🏭🔧 Étkezési szokások – Gépészet – Mérnöki STEAM Kihívás 🍞🥤

🎓 Korosztály: 16 éves diákok számára

🎯 Fókusz: Folyamatmérnöki tervezés, automatizálás és fenntarthatóság

🎯 A játék áttekintése

Cél: A diákcsapatok élelmiszeripari mérnökökké válnak, akiknek egy élelmiszer (pl. joghurt, gyümölcslé, kenyér) gyártósorát kell megtervezniük és optimalizálniuk. A folyamat során a mérnöki tudásra, a technológiai ismeretekre, a fenntarthatóságra és a költségtervezésre kell támaszkodniuk.

🔬 STEAM Elemei (mérnöki fókusz)

• 🔧 Mérnöki tudomány: gyártósor tervezése, hatékonyság, automatizálás
• ⚙️ Technológia: szenzorok, robotkarok, mesterséges intelligencia
• 📊 Matematika: költségszámítás, termelési méretezés, energiafogyasztás
• 🌱 Tudomány: élelmiszerkémia, mikrobiológia, hőtan
• 🎨 Művészet: csomagolásdesign, márkázás, kezelőfelületek ergonómiája

🛠️ Játékfelépítés – Mérnöki Fordulók

1️⃣ 1. fázis: Folyamattervezés (Folyamatábra & Rendszermérnökség)

💬 Kihívás: Válasszatok egy élelmiszert és tervezzétek meg a teljes gyártási folyamatot az alapanyagoktól a csomagolásig!

✅ Feladat:

• Készítsetek el egy folyamatábrát, azonosítva a fő lépéseket és az ellenőrzési pontokat (pl. pasztőrözés, hűtés)!
• Válasszátok ki a szükséges gépeket (pl. keverők, szállítószalagok, töltőgépek)!

🛠️ Mérnöki fókusz:

• ✔️ Lean gyártás – Hogyan szüntetitek meg a szűk keresztmetszeteket?
• ✔️ HACCP elemzés – Hol rejtőznek élelmiszerbiztonsági kockázatok?

2️⃣ 2. fázis: Automatizálás & Robotika (Mechatronikai kihívás)

💬 Kihívás: Automatizáljatok egy kulcsfontosságú gyártási lépést!

✅ Példák:

• Robotkar a csomagoláshoz (pl. LEGO Mindstorms/VEX, ha elérhető)
• Szenzoros válogatás (hibás termékek kiszűrése)
• Automata töltőrendszer (Arduino vagy Scratch szimulációval)

🛠️ Mérnöki fókusz:

• ✔️ PLC programozás – If/Then logika az automatizáláshoz
• ✔️ Hatékonyság – Hogyan csökkentitek a ciklusidőt?

3️⃣ 3. fázis: Fenntartható mérnöki megoldások (Energia & Hulladékcsökkentés)

💬 Kihívás: Csökkentsétek a folyamat energia- vagy vízfelhasználását, valamint hulladékát!

✅ Példák:

• Hővisszanyerés (pl. gőzenergia újrahasznosítása)
• Zero-waste csomagolás (pl. lebomló anyagok)
• Víz újrahasznosítás tisztítás során

🛠️ Mérnöki fókusz:

• ✔️ Életciklus-elemzés (LCA) – A teljes környezeti hatás vizsgálata
• ✔️ Energiahatékonyság – kWh megtakarítás kiszámítása

4️⃣ 4. fázis: Költség és Skálázhatóság (Ipari mérnöki tervezés)

💬 Kihívás: Kapnak egy fiktív költségkeretet, és dönteniük kell:

✅ Feladat:

• Megéri-e beruházni új gépbe vagy maradjanak a kézi munkánál?
• Ha tízszeresére növelik a termelést, elbírja-e a rendszer?

🛠️ Mérnöki fókusz:

• ✔️ Költség-haszon elemzés
• ✔️ Termelési kiegyensúlyozás – Ne legyen túlterhelt egyik szakasz sem!

🏆 Záró Prezentáció – „Mutasd be az Ételgyárat!”

A csapatok bemutatják gyártósorukat az „invesztoroknak” (tanárok/diákok), és beszámolnak:

• Mennyire hatékony a folyamat?
• Hol alkalmaztak automatizálást?
• Milyen fenntarthatósági megoldásokat vezettek be?
• Megéri a befektetés (ROI)?

🥇 Díjazási szempontok:

• Leghatékonyabb & legautomatizáltabb terv
• Legjobb fenntartható mérnöki megoldás
• Leginkább költséghatékony skálázási terv

🧰 Eszközök (rugalmasan választható)

• Digitális szimulációk: Factory I/O, TinkerCAD, Excel
• Gyakorlati készletek: LEGO Mindstorms, Arduino, Raspberry Pi
• Low-tech opció: Papír alapú tervezés + kézi számítás

🔧 Miért jó ez a játék?

• ✔️ Valós élelmiszeripari mérnöki tudást ad (mint amit a Nestlé vagy a PepsiCo mérnökei használnak)
• ✔️ Ötvözi az automatizálást és a fenntarthatóságot – a jövő gyártásának kulcsa
• ✔️ Fejleszti a rendszerszintű gondolkodást, a problémamegoldást és a csapatmunkát