erstimmatrikulation wise 2012/13
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Fakultät für Anlagen-, Energie- und
Maschinensysteme
Modulhandbuch für den Studiengang
Master Maschinenbau
Mit den Studienrichtungen
„Produktentwicklung“
und
„Automatisierung“
1
Studienverlauf des Studiengangs Master Maschinenbau
Semester M-Nummer Modulbezeichnung Credits
1.
101 Numerische Mathematik 5
102 Entwicklungsmanagement 5
103 Sensorik, Aktorik 5
104 Systementwicklung im Maschinenbau 5
105 Masterprojekt 1 10
2.
106 Integriertes Produktionsmanagement 5
Wahlpflichtmodule Studienrichtung „Automatisierung“
130ff Wahlpflichtmodul 1 5
Wahlpflichtmodul 2 5
Wahlpflichtmodul 3 5
Wahlpflichtmodule Studienrichtung
„Produktentwicklung“
150 ff Wahlpflichtmodul 1 5
Wahlpflichtmodul 2 5
Wahlpflichtmodul 3 5
107 Masterprojekt 2 10
3.
108 Masterarbeit mit Masterseminar und Kolloquium 30
Erläuterung der Modulnummer:
Die erste Ziffer der Modulnummer steht für die Fakultät:
9 = Fakultät 09
Die zweite Ziffer steht für die Unterscheidung Bachelor- oder Masterstudiengang
B = Bachelor
M = Master
2
Die dritte Ziffer steht für die Studienrichtung bzw. Studiengang
1 – 3 = Studiengang Bachelor Maschinenbau, wobei
1 = Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau
2 = Studienrichtung Landmaschinentechnik
3 = Studienrichtung Anlagen-, Energie- und Maschinensysteme
4 = Studiengang Erneuerbare Energien
Die vierte und fünfte Ziffer sind fortlaufende Nummern, wobei die Module zwar mehrere Nummern
haben können, allerdings pro Studienrichtung exakt einer Nummer zugeordnet sein müssen. So ist
anhand der Modulnummern erkennbar, welcher Fakultät, welchem Studiengang und welcher
Studienrichtung ein Modul zugeordnet ist.
3
4
5
Modulnummer
9M101
Modulbezeichnung
Numerische Mathematik
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr. rer. nat. Schuh
Dozenten Prof. Dr. rer. nat. Schuh
Modulziele Die Studierenden können numerische Verfahren zur Lösung von
Bilanzgleichungen, zur Optimierung und zur nicht-linearen Regression
beschreiben, auswählen und anwenden. Sie können einen in einer höheren
Programmiersprache geschriebenen Quellcode interpretieren, modifizieren
und selbstständig einen strukturierten und kommentierten Quellcode
erstellen.
Modulinhalte • Konvergenz, Fehlerkontrolle und numerische Dispersion
• numerische Steifigkeit
• Iterationsverfahren
• Lösung großer linearer Gleichungssysteme
• Interpolation mit Polynomen
• Splines
• numerische Lösung partieller Differentialgleichungssysteme
• finite Differenzen und finite Elemente
• Optimierung
- Lineare Programmierung
- nicht–lineare Regression
- Hill-Climbing
- Optimierprobleme mit Nebenbedingungen
- Minimierung von Quadratsummen
• Evolutionäre Algorithmen
• Monte-Carlo Simulation
• Anwendungen mit Matlab und Comsol
- FEM zur Festigkeitsberechnung
- CFD
- Multiphysics, Lösung gekoppelter Material- und Enthalpiebilanzen
Lehrmethoden/-formen Proseminar , Übung
Leistungsnachweis mündliche Prüfung, Bericht
Voraussetzungen Keine
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Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Proseminar 30 Std.
Übungen 30 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • Moler, C.B.: Numerical Computing with MATLAB, Society for Industrial
Mathematics, 2010
• Edgar, T.F.; Himmelblau, D.M., Lasdon, L.S.: Optimization of Chemical
Processes, McGraw Hill, 2001
• Constantinides, A.; Mostoufi, N.: Numerical Methods for Chemical
Engineers with MATLAB Applications, Prentice Hall, 1999
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Modulnummer
9M102
Modulbezeichnung
Entwicklungsmanagement
Credits 5
Verantwortliche Prof. Dr.-Ing. Gräßler
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Gräßler
Modulziele Studierende
• nennen Ziele und Inhalte von Entwicklungssystemen
• vergleichen Entwicklungs- mit Produktionssystemen
• begreifen die unternehmerischen Schnittstellen und die Bedeutung der
Produktentwicklung auf nachfolgende Prozesse und den
Unternehmenserfolg
• sind in der Lage Kreativitätstechniken, DRBFM sowie Analyse- und
Bewertungsmethoden anzuwenden
• analysieren Entwicklungsprozesse, erkennen Verschwendung und
bewerten erzielbare Optimierungspotenziale
Modulinhalte • Teamentwicklung
• Interdisziplinarität
• Konstruktionsarten und ihre Referenzprozesse
• Methodeneinsatz in der Produktentwicklung (Kreativitätstechniken,
DRBFM, Analyse- und Bewertungsmethoden)
• Reorganisation von Entwicklungsprozessen (Analyse, Konzept,
Implementierung, Aufrechterhaltung)
• Produktentwicklungssysteme
• inhaltliches Arbeiten und Führen
• V-Modell
• Lean Development
Lehrmethoden/-formen Proseminar
Praktikum
Leistungsnachweis Portfolio und/oder mündliche Prüfung
Voraussetzungen Modul „Konstruktionsmethodik“, Studiengang Maschinenbau,
Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau, Semester B5
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Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Proseminar 30 Std.
Praktikum 30 Std.
Vor-/Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • Pahl, Beitz, Feldhusen, Grote: Konstruktionslehre, Springer, Berlin,
Heidelberg, New York, 2007
• Iris Gräßler: Kundenindividuelle Massenproduktion, Entwicklung,
Vorbereitung der Herstellung, Veränderungsmanagement, Springer,
Berlin, Heidelberg, New York, 2004
• Klaus Ehrlenspiel: Integrierte Produktentwicklung, Methoden für
Prozeßorganisation; Produkterstellung und Konstruktion, Carl Hanser
Verlag, München, Wien, 1995
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Modulnummer
9M103
Modulbezeichnung
Sensorik, Aktorik
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Müller
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Müller
Modulziele Die Studierenden nennen die verschieden Sensortypen und ihre
Einsatzgebiete. Die Studierenden können in Abhängigkeit der Randbedingen
die Sensoren in Maschinen bzw. Produkte integrieren und die erforderliche
Verarbeitungskette sowie die Auswertung auslegen, berechnen und
aufbauen. Sie wählen geeignete Schnittstellen und Feldbussysteme aus. Sie
wählen, berechnen und legen die erforderlichen Aktoren aus. Sie integrieren
die Aktoren und verbinden sie mit verschiedenen Schnittstellen. Die
Studierenden können den Einfluss der Sensorik, der Datenverarbeitung und
der Aktorik auf die Signale, Berechnungen und die Reaktionen beurteilen
sowie komplexe Automatisierungslösungen konstruieren.
Modulinhalte • Wirkprinzipien von Sensoren (physikalische Grundlagen)
• Berechnung von Kraft, Drehmoment, Energieaufnahme
• Konzepte der Weg/Winkelmessung, Temperatur
• Konzept Näherungsschalter, optische Wegmessung, Geometrieerfassung
• Bestimmung der Kenngrößen von Aktoren
• Sonderformen der Sensorik (LASER, Gas, etc.)
• Signalverarbeitung (Digitalisierung, Interpolation, FFT, Filter, Verarbeitung
an PC und Mac),
• Zeitverhalten von Sensoren
• Einfluss von Sensoren auf die Messgröße
• Umwandlung von Energie(Aktoren)
• Einsatzmöglichkeiten von Sensoren und Aktoren
• Erstellen von Sensor-Aktor-Systemkonzepten
• Montage und praktische Umsetzung der Konzepte
• Standardschnittstellen, P2P, Datenaustausch, Feldbussysteme
• Aufbau und Wirkungsweise von Sensoren
• Aufbau und Wirkungsweise von Aktoren
• Unterscheidung digital/analog
• Integration von Sensoren in Bussysteme
• Intelligente Aktoren und Sensoren
• Umgang mit einschlägigen Softwarepaketen(LabVIEW, Diadem,
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Matlab(Simulink), etc.)
