ein. Für volle Zielerreichung stimmen alle Zähler und Nenner, sind sämtliche Lehrdaten als synthetisch markiert, liegt für C kein Scheinresultat vor und verweist die Entscheidung auf qualifizierte reale Freigabewege. Eine alternative kreative Präsentation (Poster, Screencast, Erklärvideo) muss dieselben Beleg- und Rechenanforderungen erfüllen. Es sind keine echten Schüler- oder Betriebsdaten erforderlich.

Selbstkontrolle vor Abgabe: Kann eine fachfremde Person erkennen, (a) welche Quelle aus 2020 stammt, (b) welche Zahlen erfunden sind, (c) was ausdrücklich nicht getestet wurde, (d) auf welche Varianten sich die Aussage bezieht und (e) warum der Bericht keine Bedien- oder Serienfreigabe darstellt? Wenn eine Antwort fehlt, überarbeite den Bericht.

OER und Wikipedia

Primärquellen (nicht automatisch offen lizenziert):

Liebherr: Tech-Center, Kundenmagazin 2020, Originalbericht, englisch – historischer Kontext; Bilder und Text verbleiben beim Rechteinhaber.
Liebherr: Tech-Center, deutsche Fassung – Abgleich der Anlagenbeschreibung.
Liebherr-Pressemitteilung vom 13.05.2020 – ergänzende Hersteller-Primärquelle.

Grundlagen und frei nachlesbare Fachartikel:

Wikipedia: Machbarkeitsstudie – Überblick über technische, organisatorische und wirtschaftliche Machbarkeit.
Wikipedia: Automatisierungstechnik – fachliche Einordnung der Automationssysteme.
Fraunhofer IPA: Bin Picking – Kontext zu Roboterhandhabung; nicht identisch mit unseren Lehrdaten.

Nachweis überprüfter Bilddateien und Lizenzen (alle Fotos/Diagramme sind allgemeine Illustration, nicht Kemptener Originaldokumentation):

Eingesetztes Medium	Originaldatei / Urheber	Lizenznachweis	Einsatzgrenze
AGV - Automated Guided Vehicle.jpg	Marta Veverica, Commons	CC BY-SA 4.0	Fremdes Fahrzeug, nur Prinzip
Robotic arm at ZfT.jpg	Zen4Telematik, Commons	CC BY-SA 4.0	Forschungsarm, nicht LP 100
Histogramm.png	Andreas3652003, Commons	CC BY-SA 4.0	Allgemeines Beispiel
Diagrama-general-de-causa-efecto.svg	VARGUX, Commons	CC BY-SA 4.0 als Lizenzoption	Allgemeine spanischsprachige Darstellung
Roboterarm SAM-C.jpg	Sumitomo (SHI) Demag, Commons	CC BY 4.0	Fremder Roboterarm

Videonachweise und Rechte: KUKA Group, 3D-Vision Bin Picking (2023) und Fraunhofer IPA, Video aus Vortrag 2024, ergänzend Quelle zum Fraunhofer-Videolink. Videos sind als externe Beispiele eingebunden, nicht mit freier Bearbeitungs- oder Weiterverbreitungslizenz versehen und keine Belege für den historischen Liebherr-Versuch. Die oben selbst erstellten Tabellen, Schemata, Bewertungsmatrizen und Modellzahlen sind für diesen Kurs neu formuliert; sie können bei der eigenen Lernbearbeitung mit Quellenhinweis und Kennzeichnung als Lehrmodell weiterverwendet werden.

Wikipedia-Einbettung (externer, nachlesbarer Fachartikel):

Verknüpfte Lernbereiche

Liebherr-Maschinen

Ausbildung – Mechatroniker

Ausbildung – Technischer Produktdesigner

Ausbildung – Fachinformatiker

Ausbildung – Industriekaufmann

Diese Zuordnung und die Empfehlung drittes Ausbildungsjahr sind redaktionell. Lernziele, Prüfungsbezug und betriebliche Ausführung müssen mit Ausbildungsbetrieb und Berufsschule abgestimmt werden. Sinnvolle Verbindungen bestehen außerdem zu Qualitätsmanagement, Risikomanagement, Technische Kommunikation, Wirtschaftlichkeitsrechnung und Arbeitssicherheit.