Abstract
Today’s industry is facing many challenges. To successfully face those challenges, the companies have to rely on employees on all hierarchy levels that are able to quickly adapt to unknown situations and complex problems. In recent years, learning factories have been established in universities and industry-owned training facilities as a means to allow training in a realistic manufacturing environment. In Germany, most of the shop-floor workforce is trained in the dual vocational training consisting of learning the foundation of their respected profession at a vocational school while learning the specific job-related tasks and skill at the company where they are employed. The establishment of learning factories at vocational schools presents new challenges for vocational training and education, since the requirements and obstacles are somewhat different than at academic levels. This paper describes the implementation of learning factories at vocational schools and the difficulties that are associated with this form of vocational education. Finally, new concepts and developments to support learning factories in vocational schools are presented.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
References
Abel, M., Czajkowski, S., Faatz, L., Metternich, J., & Tenberg, R. (2013). Kompetenzorientiertes Curriculum für Lernfabriken. Retrieved from http://www.td.tu-darmstadt.de/media/arbeitsbereich_tenberg/dateien_1/publikationen_1/wt_online_Curriculum_Lernfabrik_103_2013.pdf
Abele, E., Bechtloff, S., Chachay, J., & Tenberg, R. (2012). Lernfabriken einer neuen Generation–Entwicklung einer Systematik zur effizienten Gestaltung von Lernfabriken. Zeitschrift Für Wirtschaftlichen Fabrikbetrieb, 107, 147–151.
Abele, E., & Cachay, J. (2012). Kompetenzentwicklung durch Lernfabriken: Lehrplan für Shopfloor-Mitarbeiter bei proaktiven Verbesserungsprozessen. Wt Werkstattstechnik Online, 102(3), 88–93.
Abele, E., Metternich, J., Tisch, M., Chryssolouris, G., Sihn, W., ElMaraghy, H., … Ranz, F. (2015). Learning factories for research, education, and training. Procedia CIRP, 32, 1–6.
Ahrens, D., & Spöttl, G. (2015). Industrie 4.0 und Herausforderungen für die Qualifizierung von Fachkräften. In Digitalisierung industrieller Arbeit (pp. 184–205). Nomos Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG. Retrieved from http://www.nomos-elibrary.de/10.5771/9783845263205-184/industrie-4-0-und-herausforderungen-fuer-die-qualifizierung-von-fachkraeften
Barton, H., & Delbridge, R. (2001). Development in the learning factory: Training human capital. Journal of European Industrial Training, 25(9), 465–472.
Blume, S., Madanchi, N., Böhme, S., Posselt, G., Thiede, S., & Herrmann, C. (2015). Die Lernfabrik – Research-based learning for sustainable production engineering. Procedia CIRP, 32, 126–131. https://doi.org/10.1016/j.procir.2015.02.113
Brettel, M., Friederichsen, N., Keller, M., & Rosenberg, M. (2014). How virtualization, decentralization and network building change the manufacturing landscape: An industry 4.0 perspective. International Journal of Mechanical, Industrial Science and Engineering, 8(1), 37–44.
Cachay, J., & Abele, E. (2012). Developing competencies for continuous improvement processes on the shop floor through learning factories–conceptual design and empirical validation. Procedia CiRP, 3, 638–643.
Cachay, J., Wennemer, J., Abele, E., & Tenberg, R. (2012). Study on action-oriented learning with a learning factory approach. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 55, 1144–1153.
Carl Benz-Schule Gaggenau. (2017). Lernfabrik 4.0. Retrieved September 24, 2017, from http://www.carl-benz-schule-gaggenau.de/die-cbs/besonderheiten-an-der-cbs/lernfabrik-4-0/
Erol, S., Jäger, A., Hold, P., Ott, K., & Sihn, W. (2016). Tangible industry 4.0: A scenario-based approach to learning for the future of production. Procedia CIRP, 54, 13–18. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.03.162
Erpenbeck, J., & Von Rosenstiel, L. (2003). Handbuch Kompetenzmessung. Erkennen, verstehen und bewerten von Kompetenzen in der betrieblichen, pädagogischen und psychologischen Praxis. JSTOR.