Lehrmethoden/-formen Vorlesung
Seminar
Coaching und Beratung
Leistungsnachweis Präsentation, Portfolio und/oder mündliche Prüfung
Voraussetzungen Semester M1 oder M2
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Vorlesung 12 Std.
Seminar 18 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1
Empfohlene Literatur • Hoffmann, J. (Hrsg.): "Taschenbuch der Messtechnik". ISBN 3-446-22860-8,
678 Seiten Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München, Wien
2004 (4. Aufl.)
• Gevatter, H.-J., Grühaupt, U.: „Handbuch der Mess- und
Automatisierungstechnik in der Produktion. Springer 2006
• B. Favre-Bulle, „Automatisierung komplexer Industrieprozesse. Systeme,
Verfahren und Informationsmanagement“. Springer 2004. Wien New York
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Modulnummer
9M104
Modulbezeichnung
Systementwicklung im Maschinenbau
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Luderich
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Luderich
Modulziele Die Studierenden können die Ingenieurtätigkeiten, die zur Entwicklung
komplexer Produkte notwendig sind, beschreiben. Dabei erläutern sie den
gesamten Entwicklungsprozess von der Konzeption über die Produktion und
den Betrieb bis hin zum Abbau beziehungsweise zur Wiederverwertung. Die
Studierenden können typische mechatronische Funktionseinheiten des
Maschinenbaus mit ihren mechanischen, elektrischen, elektronischen und
softwaretechnischen Elementen erläutern. Sie sind in der Lage, ausgehend
von einer vorgegebenen, abstrakten Funktion für grundlegende
Maschinenmodule (z.B. Linear- und Rotationsbewegungen) verschiedene
Lösungsansätze zu entwickeln und bezüglich ihrer Eignung zu bewerten. Die
Studierenden kombinieren und strukturieren bekannte Lösungen zu einem
anforderungsgerechten System und setzen ihre Lösung für eine spezifizierte
Aufgabenstellung bis hin zu einem detaillierten Entwurf um.
Modulinhalte • Der Produktlebenszyklus und sein Einfluss auf die Produktentwicklung
• Aufbau und Charakterisierung von grundlegenden Maschinenmodulen
unter Berücksichtigung unterschiedlicher Anforderungen
• Funktionsorientierte Konzeptionierung grundlegender
Maschinenmodule. z.B.
o Linearmodule
o Rotationsmodule
• Aufteilung von Funktionen unter systemischen Gesichtspunkten auf
o mechanische
o elektrische /elektronische und / oder softwaretechnische
Funktionseinheiten
• Kompensationstechniken zur kostenoptimalen Realisierung von
gewünschten Maschineneigenschaften
Lehrmethoden/-formen Vorlesung, Projekt
Leistungsnachweis Praktikum
Präsentation, Bericht
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Klausur
Voraussetzungen Die Veranstaltung baut auf den Kenntnissen aus den folgenden Modulen oder
Modulen mit vergleichbaren Inhalten auf:
„Produktgestaltung und Fertigung I“, Studiengang ;Maschinenbau Semester
B1
„Produktgestaltung und Fertigung II“, Studiengang ;Maschinenbau Semester
B2
„Produktgestaltung und Fertigung III“, Studiengang ;Maschinenbau Semester
B3
„Elektrotechnik und Antriebstechnik“, Studiengang ;Maschinenbau Semester
B2
„Mess- und Regelungstechnik“, Studiengang ;Maschinenbau Semester B3
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Vorlesung 30 Std.
Praktikum, Projekt 30 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • Horst Czichos: Mechatronik - Grundlagen und Anwendungen technischer
Systeme, Vieweg+Teubner Verlag. 2., aktualisierte und erweiterte Auflage
(2008)
• Manfred Weck, Christian Brecher: Werkzeugmaschinen Band 1 bis 5,
Springer Verlag, Berlin Heidelberg.
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Modulnummer
9M105
Modulbezeichnung
Masterprojekt 1
Credits 10
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Hallmann
Dozenten Dozenten und Dozentinnen des Studiengangs Master Maschinenbau
Modulziele Die Studierenden können selbstständig in vorgegebener Frist eine
einschlägige ingenieurwissenschaftliche Aufgabe planen und bearbeiten. Sie
dokumentieren die Ergebnisse im Rahmen etablierter wissenschaftlicher
Gepflogenheiten klar und verständlich.
Modulinhalte Die Masterprojekte bestehen aus der eigenständigen Bearbeitung einer
einschlägigen ingenieurwissenschaftlichen Aufgabe aus dem Gebiet der
Produktentwicklung oder der Automatisierung in Form einer schriftlichen
Darstellung der herangezogenen wissenschaftlichen Methoden und
Ergebnisse. Die Masterprojekte umfassen Aspekte der aktuellen
Forschungsaktivitäten der am Institut für Produktentwicklung und
Konstruktionstechnik aktiven Arbeitsgruppen. Die Studierenden sind damit
ein tragender Teil der angewandten Forschung und damit direkt in die
Forschungsarbeit eingebunden.
Lehrmethoden/-formen Projekt
Leistungsnachweis Bericht
Voraussetzungen Keine
Workload
(30 Std./Credit)
300 Std./10 Credits
Eigenarbeit 300 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1
Empfohlene Literatur Themenabhängige, wissenschaftliche Fachliteratur, Recherche z.B. über:
www.scopus.com
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Modulnummer
9M106
Modulbezeichnung
Integriertes Produktionsmanagement
Credits 5
Verantwortliche Prof. Dr.-Ing. Gräßler
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Gräßler
Modulziele Studierende
• analysieren Abläufe und Strukturen zur effizienten Abwicklung von
Produktionsaufträgen in produzierenden Unternehmen
• erkennen Schwachstellen und leiten Optimierungs-potenziale ab
• nennen Ziele und Inhalte von Produktionssystemen
• begreifen die Prinzipien des Produktionsmanagement und sind in der
Lage die Prinzipien auf Fallstudien anzuwenden
• erörtern, bewerten und argumentieren Vor- und Nachteile sowie
Einsatzgrenzen der Methoden des Produktionsmanagements
• nennen Ziele, Aufgaben und Inhalte von Produktionsplanung, -steuerung
und -ausführung
• erläutern Logistikkonzepte in Abhängigkeit betrieblicher
Randbedingungen
Modulinhalte • Prozessreorganisation
• Produktionssysteme
• Auftragsabwicklung
• PPS/ERP
• Schnittstellen zur (auftragsspezifischen) Konstruktion
• Logistikkonzepte (Supply Chain Management, Just in Time, Just in
Sequence, Kanban)
• Produktionskonzepte (Lean Manufacturing, Six Sigma)
• weltweite Produktionsnetzwerke
Lehrmethoden/-formen Vorlesung
Übung
Leistungsnachweis Klausur und/oder Portfolio
Voraussetzungen Keine
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Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Vorlesung 30 Std.
Übung 30 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M2 oder M1
Empfohlene Literatur • Walter Eversheim (Autor), Günther Schuh: Produktion und Management.
Betriebshütte: 2 Bände, Springer, Berlin; Auflage: 7., völlig neubearb. A.
(2000)
• Jeffrey Liker: The Toyota Way: 14 Management Principles from the World's
Greatest Manufacturer; McGraw-Hill (2003)
• Thomas Pyzdek, Paul Keller: The Six Sigma Handbook, Third Edition,
McGraw-Hill Professional (2009)
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Modulnummer
9M107
Modulbezeichnung
Masterprojekt 2
Credits 10
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Hallmann
Dozenten Dozenten und Dozentinnen des Studiengangs Master Maschinenbau
Modulziele Die Studierenden können selbstständig in vorgegebener Frist eine
einschlägige ingenieurwissenschaftliche Aufgabe planen und bearbeiten. Sie
dokumentieren die Ergebnisse im Rahmen etablierter wissenschaftlicher
Gepflogenheiten klar und verständlich.
