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Projekt Maschinenretrofit – Retrofitziele mit Grenzen festlegen

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Einleitung

Projekt Maschinenretrofit – Retrofitziele mit Grenzen festlegen

Zielgruppe: Ausbildung in Mechatronik, Industriemechanik, Elektronik für Automatisierungstechnik und verwandten Berufen.

Lernziel: Du legst prüfbare Retrofitziele fest, grenzt das Projekt sicher ein und begründest eine wirtschaftliche Entscheidung.

Lernform: 7 kurze Lerneinheiten mit einem fortlaufenden Projektdossier.

Bildimpuls: Welche Bauteile einer bestehenden Förderanlage würdest Du modernisieren – und welche bewusst nicht?

Ein Retrofit modernisiert bestehende Maschinen, ohne grundsätzlich die gesamte Anlage zu ersetzen. Drei Fragen bestimmen Dein Projekt:

Funktion	Sicherheit	Wirtschaftlichkeit
Was soll besser funktionieren?	Welche Gefährdungen und Grenzen müssen berücksichtigt werden?	Rechnet sich die geplante Änderung?

Sicherheitsregel: In diesem Lernkurs werden Maschinenabläufe ausschließlich offline simuliert. Es gibt keine Verbindung zu einer realen SPS, keine automatische Live-Ansteuerung und keine Umgehung von Schutzeinrichtungen. Reale Änderungen, Messungen und Prüfungen erfolgen ausschließlich unter geeigneter Fachaufsicht, nach Gefährdungsbeurteilung und mit betrieblicher Freigabe.

Dein Lernweg

Einheit	Zeit	Dossierergebnis
Bestand verstehen	10 Minuten	D1: Istzustand und Skizze
Ziele festlegen	10 Minuten	D2: Ziel- und Grenzliste
Sicherheit bewerten	15 Minuten	D3: Gefährdungen und Freigabevorbehalte
Varianten vergleichen	10 Minuten	D4: Variantenentscheidung
Offline simulieren	15 Minuten	D5: Simulations- und Prüfdaten
Wirtschaftlichkeit prüfen	10 Minuten	D6: Kosten-Nutzen-Rechnung
Projekt begründet abgeben	15 Minuten	D7: Projektdossier und Präsentation

Ausbildungsfall: Retrofit der Verpackungsstation K1

Dein Auftrag: Eine ältere Verpackungsstation mit Förderband, Lichtschranke und pneumatischer Ausschleusweiche verursacht wiederholt Produktionsunterbrechungen.

Du sollst prüfen, ob ein begrenztes Retrofit mit verbesserter Sensorerkennung und Diagnosekonzept sinnvoll ist.

Wichtig: Die folgenden Zahlen und Beobachtungen sind frei erfundene Übungsdaten. Sie stammen nicht von einer real vermessenen Maschine.

Ausgangsdaten der Station K1	Fiktiver Wert
Schichtdauer	480 Minuten
Förderleistung während des Betriebs	28 Kartons pro Minute
Ungeplante Stillstände	10 je Schicht
Dauer je Stillstand	2 Minuten
Zielwert Stillstandszeit	Höchstens 8 Minuten je Schicht
Maximales Investitionsbudget	8.000 Euro
Maximal geplante Betriebsunterbrechung	2 Arbeitstage
Unveränderte Bereiche	Antrieb, Fördergeschwindigkeit, Schutzkonzept und pneumatische Weiche

Projektgrenze: Die bestehende Anlage wird im Ausbildungsprojekt nicht verändert. Sensorauswahl und Diagnosekonzept werden auf Papier und an einem getrennten virtuellen Modell untersucht. Ob eine spätere reale Änderung zulässig wäre, muss fachkundig geprüft werden.

Das fortlaufende Projektdossier

Lege eine digitale Projektmappe oder eine Papiermappe an. Alle Ergebnisse kommen in dieselbe Mappe.

Abschnitt	Inhalt	Nachweis
D1	Istzustand und Maschinengrenzen	Beschriftete Skizze
D2	Funktionale und wirtschaftliche Ziele	Zielmatrix
D3	Gefährdungen und Schutzanforderungen	Risiko- und Freigabeliste
D4	Retrofitvarianten	Entscheidungsmatrix
D5	Offline-Simulation	Screenshot und Prüfprotokoll
D6	Wirtschaftlichkeit	Berechnung und Annahmen
D7	Eigene Projektentscheidung	Begründete Abgabe

Lerneinheit 1: Den Maschinenbestand verstehen

Leitfrage: Was gehört zur Maschine und wo endet Dein Projekt?

