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Handreichung zur Integration der kompetenzorientierten Qualifikationsprofile der KMK in die Ausbildung an Fachschulen für Technik und Wirtschaft
Vorwort
Nach Mechanisierung, Massenproduktion und Automatisierung in den ersten drei industriellen Revolutionen, ist die Anwendung cyber-physischer Systeme unter Nutzung großer Datenmengen gleichzeitig zentrale Chance und Herausforderung in der vierten industriellen Revolution. Mit dem Diskurs um dieses Handlungsfeld entstand der Begriff "Industrie 4.0". Der damit verbundene, fundamentale Transformationsprozess wird in vielen Bereichen der Arbeitswelt und Gesellschaft aufgegriffen, sodass nach dem Begriff "Industrie 4.0" zahlreiche weitere 4.0-Konzepte entstanden.
Dieser Transformationsprozess der Arbeitswelt hat auch Auswirkungen auf die berufliche Bildung und schließt die berufliche Weiterbildung und damit die verschiedenen Fachschulen ein.
Ziele und Anlass
Ziele der Handreichung
Die vorliegende Handreichung dient als pragmatische Unterstützung, um das KMK-Kompetenzprofil kurzfristig in die Didaktischen Jahresplanungen der Bildungsgänge zu integrieren, soweit die bestehenden Vorgaben der Lehrpläne diese Integration ermöglichen. Hierzu sind exemplarische Einstiegsszenarien in Anlehnung an das Dokumentationsraster für Lernsituationen entwickelt worden, welche bildungsgangspezifisch die Integration der neuen KMK-Kompetenzen in bestehende Lernfelder beispielhaft verdeutlichen. Dadurch können die exemplarischen Einstiegsszenarien als Entwurfselement oder als Impuls für die Ergänzung der bestehenden Didaktischen Jahresplanungen in der Bildungsgangarbeit dienen.
Anlass der Handreichung
Der Ausschuss für berufliche Bildung (ABBi) der Kultusministerkonferenz hat am 24. November 2017 dem Entwurf des "Kompetenzorientierten Qualifikationsprofil zur Integration der Thematik 'Industrie 4.0' in die Ausbildung an Fachschulen für Technik" zugestimmt und für die KMK beschlossen. Am 13. Dezember 2019 folgte das "Kompetenzorientierte Qualifikationsprofil zur Integration der Thematik 'Wirtschaft 4.0' in die Ausbildung an Fachschulen für Wirtschaft".
In der Agenda zur Stärkung der Beruflichen Bildung ist die "Überbeitung und Veröffentlichung einer Handreichung für die Fachschul-Bildungsgänge Industrie 4.0/Wirtschaft 4.0" als Handlungsschritt zur Erfüllung der Maßnahme "Digitalisierung in Bildungsgängen der Fachschulen stärken" durch die Initiative der Landesregierung Nordrhein-Westfalen aufgenommen worden.
Im Folgenden werden die beiden Papiere zur besseren Lesbarkeit abgekürzt: KMK-Qualifikationsprofil Industrie 4.0 bzw. Wirtschaft 4.0.
Die kompetenzorientierten Qualifikationsprofile der KMK
Die kompetenzorientierten Qualifikationsprofile der KMK sind grundsätzlich in allen Fachschulbildungsgängen der Fachbereiche Technik sowie Wirtschaft zu berücksichtigen.
Das KMK-Qualifikationsprofil Industrie 4.0 für den Fachbereich Technik benennt drei spezifische berufliche Handlungsfelder:
- Agiles Produktionsmanagemen
Den Weg von der Produktidee über die Entwicklung und Konstruktion, Produktionsplanung und –steuerung realisieren und für die Produktion notwendige Daten aufbereiten, anlegen und übermitteln.
- SmartProduction
Eine flexible Fertigung entwickeln, projektieren, in Betrieb nehmen und optimieren.
- Digitales Systemmanagement
Automatisierungs- und informationstechnische Komponenten vernetzen.
Das KMK-Qualifikationsprofil Wirtschaft 4.0 für den Fachbereich Wirtschaft benennt vier spezifische berufliche Handlungsfelder:
- Digitale Geschäftsstrategien
Strategien zur Erschließung und Entwicklung neuer Geschäftsfelder sowie zur Anpassung bestehender Geschäftsfelder an veränderte Rahmenbedingungen entwickeln.