Faller, C., & Feldmüller, D. (2015). Industry 4.0 learning factory for regional SMEs. Procedia CIRP, 32, 88–91. https://doi.org/10.1016/j.procir.2015.02.117
Feintechnikschule Schwenningen. (2017). Entwicklungsstand Lernfabrik Industrie 4.0 | Staatliche Feintechnikschule. Retrieved September 24, 2017, from https://www.feintechnikschule.de/entwicklungsstand-lernfabrik-industrie-40
Ferdinand-von-Steinbeiss-Schule-Reutlingen. (2017). Indistrie 4.0 - Startseite. Retrieved September 24, 2017, from http://www.steinbeisschule-reutlingen.de/index.php/industrie-40/articles/indistrie-40.html
Festo Didactic. (2016). CP Factory – Die Cyber-Physical Factory - CP Factory - Lernfabriken, CIM/FMS Systeme - Lernsysteme - Festo Didactic. Retrieved April 5, 2017, from http://www.festo-didactic.com/de-de/lernsysteme/lernfabriken,cim-fms-systeme/cp-factory/cp-factory-die-cyber-physical-factory.htm?fbid=ZGUuZGUuNTQ0LjEzLjE4LjEyOTMuNzY0Mw
Gebhardt, J., Grimm, A., & Neugebauer, L. M. (2015). Developments 4.0-prospects on future requirements and impacts on work and vocational education. Journal of Technical Education (JOTED), Jg, 3, 117–133.
Gerstenmaier, J., & Mandl, H. (1995). Wissenserwerb unter konstruktivistischer Perspektive [The acquisition of knowledge from a constructivist perspective]. Zeitschrift Für Pädagogik, 41(6), 867–888.
Gräßler, I., Taplick, P., & Yang, X. (2016). Educational learning factory of a holistic product creation process. Procedia CIRP, 54, 141–146. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.05.103
Heinrich-Hertz-Schule Karlsruhe. (2017). Lernfabrik 4.0 | Karlsruhe. Retrieved September 24, 2017, from http://www.lernfabrik.karlsruhe.de/
Hirsch-Kreinsen, H. (2014). Wandel von Produktionsarbeit-“ Industrie 4.0.” TU. Retrieved from http://www.wiso.tu-dortmund.de/wiso/ts/de/forschung/veroeff/soz_arbeitspapiere/AP-SOZ-38.pdf
Hubert-Sternberg-Schule Wiesloch. (2017). Lernfabrik 4.0 – Hubert-Sternberg-Schule Wiesloch. Retrieved September 24, 2017, from https://www.hss-wiesloch.de/qualifikation/lernfabrik-4-0/
Kagermann, H. (2017). Chancen von Industrie 4.0 nutzen. In Handbuch Industrie 4.0 Bd. 4 (pp. 235–246). Springer.
Kemény, Z., Beregi, R. J., Erdős, G., & Nacsa, J. (2016). The MTA SZTAKI smart factory: Platform for research and project-oriented skill development in higher education. Procedia CIRP, 54, 53–58. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.05.060
Kreimeier, D., Morlock, F., Prinz, C., Krückhans, B., Bakir, D. C., & Meier, H. (2014). Holistic learning factories–A concept to train lean management, resource efficiency as well as management and organization improvement skills. Procedia CIRP, 17, 184–188.
Kreimeier, D., Prinz, C., & Morlock, F. (2013). Lernfabriken in Deutschland. ZWF Zeitschrift Für Wirtschaftlichen Fabrikbetrieb, 108(10), 724–727.
Lamancusa, J. S., Jorgensen, J. E., Zayas-Castro, J. L., & De Ramirez, L. M. (2001). The Learning Factory-Integrating Design, Manufacturing and Business Realities into Engineering Curricula-a Sixth Year Report Card. In International Conference on Engineering Education (pp. 6–10). Retrieved from https://pdfs.semanticscholar.org/6bf8/fb6da6c44617568858468c4fcc7fae7bf2f4.pdf
Lamancusa, J. S., Jorgensen, J. E., Zayas-Castro, J. L., & Ratner, J. (1997). The learning factory-a new approach to integrating design and manufacturing into the engineering curriculum. Journal of Engineering Education-Washington, 86, 103–112.
Leonard-Barton, D. (1991). The factory as a learning laboratory. Retrieved from https://books.google.de/books?hl=de&lr=&id=MaCTeh6t4jwC&oi=fnd&pg=PA91&dq=learning+factories&ots=sPv0QSnFrq&sig=UBD-Ium2ykzLv0NnacbSdmZGEMU
Litzinger, T., Lattuca, L. R., Hadgraft, R., & Newstetter, W. (2011). Engineering education and the development of expertise. Journal of Engineering Education, 100(1), 123–150.
Ludwig, T., Kotthaus, C., Stein, M., Durt, H., Kurz, C., Wenz, J., … Wulf, V. (2016). Arbeiten im Mittelstand 4.0–KMU im Spannungsfeld des digitalen Wandels. HMD Praxis Der Wirtschaftsinformatik, 53(1), 71–86.