Eine Speicherprogrammierbare Steuerung verarbeitet Signale und steuert Maschinenfunktionen. Das Foto zeigt Beispielgeräte, nicht die Station K1.

Ein optischer Sensor kann das Vorhandensein von Werkstücken erkennen.

Prinzip: Erst den Istzustand erfassen, danach Änderungen planen.

D1: Funktionsskizze

Station K1: vereinfachter Materialfluss
Einlauf → Förderband → Lichtschranke → Ausschleusweiche → Auslauf

Erstelle eine eigene beschriftete Skizze mit Materialfluss, Sensorposition, Aktoren, Zugangsmöglichkeiten und bestehenden Schutzeinrichtungen.

Trenne drei Bereiche:

Bestand	Geplant	Ausgeschlossen
Band, vorhandene Steuerung, Weiche	Sensorkonzept und virtuelle Diagnose	Geschwindigkeitssteigerung, Umbau von Schutzeinrichtungen, direkte Maschinenansteuerung

Mini-Auftrag: Markiere in Deiner Skizze mindestens zwei Schnittstellen, an denen eine Änderung Auswirkungen auf andere Maschinenteile haben könnte.

Begründetes Feedback: Eine gute Skizze zeigt nicht nur Komponenten, sondern auch Grenzen und Wechselwirkungen. Fehlen die Schutzeinrichtungen, ist die Bestandsaufnahme unvollständig.

Lerneinheit 2: Retrofitziele messbar festlegen

Leitfrage: Woran erkennst Du, ob das Retrofit erfolgreich wäre?

Ein Ablaufdiagramm hilft, Funktionen und Entscheidungspunkte zu beschreiben.

D2: Die Zielmatrix

Ein gutes Projektziel beschreibt einen gewünschten Zustand und ein überprüfbares Kriterium.

Bereich	Retrofitziel	Prüfkriterium
Funktion	Weniger ungeplante Stopps	Höchstens 8 statt 20 Minuten Stillstand je Schicht im definierten Übungsszenario
Erkennung	Keine doppelte Kartonzählung	Jeder Karton im virtuellen Normaltest genau einmal gezählt
Sicherheit	Kein unbeabsichtigter Wiederanlauf	Virtuelle Fehlertests bestanden; reale Sicherheitsbewertung bleibt gesondert erforderlich
Kosten	Budget einhalten	Geplante Investition höchstens 8.000 Euro
Zeit	Umbauzeit begrenzen	Geplanter Zeitbedarf höchstens 2 Arbeitstage

Merke: Eine im Modell erreichte Zielgröße ist noch kein Nachweis für die reale Anlage.

Mini-Auftrag: Schreibe ein eigenes funktionales Ziel nach dem Muster: „Wir wollen ... verbessern. Wir prüfen dies anhand von ...“.

Begründetes Feedback: „Die Maschine wird besser“ ist nicht überprüfbar. Ein Ziel mit Kennzahl, Zeitraum und Prüfverfahren ermöglicht eine begründete Abnahmeentscheidung.

Lerneinheit 3: Sicherheitsgrenzen festlegen

Leitfrage: Wo darf Wirtschaftlichkeit niemals Vorrang vor Sicherheit erhalten?

Ein Not-Halt ist eine ergänzende Schutzmaßnahme. Er ersetzt keine erforderliche Schutzeinrichtung.

Eine Risikomatrix veranschaulicht die Bewertung von Risiken. Die konkrete Risikobeurteilung einer Maschine erfordert eine geeignete fachliche Methode und ist nicht allein durch eine einfache Matrix abgeschlossen.

Video von Pilz: Grundlagen der Risikobeurteilung. Das Video stammt aus dem Jahr 2010; für die rechtliche Einordnung gelten die unten verlinkten aktuellen Rechtsquellen.

D3: Gefährdungen und Sicherheitsanforderungen

Situation	Mögliche Gefährdung	Projektanforderung
Bewegtes Förderband	Einziehen oder Quetschen	Gefahrenstellen und erforderliche Schutzmaßnahmen fachkundig beurteilen
Pneumatische Weiche	Quetschbewegung oder gespeicherte Energie	Sicheren Zustand und Energiegefahren berücksichtigen
Fehlerhafte Sensorik	Unerwartete Abläufe	Fehlerzustände im Modell untersuchen
Unterbrechung der Versorgung	Unerwarteter Wiederanlauf	Kein selbsttätiger Wiederanlauf im vorgesehenen Modellablauf
Schutzeinrichtung	Zugang zu gefährlichen Bewegungen	Keine Überbrückung; erforderliche Schutzfunktionen erhalten und bewerten

Die ISO 12100 beschreibt grundlegende Prinzipien der Risikobeurteilung und Risikominderung. Sicherheitsbezogene Steuerungsfunktionen sind zusätzlich nach den jeweils anwendbaren Normen zu beurteilen.