Modulinhalte Die Masterprojekte bestehen aus der eigenständigen Bearbeitung einer
einschlägigen ingenieurwissenschaftlichen Aufgabe aus dem Gebiet der
Produktentwicklung oder der Automatisierung in Form einer schriftlichen
Darstellung der herangezogenen wissenschaftlichen Methoden und
Ergebnisse. Die Masterprojekte umfassen Aspekte der aktuellen
Forschungsaktivitäten der am Institut für Produktentwicklung und
Konstruktionstechnik aktiven Arbeitsgruppen. Die Studierenden sind damit
ein tragender Teil der angewandten Forschung und damit direkt in die
Forschungsarbeit eingebunden.
Lehrmethoden/-formen Projekt
Leistungsnachweis Bericht
Voraussetzungen Keine
Workload
(30 Std./Credit)
300 Std./10 Credits
Eigenarbeit 300 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M2
Empfohlene Literatur Themenabhängige, wissenschaftliche Fachliteratur, Recherche z.B. über:
www.scopus.com
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Modulnummer
9M108
Modulbezeichnung
Masterarbeit mit Masterseminar und Kolloquium
Credits 26 + 2 + 2
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Hallmann
Dozenten Dozenten und Dozentinnen des Studiengangs Master Maschinenbau
Modulziele Die Studierenden bearbeiten selbstständig innerhalb einer vorgegebenen
Frist eine ingenieurwissenschaftliche Aufgabe aus dem Fachgebiet der
Produktentwicklung oder Automatisierung und stellen die Ergebnisse klar
und verständlich nach wissenschaftlichen Kriterien dar. Sie leisten dabei einen
Transfer und erweitern den Stand der Wissenschaft und Technik.
Nach dem Besuch des Masterseminars können die Studierenden Trends und
neue Entwicklungen auf dem Gebiet der Produktentwicklung oder
Automatisierung nennen und diese mit den übrigen Ingenieurwissenschaften
verknüpfen.
Im Masterkolloquium begründen die Studierenden mündlich und
selbstständig die fachlichen Grundlagen, die angewandten Methoden, die
Auswertung und die Ergebnisse ihrer Masterarbeit. Sie erläutern
fachübergreifende Zusammenhänge und außerfachliche Bezüge.
Modulinhalte Masterarbeit
• Die Masterarbeit besteht aus der eigenständigen Bearbeitung einer
ingenieurswissenschaftlichen Aufgabe aus dem Gebiet der
Produktentwicklung oder Automatisierung sowie aus der schriftlichen
Darstellung der angewandten wissenschaftlichen Methoden und
Ergebnisse.
• Die Masterarbeiten umfassen Aspekte der aktuellen
Forschungsaktivitäten der am IPK aktiven Arbeitsgruppen.
• Die Studierenden sind damit ein tragender Teil der angewandten
Forschung und damit direkt in die Forschungsarbeit eingebunden.
Masterseminar
1. Vortrag: Ausgewählte Themen aus den Fachgebieten der
Produktentwicklung oder Automatisierung und benachbarter Bereiche.
2. Vortrag: Fortschrittsbericht zur Masterarbeit.
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Lehrmethoden/-formen Projekt
Leistungsnachweis Bericht, Präsentation und mündliche Prüfung, Masterseminar: 2 Vorträge
(ohne Benotung), 24 Std. Präsenz
Voraussetzungen gemäß Prüfungsordnung
Workload
(30 Std./Credit)
900 Std./30 Credits
Masterarbeit 780 Std.
Masterseminar 60 Std.
Kolloquium 60 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M3
Empfohlene Literatur Themenabhängige, wissenschaftliche Fachliteratur, Recherche z.B. über:
www.scopus.com
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Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung „Automatisierung“
Modulnummer Modulname
9M130 Advanced Control
9M131 Ausgewählte Anwendungen der Automatisierungstechnik
9M132 Fertigungsautomatisierung
9M133 Produktionsmesstechnik
9M134 Mikrocontroller, Embedded Systems
9M135 Mobile Maschinensysteme
9M136 Prozessautomatisierung
9M137 Steuergeräteentwicklung und Motormanagement
Wahlpflichtmodule in derStudienrichtung „Produktentwicklung“
Modulnummer Modulname
9M150 Nichtlineare Finite-Elemente-Anwendungen
9M151 Komplexitätsmanagement
9M152 Innovationsmanagement
9M153 Kunststoffe und Verbundstoffe
9M154 Vertiefende Themen des Produktionsmanagement
9M155 Virtuelle Produktentwicklung – Produkt Engineering und Lifecycle Management
9M156 Wärmemanagement (Automotive)
9M157 Ermüdungsfestigkeit und Bauteilezuverlässigkeit
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Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung „Automatisierung“
Modulnummer
9M130
Modulbezeichnung
Advanced Control
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Jelali
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Jelali
Modulziele Die Studierenden besitzen grundlegende Kenntnisse über die wichtigsten
Methoden der modernen fortgeschrittenen Regelungstechnik. Sie lernen die
Notwendigkeit, das Potential und den Aufwand für die Anwendung solcher
Konzepte abschätzen.
Die Theorie der Prozessidentifikation und der modellprädiktiven Regelung wird
erlernt und in Beispielen vertieft. Die Studierenden sind in der Lage,
Prozessmodelle aus gemessenen Daten zu identifizieren und darauf basierend
geeignete Reglerstrukturen zu entwerfen. Hierbei sollen insbesondere die
Beschränkungen des Systems beim Reglerentwurf berücksichtigt werden. Sie
lernen die grundlegenden Begriffe und Methoden zur Analyse und Linearisierung
von nichtlinearen Systemen sowie den Entwurf von unterschiedlichen Verfahren
der nichtlinearen Regelung.
Modulinhalte • Prozessidentifikation
- Modellstrukturen
- Identifikationsprozedur
- Schätzverfahren
• Modellbasierte prädiktive Regelung
- Lineare modellprädiktive Regelung
- Effiziente numerische Berechnung
- Reglerentwurf mit Beschränkungen
- Robuste prädiktive Regelung
• Analyse nichtlinearer Systeme
- Nichtlinearitäten
- Stabilitätsuntersuchungen
- Harmonische Balance
- Linearisierungsstrategien
• Entwurf nichtlinearer Regelsysteme
- Statische Kompensation
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- Exakte Linearisierung
- Flachheitsbasierter Regler
- Modellprädiktive Regelung
- Intelligente Regelung (Fuzzy, Neuro)
Lehrmethoden/-formen Seminar, Praktikum
Leistungsnachweis Klausur
Voraussetzungen Keine
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Seminar 45 Std.
Praktikum 15 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • Dittmar R., Pfeiffer B.-M. (2004): Modellbasierte prädiktive Regelung.
Oldenbourg Wissenschaftsverlag.
• Isermann R. (1992): Identifikation dynamischer Systeme 1 und 2. Springer-
Verlag.
• Camacho E.F., Bordons C. (2004): Model Predictive Control. Springer-Verlag.
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Modulnummer
9M131
Modulbezeichnung
Ausgewählte Anwendungen der Automatisierungstechnik
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Jelali
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Jelali
Modulziele Die Studierenden erarbeiten unter Anleitung Lösungen für aktuelle
automatisierungstechnische Probleme in bestimmten Anwendungsgebieten.
Dabei soll im Wesentlichen der gesamte Weg von der Modellbildung über den
Reglerentwurf bis zur Überprüfung der Funktionalität durch Simulation
durchschritten werden. Je nach Anwendung und Aufgabenstellung kommen
verschiedene Methoden zur Regelung und/oder Fehlerdiagnose zum Einsatz.
Dozenten aus der Industrie demonstrieren den Studierenden vorhandene
industrielle Lösungen der Aufgabenstellungen.
