2018 NTB - OST - Ostschweizer Fachhochschule
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NTB
Interstaatliche Hochschule
für Technik Buchs
FHO Fachhochschule Ostschweiz
49. JAHRESBERICHT
2018
INHALTSVERZEICHNIS
Bericht des Rektors 05
Bericht des Hochschulrates 07
Bericht aus dem Leistungsbereich Lehre 09
Bericht aus dem Leistungsbereich Lehre 10
Das Studienangebot – Bachelor 12
Das Studienangebot – Master 13
Diplompreise 2018 15
Bericht aus dem Leistungsbereich angewandte
Forschung und Entwicklung 18
Bericht aus dem Leistungsbereich angewandte Forschung und Entwicklung 20
Institut für Elektronik, Sensorik und Aktorik ESA 22
Institut für Produktionsmesstechnik, Werkstoffe und Optik PWO 24
Institut für Ingenieurinformatik INF 26
Institut für Computational Engineering ICE 28
Institut für Mikro- und Nanotechnologie MNT 30
Institut für Energiesysteme IES 32
Institut für Entwicklung Mechatronischer Systeme EMS 34
Veröffentlichungen / Vorträge 36
Veröffentlichungen 38
Vorträge, Poster 39
Externe Vorlesungen, Kurse 41
Öffentlichkeitsarbeit / Events 42
FHO Eckdaten zur Fachhochschule Ostschweiz 43
Betriebsrechnung und Grafiken 2018 45
Studierende an der NTB / Vergleich 2008 – 2018 48
Hochschulrat Berichtsjahr 2018 49
Organigramm NTB 50
03
04
BERICHT DES REKTORS
Das Jahr 2018 war geprägt durch erste wichtige Entscheide im Prozess der Zusam
menführung der drei St. Galler Fachhochschulen zur neuen Fachhochschule
Ostschweiz (nFHO), durch die Inbetriebnahme der «Hybriden Lernfabrik» und durch
die Diplomierung der schweizweit ersten Absolventen der Studienrichtung Photonik.
2018 konnten an der NTB 82 Diplomanden Systeme, in dem sowohl am realen Objekt, als
und 7 Diplomandinnen ihre Bachelor-Diplome auch am virtuellen Modell theoretische Inhalte
in Empfang nehmen. Als Highlight konnte die praktisch erprobt werden können. Sie zeigt
NTB dabei den schweizweit ersten Absolven- das Zusammenspiel von Mechanik, Elektro-
ten der Studienrichtung Photonik im Beisein technik und Software mit realen Komponen-
von Vertretern der Swissmem-Fachgruppe ten. Mit dieser Anlage können die Methoden
Rektor Photonics das Bachelordiplom der FHO der Systementwicklung an wechselnden
Prof. Lothar Ritter überreichen. Der Lehrplan dieser Vertiefung Beispielen und in überschaubaren Projekten
Dipl.-Math. ETH wurde von der NTB in enger Zusammenarbeit geübt werden. Gleichzeitig lernen die Studie-
+41 81 755 33 10 mit den Mitglieds-Unternehmungen dieser renden, wie der Mensch auf die Technik und
Fachgruppe entwickelt. Im Herbst 2018 haben die Technik auf den Menschen wirkt. Dies ist
Rektorat 107 neue Bachelorstudierende und 16 neue auch gleich der Start des mehrjährigen Projek-
Beate Jungbauer MSE-Masterstudierende ihr Studium an der tes zur Entwicklung neuer Lern- und Lehrfor-
+41 81 755 33 12 NTB gestartet. Die schon in den letzten Jahren men im Bereich komplexer Systeme und zur
rektorat@ntb.ch erfreulich gewachsene Zahl an Studieninteres- didaktischen Unterstützung der Förderung
sierten an Infotagen, an externen und inter- von «future skills» für die digitalisierte Welt
www.ntb.ch nen Orientierungsveranstaltungen sowie an von morgen.