Rechtlicher Hinweis, Stand Oktober 2026: Für den Betrieb sind insbesondere die Betriebssicherheitsverordnung und die Gefährdungsbeurteilung wichtig. Bei Änderungen müssen Prüfpflichten und mögliche Herstellerpflichten geklärt werden. Das BMAS-Interpretationspapier von 2015 unterstützt die Bewertung einer wesentlichen Veränderung nach dem bisherigen Rechtsrahmen. Die Verordnung (EU) 2023/1230 wird grundsätzlich ab dem 20. Januar 2027 vollständig angewendet. Die rechtliche Einstufung hängt vom Einzelfall und dem maßgeblichen Zeitpunkt ab.

Mini-Auftrag: Kennzeichne in D3 mindestens zwei Gefährdungen, die bei einer Sensoränderung erneut geprüft werden müssten.

Begründetes Feedback: Eine unveränderte Schutzeinrichtung bedeutet nicht automatisch, dass die Änderung sicher ist. Auch neue Wechselwirkungen müssen bewertet werden.

Lerneinheit 4: Retrofitumfang und Ausschlüsse entscheiden

Leitfrage: Welche Maßnahme löst das Problem, ohne das Projekt unnötig auszuweiten?

Animation eines pneumatischen Zylinders. Beobachte die Bewegung und überlege, welche Gefährdungen an einer realen Weiche bestehen könnten.

Pneumatik-Grundlagenschulung von Landefeld. Besonders passend: der Abschnitt über Zylinder ab Minute 40:37.

D4: Variantenmatrix

Alle Kostenwerte sind fiktive Annahmen für die Übung.

Variante	Umfang	Annahme	Bewertung
A	Sensor- und Diagnosekonzept, keine Geschwindigkeitsänderung	6.500 Euro	Innerhalb des Budgets; weitere Tests und Sicherheitsprüfung nötig
B	Neuer Antrieb mit höherer Geschwindigkeit	10.000 Euro	Verletzt Budget- und Umfangsgrenze; zusätzliche Risiken möglich
C	Vollständiger Maschinenersatz	24.000 Euro	Außerhalb des Projektauftrags

Vorläufige Auswahl: Variante A ist für die weitere Offline-Untersuchung geeignet. Sie ist noch nicht zur realen Umsetzung freigegeben.

Mini-Auftrag: Begründe, warum die höchste theoretische Förderleistung nicht automatisch die beste Retrofitlösung ist.

Begründetes Feedback: Eine tragfähige Entscheidung betrachtet Funktion, Sicherheit, Budget, Zeit und Folgekosten gemeinsam. Ein einzelner technischer Vorteil genügt nicht.

Lerneinheit 5: Maschinenabläufe offline simulieren

Leitfrage: Funktioniert das Konzept auch bei Fehlern?

Siemens Knowledge Hub: Virtuelle Inbetriebnahme mit SIMIT.

Für D5 verwendest Du eine vom realen System vollständig getrennte Simulation. Geeignet sind beispielsweise ein lokales Zustandsmodell, eine grafische Ablaufsimulation oder – bei vorhandener Lizenz – eine fachlich passende Lernsoftware.

Keine Live-SPS, keine Kopplung an reale Ein- oder Ausgänge, keine Maschinenbefehle.

D5: Simulationsmodell

Modelliere die Zustände:

Zustand	Erwartetes Verhalten
Betriebsbereit	Warten auf bewussten Start
Fördern	Virtuelle Kartons transportieren und zählen
Sensorfehler	Diagnosemeldung im Modell
Schutzanforderung aktiv	Gefährliche Bewegung im Modell gesperrt
Störung behoben	Kein automatischer Wiederanlauf

Das Modell ist didaktisch vereinfacht und stellt keine validierte Sicherheitssteuerung dar.

Beispiel-Prüfdaten

Die Ergebnisse sind fiktive Simulationsdaten, keine realen Messwerte.