- Digitale Geschäftsprozesse
Vernetzte Wertschöpfungsprozesse gestalten und optimieren.
- Digitales Informations- und Datenmanagement
Im Rahmen integrierter Informationsverarbeitung unternehmensinterne und unternehmensexterne Daten beschaffen, aufbereiten, auswerten und verantwortungsvoll nutzen.
- Digitale Kollaboration, Kooperation und Führung
Veränderungen in Arbeit und Gesellschaft durch digitale Technologien analysieren sowie unternehmerische Veränderungs- und Innovationspotenziale ableiten.
In beiden KMK-Qualifikationsprofilen werden berufliche Handlungskompetenzen in jeweils zwei Niveaustufen definiert, als Basis- und als Expertenkompetenz, wobei die Expertenkompetenz die entsprechende Basiskompetenz einschließt.
Über die nachfolgenden Links können die Dokumente im Original geladen werden:
Entstehung, Aufbau und Anwendung der Handreichung
Entstehung der Handreichung
Die Berücksichtigung der KMK-Kompetenzprofile ist für alle Bildungsgänge der Fachschulen für Technik und Wirtschaft vorgesehen. Für die Erstellung dieser Handreichung mit ihrer Konkretisierung in den exemplarischen Einstiegsszenarien sind nach einer Vorprüfung folgende Bildungsgängen ausgewählt worden:
Fachschule für Technik, Fachrichtung:
- Chemietechnik
- Elektrotechnik
- Kunststoff- und Kautschuktechnik
- Maschinenbautechnik
- Mechatronik
Fachschule für Wirtschaft, Fachrichtung Betriebswirtschaftslehre, Schwerpunkt:
- Absatzwirtschaft
- Logistik
- Rechnungswesen
- Wirtschaftsinformatik
Die exemplarischen Einstiegsszenarien am Beispiel der Fachschule für Technik, Fachrichtung Maschinenbautechnik
Für die Gestaltung der Inhalte und des Formates der exemplarischen Einstiegsszenarien war die Möglichkeit einer pragmatischen Nutzung durch Lehrkräfte maßgebend.
Hieraus ergab sich ein Darstellungsformat in drei Spalten:
- In der ersten Spalte sind die angestrebten Kompetenzen des betrachteten Lernfeldes im Lehrplan dargestellt. Diese sind nicht weiter untergliedert, da sich die exemplarischen Einstiegsszenarien immer auf ein gesamtes Lernfeld beziehen, um die nachträgliche Integration in bestehende Lernsituationen zu erleichtern.
- In der zweiten Spalte sind die integrierbaren KMK-Kompetenzen für das entsprechende Lernfeld aufgeführt. Diese sind untergliedert und somit spezifischen exemplarischen Einstiegsszenarien zugeordnet. Zur besseren Übersicht wurden die KMK-Kompetenzen mit einer eindeutigen Bezeichnung versehen: Die erste Ziffer der Kurzbezeichnung steht für das Handlungsfeld des KMK-Qualifikationsprofils, die zweite Ziffer für die Kompetenz in diesem Handlungsfeld und der abschließende Buchstabe für das Kompetenzniveau (Basis- oder Expertenkompetenz).
- In der dritten Spalte sind die exemplarischen Einstiegsszenarien formuliert.
Die exemplarischen Einstiegszenarien sind mit der Zielsetzung entwickelt worden, als pragmatisches Unterstützungsmaterial in der Bildungsgangarbeit der entsprechenden Fachschulen eingesetzt zu werden. Sie können als direkte Vorlage oder impulsgebend für die Weiterentwicklung von Lernsituationen angewendet werden. Dies ist möglich, da zum einen die KMK-Kompetenzen in den Lernfeldern integriert und dargestellt sind und zum anderen die angestrebten Kompetenzen des Lehrplans bei der Erstellung der exemplarischen Einstiegsszenarien berücksichtigt wurden.