Schnupper-Events konnte auch 2018 wieder
erreicht werden. Im Bereich der konsekutiven Masterausbil-
dung MSE wurde 2018 neben dem Redesign-
Mit dem Projekt «Neugestaltung der Bachelor- Konzept 2020 das neue Profil «Photonics»
Module Systemtechnik A/B» wurde bereits genehmigt, welches unter Federführung der
2017 eines der umfangreichsten und heraus- NTB und der Berner Fachhochschule BFH in
forderndsten Projekte in der Hochschullehre enger Zusammenarbeit mit der Swissmem-
der letzten Jahre in Angriff genommen. Als Fachgruppe Photonics entwickelt wurde.
zusätzliche Unterstützung der dazu notwen-
digen personellen Ressourcen wurde 2018 Im Bereich der Weiterbildung konnte eine
der Beitrag der NTB zur FHO-Eingabe für die positive Entwicklung der Teilnehmerzahlen
«IT-Bildungsoffensive des Kantons St. Gallen» erreicht werden. Das MAS-Masterstudienan-
entsprechend ausgestaltet. Die «Hybride Lern- gebot Energiesysteme wurde grundlegend
fabrik» als neue «Hands-on»-Lernumgebung überarbeitet. Dabei gibt es durch die neue
für diese Module und als wichtiger Baustein in Kooperation der NTB mit der Hochschule
der Digitalisierungsstrategie der NTB konn- Kempten eine optionale Ergänzung des NTB-
te im Berichtsjahr aufgebaut und in Betrieb Angebots mit einer Ausbildung zum M. Eng.
genommen werden. Die Einführungs- und nach deutschem Recht. Diese Kooperation
Trainingskurse für Hochschulangehörige der bietet den Absolventinnen und Absolventen
NTB konnten in enger Kooperation mit dem die Möglichkeit, durch zusätzliche Studien
Entwicklungspartner erfolgreich durchgeführt leistungen aufbauend auf der MAS-Ausbildung
werden. Damit werden die Studieninhalte der der NTB, den Abschluss «M. Eng. Energie
Systemtechnik um spannende «Hands-on»- systeme und Energiewirtschaft» der Hoch-
Erfahrungen ergänzt. Die «Hybride Lernfabrik» schule Kempten zu erlangen.
ist ein Simulator für komplexe technische
05
Weiter konnte im Bereich Weiterbildung am len zur neuen Fachhochschule Ostschweiz
Beispiel ausgesuchter Themen zur Digitalisie (nFHO) wurden im Sommer 2018 in einer
rung ein neues, sehr kundennahes Aus neue Projektstruktur mit mehreren Teilpro-
bildungsformat am Markt erfolgreich getestet jekten zusammengeführt. In den verschiede-
werden. nen Projektgruppen wurde intensiv an den
Umsetzungsplänen für die neue Organisation
Im Rahmen der NTB-Initiative «Digitalisierung/ gearbeitet. Erste politische Entscheide wurden
Industrie 4.0» konnten neben der «Hybriden gefällt. So wird die neue Fachhochschule Ost-
Lernfabrik» auch im Bereich Technologie- schweiz eine departementale Organisations-
transfer sichtbare Beiträge realisiert werden. struktur mit sechs Departementen erhalten.
So wurde 2018 beispielsweise an verschie- Diese sind im Grundsatz standortübergreifend
denen hochschulübergreifenden Projekten in angelegt. Im vierten Quartal 2018 wurde an
Zusammenarbeit mit der IBH mitgewirkt und der NTB wie auch an den anderen beiden
so die Sichtbarkeit unserer Experten mit ihren Fachhochschulen FHS und HSR unter Einbe-
Fachkompetenzen in einem grossen Einzugs- zug von Hochschulangehörigen intensiv an
gebiet weit über die Bodenseeregion hinaus verschiedenen Organisationsvarianten gear-
erfreulich gesteigert. beitet. Dazu werden die nächsten Entscheide
der designierten Trägerkonferenz im Januar
Die Aktivitäten rund um das Projekt «Neu 2019 erwartet.
organisation der Fachhochschule Ostschweiz
FHO» haben 2018 an Intensität nochmals Ein Teilprojekt des Beitrags der st. gallischen
deutlich zugenommen. Die designierte Träger Fachhochschulen zur IT-Bildungsoffensive
konferenz als oberstes Entscheidungsorgan wurde im Auftrag des Vorstehers des
in diesem Prozess hat ihre Geschäfte aufge- Bildungsdepartementes St. Gallen als Sonder
nommen, und die Projektarbeiten zur Zusam- projekt «Ausweitung des Marktgebiets der
menführung der drei St. Galler Fachhochschu- Informatikausbildung» 2018 bereits vor
gezogen. Experten der NTB haben im Pro-
jektteam aktiv mitgewirkt und die Informatik-
Kompetenzen der NTB entsprechend
vertreten.