Test	Soll	Fiktiver Istwert	Ergebnis
T1 Normaltransport	28 Kartons korrekt gezählt	28	Erfüllt
T2 Doppelsignal	Ein Karton wird einmal gezählt	Zwei Zählungen	Nicht erfüllt
T3 Sensorausfall	Fehlerdiagnose wird angezeigt	Meldung vorhanden	Erfüllt
T4 Schutzanforderung	Keine Bewegung im Modell	Bewegung gesperrt	Im Modell erfüllt
T5 Wiederanlauf	Bewusster Start erforderlich	Kein Selbststart	Im Modell erfüllt

Entscheidung: T2 muss verbessert und erneut simuliert werden. Die übrigen Modelltests ersetzen keine reale Prüfung oder Sicherheitsvalidierung.

Mini-Auftrag: Ergänze einen weiteren virtuellen Fehlerfall und dokumentiere Erwartung, Beobachtung und Schlussfolgerung.

Begründetes Feedback: Ein korrektes Prüfprotokoll zeigt auch gescheiterte Tests. Das Verschweigen eines Fehlers würde eine unberechtigte Projektfreigabe begünstigen.

Lerneinheit 6: Wirtschaftlichkeit beurteilen

Leitfrage: Ist das Retrofit wirtschaftlich sinnvoll, wenn die vorausgesetzte Verbesserung tatsächlich eintritt?

Ein Projektplan macht Aufgaben, Abhängigkeiten und Zeitgrenzen sichtbar. Die Grafik ist ein allgemeines Beispiel.

D6: Beispielrechnung

Rechengröße	Fiktiver Wert
Stillstand bisher	20 Minuten je Schicht
Stillstand nach erfolgreichem Retrofit	8 Minuten je Schicht
Theoretisch zurückgewonnene Zeit	12 Minuten je Schicht
Schichten pro Jahr	220
Angenommener wirtschaftlicher Wert	1,50 Euro je zurückgewonnener Minute
Investition	6.500 Euro
Zusätzliche jährliche Kosten	400 Euro

Berechnung:

Jährlicher Bruttonutzen: 12 × 220 × 1,50 Euro = 3.960 Euro.

Jährlicher Nettonutzen: 3.960 − 400 = 3.560 Euro.

Vereinfachte Amortisationszeit: 6.500 / 3.560 ≈ 1,83 Jahre.

Einordnung: Das ist eine Modellrechnung, kein nachgewiesener Geschäftserfolg. Insbesondere müssen zusätzliche Produktion tatsächlich verkauft werden können, die angenommenen Einsparungen eintreten und weitere Kosten berücksichtigt werden.

Mini-Auftrag: Berechne die Amortisationszeit erneut, wenn nur die Hälfte der angenommenen Stillstandsverbesserung erreicht wird.

Kontrollwert: Der jährliche Nettonutzen sinkt dann auf 1.580 Euro. Die vereinfachte Amortisationszeit steigt auf rund 4,11 Jahre.

Begründetes Feedback: Wirtschaftlichkeit hängt stark von den Annahmen ab. Eine Sensitivitätsrechnung zeigt, wie belastbar die Entscheidung ist.

Lerneinheit 7: Die eigene Retrofitentscheidung abgeben

Leitfrage: Welche Entscheidung lässt sich durch Deine Unterlagen tatsächlich begründen?

Technisches Symbol eines Wechselstrommotors: Nutze genormte Darstellungen dort, wo sie zu Deiner technischen Skizze passen.

D7: Deine Projektabgabe

Dein fertiges Projektdossier enthält:

Ist-Analyse: Anlagenbeschreibung und beschriftete Skizze.
Projektziel: Prüffähige Ziele und ausdrücklich ausgeschlossene Änderungen.
Risikobeurteilung: Gefährdungen, Schutzanforderungen und offene Fachprüfungen.
Variantenvergleich: Begründete Auswahl unter Budget- und Zeitgrenzen.
Simulation: Modellskizze oder Screenshot, virtuelle Fehlertests und Prüfdaten.
Wirtschaftlichkeitsrechnung: Rechenweg, Annahmen und Sensitivität.
Projektdokumentation: Eigenes Fazit sowie Quellen- und Mediennachweise.

Muster für eine fachlich vorsichtige Entscheidung:

„Ich empfehle Variante A zur weiteren Planung, weil sie das Budget einhält und das funktionale Problem gezielt behandelt. Eine reale Umsetzung empfehle ich noch nicht, weil Test T2 fehlgeschlagen ist und die erforderlichen Sicherheits- und Prüfpflichten fachkundig zu klären sind.“

Feedback: Diese Entscheidung trennt eine begründete Konzeptempfehlung von einer tatsächlichen Betriebsfreigabe. Genau diese Unterscheidung ist wesentlich.