Anhang: KMK-Kompetenzen mit Kurzbeschreibungen
Industrie 4.0
Handlungsfeld 1: Agiles Poduktionsmanagement
|
Berufliche Handlungskompetenz |
Basiskompetenzen |
Expertenkompetenzen |
|---|---|---|
|
Projektmanagement: Projekte einrichten und steuern |
1.1.B Projekte für vernetzte Produktionssysteme planen und einrichten Projektplanungsprogramme für vernetzte Systeme und Simulationen einsetzen |
1.1.E Projekte für vernetzte Produktionssysteme steuern und bewerten Projektplanungsprogramme für vernetzte Systeme und Simulationen bewerten und auswählen |
|
Methoden des Prozess- und Qualitätsmanagements für vernetzte Systeme anwenden und optimieren |
1.2.B Methoden des Prozess- und Qualitätsmanagements für vernetzte Systeme auswählen und anwenden |
1.2.E Methoden des Prozess- und Qualitätsmanagements für vernetzte Systeme analysieren und optimieren |
|
Wertschöpfungsprozesse vernetzter Systeme konzipieren und optimieren |
1.3.B Prozessabläufe innerhalb vernetzter Systeme aufgabenbezogen planen und realisieren Flexible und produktbezogene vernetzte Wertschöpfungsprozesse analysieren und dokumentieren |
1.3.E Prozessabläufe innerhalb vernetzter Systeme auswerten, beurteilen und optimieren Flexible und produktbezogen vernetzte Wertschöpfungsprozesse beurteilen und optimieren |
|
Vernetztes Datenmanagement von Auftrags-, Prozess- und Fertigungsdaten in ERP-Systemen und MES durchführen und optimieren |
1.4.B Vernetzte Datenmanagementsysteme anwendungsbezogen vergleichen und auswählen Datenfluss zwischen ERP-Systemen und MES überwachen und Kriterien geleitet auswerten |
1.4.E Vernetzte Datenmanagementsysteme implementieren, überwachen und optimieren Datenfluss zwischen ERP-Systemen und MES analysieren und optimieren |
Handlungsfeld 2: SmartProduction
|
Service-Orientierte Architekturen (SOA) planen, aufbauen und einsetzen |
2.1.B Dienstorientierte Architekturen für den Bereich der vernetzten Produktionssysteme beschreiben und anwenden Kommunikationssysteme, Kommunikationsschnittstellen, Identifikationssysteme und MES-Anbindung auswählen und anwenden |
2.1.E Dienstorientierte Architekturen für den Bereich der vernetzten Produktionssysteme beurteilen und entwickeln Kommunikationssysteme, Kommunikationsschnittstellen analysieren und implementieren, Identifikationssysteme ermitteln und planen sowie die MES-Anbindung realisieren |
|---|---|---|
|
Anwendungsbezogene Applikationen für vernetzte Anlagen planen, entwickeln und in Fertigungs-, Montage- und Logistikprozesse integrieren |
2.2.B Modelle und Entwurfsmuster für die Entwicklung von Applikationen anwenden Anwendungsbezogene Applikationen auch in höherer Programmiersprache analysieren und anpassen |
2.2.E Modelle und Entwurfsmuster für die Entwicklung von Applikationen planen und implementieren Anwendungsbezogene Applikationen auch in höherer Programmiersprache entwerfen und weiterentwickeln Testsysteme für Software auswählen und Dokumentations- und Versionsverwaltung planen und realisieren |
|
Möglichkeiten und Strategien der intelligenten Instandhaltung (Smart Maintenance) analysieren, planen und realisieren |
2.3.B Assistenzsysteme und Strategien der intelligenten Instandhaltung vergleichen und anwenden |
2.3.E Assistenzsysteme und Strategien der intelligenten Instandhaltung entwickeln und implementieren |
|
Energiemanagementsysteme zur Optimierung des Energieverbrauchs planen und einrichten |
2.4.B Monitoring für Energieströme in vernetzten Anlagen auswerten und Kriterien für Effizienzmaßnahmen entwickeln |
2.4.E Monitoring für Energieströme in vernetzten Anlagen entwickeln und optimieren sowie Effizienzmaßnahmen implementieren |
|
Netzwerkfähige Aktoren und Sensoren (IOT) anlagenbezogen analysieren, auswählen und implementieren |