Modulinhalte • Regelung elektrohydraulischer Antriebe
- Systembeschreibung
- Modellbildung
- Reglerentwurf (linear, nichtlinear)
- Fehlerdiagnose
- Simulation
• Banddickenregelung in einer Walzstraße
- Prozessbeschreibung
- Modellbildung
- Reglerentwurf
- Simulation
• Fehlerdiagnose und Regelung einer Windanlage
- Anlagenbeschreibung
- Modellbildung
- Fehleranalyse
- Reglerauslegung
- Simulation
• Temperaturregelung in einer Bandglühlinie
- Prozessbeschreibung
- Modellbildung
- Reglerentwurf
- Simulation
Lehrmethoden/-formen Seminar, Praktikum
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Leistungsnachweis Mündliche Prüfung
Voraussetzungen Keine
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Seminar 45 Std.
Laborpraktikum 15 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur Je nach Aufgabenstellung, auch von Studenten zu recherchieren
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Modulnummer
9M132
Modulbezeichnung
Fertigungsautomatisierung
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Müller
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Müller
Modulziele Die Studierenden nennen und erklären die verschieden Begriffe der
Fertigungsautomatisierung und erstellen und entwerfen einfache
mechanische, elektrische Steuerungen.
Sie kennen die wesentlichen Komponenten von NC-Steuerungen und deren
Einfluss auf die Bearbeitung und die Maschine.
Die Studierenden beurteilen die verschiedenen CNC-Steuerungen und wählen
diese für die jeweilige Anwendung aus.
Sie können die Steuerung mit den wesentlichen Antriebskomponenten,
Messsystemen, Sensoren und Aktoren verknüpfen und inbetriebnehmen. Sie
nennen die Sicherheitsrichtlinien und die zur Einhaltung dieser notwendigen
Maßnahmen und Komponenten.
Die Studierenden wählen aus und bedienen verschiedene Softwaresysteme
zur CAD-/CAP-/CAM-Kopplung. Sie können CNC-Maschinen programmieren,
bedienen und inbetriebnehmen.
Modulinhalte • Automatisierbare Funktionen
• Mechanische Steuerungen
• Grundlagen der Informationsverarbeitung
• Elektrische Steuerungen
• Numerische Steuerungen
• NC-Programmierverfahren
• CAD-/CAP-/CAM-Kopplung
• STEP-NC
• Digitalisierung von Werkstücken
• Überblick über die aktuellen CNC-Steuerungen Siemens, Fanuc, Bosch,
Heidenhain, FIDA u.a.
• Führungsgrößenerzeugung und Interpolation
• Robotersteuerungen
• Fertigungsleittechnik
• Simulations- und Planungstools für Fertigungssysteme
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Lehrmethoden/-formen Vorlesung
Seminar
Leistungsnachweis Präsentation, Portfolio und/oder mündliche Prüfung
Voraussetzungen Keine
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Vorlesung 12 Std.
Seminar 48 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 STd.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • M. Weck, C. Brecher „Werkzeugmaschinen 4: Automatisierung von
Maschinen und Anlagen“. 6., neu bearbeitete Auflage. Springer 2006.
Berlin Heidelberg
• Hoffmann, J. (Hrsg.): "Taschenbuch der Messtechnik". ISBN 3-446-22860-8,
678 Seiten Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München, Wien
2004 (4. Aufl.)
• Gevatter, H.-J., Grühaupt, U.: „Handbuch der Mess- und
Automatisierungstechnik in der Produktion. Springer 2006
• H. Groß, J. Hamann, G. Wiegärtner: „Elektrische Vorschubantriebe in der
Automatisierungstechnik: Grundlagen, Berechnung, Bemessung.“ 2.
Vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage. Publics Publishing 2006
• H. B. Kief „NC/CNC Handbuch 2011/2012“. Hanser Verlag.
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Modulnummer
9M133
Modulbezeichnung
Produktionsmesstechnik
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Müller
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Müller
Modulziele Die Studierenden nennen und erklären die verschieden Begriffe
Qualitätsregelkreis, Messfehler, Kalibrierung, Messunsicherheit, Statistische
Fehler, Prüfen, Toleranzen. Die Studierenden erstellen einen Prüfplan
entsprechend der VDI/VDE/DGQ 2619.
Die Studierenden kennen und erklären die unterschiedlichen Geräte zum
Messen von Winkeln, Wegen, Beschleunigungen, Kräften, Verformungen und
Verhalten von Maschinen. Sie wählen die Messmittel geeignet aus, erstellen
den Prüfplan, werten die Messungen aus, dokumentieren die Ergebnisse und
analysieren anhand der Messungen die Ursachen. Die Studierenden können
komplexe Anlagen messtechnisch beurteilen.
Modulinhalte • Fertigungsmesstechnik
• Prüfplanung, Prüfmittelüberwachung, Prüfdatenerfassung
• VDI/VDE/DGQ 2619
• Messgeräte zur Erfassung von Maschineneigenschaften
• Geräte zur Messung von Wegen, Winkeln, Geschwindigkeiten,
Beschleunigungen, Kräften, Verformungsanalysen
• Geometrisches und kinematisches Verhalten von Maschinen
• Statisches Verhalten von Maschinen
• Thermisches Verhalten von Maschinen
• Dynamisches Verhalten von Maschinen
• Messtechnische Erfassung des dynamischen Verhaltens von
Vorschubantrieben
• Messung und Beurteilung der Werkstücke, Geometrie, Oberfläche und
Form
Lehrmethoden/-formen Vorlesung
Seminar
Coaching und Beratung
Leistungsnachweis Präsentation, Portfolio und/oder mündliche Prüfung
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Voraussetzungen Keine
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Vorlesung 12 Std.
Seminar 48 Sdt.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • Hoffmann, J. (Hrsg.): "Taschenbuch der Messtechnik". ISBN 3-446-22860-8,
678 Seiten Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München, Wien
2004 (4. Aufl.)
• Gevatter, H.-J., Grühaupt, U.: „Handbuch der Mess- und
Automatisierungstechnik in der Produktion. Springer 2006
• M. Weck, C. Brecher: „Werkzeugmaschinen 5: Messtechnische
Untersuchung und Beurteilung, dynamische Stabilität“. 7., neu
bearbeitete Auflage. Springer 2006. Berlin Heidelberg
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Modulnummer
9M134
Modulbezeichnung
Mikrocontroller, Embedded System
Credits
Verantwortliche Prof. Dr.-Ing. Dorner, Prof. Dr.-Ing. Müller
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Dorner, Prof. Dr.-Ing. Müller
Modulziele Die Studenten kennen die Vorgänge in einer CPU und einer damit gesteuerten
µC-Peripherie. Sie wenden Befehle auf Assemblerebene an, übersetzen
einfache Aufgabenstellungen in Ablaufpläne und schreiben lauffähige
Programme.
Modulinhalte • Prinzipieller Aufbau einer CPU aus ALU und PSU
• Unterschiede zwischen µP und µC
• Gruppen von Befehlen (Datenbewegungen, Rechenoperationen,
Programmverzweigungen)
• Peripherie (Speicher, I/O, Capture-Logik zur Zeitmessung, Compare-Logik
zur Ausgabe von PWM, A/D-Wandler, Cache-Speicher, MMU, DMA-
Controller)
• D/A und A/D-Wandlerprinzipien
• Controller-spezifische Schnittstellen (CAN, I²C)
• Erprobung des gelernten Stoffs in einem Praktikum
Lehrmethoden/-formen Vorlesung
Seminar
Leistungsnachweis Portfolio,
Praktische Demonstration,
Mündliche Prüfung
Voraussetzungen Keine
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Vorlesung 12 Std.