Buchs, im Februar 2019
Interstaatliche Hochschule
für Technik Buchs NTB
Prof. Lothar Ritter
Rektor
06
BERICHT DES HOCHSCHULRATES
Sitzungen Überarbeitung der Institutslandschaft
Der Hochschulrat ist im Berichtsjahr zu drei or- Die heutige Institutslandschaft der NTB wurde
dentlichen Sitzungen und einer ausserordentli- in den wesentlichsten Zügen im Herbst 2008
chen Sitzung zusammengekommen. Einerseits beschlossen und ab 01.01.2009 umgesetzt.
wurden die wiederkehrenden Geschäfte aus Einzig das Institut für Elektronik, Sensorik und
den Bereichen Finanzen und Betrieb sowie Aktorik ESA wurde erst 2012 gegründet. Die
aus den Hauptleistungsbereichen Lehre und Institutslandschaft der NTB feierte im Berichts-
angewandte Forschung und Entwicklung be- jahr somit ihr 10-Jahr-Jubiläum. Auf Antrag
handelt. Andererseits wurden im Hochschulrat der Hochschulleitung hat der Hochschulrat
wichtige Themen im Zusammenhang mit der einzelne Bereinigungen unter den Instituten
Hochschulentwicklung, der Ergänzung der beschlossen sowie weitere Abklärungen
Anstellungsordnung sowie der Zusammenfüh- zur Überarbeitung der Institutslandschaft in
Präsident des rung der drei St. Galler Fachhochschulen zur Auftrag gegeben.
Hochschulrates neuen Fachhochschule Ostschweiz beraten.
Regierungsrat Finanzen
Stefan Kölliker In insgesamt sieben Sitzungen des Präsidial- Der Hochschulrat genehmigte den 48. Jahres-
ausschusses PA und des Ausschusses Lehre, bericht 2017 und die Jahresrechnung 2017.
Forschung und Entwicklung LF&E wurden die Der Ertragsüberschuss von CHF 194 380.97
vom Präsident respektive vom Rektor und der wurde den Rücklagen zugewiesen. Anlässlich
Hochschulleitung vorgebrachten Geschäfte der Sommersitzung wurde der Voranschlag
beraten und zuhanden des Hochschulrates 2019 zuhanden der Träger verabschiedet.
verabschiedet.
Personelles
Aufgrund der Regelungen zur Amtszeitbe-
schränkung im Kanton Graubünden musste
PROJEKTE UND Dr. Reto Loepfe, Vizepräsident des Hoch-
BESONDERE GESCHÄFTE schulrates und Vorsitzender des Ausschusses
LF&E, per 30.06.2018 aus dem Hochschulrat
Neue Anstellungsordnung ausscheiden. Die grossen Verdienste und das
Der Hochschulrat hat in Anlehnung an die langjährige Engagement von Reto Loepfe zum
Anpassung der Regelungen des Lohnstu- Wohle der NTB wurden in der Sommersitzung
fenanstiegs im Personalgesetz des Kantons von Präsident Kölliker speziell gewürdigt und
St.Gallen in der Sitzung vom 14.11.2018 die verdankt. Somit mussten in zwei Funktionen
Anstellungsordnung der NTB derart ange- Nachfolgelösungen gefunden werden.
passt, dass er künftig einen Stufenanstieg
gewähren kann, aber nicht muss. Diese Ände- Als Vizepräsidentin des Hochschulrates
rung wurde für die Lohnrunde 2019 auf den für den Trägerkanton Graubünden wurde
01.01.2019 in Kraft gesetzt. Zur Vorbereitung Hochschulrätin Susanne Krättli-Lori gewählt.
des Beschlusses wurde auch die Stellungnah- Den Vorsitz des Ausschusses LF&E hat ab
me der Hochschulversammlung eingeholt. 01.07.2018 für die verbleibende Amtszeit bis
Sommer 2020 Dr. Eugen Voit übernommen.