2.5.B Netzwerkfähige Aktoren und Sensoren integrieren und für die Anwendungen parametrieren |
2.5.E Netzwerkfähige Aktoren und Sensoren für die Anwendungen auswählen und implementieren |
Handlungsfeld 3: Digitales Systemmanagement
|
Berufliche Handlungskompetenz |
Basiskompetenzen |
Expertenkompetenzen |
|---|---|---|
|
Informationstechnische Netzwerke und Systeme anlagenspezifisch planen, aufbauen und konfigurieren |
3.1.B Netzwerkkomponenten anforderungsbezogen auswählen, zusammenstellen und in Betrieb nehmen Unterschiedliche informationstechnische Netzwerke planen, verknüpfen und betreiben |
3.1.E Netzwerkkomponenten unter Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten auswählen und konfigurieren Programmstrukturen für die Zusammenschaltung der Netzwerkkomponenten entwickeln, programmieren, betreiben und optimieren |
|
Datensicherheit und Datenschutz in digitalen Netzwerkstrukturen gewährleisten |
3.2.B Konzepte zur Datensicherheit umsetzen und erläutern sowie die Umsetzung dokumentieren Vorgaben zum Datenschutz einhalten |
3.2.E Konzepte zur Datensicherheit unter Berücksichtigung der Vorgaben zum Datenschutz entwickeln und optimieren |
|
Möglichkeiten der Nutzung extern angebotener Dienste und Dienstleistungen im Netzwerk anwendungsbezogen überprüfen, auswählen und umsetzen |
3.3.B Ausgewählte externe Netzwerkdienste und Netzwerkdienstleistungen einbinden und deren Verfügbarkeit sicherstellen |
3.3.E Extern angebotene Systeme bezüglich Sicherheit, Verfügbarkeit und Kompatibilität beurteilen, auswählen und überprüfen Zugriffsmöglichkeiten und -rechte einrichten und konfigurieren |
Wirtschaft 4.0
Handlungsfeld 1: Digitale Geschäftsstrategien
|
Berufliche Handlungskompetenz |
Basiskompetenzen |
Expertenkompetenzen |
|---|---|---|
|
Bestehende digitale Märkte und Interaktionsmöglichkeiten für die Stakeholder des Unternehmens analysieren und differenzieren |
1.1.B Veränderte Bedürfnisse und Bedarfe sowie Interaktionsmöglichkeiten der Stakeholder des Unternehmens erfassen, analysieren und auswerten |
1.1.E Analysen bestehender digitaler Märkte für Geschäftsfelder konzipieren, durchführen und beurteilen |
|
Wertschöpfungspotenziale in Geschäftsfeldern der digitalen Wirtschaft darstellen und organisieren |
1.2.B Chancen in Geschäftsfeldern darstellen und neue Leistungsangebote für Geschäftsmodelle konzipieren Chancen und Risiken von Plattformökonomien beurteilen |
1.2.E Geschäftsmodelle in der digitalen Wirtschaft initiieren, entwickeln und organisieren |
|
Chancen zur Steigerung des Nutzens für Stakeholder durch Digitalisierung darstellen und entsprechende Konzepte ableiten, entwickeln und optimieren |
1.3.B Chancen zur Steigerung des Nutzens für Stakeholder durch Digitalisierung darstellen und entsprechende Konzepte ableiten und entwickeln |
1.3.E Konzepte zur Steigerung des Nutzens für Stakeholder durch Digitalisierung beurteilen und optimieren |
Handlungsfeld 2: Digitale Geschäftsprozesse
|
Berufliche Handlungskompetenz |
Basiskompetenzen |
Expertenkompetenzen |
|---|---|---|
|
Vernetzte Wertschöpfungsprozesse organisieren, modellieren und Potenziale zur Digitalisierung beurteilen |
2.1.B Vernetzte Wertschöpfungsprozesse aufgabenbezogen planen, organisieren und dokumentieren |
2.1.E Vernetzte Wertschöpfungsprozesse ganzheitlich analysieren, modellieren und Potenziale zur Digitalisierung beurteilen |
|
Methoden des Prozess- und Qualitätsmanagements auf vernetzte digitale Wertschöpfungsprozesse übertragen |
2.2.B Methoden des Prozess- und Qualitätsmanagements für vernetzte digitale Wertschöpfungsprozesse auswählen und anwenden |
2.2.E Methoden des Prozess- und Qualitätsmanagements für vernetzte digitale Wertschöpfungsprozesse analysieren und situativ anpassen |
|