Seminar 48 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
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Empfohlene Literatur • Wiegelmann, I.: Softwareentwicklung in C für Mikroprozessoren und
Microcontroller: C-Programmierung für Embedded Systeme, VDE Verlag,
2011
• Brinkschulte/Ungerer: Mikrocontroller und Mikroprozessoren, Springer
Verlag 2002
30
Modulnummer
9M135
Modulbezeichnung
Mobile Maschinensysteme - für Land- und Forstwirtschaft sowie für
Kommunal- und Bauwesen
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Wesche
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Wesche, Prof. Dr.-Ing. Ulrich
Modulziele Die Studierenden besitzen fundierte Kenntnisse über die technischen,
physikalischen und konstruktiven Grundlagen der Teilsysteme mobiler
Arbeitsmaschinen für den Einsatz in Land- und Forstwirtschaft sowie im
Bereich Kommunal- und Bauwesen. Sie können das notwendige und sinnvolle
Zusammenspiel von Teilfunktionen definieren und geeignete, praxisgerechte
Maschinensysteme unter Berücksichtigung der Fahrwerksgrenzen
konzipieren, konstruktiv ausdetaillieren, erproben und zur Marktreife führen.
Die Studierenden können die Arbeitsfunktionen in ihrem besonderen
Zusammenwirken mit Fahrwerk und Fahrbahn hinsichtlich der Nutz- und
Schadwirkung beurteilen und optimieren. Sie beherrschen die Steuerungs-
und Automatisierungstechniken und können diese auf sämtliche Arbeits- und
Fahrfunktionen der mobilen Maschinen bedarfsgerecht anwenden. Dies gilt
auch für die dazu notwendigen Arbeitsmethoden. Die Studierenden kennen
Systeme der Gerätekommunikation in mobilen Arbeitsmaschinensystemen
zum Zwecke von Fahrerinformation, Dokumentation, Optimierung der
Arbeitsprozesse, Service/Teleservice, Ferndiagnose, Einsatzmanagement. Sie
kennen die Kommunikationsebenen auf der Basis des ISOBUS. Sie können die
Bodenbelastung, verursacht durch den Einsatz schwerer mobiler
Arbeitsmaschinen, messen und beurteilen.
Modulinhalte • Prozessanalyse, Prozessdatenerfassung und Dokumentation von Fahr-
und Arbeitsfunktionen, Systemkopplung von Fahrzeug und Gerät
• Fahrwerks- und Fahrantriebsberechnung mit Unterstützung von
Simulationswerkzeugen
• Methoden, Verfahren, Einrichtungen und Geräte der Auto-
matisierungstechnik für Fahr- und Arbeitsfunktionen wie Mess-, Steuer-
und Regelungseinrichtungen, Sensor- und Aktortechnik , BUS-Systeme,
Netzwerkaufbau Kommunikationssysteme zur Gerätebedienung und -
überwachung; Virtuelles Terminal, Jobrechner, Geräteangebot
31
Lehrmethoden/-formen Vorlesung
Praktikum
Leistungsnachweis Klausur, mündliche Prüfung, Bericht und/oder Präsentation
Voraussetzungen Keine
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Vorlesung 30 Std.
Praktikum 30 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • Henker, E.: Fahrwerktechnik. Vieweg Braunschweig / Wiesbaden 1993
• Mitschke, M.: Dynamik der Kraftfahrzeuge. Springer Verlag Berlin 1998
• Renius, K.T.: Traktoren: Technik und ihre Anwendung. München 1998
• Beitzel, H.: Konstruktion und wirtschaftlicher Einsatz von
Erdbaumaschinen. Expert Verlag
• Kunze, G.; Göhring H. u. K. Klaus: Baumaschinen. Vieweg Verlag,
Braunschweig / Wiesbaden 2002
32
Modulnummer
9M136
Modulbezeichnung
Prozessautomatisierung
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Jelali
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Jelali
Modulziele Die Studierenden besitzen grundlegende Kenntnisse über die wichtigsten
Strukturen und Komponenten von Automatisierungssystemen. Sie kennen die
Kommunikationsnetzwerke, insbesondere Bussysteme, und können ihre
Eigenschaften und Einsatzgebiete nennen. Sie planen die Tasks in
Echtzeitsystemen mit unterschiedlichen Schedulingverfahren. Die
Studierenden lernen, wie menschliche Wahrnehmungs-, Denk- und
Entscheidungsprozesse in der Automation abgebildet werden können und
analysieren die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Automatisierungssystemen
anhand von Kenngrößen und Modellen sowie kennen die
Zuverlässigkeitsstrategien und Sicherheitsmaßnahmen.
Modulinhalte • Automatisierungsstrukturen
- Zentrale und dezentrale Strukturen
- Automatisierungshierarchien
- Redundanz und Fehlertolerante Strukturen
• Kommunikationsnetzwerke
- Netztopologien
- Übertragungsmedien
- Feldbussysteme
- Buszugriffsverfahren
- Wichtige Feldbussysteme
• Echtzeitsysteme und Echtzeitprogrammierung
- Echtzeitsysteme
- Aufgaben von Echtzeitsystemen
- Echtzeitsysteme – Beispiele
- Anforderungen an Echtzeitsysteme
- Echtzeit-Programmierverfahren
- Synchronisierung von Tasks
- Synchronisierungsverfahren
- Scheduling-Verfahren
• Kognitive Systemarchitekturen
- Kognitive Information
33
- Kognitive Systemarchitekturen und Soft-Computing
- Mustererkennung und Bildverarbeitung
- Dezentrale Künstliche Intelligenz
• Zuverlässigkeit und Sicherheit von Automatisierungssystemen
- Grundlagen
- Zuverlässigkeitstechnik
- Zuverlässigkeitsmaßnahmen
- Sicherheitstechnik
- Sicherheitsmaßnahmen
- Sicherheits-Nachweisverfahren
Lehrmethoden/-formen Seminar, Praktikum
Leistungsnachweis Klausur
Voraussetzungen Keine
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Seminar 45 Std.
Praktikum 15 Std.
Vor- und Nachbereitung. 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • R. Lauber, P. Göhner (1999): Prozessautomatisierung 1 + 2. Springer-
Verlag.
• Favre-Bulle B. (2004): Automatisierung komplexer Industrieprozesse.
Springer-Verlag.
34
Modulnummer
9M137
Modulbezeichnung
Steuergeräteentwicklung und Motormanagement
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Deußen
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Deußen
Modulziele Steuergeräte sind u.a. in der modernen Motorenentwicklung der Schlüssel zu
Spitzenleistung und Umweltverträglichkeit. Das Motormanagement stellt
dabei den Programmcode zur numerische Steuerung von Kraftfahrzeug-
Antrieben und Kraftfahrzeugsystemen. Die Entwicklung des Steuergeräts mit
den motorenspezifischen Anwendungsdaten wird als Motorapplikation
bezeichnet. Es handelt sich hierbei um eine hochgradig interdisziplinäre
Methode, die Inhalte der Thermodynamik, der Motorentechnik, der
Elektronik und der Mechatronik einbezieht.
Die Studierenden erwerben die Fähigkeit zu einer methodenbasierten
Auslegung von Motorsteuergeräten und sind in der Lage die komplexen
Anforderungsstrukturen zielführend zu interpretieren. Im Einzelnen sind sie
in der Lage den Einfluss der Motorsteuerungsstrategie auf
Funktionsparameter des Antriebs zu analysieren. Insbesondere erkennen sie
den Einfluss des Steuergerätecodes auf die Größen Kraftstoffverbrauch,
Schadstoffemission und Antriebskomfort. Sie entwickeln Lösungskonzepte
für praktische Anwendungsaufgaben. Von den Studierenden wird dabei
Selbstständigkeit und Kreativität bei der Abarbeitung ihrer individuellen
Aufgabenstellungen gefordert. Die Studierenden vertiefen ihre Fähigkeit zu
einer interdisziplinären Arbeitsweise. Sie entwickeln die Fähigkeit, in einem
komplexen technologischen Umfeld selbständige kreative Lösungsstrategien
zu entwickeln.