Gestufte Hilfen

Verwende zunächst Hilfe 1. Lies Hilfe 2 erst, wenn Du nicht weiterkommst. Hilfe 3 zeigt ein Muster.

Problem	Hilfe 1: Frage	Hilfe 2: Hinweis	Hilfe 3: Muster
Ziel formulieren	Woran misst Du Erfolg?	Vergleiche Ist und Soll.	Stillstand von 20 auf maximal 8 Minuten je Schicht senken.
Projektgrenze	Was bleibt unverändert?	Prüfe Antrieb, Schutzsystem und Steuerung.	Keine Erhöhung der Fördergeschwindigkeit.
Sicherheitsbewertung	Was könnte sich unbeabsichtigt ändern?	Beachte Bewegung und Wiederanlauf.	Sensorfehler als eigenen Prüffall dokumentieren.
Simulation	Was erwartest Du bei einem Fehler?	Trenne Soll und Ist.	Doppelsignal darf nicht doppelt zählen.
Wirtschaftlichkeit	Welche Annahme ist unsicher?	Variiere die Stillstandsreduzierung.	Geringere Einsparung verlängert die Amortisation.
Abgabe	Welche Aussagen sind wirklich belegt?	Trenne Modell und reale Maschine.	Konzept empfohlen, Freigabe noch offen.

Differenzierte Lernaufgaben mit Feedback

Basisaufgaben

Aufgabe	Erwartung und begründetes Feedback
B1: Benenne drei Komponenten der Station K1.	Förderband, Sensor und Weiche sind geeignete Beispiele. Die Kenntnis der Baugruppen ist Voraussetzung für eine nachvollziehbare Grenze.
B2: Ordne Stillstandszeit, Sicherheitsprüfung und Investitionsbudget den drei Zielbereichen zu.	Funktion, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit. Die Trennung verhindert, dass ein wirtschaftliches Ziel eine Sicherheitsanforderung verdeckt.
B3: Kennzeichne zwei ausgeschlossene Änderungen.	Geschwindigkeitssteigerung und Eingriff in das Schutzkonzept. Damit bleibt der Ausbildungsauftrag begrenzt und kontrollierbar.

Anwendungsaufgaben

Aufgabe	Erwartung und begründetes Feedback
A1: Formuliere ein messbares Ziel zur Kartonerkennung.	Zum Beispiel genau eine Zählung je virtuellem Karton. Ein definiertes Prüfkriterium macht das Ziel überprüfbar.
A2: Bewerte den fehlgeschlagenen Test T2.	Keine Freigabe des Konzeptstands; Fehlerursache im Modell analysieren und erneut testen. Ein nicht erfüllter Test verhindert eine belastbare Erfolgsaussage.
A3: Berechne die jährliche Zeitersparnis.	12 Minuten mal 220 Schichten ergeben 2.640 Minuten. Diese Größe ist nur eine theoretische Zeitersparnis, noch kein Geldbetrag.

Transferaufgaben

Aufgabe	Erwartung und begründetes Feedback
T1: Ein Kunde verlangt zusätzlich höhere Bandgeschwindigkeit. Wie reagierst Du?	Änderungswunsch separat bewerten, Grenzen, Budget und Gefährdungen neu prüfen. Neue Anforderungen dürfen nicht stillschweigend übernommen werden.
T2: Die Simulation besteht alle Tests. Darf die reale Maschine starten?	Nein, daraus folgt allein keine Freigabe. Modellfehler, reale Einflüsse und gesetzliche Prüfanforderungen bleiben zu berücksichtigen.
T3: Die angenommenen Einsparungen halbieren sich. Bleibt die Entscheidung wirtschaftlich?	Die Amortisation verlängert sich auf etwa 4,11 Jahre. Die Bewertung hängt von einer begründeten wirtschaftlichen Zielgrenze und zusätzlichen Kosten ab.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was bedeutet ein Maschinenretrofit? (Modernisierung einer bestehenden Maschine) (!Vollständige Stilllegung aller Maschinen) (!Ausschließliche Reinigung einer Maschine) (!Ersatz jeder Maschine durch einen Neubau)