Ministry of Economics of Baden-Württemberg. (2016). Lernfabriken 4.0 in Baden-Württemberg. Retrieved April 5, 2017, from https://wm.baden-wuerttemberg.de/de/innovation/schluesseltechnologien/industrie-40/lernfabrik-40/
Pittschellis, R. (2015). Multimedia support for learning factories. Procedia CIRP, 32, 36–40. https://doi.org/10.1016/j.procir.2015.06.001
Prinz, C., Morlock, F., Wagner, P. S., RUB, G. A., IGM, D. K., & Wannöffel, M. (2014). Lernfabrik zur Vermittlung berufsfeldrelevanter Handlungskompetenzen. Retrieved from http://rubigm.ruhr-uni-bochum.de/Veroeffentlichungen/genios1.pdf
Renkl, A. (1996). Träges Wissen: wenn Erlerntes nicht genutzt wird. Psychologische Rundschau, 47(2), 78–92.
Riedl, A. (2015). Unterricht im Lernfeldkonzept an beruflichen Schulen–aktuelle Herausforderungen und Realisierung in der gewerblich-technischen Berufsbildung. Berufs-Und Wirtschaftspädagogik–Handlungsfelder Und Grundprobleme. Berufsbildung Konkret, 13.
Roth, A. V., Marucheck, A. S., Kemp, A., & Trimble, D. (1994). The knowledge factory for accelerated learning practices. Planning Review, 22(3), 26–46.
Scheid, R. (2017). Kaufmännische Perspektiven der Lernfabriken in Baden-Württemberg. In Industrie 4.0; Herausforderungen für die kaufmännische Berufsbildung. Berlin, Germany: epubli.
Schieser, H. (2013). Vocational Education in Germany. Magister Dixit, (4). Retrieved from http://cyberleninka.ru/article/n/vocational-education-in-germany
Spöttl, G., & Windelband, L. (2017). Industrie 4.0: Risiken und Chancen für die Berufsbildung/Georg Spöttl, Lars Windelband.
Sterten, J., & Ogorodnyk, O. (2016). Application of modern educational methods through implementation of the ambulance simulator at a clinic laboratory (NTNU Gjøvik). Procedia CIRP, 54, 41–46. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.05.065
Tenberg, R. (2011). Vermittlung fachlicher und überfachlicher Kompetenzen in technischen Berufen. Stuttgart, Germany: Steiner. Retrieved from http://www.steiner-verlag.de/programm/fachbuch/berufspaedagogik/reihen/view/titel/58518/print.html
Tenberg, R., Eder, A., & others. (2007). Didaktische Implementierung digitaler Medien. Empirische Ergebnisse einer qualitativen Studie an 15 beruflichen Schulen der Landeshauptstadt München. Die Berufsbildende Schule, 59(6), 186–192.
Tisch, M., Hertle, C., Abele, E., Metternich, J., & Tenberg, R. (2016). Learning factory design: A competency-oriented approach integrating three design levels. International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 29(12), 1355–1375.
Tisch, M., Hertle, C., Cachay, J., Abele, E., Metternich, J., & Tenberg, R. (2013). A systematic approach on developing action-oriented, competency-based learning factories. Procedia CIRP, 7, 580–585.
Wilbers, K. (2017). Industrie 4.0; Herausforderungen für die kaufmännische Bildung.
Windelband, L., & Faßhauer, U. (2016). Industrie 4.0 als Herausforderung für die regionale Berufsschulentwicklung. Berufsbildung.
Windelband, L., & Spöttl, G. (2016). Industrie 4.0 – Auswirkungen auf Aus- und Weiterbildung in der M+E Industrie.
Windelbrand, L., & Faßhauer, U. (2016). Lernfabriken an beruflichen Schulen ein Beitrag zur “Ausbildung 4.0” in Baden-Württemberg. Die Berufsbildende Schule, (68).
Zinn, B. (2014). Lernen in aufwendigen technischen Real-Lernumgebungen–eine Bestandsaufnahme zu berufsschulischen Lernfabriken. Die Berufsbildende Schule, 66(1), 23–26.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2018 Springer International Publishing AG
About this chapter
Cite this chapter
Scheid, R. (2018). Learning Factories in Vocational Schools. In: Ifenthaler, D. (eds) Digital Workplace Learning. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-46215-8_15
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-46215-8_15
Published:
Publisher Name: Springer, Cham
Print ISBN: 978-3-319-46214-1
Online ISBN: 978-3-319-46215-8
eBook Packages: EducationEducation (R0)