Modulinhalte • Aufgaben der Applikation, Hauptoptimierungsziele, Zielfunktion
• Basis-Zündkennfeld, Klopfproblematik, Leistungsoptimierung,
motorische Einflussparameter
• Echtzeit, Speicherbausteine, Struktur der DME
• Sensorik und Aktorik
• Modellbildung mit der Software Matlab/ Simulink und Excel/ VBA;
Einarbeitung in ein Softwaretool zur numerischen Simulation von
instationären Fahr-und Antriebsparameter (TransEngine), Erarbeitung
von individuellen Auslegungslösungen des Motormanagements/
Motorapplikation
Praktika: Untersuchung von DME-Funktionen an einem Sechszylinder-
35
Ottomotor mit Entwicklungssteuergerät
Lehrmethoden/-formen Vorlesung, Übung, Praktikum
Leistungsnachweis Mündliche Prüfung oder Klausur
Voraussetzungen Keine
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Vorlesung 30 Std.
Übung 15 Std.
Praktikum 15 Std.
Vor- und Nachbereitung. 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • Bosch: Ottomotor-Management Systeme und Komponenten,
(Vieweg+Teubner) ISBN: 3834800376
• Heinrich, A.: Systematische Optimierung instationärer Vorgänge am
Ottomotor mit Hilfe der Echtzeitsimulation, 133 S., Dissertation, GHS
Kassel, 1996
• Müller, N.; Isermann, R.: Zylinderdruck-basiertes Motormanagement beim
Ottomotor (Cylinder Pressure Based Engine Management Systems for
Spark Ignition Engines) (2003) Oldenbourg ISSN: 0178-2312
• ATZ Automobiltechnische Zeitung GWV Fachverlage,ISSN: 0001-2785 10810
• MTZ Motorentechnische Zeitung GWV Fachverlage, ISSN: 0024-8525 10814
36
Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung „Produktentwicklung“
Modulnummer
9M150
Modulbezeichnung
Nichtlineare Finite-Elemente-Anwendungen
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Hallmann
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Hallmann
Modulziele Die Studierenden begreifen die Notwendigkeit nichtlinearer Berechnungen
zur Erkennung von Tragreserven und Verbesserung der Zuverlässigkeit von
Konstruktionen. Sie beschreiben verschiedene Arten nichtlinearer
Problemstellungen.
Darauf aufbauend erkennen die Studierenden nichtlineare Problemstellungen
und können diese einer Kategorie zuordnen.
Die Studierenden können Konzepte nicht-linearer Finite-Elemente-Methoden
beschreiben, speziell in den Bereichen Kontinuumsmechanik (nichtlineares
Materialverhalten, Stabilitätsprobleme, Kontakt und Reibung, etc.).
Für exemplarische Aufgabenstellungen können die Studierenden unter
Nutzung einer kommerziellen FEM-Software eine geeignete Modellbildung
vornehmen, mittels FEM lösen und die Lösung diskutieren.
Dies sind beispielsweise Stabilitäts- und Kontaktprobleme; die Studierenden
klassifizieren und beurteilen diese, sie sind in der Lage Stabilitäts- und
Kontaktmodelle zu erstellen und zu berechnen, sowie Festigkeits- und
Stabilitätsnachweise durchzuführen.
Modulinhalte • Klassifizierung von Nichtlinearitäten, Übersicht über geometrisch und
physikalisch nichtlineare Probleme mit Einführungsbeispiel
• Übersicht über nichtlineare Materialgesetze
• Elastisch-Plastische Effekte
• Übersicht über Lösungsverfahren für statische Probleme (Newton- und
Quasi-Newton-Verfahren, Bogenlängenverfahren),
Lösungsverfahren für nichtlineare Probleme (inkrementelle / iterative
Verfahren, Newton-Raphson Methode),
Transiente Lösungen (explizite und implizite Zeitintegrationsverfahren)
Ausgewählte Anwendungen:
• Eigenwertlösungen für Stab- und Schalenkonstruktionen (Eigenbuckling)
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• Nichtlineare Stabilitätsuntersuchungen (Nichtlineares Beulen), Einfluss
der geometrischen Imperfektionen und lokalen Lasteinleitungen
• Post-buckling Verhalten (Nachbeulverhalten)
• Kontaktarten: Modelle und Realität
• Kontaktprobleme (Methoden/Algorithmen, Reibung, Kontaktkörper /
Kontaktpaare)
Lehrmethoden/-formen Vorlesung, Praktikum
Leistungsnachweis Klausur oder mündliche Prüfung oder Präsentation
Voraussetzungen Module
„Technische Mechanik 1“, Maschinenbau, Semester B1
„Technische Mechanik 2“, Maschinenbau, Semester B2
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Vorlesung 30 Std.
Praktikum 30 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • K.J. Bathe, Finite-Elemente-Methoden, Springer, 2001
• L. Nasdala, FEM-Formelsammlung Statik und Dynamik, Vieweg+Teubner,
2010
• Issler, Ruoß, Häfele. Festigkeitslehre - Grundlagen, Springer, 2. Auflage,
1997.
38
Modulnummer
9M151
Modulbezeichnung
Komplexitätsmanagement
Credits 5
Verantwortliche Prof. Dr.-Ing. Gräßler
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Gräßler
Modulziele Studierende
• Definieren den Begriff „Komplexität“
• Erläutern die Einflussgrößen in der Produktentwicklung auf die
unternehmensexterne und –interne Komplexität
• Begründen die Stellhebel zur Gestaltung von Komplexität
• Planen vorausschauend den angestrebten Grad an
unternehmensexterner Produktvarianz
• Identifizieren und beziffern das Ausmaß an bestehender
unternehmensinterner Komplexität
• Wenden ein systematisches Vorgehen zur Variantenreduzierung und
Komplexitätsbeherrschung an
• Bewerten den erreichten Komplexitätsstatus
• Wenden Maßnahmen zur nachhaltigen Stabilisierung des errungenen
Komplexitätsstatus an, z.B. ein geeignetes Komplexitäts-Controlling
Modulinhalte • Produktprogrammplanung
• Produktarchitekturgestaltung, Baureihen- und Baukastenentwicklung
• Messsystematik für das Komplexitätsmanagement
• Systematische Analyse und Bereinigung des Sortiments
• Wettbewerbsstrategie Mass Customization
Lehrmethoden/-formen Proseminar
Praktikum
Leistungsnachweis Portfolio und/oder mündliche Prüfung
Voraussetzungen Keine
39
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Proseminar 30 Std.
Praktikum 30 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • Gräßler, I.: Kundenindividuelle Massenproduktion, Entwicklung,
Vorbereitung der Herstellung, Veränderungsmanagement, Springer,
Berlin, Heidelberg, New York u.a., 2004
40
Modulnummer
9M152
Modulbezeichnung
Innovationsmanagement
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Meinel
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Meinel
Modulziele Die Studierenden sind in der Lage die Arten von Innovationen zu erläutern. Sie
können organisatorische und technische Voraussetzungen für die Entstehung
von Innovationen in Unternehmen analysieren und bewerten. Die
Studierenden sind in der Lage Organisations- und Managementstrukturen von
Firmen in Hinblick auf ihre Innovationsfähigkeit zu analysieren und kritisch zu
vergleichen. Sie können systematische und intuitive Methoden der gezielten
Ideenfindung gezielt anwenden und geeignete Formen gewerblichen
Schutzrechts für Innovationen auswählen.
Modulinhalte • Arten von Innovationen
• Kreativität – Problemlösungsprozess
• Methoden der gezielten Innovationsfindung
• Innovationsstrategien erfolgreicher Unternehmen
• Innovationen und Unternehmenskultur, harte und weiche Faktoren der
Unternehmensführung
• Schutzrechte
• Management
• Von der Innovation zum Projekt
• Marktabschätzung und –einführung
Lehrmethoden/-formen Vorlesung
Praktikum
Leistungsnachweis • Klausur
• Praktikumsaufgabe mit Präsentation
Voraussetzungen Praxissemester und/oder Bachelorarbeit in einem Industriebetrieb
41
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Vorlesung 30 Std.
