Feldstudie Schweißausbildung: Qualitätssteigerung und Kostenreduktion durch Simulator-Einsatz

Hannes Krempl, Trainer Schweißtechnik/Transport im Schulungszentrum Fohnsdorf. (Foto: Fronius International GmbH) / Hannes Krempl, welding technology and transport trainer at the Fohnsdorf Training Centre. (Copyright: Fronius International GmbH)

Virtual Welding bringt die neueste Technologie der Unterhaltungselektronik in die Schweißausbildung. (Foto: Fronius International GmbH) / Virtual Welding combines state-of-the-art consumer electronics technology with welder training. (Copyright: Fronius International GmbH)

Fronius nutzt VR-Brillen, die eine besonders hohe Auflösung und Schärfe sowie ein breites Sichtfeld bieten. (Foto: Fronius International GmbH) / Fronius uses 3D glasses that feature a particularly high resolution and level of sharpness as well as a large field of vision. (Copyright: Fronius International GmbH)

Der sogenannte Ghost ist der virtuelle Trainer, der mittels Markierungen (im Bild grün) die richtige Schweißgeschwindigkeit sowie den Abstand und Anstellwinkel des Brenners und Zusatzwerksoffs zum Werkstück vorgibt. (Foto: Fronius International GmbH) / The Ghost is the virtual trainer that shows the right welding speed, distance and tilt of the welding torch and filler metal relative to the workpiece using markings (shown in green in the image). (Copyright: Fronius International GmbH)

Virtual Welding ist in 2 Versionen (Standup-Terminal oder Mobile-Case) und in über 20 Sprachen verfügbar. Erlernt werden können damit MIG/MAG manuell, WIG, E-Hand, MIG/MAG Robotics. (Foto: Fronius International GmbH) / Virtual Welding is available in two versions (StandUp terminal or Mobile Case) and more than 20 languages. It can be used to master manual MIG/MAG, TIG, manual metal arc welding, MIG/MAG Robotics. (Copyright: Fronius International GmbH)

Philipp Schlor, Produktmanager Virtual Welding, Fronius International GmbH. (Foto: Fronius International GmbH) / Philipp Schlor, Product Manager Virtual Welding, Fronius International GmbH. (Copyright: Fronius International GmbH)

Die Infografik gibt einen Überblick über alle relevanten Informationen zur Feldstudie im SZF Fohnsdorf. (Foto: Fronius International GmbH) / The infographic provides an overview of all the relevant information for the field study at the Fohnsdorf Training Centre. (Copyright: Fronius International GmbH)

Kein Lärm, kein Rauch, keine Hitze, kein Materialeinsatz – Virtual Welding von Fronius bietet einen absolut sicheren sowie nachhaltigen Rahmen für das Training angehender Schweißer. Ähnlich wie im Flugsimulator wird mittels VR-Brille und hervorragender Graphik ein realitätsnahes Schweißerlebnis ermöglicht. Als Ergebnis steht eine hochqualitative Schweißausbildung, durch die gleichzeitig Kosten eingespart werden.

Ganzheitliches Ausbildungskonzept: Theorie und Praxis

Fronius setzt mit Virtual Welding auf ein durchdachtes Ausbildungskonzept. Unter anderem wird Theoriewissen über die Prozesse E-Hand, WIG und MIG/MAG vermittelt, als auch in Wissensüberprüfungen abgefragt. Eine Rangliste spornt die Schulungsteilnehmer dabei an, sich spielerisch miteinander zu messen.

Im Fronius-Lehrplan für Virtual Welding sind die praktischen Schweißaufgaben an die Ausbildung des International Institute of Welding angelehnt. Dadurch entsprechen sie dem internationalen Standard für die Ausbildung von Schweißern.