Was sollte am Anfang der Retrofitplanung stehen? (Dokumentation des Istzustands und der Maschinengrenzen) (!Sofortige Erhöhung der Fördergeschwindigkeit) (!Entfernung vorhandener Schutzmaßnahmen) (!Unmittelbarer Start der realen Maschine)

Welches Ziel ist besonders gut überprüfbar? (Stillstandszeit auf höchstens acht Minuten je Schicht senken) (!Die Maschine allgemein verbessern) (!Die Produktion moderner gestalten) (!Die Bedienung irgendwie erleichtern)

Was gehört zur sicherheitsbezogenen Bewertung eines Retrofits? (Gefährdungen und erforderliche Schutzmaßnahmen beurteilen) (!Nur die Einkaufspreise vergleichen) (!Schutzeinrichtungen zur Zeitersparnis deaktivieren) (!Ausschließlich die Förderleistung steigern)

Welche Rolle hat ein Not-Halt? (Ergänzende Schutzmaßnahme) (!Ersatz für sämtliche Schutzeinrichtungen) (!Freigabe für Arbeiten im Gefahrenbereich) (!Garantie gegen alle Maschinenfehler)

Warum wird Variante B im Übungsfall nicht weiterverfolgt? (Sie überschreitet die vereinbarten Projektgrenzen) (!Sie benötigt niemals eine Risikobewertung) (!Sie hat grundsätzlich keine technische Funktion) (!Sie besitzt keine beweglichen Teile)

Welchen Zweck hat die Offline-Simulation? (Abläufe und Fehler ohne reale Maschinenansteuerung untersuchen) (!Die reale Sicherheitsprüfung vollständig ersetzen) (!Die Schutzeinrichtungen einer Maschine überbrücken) (!Die Maschine automatisch in Betrieb setzen)

Wie ist ein fehlgeschlagener Simulationstest zu behandeln? (Fehler dokumentieren und im Modell erneut untersuchen) (!Fehlermeldung aus dem Prüfbericht löschen) (!Den Fehler ohne Bewertung akzeptieren) (!Sofort die reale Maschine freigeben)

Was bewirken zusätzliche jährliche Kosten in der Beispielrechnung? (Sie verringern den jährlichen Nettonutzen) (!Sie erhöhen automatisch die Stillstandszeit) (!Sie beseitigen alle Sicherheitsrisiken) (!Sie machen das Prüfprotokoll überflüssig)

Was ist vor einer realen Umsetzung erforderlich? (Fachkundige Beurteilung und erforderliche betriebliche Freigaben) (!Allein ein bestandenes Onlinequiz) (!Nur eine positive Kostenrechnung) (!Ausschließlich ein fertiger Screenshot)

Memory

Finde zusammengehörige Fachbegriffe und Bedeutungen.

Istaufnahme	Dokumentierter Ausgangszustand
Lastenheft	Anforderungen des Auftraggebers
Ausschlussgrenze	Bewusst nicht veränderter Projektbereich
Gefährdungsbeurteilung	Systematische Bewertung von Gefährdungen
Simulation	Erprobung an einem virtuellen Modell
Prüfprotokoll	Dokumentierter Vergleich von Soll und Ist
Amortisationszeit	Rechnerischer Zeitraum zur Kostendeckung

Drag and Drop

Ordne die Projektphase ihrem Zweck zu.

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Zweck
Bestandsanalyse	Ausgangssituation und Fehlerbild erfassen
Grenzenfestlegung	Geplanten Änderungsumfang abstecken
Risikobewertung	Gefährdungen und Schutzbedarf beurteilen
Offlineversuch	Virtuelle Maschinenzustände untersuchen
Projektentscheidung	Technischen Nutzen und Grenzen abwägen

Kreuzworträtsel

Retrofit	Wie heißt die Modernisierung einer bestehenden Anlage?
Sensor	Welches Bauteil erfasst im Beispiel vorbeifahrende Kartons?
Risiko	Welcher Begriff beschreibt die Verbindung aus möglichem Schaden und dessen Eintrittswahrscheinlichkeit?
Simulation	Wie nennt man die Erprobung eines virtuellen Maschinenmodells?
Stillstand	Wie heißt eine ungeplante Unterbrechung des Maschinenbetriebs?
Freigabe	Welche betriebliche Entscheidung ist vor realer Umsetzung notwendig?

LearningApps

Lückentext

Beim Retrofit wird eine bestehende

modernisiert.

Am Anfang eines Retrofitprojekts wird der

erfasst.

Ein Projektziel benötigt ein überprüfbares

.