Praktikum 30 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • James M. Higgins / Gerold G. Wiese: Innovationsmanagement, Springer
Verlag
• Wendelin Wedeking: Das Davidprinzip, Eichborn 2002
42
Modulnummer
9M153
Modulbezeichnung
Kunststoffe und Verbundwerkstoffe
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Bonnet
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Bonnet
Modulziele Die Studierenden können die Zusammenhänge von strukturellem Aufbau,
Additiveren und Verarbeitung von Kunststoffen und polymeren
Verbundwerkstoffen mit dem daraus resultierenden Eigenschaftsprofil
formulieren.
Sie können, ausgehend von einem konkreten Anwendungsfall, die richtige
Auswahl bzgl. Kunststoff und Additivierung treffen und den Anwendungen
der verschiedenen Kunststoffe die entsprechenden Verarbeitungsmethoden
zuordnen sowie die sich aus dem gewählten Verarbeitungsverfahren
ergebenden Bauteileigenschaften beurteilen.
Die Studierenden sind in der Lage wichtige Prinzipien für die konstruktive
Auslegung mit polymeren Werkstoffen abzuleiten.
Modulinhalte • Einführung in den Aufbau und die Eigenschaften von Kunststoffen und
polymeren Verbundwerkstoffen
• Funktionsweise und Anwendungsbereiche der Kunststoffadditive
• Verarbeitungsmethoden für Kunststoffe und faserverstärkte
Verbundwerkstoffe
• Weiterverarbeitung von Kunststoffen (Kunststoffschweißen und Kleben)
• Konstruktive Auslegung von Spritzgussbauteilen
Lehrmethoden/-formen Vorlesung, Praktikum und Kurzvortrag
Leistungsnachweis Praktikum (aktive Teilnahme)
Erfolgreicher Kurzvortrag
Klausur, 90 Min.
Voraussetzungen Modul „Werkstofftechnik“, Maschinenbau, Semester B1
43
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Proseminar 24 Std.
Praktikum 24 Std.
Vor- und Nachbereitung 102 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • M. Bonnet, Kunststoffe in der Ingenieuranwendung, Vieweg+Teubner
2009
• G. Menges / E. Haberstroh / W. Michaeli / E. Schmachtenberg,
Werkstoffkunde Kunststoffe, Hanser 2002
• H.-G. Elias, Makrolmoleküle, Wiley-VCH 2003
• W. Knappe / A. Lampl / O. Heuel, Kunststoff-Verarbeitung und
Werkzeugbau, Hanser 1992
• Michaeli / Wagner, Einführung in die Technologie der
Faserverbundwerkstoffe, Hanser 1989
• G. W. Ehrenstein, Mit Kunststoffen konstruieren, Hanser 2007
44
Modulnummer
9M154
Modulbezeichnung
Vertiefende Themen des Produktionsmanagement
Credits 5
Verantwortliche Prof. Dr.-Ing. Gräßler
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Gräßler
Modulziele Studierende
• Verstehen die Einflussfaktoren und Gestaltungskriterien für weltweite
Produktions- und Logistiknetzwerke
• Wenden die Wertstrommethode auf Produktions- und Logistikprozesse
an
• Wenden die Prinzipien des Lean Production und Six Sigma auf Fallstudien
an
• Erläutern die Practices von Lean Production und Six Sigma und planen
deren Einführung in einem Industriebetrieb, abhängig von den
bestehenden Randbedingungen, in der richtigen Reihenfolge ein
• Analysieren und bewerten Frühwarnindikatoren über den Erfolg der
Einführung
• Treffen auf dieser Basis eine Entscheidung über notwendige
Anpassungsmaßnahmen
Modulinhalte • Lean Management
• Lean Production
• Six Sigma
• Weltweite Logistik- und Produktionsnetzwerke
Lehrmethoden/-formen Proseminar,
Praktikum
Leistungsnachweis Portfolio und/oder mündliche Prüfung
Voraussetzungen Keine
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Proseminar 30 Std.
Praktikum 30 Std.
45
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • Engelbert Westkämper , Erich Zahn (Hrsg.): Wandlungsfähige
Produktionsunternehmen, Springer, Berlin (2009)
• Walter Eversheim (Autor), Günther Schuh: Produktion und Management.
Betriebshütte: 2 Bände, Springer, Berlin; Auflage: 7., völlig neubearb. A.
(2000)
• Jeffrey Liker: The Toyota Way: 14 Management Principles from the World's
Greatest Manufacturer; McGraw-Hill (2003)
• Klaus Erlach: Wertstromdesign, Der Weg zur schlanken Fabrik, VDI
Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 2007
• Thomas Pyzdek, Paul Keller: The Six Sigma Handbook, Third Edition,
McGraw-Hill Professional (2009)
46
Modulnummer
9M155
Modulbezeichnung
Virtuelle Produktentwicklung – Produkt Engineering und Lifecycle
Management
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Boryczko
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Boryczko, Prof. Dr.-Ing. Hallmann
Modulziele Produkt Engineering / Strukturoptimierung
Die Studierenden können:
• Grundlegende Konzepte, Verfahren und Anwendungen der analytischen
und numerischen Strukturoptimierung in der Virtuellen
Produktentwicklung benennen und beschreiben sowie Arbeitstechniken
und Funktionen ausgewählter Anwendungs-systeme für Topologie-,
Form- und Parameteroptimierung nennen, erläutern und in
interdisziplinären Aufgaben des Fachgebietes zielorientiert anwenden
• Geeignete Optimierungsverfahren für ausgewählte
Maschinenkomponenten (ET/BG) mittlerer und hoher Komplexität und
diverse Problemstellungen (Kombinationen von Optimierungszielen und
Restriktionen) identifizieren sowie Anwendungssysteme für die
Umsetzung digitaler Bauteilmodelle und der Optimierungsstudien
auswählen
• Digitale Bauteilmodelle, Analyse- und Optimierungsstudien für
Maschinenkomponenten in Anwendungssystemen aufbauen, Studien
ausführen, Analyse- und Optimierungsergebnisse (Design-Vorschläge)
visualisieren, interpretieren und bewerten, Design-Vorschläge in CAD-
Anwendungen umsetzen, Kontrollrechnungen durchführen und
Festigkeitsnachweise erbringen.
Produkt Lifecycle / Datenmanagement (PLM/PDM)
Die Studierenden können:
• Im Produktdatenmanagement (PDM) Ziele, Aufgaben, Konzepte und
Methoden benennen und beschreiben sowie Arbeits-techniken,
grundlegende Module und Funktionen kommerzieller PDM-Systeme
nennen, erläutern und in interdisziplinären Aufgaben der Virtuellen
Produktentwicklung und Konstruktion zielorientiert anwenden
• Vorgehensweisen beim Anlegen und Speichern von Artikeln und
47
Dokumenten beschreiben, Artikel und Dokumente im PDM-System
speichern, Produktstrukturen und -konfigurationen sowie Beziehungen
zwischen Artikeln und Dokumenten im PDM abbilden, visualisieren und
verwalten
• Strategien zum Suchen, Finden und Wiederverwenden von Artikeln und
Dokumenten (Bestandsdaten) und ihrer Strukturen benennen und
erläutern und im Kontext industrienahen Szenarien der
Auftragskonstruktion (Neu-, Anpassungs- und Variantenkonstruktion)
zweckorientiert auswählen und anwenden
• Verfahren und den Ablauf workflowbasierter Produktentwicklung und
Konstruktion mit Freigabe- und Änderungsprozessen für Artikel und
Dokumente im PDM erklären und an ausgewählten Beispielen
demonstrieren.