Ghost: Den Trainer immer an der Seite

Für das Erlernen der Handfertigkeiten übt der Auszubildende zunächst mit einem virtuellen Lehrer, auch Ghost genannt. Schritt für Schritt gibt dieser genau die richtige Schweißgeschwindigkeit, Abstand und Anstellwinkel des Brenners zum Werkstück vor. Durch den Ghost erhält der Auszubildende direktes Feedback. Der Schwierigkeitsgrad der Aufgabe steigert sich nach und nach, bis im realitätsnahen Simulationsmodus schließlich ohne Ghost geschweißt wird. Das Virtual Welding System zeichnet die Schweißungen auf – so können sie nachträglich abgespielt und gemeinsam mit dem realen Trainer analysiert werden.

Durch diese Kombination aus angeleiteten Praxis-Übungen und Theorie-Einheiten kann der Auszubildende viele Schritte seines Trainings selbstständig über den Schweißsimulator abwickeln. So erlernt er Basiswissen und grundlegende Handfertigkeiten, bevor es an das reale Schweißgerät geht. Schulungseinrichtungen können dadurch die Ausbildungsqualität erhöhen und gleichzeitig Kosten senken.

Feldstudie: Schulungszentrum Fohnsdorf

Das österreichische Schulungszentrum Fohnsdorf, kurz SZF, ist eine der modernsten und innovativsten Einrichtungen für berufliche Bildung in Österreich. In der Branche Metalltechnik nutzt das SZF Virtual Welding bereits seit 2010. Mittlerweile werden 30 Prozent der praktischen Schweißausbildung mittels Simulation durchgeführt, die somit fixer Bestandteil der Ausbildung ist.

Eine Feldstudie erforschte, welche Auswirkungen dies auf die Effizienz der Ausbildung hat. Ausgewertet wurden hierfür die Daten von:

- 13 Ausbildungsteilnehmern
- 2 Wochen Training mit 30 % Virtual Welding und 70 % realem Schweißen
- Kehlnähten (135 P FW FM1 S PB ml) und Kehlnähten am Rohr (135 T FW FM1 S PB sl), die jeweils real als auch virtuell geschweißt wurden

Um die Kosteneffizienz der Ausbildung mit Virtual Welding zu ermitteln, wurden zudem der Metall-, Gas-, Schweißdraht- und Energieverbrauch der insgesamt 1.577 real gezogenen Schweißnähte ausgewertet. Es folgte der Vergleich mit den Daten von 1.733 virtuellen Schweißnähten.

Bessere Ausbildungs-Qualität: 23 % mehr Zeit zum Üben

Das SZF konnte mit Virtual Welding die Zeit, in der tatsächlich geschweißt wird, um 23 Prozent steigern. Somit können virtuell mehr als dreimal so viele Nähte gefertigt werden, wie im selben Zeitraum in der Schweißkabine. Das ist vor allem darauf zurückzuführen, dass beim virtuellen Schweißen die zeitintensive Vorbereitung der Testbleche sowie das Abkühlen der Bleche und die Reinigung der Schweißnähte wegfallen. Eine simulierte Schweißnaht bedarf lediglich eines Klicks. Infolge bleibt mehr Zeit für das Erlernen und Üben der notwendigen Handfertigkeiten.

Doch nicht nur die Übungszeit wird gesteigert: „Wir sehen den Einsatz von Virtual Welding vor allem als wichtigen Beitrag, um die Trainingsqualität zu verbessern. Durch den Ghost erhält jeder Schulungsteilnehmer eine Einzelbetreuung und direktes visuelles Feedback – etwas, das ein realer Trainer einfach nicht leisten kann“, ist sich Hannes Krempl, Trainer im Bereich Schweißtechnik/Transport im SZF, sicher.

Kosteneinsparung: 230 € weniger Materialkosten

Zusätzlich zur Qualität des Trainings steigert der Schweißsimulator auch die Kosteneffizienz: Die Einsparung von Verbrauchsmaterialien wie Gas, Draht und Blechen macht die Ausbildung deutlich wirtschaftlicher. „In Summe sparen wir uns durch den gezielten Einsatz von Virtual Welding etwa 230 Euro Materialkosten pro Teilnehmer – trotz der gesteigerten Lichtbogenbrenndauer“, rechnet Krempl vor. Virtuelles Training in der Schweißausbildung gewährleistet demnach enorme Effektivität bei geringem Ressourcenaufwand.