07
Auch in der Vertretung des Bundeslandes Ausserordentliche Hochschulratssitzung
Vorarlberg im Hochschulrat hat sich 2018 eine zur Neuorganisation der Fachhochschule
Änderung ergeben. Nach dem Ausscheiden Ostschweiz nFHO
von Landesrätin Dr. Bernadette Mennel aus An der ordentlichen Sitzung vom 14.11.2018
der Landesregierung hat der Vorarlberger wurde aus dem Kreis des Rates eine
Landtag Frau Dr. Barbara Schöbi-Fink als Arbeitsgruppe bestimmt, die im Namen des
neue Vertreterin des Landes Vorarlberg in den NTB -Hochschulrates den Auftrag des Präsi
Hochschulrat der NTB gewählt. denten als Vorsitzender der designierten
Trägerkonferenz zur Stellungnahme zum
Im Berichtsjahr ist Prof. Dr. Nikolaus Herres, Wiedererwägungsantrag der Hochschule Rap-
Dozent für Werkstofftechnik, in den wohl- perswil HSR und zur Ausarbeitung alternativer
verdienten Ruhestand getreten. Mit Dr. Cord Organisationsmodelle für die nFHO ausgeführt
Hendrik Surberg konnte der Wahlausschuss hat. An der ausserordentlichen Sitzung vom
des Hochschulrates die Nachfolge der Stelle 18.12.2018 hat der Hochschulrat der NTB die
als Dozent für Material Sciences sichern. Wei- Anträge aller drei Hochschulen sowie die
ter konnte der Wahlausschuss mit den Herren Bewertungen durch die Projektgruppe ARG A
PhD Marco Lehmann und Dr. Shao Jü Woo diskutiert und zuhanden der designierten Trä-
zwei Dozentenstellen für Informatik besetzen. gerkonferenz Anträge für die organisatorische
Alle drei Experten wurden, wie an der NTB im Ausgestaltung der nFHO gestellt.
Prozess der Dozentenwahl üblich, vom Wahl-
ausschuss in einen Zweijahresvertrag gewählt. Buchs, Chur, St. Gallen, im Februar 2019
Die Wahl in ein unbefristetes Arbeitsverhältnis
mit Verleihung des Professorentitels erfolgt Interstaatliche Hochschule
nach dieser Zeit auf Antrag des Rektors. für Technik Buchs NTB
Regierungspräsident Stefan Kölliker
Präsident des Hochschulrates
08
LEISTUNGSBEREICH
LEHRE
09
BERICHT AUS DEM
LEISTUNGSBEREICH LEHRE
4064! Mit 89 Absolventinnen und Absolventen Regelungstechnik sowie der Photonik grosses
Leiter Leistungsbereich des Bachelor-Studienganges Systemtechnik – Engagement für die Vorqualifikation in der
Lehre davon 82 Männer – hat die NTB zur Diplomfei- Schweiz gezeigt und danach einen dritten
Prof. Lothar Ritter er im September 2018 als kleinste Fachhoch- Platz beim Finale in Hongkong erzielt.
Dipl. Math. ETH schule der Region die vierte Tausendermarke
Rektor überschritten. Die Module Systemtechnik
und die Hybride Lernfabrik
Gleichzeitig hat das Studienjahr 2018/2019 Niemand weiss, wie die Berufs- und Arbeits-
mit 107 neu eintretenden Studierenden welt in zehn, zwanzig oder in dreissig Jahren
begonnen, 35 davon berufsbegleitend. Damit aussehen wird. Wir wissen aber, dass sie be-
studieren zum Stichtag im Oktober 2018 ins- reits heute nicht mehr so ist wie sie vor zehn
gesamt 342 junge Frauen und junge Männer Jahren war.
im Bachelor-Studiengang Systemtechnik NTB.
Deshalb standen die zentralen Module
Erste Abgänger der Photonik Systemtechnik des 2. resp. 3. Studienjahrs im
in der Schweiz Fokus. Die Inhalte und Lehrmethoden wurden
Erfreulich und ein Erfolg für die Studieren- hinsichtlich neuer und aktualisierter Anfor-
den und die Dozierenden an der NTB ist der derungen an die Absolventen hinterfragt.