• Ansätze methodischer, rechnerintegrierter Produktentwicklung und
Konstruktion im Kontext der PDM/PLM-Technologie erläutern und in
Gruppenarbeit zur Lösung komplexer praxisnaher Aufgabenstellungen
anwenden
Modulinhalte Produkt Engineering / Strukturoptimierung:
• Einführung in Verfahren analytischer und numerischer
Strukturoptimierung mechanischer Strukturen
• Mathematische und empirische Topologieoptimierung
• CAD- und netzgestützte Formoptimierung
• Vergleichs-, Sensitivitäts- und Optimierungsstudien in der
Parameteroptimierung
• Parameteroptimierung (Sizing) mit General Purpose –und
Spezialanwendungen (FEA-gesteuerte Parameteroptimierung)
• Integrierte Anwendungen analytischer und numerischer
Strukturoptimierung in der Praxis
Produkt Lifecycle /Datenmanagement (PLM/PDM):
• PDM/PLM – Begriffe, Ziele, Aufgaben, Methoden, Funktionen
• PDM- Artikel- & Dokumentenmanagement
• PDM- Produktstruktur- & Konfigurationsmanagement
• PDM- Gruppentechnik / Klassifizierung & SML
• PDM- Prozess- & Workflowmanagement I+II (Freigabe- &
Änderungsmanagement)
• PDM gestütztes Product Development Design & Engineering - Ansätze
methodischer, rechnerintegrierter Produkt-entwicklung und Konstruktion
48
im Kontext der PDM/PLM-Technologie (Projekt- Ingenieurbüro 21)
Lehrmethoden/-formen Vorlesung
Proseminar
Praktikum
Leistungsnachweis Mündliche Prüfung oder Klausur
Präsentation, Bericht
Voraussetzungen Modul „CAD und Technisches Zeichnen”, Maschinenbau, Semester B1
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Vorlesung 15 Std.
Proseminar: 15 Std.
Praktikum 30 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • Lothar Harzheim: Strukturoptimierung – Grundlagen und Anwendungen,
Harri Deutsch
• Axel Schumacher: Optimierung mechanischer Strukturen – Grundlagen
und industrielle Anwendungen, Springer Verlag
• Martin Eigner: Product Lifecycle Management – Ein Leitfaden für Product
Development und Life Cycle Management, Springer Verlag
• Josef Schöttner: Produktdatenmanagement in der Fertigungsindustrie –
Prinzip, Konzepte, Strategien, Carl Hanser Verlag, München, Wien
49
Modulnummer
9M156
Modulbezeichnung
Wärmemanagement (Automotive)
Credit 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Deußen
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Deußen
Modulziele Ziel des Wärmemanagements (Automotive) ist die energetische
Prozesssteuerung zur Optimierung von Behaglichkeit, Kraftstoffverbrauch und
Schadstoffemission des Kraftfahrzeugs. Als Grundlage für diese
Aufgabenstellung ist ein vertieftes Verständnis der Speicherung von Wärme,
der Wärmeleitung, der Wärmeübertragung zwischen verschiedenen Medien
sowie der Wärmestrahlung zu entwickeln.
Die Studierenden erwerben sich Problemlösungskompetenz zur Interpretation
der energetischen Optimierung von Kraftfahrzeugantrieben. Die Studierenden
sind in der Lage komplexe Wärmeübertragungsprozesse auszulegen und die
Wirkung der Prozesse auf nachrangige Parameter wie Kraftstoffverbrauch und
Schadstoffemission zu bewerten. Sie erlernen, aufbauend auf dem Fahrzeug-
und Antriebskonzept neue Prozessstrukturen zu entwickeln, die einem
vorliegenden Anforderungsprofil entsprechen.
Modulinhalte • Wärmespeicherung, Wärmeleitung (3D), Konvektion und vaporative
Prozesse, Wärmedurchgang, raditive Wärmeübertragung
• Auslegung von Wärmespeichern und –übertragern
• Motorkühlung, Kühlungsbauteile, Strömungsprozesse
• Numerische Warmlauf- und Verbrauchssimulation des Kraftfahrzeugs
• Optimierungsschritte im Kfz-Wärmemanagement
Lehrmethoden/-formen Vorlesung, Übung
Leistungsnachweis Klausur oder mündliche Prüfung
Voraussetzungen Module:
„Technische Strömungslehre“, Maschinenbau, Semester B3
„Technische Thermodynamik“, Maschinenbau, Semester B3
50
„Kraft- und Arbeitsmaschinen“, Allgemeiner Maschinenbau, Semester B5
Workload
(30 Std./Credits)
150 Std./5 Credits
Vorlesung 30 Std.
Übung 30 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • Deußen, N. (Hrgs.): Wärmemanagement des Kraftfahrzeugs.
Entwicklungsmethoden und Bauteile der Kfz- und Nfz-Wärmetechnik.
(1998) Renningen: Expert
• Sebbeße, W.; Steinberg, P.; Deußen, N.; Schlenz, D.: Engine Cooling. In:
Hucho, W.-H.(Hrsg): Aerodynamics of Road Vehicles. (1998) Detroit:
Society of Automotive Engineers SAE
• Deußen, N. (Hrsg.): Wärmemanagement des Kraftfahrzeugs III.
Entwicklungsmethoden und Innovationen der Kfz- und Nfz-
Wärmetechnik. (2002) Renningen: Expert
51
Modulnummer
9M157
Modulbezeichnung
Ermüdungsfestigkeit und Bauteilzuverlässigkeit
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Klöcker
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Klöcker
Modulziele Die Studierenden wenden die Aspekte der Materialermüdung und
Ermüdungsfestigkeit bei der Bemessung zuverlässiger Bauteile an, wobei sie
die Komplexität der Einflussgrößen sowohl hinsichtlich der Schwingfestigkeit
als auch insbesondere der Kerbwirkung berücksichtigen. Hierzu identifizieren
sie die durch Kerbwirkung gefährdeten Zonen eines Bauteils und beurteilen
den Kerbeinfluss.
Die Lebensdauerberechnung bzw. die Ermittlung der Betriebsfestigkeit wird
mit der Methode der Schadensakkumulationshypothese methodisch
durchgeführt. Lebensdauerversuche (Weibullverteilungen) und ermittelte
Lastkollektive (Normalverteilungen) werden statistisch ausgewertet und
Überlebenswahrscheinlichkeiten ermittelt.
Die Studierenden charakterisieren die Gesichtspunkte für zuverlässige
Konstruktionen und legen die Kriterien für Sicherheitszahlen fest. Sie erfassen
die verschiedenen Gesichtspunkte für die Bemessung eines zuverlässigen
Bauteils, führen die erforderlichen Festigkeitsberechnungen zur Ermittlung
der vorhandenen Spannungen durch und bewerten die Bauteilsicherheit.
Die in einschlägigen Regelwerken Eurocode 3 (DIN 1993) und FKM-Richtlinie
verankerten Nachweisformen werden an Beispielen angewendet, sodass die
Studierenden sie in ihrer Anwendbarkeit und Aussagefähigkeit unterscheiden
können.
52
Modulinhalte • Phänomenologie der Materialermüdung und Ermüdungsfestigkeit
• Schwingfestigkeit und Einflussgrößen
• Kerbwirkung und Einflussgrößen
• Zeitfestigkeit und Betriebsfestigkeit (statistische
Werkstoffdaten/Wöhlerlinien, Kerbgruppen und FAT-Klassen,
Lastkollektiven, Miner-Regel)
• Statistische Verteilungen von Beanspruchung und Beanspruchbarkeit
• Lebensdauer und Überlebenswahrscheinlichkeit auf der Basis der
statistischen Verteilungen der Kennwerte
• Gesichtspunkte zur Bemessung zuverlässiger Konstruktionen, Fail-Safe-
Prinzip
• Festigkeitsnachweise mit analytischen und numerischen (FEM) Verfahren
• Rechnerischer Nachweis der Ermüdungsfestigkeit nach einschlägigen
Regelwerken: Eurocode 3, FKM-Richtlinieformen einschlägiger
Regelwerke (Nennspannungsnachweis, Strukturspannungsnachweis,
Kerbspannungsnachweis)
Lehrmethoden/-formen Vorlesung, Übung
Leistungsnachweis Klausur oder mündliche Prüfung oder Präsentation
Voraussetzungen Keine
Workload
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Vorlesung 30 Std.
Übung 30 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
Empfohlene Literatur • Radaj, D., Vormwald, M.: Ermüdungsfestigkeit: Grundlagen für Ingenieure.
3., neu bearbeitete und erweiterte Auflage. Springer-Verlag 2007.
• FKM-Richtlinie: Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile
53