Der bewusst festgelegte Änderungsumfang definiert die Projekt

.

Vor einer sicherheitsrelevanten Änderung ist die

zu berücksichtigen.

Ein Not-Halt ist eine

Schutzmaßnahme.

Im Ausbildungsprojekt erfolgen die Ablauftests durch eine

.

Nach einer Quittierung darf kein

Wiederanlauf erfolgen.

Ein Prüfprotokoll dokumentiert den Vergleich zwischen Soll und

.

Die wirtschaftliche Bewertung berücksichtigt die jährlichen

.

Bei der Verwendung fremder Bilder ist ihre

zu prüfen.

Reale Maschinenarbeiten benötigen eine betriebliche

.

Offene Aufgaben

Bearbeite die Aufgaben und ergänze die passenden Ergebnisse in Deinem Projektdossier.

Leicht

Maschinenaufbau: Zeichne die Station K1 mit fünf beschrifteten Komponenten und zeige den Materialfluss.
Sensor: Erstelle eine Bildkarte zu einem optischen Sensor mit Funktion, Einsatzbereich und Quelle.
Projektziele: Formuliere drei überprüfbare Retrofitziele und nenne jeweils ein Prüfkriterium.
Maschinensicherheit: Gestalte ein kleines Informationsplakat mit drei Sicherheitsgrenzen des Ausbildungsprojekts.

Standard

Gefährdungsbeurteilung: Erstelle eine Übersicht zu vier möglichen Gefährdungen der Verpackungsstation und markiere Punkte für die fachkundige Prüfung.
Ablaufdiagramm: Entwirf ein Zustandsdiagramm für Normalbetrieb, Sensorfehler, Stopp und erneute Startanforderung im Offline-Modell.
Prüfprotokoll: Simuliere mindestens vier Fälle und dokumentiere erwartete und beobachtete Ergebnisse mit Screenshots.
Wirtschaftlichkeitsrechnung: Erstelle eine Tabelle zur Amortisation und untersuche, wie sich geringere Zeitersparnisse auswirken.

Schwer

Projektmanagement: Entwickle einen Projektplan mit Aufgaben, Abhängigkeiten, Meilensteinen und Entscheidungspunkten für fachliche Freigaben.
Technische Dokumentation: Vergleiche zwei Retrofitkonzepte hinsichtlich Schnittstellen, Fehlerfällen, Zeitbedarf und Kosten und begründe eine Auswahl.
Experteninterview: Führe nach betrieblicher Zustimmung ein Interview mit einer fachkundigen Person zu Maschinenänderungen und Prüfpflichten. Dokumentiere Aussagen und offene Fragen; beobachte keine unfreigegebenen Arbeiten.
Projektpräsentation: Erstelle ein drei- bis fünfminütiges Erklärvideo oder eine Präsentation mit Deiner Skizze, Simulation, Prüfdaten, Wirtschaftlichkeitsrechnung und begründeter Entscheidung.

Lernkontrolle

Diese Aufgaben prüfen Dein Verständnis von Zusammenhängen und Deine Fähigkeit, Entscheidungen zu begründen.

Systemdenken: Erkläre, weshalb der Austausch eines Sensors auch Auswirkungen auf Steuerungsverhalten und Sicherheitsbewertung haben kann.
Projektgrenzen: Ein Auftraggeber fordert nachträglich eine Leistungssteigerung. Entwickle ein Verfahren, mit dem Du diesen Änderungswunsch bewertest.
Risikobeurteilung: Vergleiche eine gute Simulation mit einer realen Sicherheitsprüfung. Welche Aussagen sind jeweils möglich und welche nicht?
Wirtschaftlichkeit: Untersuche, unter welchen Voraussetzungen eine rechnerische Amortisation von weniger als zwei Jahren zu optimistisch wäre.
Fehleranalyse: Der virtuelle Test T2 schlägt fehl. Plane eine nachvollziehbare erneute Prüfung, ohne die reale Maschine anzusteuern.
Entscheidungskompetenz: Begründe, warum ein Projekt trotz positiver Kostenrechnung abgelehnt oder zurückgestellt werden kann.

Lernnachweis

Abgabeprodukt: Ein eigenständig bearbeitetes und begründetes Projektdossier zur Station K1.