Abschluss von zehn «Photonikern». Schweiz- Natürlich bleiben fachliche Inhalte und Inge-
weit sind dies die ersten Absolventen in ihrem nieurswissen der Messtechnik, Regelungs-
Studiengangleiter Fachgebiet. technik sowie der immer wichtiger werdenden
Bachelor-Studium statistischen Hilfsmittel bestehen. Es wird
Systemtechnik Die Photonik gilt unter Fachexperten und künftig noch mehr Wert auf die Anwendung
Prof. Dr.-Ing. Technologen als die zukunftsweisende Tech- der Simulation gelegt. Gleichzeitig stehen die
Michael C. Wilhelm nologie, die Basis für viele neue Entwicklun- Methoden und Vorgehensweisen für Wissens-
+41 81 755 33 14 gen sein wird. Die Vertiefungsrichtung wurde und Know-how-Erwerb, die es für das lebens-
gemeinsam mit regionalen und überregionalen lange Lernen braucht, im Mittelpunkt. Dem
Unternehmen, die auf diese Technologien «Know-how» wird gezielt das «Know-why»
setzen, entwickelt. Alle Absolventen hatten beiseitegestellt.
schon vor der Zeugnisvergabe entweder
einen Arbeitsvertrag oder einen Platz für ein In der Folge dieser Überarbeitungen wurde
weiterführendes Masterprogramm. 2018 die Hybride Lernfabrik installiert und in
Betrieb genommen. Sie ist ein Simulator in
Systemtechnik besteht im der Lehre für komplexe technische Systeme.
internationalen Wettbewerb Sowohl am realen Modell, als auch am virtu-
Die Studierenden der NTB sind nicht nur für ihr ellen Modell können im Studium theoretische
Pflichtprogramm im Rahmen des Curriculums Inhalte praktisch erprobt werden. Die Transfer-
aktiv. Für den weltweiten Mikrosystemtechnik- fähigkeit des gelernten Wissens wird dadurch
Wettbewerb ICAN haben vier Studierende noch besser gefördert.
der Disziplinen Mikrotechnik, Elektronik und
Studienbeginn 2018
07 neu eintretende Studierende
1
Systemtechnik, davon
35 im berufsbegleitenden
Studienmodell
Stichtag 15. Oktober 2018
otal 342 Bachelorstudierende
T
in Systemtechnik
10Systemtechnik – Eine Ausbildung mit Zukunft Die NTB versteht unter Systemtechnik die Belange des In-
Das Ingenieurstudium «Systemtechnik NTB» ist auf die genieurwesens, bei denen die Aspekte des Maschinenbaus,
Bedürfnisse und Kompetenzen einer künftigen Generation der Elektrotechnik und der Informatik zu einer fachübergrei-
ausgerichtet. fenden Disziplin verschmelzen. Hinzu kommen für uns die
Methoden des «Systems Engineering», also die ganzheitliche
Das Studium vermittelt und vereint Wissen und Methoden aus Betrachtung von komplexen Systemen über alle Lebenspha-
den Disziplinen Maschinenbau, der Elektrotechnik und Rege- sen – von der Idee, über die Konzeption und Entwicklung, die
lungstechnik, der Mikrotechnik, der Photonik, der Informatik Realisierung bis hin zum Einsatz. In enger Zusammenarbeit
und der Kommunikationstechnik. Gerade dies macht die Inter- mit Industriepartnern wird im Bachelor-Studiengang Theorie
disziplinarität der Systemtechnik interessant, zukunftsorientiert und Praxis vereint.
und spannend, aber auch anspruchsvoll.
Partnerstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen –
T-Shaped Technik in St. Gallen
Erst im 2. resp. 3. Studienjahr entscheiden sich die Studieren- Mathematische, informationstechnische, naturwissenschaftli-
den entsprechend ihrer Interessen für eine von sechs Studien- che und technische Grundlagen (MINT) sind für den Erfolg der
richtungen. Dadurch zeigen die Absolventinnen und Absol- Ingenieurswissenschaften notwendig. Die NTB kann hierzu
venten, dass sie nach dem Abschluss des Bachelor-Studiums auf eine lange Tradition sowie auf umfassendes und aktuelles
sowohl in der Breite als auch in der Tiefe ihren Beitrag bei Know-how zugreifen.
ihren zukünftigen Arbeitgebern leisten können. Dies unab-
hängig davon, ob Vollzeit- oder Teilzeit studiert wurde. Die Professorinnen und Professoren der NTB sowie die Dozie-
renden unterstützen daher Studiengänge unserer Partnerhoch-
Vollzeit oder berufsbegleitend schulen bei der Vermittlung dieser Basiskompetenzen und den
Verschiedene Studienmodelle bieten die Möglichkeit, die integrierenden Aspekten der Systemtechnik.
