Plug-and-Play für Produktionsanlagen: Studierende entwickeln modulare Fabriksysteme
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Das Team des Forschungsprojekts METHODS im Labor Engineerium auf dem Campus der Hochschule Pforzheim.
Wie können Produktionsanlagen so flexibel werden wie Geräte im Alltag, die sich einfach anschließen lassen und sofort zusammenarbeiten? Mit dieser Frage beschäftigte sich das Forschungsprojekt METHODS (2020-2025) und die Ergebnisse fließen direkt in die Ausbildung ein. In einem Semesterprojekt erhalten Studierende im Masterstudiengang Mechatronische Systementwicklung der Hochschule Pforzheim den Auftrag „erfindet und entwickelt ein MTP-fähiges Fertigungsmodul“.
Grundlage des Projekts ist die Technologie Module Type Package (MTP). Sie ermöglicht es, Maschinen und Module digital so zu bauen, dass sie Fähigkeiten statt Signale anbieten. Diese Fähigkeiten werden in einer MTP-Datei standardisiert beschrieben – gewissermaßen in Form eines „digitalen Maschinenpasses“. Dadurch können Module unterschiedlicher Hersteller später sofort bedient und miteinander kombiniert werden.
Das Ziel dahinter ist ein Prinzip, das aus der IT längst bekannt ist: Plug-and-Play. Geräte wie Drucker oder USB-Speicher funktionieren nach dem Anschließen sofort, ohne aufwendige Einrichtung. Übertragen auf die Industrie bedeutet das: Fertigungsmodule sollen sich automatisch in eine Produktionsanlage integrieren lassen. Eine übergeordnete Steuerung erkennt ihre Fähigkeiten anhand der digitalen Beschreibung und kann sie direkt in den Produktionsprozess einbinden.
Die technologischen Grundlagen für die Anwendung des MTP in der Fertigungstechnik wurden im Forschungsprojekt METHODS (2020–2025) im Labor Engineerium der Hochschule Pforzheim entwickelt. Dort werden unter der Leitung von Professor Dr. Rainer Drath Methoden für das Engineering erforscht – von standardisierten Informationsmodellen über virtuelle Entwicklung bis hin zu sogenannten digitalen Zwillingen, also virtuellen Abbildern realer Maschinen oder Anlagen.
Die Forschungsergebnisse wurden direkt in die Lehre übertragen. „Die Frage ist: können Studierende MTP Module entwickeln? Das haben wir ausprobiert. Mir war wichtig, dass wir nicht nur neue Technologien lehren, sondern dass die Studierenden sie selbst anwenden“, erklärt Rainer Drath. Mit Erfolg: in fünf Teams entwarfen fünf Gruppen eigenständige Fertigungsmodule – von der ersten Idee über Konstruktion und MTP-kompatiblen Steuerungsprogrammierung bis hin zu digitalen Simulationen und Augmented-Reality-Anwendungen.
Die Module kommunizieren über den Industriestandard OPC UA und wurden mithilfe der Software zenon zu einer gemeinsamen Anlage orchestriert. Der entscheidende Test folgte am Ende des Semesters: die Integration aller Module. „Gerade dieser Schritt ist in der Praxis oft besonders anspruchsvoll und er klappte auf Anhieb“, erklärt Rainer Drath. „Dass sich die Module tatsächlich plug-and-play zusammenführen ließen, zeigt das Potenzial modularer Produktionssysteme.“
Das Projekt verdeutlicht zugleich einen wichtigen und praxisnahen Ansatz in der Ingenieursausbildung. Neues Wissen in kurzer Zeit in die Lehre zu integrieren führt zu Absolventen, die für den Markt attraktiv sind und zukünftige Lösungen in die Industrie tragen.
Das Forschungsprojekt METHODS wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und in Zusammenarbeit mit Festo durchgeführt.
Online-TechTalk gibt Einblicke in das Projekt
Die Ergebnisse des Semesterprojektes werden öffentlich vorgestellt: In einem Online-TechTalk erläutern Studierende und Projektleiter Rainer Drath echte Prüfungsleistungen und ihre Erfahrungen mit der Entwicklung MTP-fähiger Fertigungsmodule und zeigen konkrete Umsetzungen aus den studentischen Projekten. Namhafte Hersteller von MTP Werkzeugen geben im Anschluss einen kompakten Überblick über ihre MTP-Tools, darunter Semodia GmbH, Beckhoff Automation, ABB, FLEXCELERATE Solutions und Siemens.
Der TechTalk richtet sich unter anderem an Automatisierungsingenieur*innen, Maschinen- und Anlagenbauer*innen, Hersteller von Engineering-Tools sowie an Interessierte aus Forschung und Standardisierung.
Termin: 13. März 2026
Uhrzeit: 15:00 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Format: Online (Microsoft Teams, Teilnahme kostenlos und ohne Anmeldung möglich)
Screenshot einer Prüfungsleistung: Fünf Studierendengruppen bekamen die Aufgabe, ein Fertigungsmodul zu erfinden. Der Screenshot zeigt links das selbsterfundene und konstruierte Umgreifmodul in einer Simulation und rechts den MTP kompatiblen Steuerungscode in Aktion. 