Bewertungskriterium	Maximalpunkte
Vollständige Bestandsskizze und klare Projektgrenzen	6
Messbare Ziele und nachvollziehbare Kriterien	6
Erfassung von Gefährdungen und realistischen Freigabevorbehalten	6
Offline-Simulation und aussagekräftiges Prüfprotokoll	6
Wirtschaftlichkeitsrechnung und begründete Entscheidung mit Quellen	6
Gesamt	30

Für den Lernnachweis wichtig:

Jede technische Behauptung muss begründet oder als Annahme gekennzeichnet sein.
Eigene Skizzen und Simulationsergebnisse sind nachvollziehbar zu dokumentieren.
Fehlgeschlagene Prüfungen sind sichtbar zu behandeln.
Sicherheitsgrenzen dürfen nicht gegen wirtschaftliche Vorteile aufgerechnet werden.
Eine positive Simulation darf nicht mit realer Betriebsfreigabe verwechselt werden.
Fachliche Quellen und verwendete Bildlizenzen sind nachzuweisen.
Die abschließende Entscheidung muss die gewählte Variante, offene Risiken und nächste zulässige Schritte benennen.

Der Lernnachweis bestätigt Deine Planungs- und Bewertungskompetenz, nicht die Befähigung zur eigenständigen Änderung oder Freigabe einer realen Maschine.

OERs zum Thema

Wikipedia: Retrofit

Geprüfte fachliche Quellen

Stand der Quellenprüfung: Oktober 2026.

Betriebssicherheitsverordnung: Gefährdungsbeurteilung, Schutzmaßnahmen und Prüfungen, besonders §§ 3, 4 und 14.
BAuA – TRBS 1111: Gefährdungsbeurteilung bei der Verwendung von Arbeitsmitteln.
BAuA – TRBS 1201: Prüfungen und Kontrollen, auch nach Änderungen.
BAuA – Wesentliche Veränderung von Maschinen: Amtliches Interpretationspapier des BMAS von 2015.
EUR-Lex – Sicherheitsanforderungen für Maschinen: EU-Maschinenverordnung 2023/1230 und zeitliche Anwendung.
Pilz – Not-Halt und Wiederanlauf: Fachliche Erläuterungen zu Rückstellung und ergänzender Schutzfunktion.
Festo – FluidSIM: Simulationswerkzeuge für die technische Ausbildung.
Retrofit, Digitaler Retrofit, Virtuelle Inbetriebnahme und ISO 12100: Ergänzende Grundlagen auf Wikipedia.

Quellenregel: Rechtsvorschriften und amtliche Veröffentlichungen haben für die rechtliche Einordnung Vorrang. Herstellervideos dienen der Veranschaulichung, nicht als Ersatz für eine fachkundige Beurteilung. Normen müssen im jeweils gültigen und anwendbaren Ausgabestand geprüft werden.

Bildquellen und Medienrechte

Alle folgenden Dateien wurden auf Wikimedia Commons mit ihren jeweiligen Lizenzangaben recherchiert. Die Bilder zeigen Beispiele, nicht die fiktive Station K1.

Verwendete Datei	Urheberangabe	Lizenz laut Wikimedia Commons
Förderanlage	falco	CC0 1.0
Speicherprogrammierbare Steuerung	Bisgaard	CC BY-SA 3.0
Optischer Sensor	Honmingjun	CC BY-SA 3.0
Not-Halt-Taster	Flygklubben	CC BY-SA 4.0
Risikomatrix	Josef Kolerus	CC BY-SA 4.0
Pneumatikanimation	Kamarton	CC BY 3.0
Ablaufdiagramm	Kenneth Leroy Busbee	CC BY 3.0
Gantt-Diagramm	Vheilman	CC BY-SA 3.0
Motorsymbol	ChemSim	Gemeinfrei laut Dateiseite

Bei einer Weiterverwendung beachtest Du die jeweils angegebenen Lizenzbedingungen, Urhebernennungen und gegebenenfalls die Weitergabe unter gleichen Bedingungen. Änderungen an Medien müssen entsprechend den Lizenzbedingungen kenntlich gemacht werden.

Videonachweise:

Pilz – Risikobeurteilung von Maschinen, veröffentlicht 2010.
Landefeld – Grundlagenschulung Pneumatik, veröffentlicht 2018.
Siemens Knowledge Hub – Virtuelle Inbetriebnahme, veröffentlicht 2021.

Die YouTube-Videos sind als externe Angebote eingebunden. Aus ihrer öffentlichen Verfügbarkeit folgt keine freie Nachnutzungslizenz. Übernimm keine Videoausschnitte in eigene Veröffentlichungen ohne entsprechende Nutzungsrechte.