Ausbildung intensiver und in kürzerer Zeit zu absolvieren
oder Beruf und Studium zu verbinden, um auch während der Im Rahmen einer Kooperation innerhalb der Fachhochschule
Ausbildung aktiv im Arbeitsprozess zu bleiben. Dies lässt Ostschweiz FHO bietet die NTB seit dem Start 2014 Veran-
somit ein Studium oder eine Weiterbildung «der unterschied- staltungen zu den Grundlagen- und den Technik-Modulen im
lichen Geschwindigkeiten» zu. Bei Bedarf können die Studie- Bachelor-Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen der Fach-
renden auch vom Vollzeitmodell zum berufsbegleitenden Stu- hochschule St.Gallen FHS an. Studierende besuchen dabei
dienmodell oder umgekehrt wechseln. Dabei werden sie von Unterrichtseinheiten der NTB, sind jedoch an der FHS immatri-
einem Team erfahrener Dozenten und Dozentinnen begleitet. kuliert.
Der Erfolg dieses Studienganges zeigt, dass Technik in
St.Gallen, bereitgestellt durch die NTB, ein stimmiges Modell ist.
Studienbeginn 2018
31 Studierende im Studiengang
Wirtschaftsingenieurwesen FHS mit
Ausbildungspartner NTB
Stichtag 15. Oktober 2018
112 Studierende total im Studien-
gang Wirtschaftsingenieurwesen
FHS mit Ausbildungspartner NTB
(Nicht an der NTB immatrikuliert)
11STUDIENRICHTUNGEN IM BACHELOR-
STUDIENGANG SYSTEMTECHNIK
STUDIENRICHTUNGEN ZUR FACHLICHEN VERTIEFUNG
Studienrichtung Maschinenbau
Wer diese Systemtechnik-Studienrichtung wählt, erlebt Maschinenbau in einer besonders zeit-
gemässen Form. Das Studium bietet interessante und äusserst breit gefächerte Möglichkeiten.
Mit Themen aus dem Maschinenbau – zusammen mit dem Grundlagenwissen in Elektronik und
Informatik – sind Studierende für den klassischen Maschinenbau wie auch für interdisziplinäre
Aufgaben hervorragend vorbereitet. Im Rahmen des Studienganges werden ihnen alle Bereiche
der Produktentwicklung vermittelt – von Idee und Konzept über Konstruktion, Berechnung und
Simulation bis zu Fertigung und Service.
Studienrichtung Mikrotechnik
Ingenieurinnen und Ingenieure der Studienrichtung Mikrotechnik beschäftigen sich mit den
Technologien, mit denen Sensoren, Aktoren und kleinste Systembauteile hergestellt werden.
Diese werden in Mobiltelefonen, in Autosteuerungen, in der Medizintechnik, der Luft- und Raum-
fahrt, der industriellen Fertigung und in der alltäglichen Technik eingesetzt. Die Miniaturisierung
technischer Systeme für nahezu jede Branche steht im Mittelpunkt dieser Systemtechnik-
Studienrichtung. Bachelorabsolventen und -absolventinnen verfügen sowohl über Grundlagen-
wissen der Ingenieurdisziplinen als auch über spezifisches Wissen in modernen Technologien.
Studienrichtung Elektronik und Regelungstechnik
Die Systemtechnik-Studienrichtung Elektronik und Regelungstechnik setzt den Fokus auf ana-
loge und digitale Schaltungstechnik, Leistungselektronik sowie die Entwicklung elektronischer
Systeme und Teilsysteme. Studierende lernen, hochintegrierte Bauteile wie FPGA einzusetzen,
Mikrocontroller zu programmieren und Sensorsysteme zu entwickeln. Sie setzen ihr Wissen
zum Steuern und Regeln ein und erlernen auch, mit anspruchsvollen Algorithmen und Verfahren
umzugehen. Dies ermöglicht ihnen eine Anstellung in vielen Bereichen: z. B. Energie- oder
Medizintechnik, Kommunikation oder Messsysteme, Fahrzeugbau oder Sicherheitstechnik.
