⚙️ Matingenjörer: En ingenjörsutmaning baserad på STEAM
För 16-åriga elever – Fokus på processdesign, automation och hållbar utveckling
🎯 Spelöversikt
Mål: Eleverna agerar som processingenjörer inom livsmedel och dryck, och designar samt optimerar en produktionslinje för en livsmedelsprodukt (t.ex. yoghurt, juice, bröd) med hjälp av ingenjörsprinciper, automation och hållbarhet.
🔧 STEAM-integrering (Ingenjörsfokus)
- 🛠️ Ingenjörskonst: Design av produktionslinje, effektivitet, automation
- ⚙️ Teknik: Sensorer, robotik, AI inom livsmedelstillverkning
- 📊 Matematik: Kostnadsanalys, skalning av produktion, energiberäkningar
- 🌱 Naturvetenskap: Livsmedelskemi, mikrobiologi, termodynamik
- 🎨 Konst: Förpackningsdesign, varumärkesprofilering, ergonomiska gränssnitt
🏭 Spelstruktur (Ingenjörsutmaningar)
1️⃣ Fas 1: Processdesign (Flödesschema & systemteknik)
Utmaning: Välj en livsmedelsprodukt (t.ex. juiceflaskor, chokladkakor, potatischips). Skapa ett flödesschema för produktionsprocessen från råvara till förpackning.
- Identifiera kritiska kontrollpunkter
- Välj utrustning (blandare, pastöriserare, transportband, fyllare)
Ingenjörsfokus:
- ✔️ Lean Manufacturing – Eliminera flaskhalsar
- ✔️ HACCP-analys – Identifiera säkerhetsrisker
2️⃣ Fas 2: Automation & Robotik (Mekatronikutmaning)
Utmaning: Automatisera minst ett steg i produktionslinjen.
- Robotarm för paketering (med LEGO Mindstorms/VEX om tillgängligt)
- Sensorsortering (t.ex. sortera defekta produkter)
- Automatiskt fyllningssystem (simulerat med Arduino/Scratch)
Ingenjörsfokus:
- ✔️ PLC-programmering (If/Then-logik)
- ✔️ Effektivitetsoptimering (minskad cykeltid)
3️⃣ Fas 3: Hållbar ingenjörskonst (Energi- & avfallsminskning)
Utmaning: Minska energianvändning eller avfall i processen.
- Värmeåtervinning (återanvändning av ånga)
- Zero waste-förpackning (biologiskt nedbrytbar eller återanvändbar)
- Vattenåtervinning i rengöringsprocesser
Ingenjörsfokus:
- ✔️ Livscykelanalys (LCA) – Miljöpåverkan
- ✔️ Energieffektivitetsberäkningar (kWh-besparingar)
4️⃣ Fas 4: Kostnad & Skalbarhet (Industriell ingenjörskonst)
Utmaning: Arbeta inom en budgetbegränsning (t.ex. 100 000 kr).
- Beräkna ROI (Return on Investment) för:
- Ny maskin vs. manuellt arbete
- Skalning av produktion (10× – klarar systemet det?)
Ingenjörsfokus:
- ✔️ Kostnads-/nyttoanalys
- ✔️ Balans i produktionslinjen
🏆 Slutpresentation: ”Pitcha din fabrik”
Lagen presenterar sin designade livsmedelsproduktionslinje för “investerare” (lärare/klasskamrater), med fokus på:
- ✅ Processeffektivitet (Hur snabbt producerar den?)
- ✅ Automationsnivå (Var används robotik?)
- ✅ Hållbarhetsförbättringar (Energi-/avfallsminskning)
- ✅ Kostnadseffektivitet (ROI-beräkningar)
Vinnarkriterier:
- 🥇 Mest effektiva & automatiserade design
- 🥈 Bästa hållbara ingenjörslösning
- 🥉 Mest kostnadseffektiva skalningsplan
🧰 Nödvändiga verktyg (flexibla alternativ)
- 💻 Digitala simuleringar: Factory I/O, TinkerCAD, Excel
- 🔬 Praktiska kit: LEGO Mindstorms, Arduino, Raspberry Pi
- 📄 Lågteknologiskt alternativ: Pappersprototyper + beräkningar
🔧 Varför detta spel?
- ✔️ Lär ut verklig livsmedelsproduktionsteknik (som ingenjörer på Nestlé eller PepsiCo)
- ✔️ Kombinerar automation och hållbarhet (centralt i modern tillverkning)
- ✔️ Främjar systemtänkande och problemlösning