Projekte einrichten und steuern |
2.3.B Projekte situativ planen, einrichten und steuern sowie Projektplanungs- und Projektsteuerungsinstrumente auswählen und anwenden |
2.3.E Projekte situativ planen, einrichten und steuern sowie Projektplanungs- und Projektsteuerungsinstrumente auswählen und anwenden |
Handlungsfeld 3: Digitales Informations- und Datenmanagement
|
Berufliche Handlungskompetenz |
Basiskompetenzen |
Expertenkompetenzen |
|---|---|---|
|
Daten im Rahmen integrierter Informationsverarbeitungsprozesse beschaffen, aufbereiten, auswerten und nutzbar machen |
3.1.B Daten aus verschiedenen Funktionsbereichen des Unternehmens erheben, beschaffen, aufbereiten und für verschiedene Aufgaben nutzbar machen |
3.1.E Große Datenmengen unter Berücksichtigung datenbankbasierter Logik für den jeweiligen Verwendungszweck beurteilen, analysieren, optimieren und nutzbar machen |
|
Daten als unternehmerischen Erfolgsfaktor darstellen und unter Berücksichtigung geeigneter Technologien nutzen |
3.2.B Wert und Relevanz von Daten und Informationen aus Datenanalysen für das Unternehmen und die Stakeholder darstellen, ziel- und problemorientiert handhaben, selektieren und priorisieren |
3.2.E Unter Berücksichtigung geeigneter Technologien die Komplexität von Informationen und Daten kriteriengeleitet reduzieren, Ergebnisse von Datenanalysen bewerten, Chancen und Risiken ableiten und Handlungsoptionen entwickeln |
|
Verantwortungsvoll mit Daten umgehen und Datensicherheits-, Datenschutz- und weitergehende Compliance-Anforderungen im Unternehmen umsetzen |
3.3.B Verantwortungsvoll mit Daten umgehen und Datensicherheits-, Datenschutz- sowie weitergehende Compliance-Anforderungen im Unternehmen einhalten sowie deren Anwendung kriteriengeleitet überprüfen und bewerten |
3.3.E Den verantwortungsvollen Umgang mit Daten reflektieren und Konzepte zur Umsetzung von Datensicherheit, Datenschutz und zur weitergehenden Compliance im Unternehmen entwickeln und optimieren |
Handlungsfeld 4: Digitale Kollaboration, Kooperation und Führung
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Berufliche Handlungskompetenz |
Basiskompetenzen |
Expertenkompetenzen |
|---|---|---|
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Veränderungen durch digitale Transformationsprozesse für Arbeit und Gesellschaft analysieren und Innovationspotenziale ableiten |
4.1.B Auswirkungen, Chancen und Risiken der digitalen Transformation für Arbeit und Gesellschaft reflektieren |
4.1.E Auswirkungen, Chancen und Risiken der digitalen Transformation für Arbeit und Gesellschaft reflektieren und Innovationspotenziale ableiten |
|
Veränderte Rollen und Aufgaben einer Führungskraft im Kontext digitaler Transformation analysieren und erforderliche Kompetenzen entwickeln |
4.2.B Kollaboration und Kooperation in digital vernetzten Teams analysieren Menschenzentrierte, ethische Führungskompetenzen charakterisieren |
4.2.E Kollaboration und Kooperation in digital vernetzten Teams reflektieren Menschenzentrierte, ethische Führungskompetenzen entwickeln |
|
Transformations- und Innovationsprozesse gestalten |
4.3.B Zusammenarbeit in digital vernetzten Teams organisieren und unter Berücksichtigung geeigneter digitaler Werkzeuge realisieren und reflektieren Veränderungsprozesse und Bewahrungsprozesse darstellen und organisieren |
4.3.E Zusammenarbeit in digital vernetzten Teams organisieren, reflektieren und situativ anpassen sowie die Entwicklung sozio-technischer Systeme mitgestalten Veränderungsprozesse und Bewahrungsprozesse steuern, reflektieren und bei Bedarf optimieren |
Integration der KMK-Kompetenzen in die bestehenden Lehrpläne und Konkretisierung anhand exemplarischer Einstiegsszenarien für ausgewählte Bildungsgänge der