Studienrichtung Photonik
In der Systemtechnik-Studienrichtung Photonik wird die innovative Kombination aus Licht und
Elektronik in vielfältigsten Anwendungen vermittelt. Studierende erlernen die Grundlagen der
geometrischen und physikalischen Optik, die Wechselwirkung von Licht mit Materie sowie
Analog- und Digitaltechnik. In Praktika- und Projektarbeiten konzipieren und realisieren sie aus-
gewählte Systeme aus Bereichen wie z. B. der Optoelektronik, der Lichttechnik, der Lasertechnik
oder auch der optischen Messtechnik und Bildverarbeitung. Photonikspezialisten sind heute in
praktisch allen Branchen sehr gefragt.
Studienrichtung Ingenieurinformatik
Ingenieurinformatiker und Ingenieurinformatikerinnen sind das Bindeglied zwischen der
Informatik und den Ingenieurwissenschaften. Das Aufgabenspektrum spannt sich vom Entwurf
und der Realisierung komplexer eingebetteter Systeme mit parallelen Abläufen und harten
Echtzeitanforderungen bis hin zu vernetzten, verteilten, objekt- und komponentenorientierten
Software-Applikationen auf unterschiedlichsten Plattformen wie Mikrocontrollern, Mobilgeräten
sowie Desktop- und Server-Systemen.
Studienrichtung Informations- und Kommunikationssysteme
Informations- und Kommunikationssysteme bilden das Rückgrat leistungsfähiger mobiler Appli-
kationen und IP-basierter Unternehmensnetze. Mit dieser Studienrichtung vertiefen Bachelor
absolventen und -absolventinnen ihre Kenntnisse und Erfahrungen im Bereich der Software-
Entwicklung für Internet-Applikationen und Kommunikationsnetzwerke. Anders gesagt: Sie werden
zu Internet-Ingenieuren bzw. Internet-Ingenieurinnen.
12STUDIENANGEBOT
MASTERSTUDIENGÄNGE
KONSEKUTIVES MASTERPROGRAMM MSE FHO
Die Ausbildung zum konsekutiven «Master of 2018 haben 16 Studierende das MSE-FHO-
Science in Engineering FHO (MSE)» wird von Studium an der NTB begonnen. Insgesamt
den Teilschulen FHS, HSR, HTW und NTB der absolvieren derzeit 48 Studierende das
FHO in Kooperation mit allen sieben Schwei- konsekutive Masterprogramm an der NTB.
zer Fachhochschulen angeboten.
Die Masterausbildung MSE wird schweiz-
Innerhalb des MSE FHO-Studiums bieten weit koordiniert und gesteuert durch einen
die Institute der NTB die beiden Vertiefungs Lenkungsausschuss, in welchem alle sieben
schwerpunkte (Master Research Units) Fachhochschulen der Schweiz vertreten sind.
«Systemtechnik, Automation und Produktions- Die FHO wird in diesem Ausschuss derzeit
technik» sowie «Mikro- und Nanotechnologie» durch den Rektor der NTB vertreten. 2018 hat
an. In Zusammenarbeit mit der FHS St. Gallen dieser Lenkungsausschuss das Konzept zum
und der HSR Rapperswil ist die NTB auch Redesign 2020 der MSE-Ausbildung finalisiert
im Vertiefungsschwerpunkt «Design, Driven und beschlossen. Zudem wurde das neue
Digitalization» aktiv tätig. Profil «Photonics» genehmigt, welches unter
Federführung der NTB und der Berner Fach-
Während ihrer projektorientierten Vertiefungs- hochschule BFH in enger Zusammenarbeit
module in den Labors und Instituten der NTB mit der Swissmem-Fachgruppe Photonics
profitieren die Masterstudierenden von der top entwickelt wurde. Die Masterausbildung in
Infrastruktur, vom Technologietransfer der NTB «Photonics» startet gemeinsam mit dem neuen
mit Unternehmungen und vom engen Kontakt MSE-Konzept im September 2020.
zu den wissenschaftlichen Mitarbeitenden und
den Dozenten in der angewandten Forschung Weiterbildungs-Masterprogramme
und Entwicklung. Ergänzend zum konsekutiven Masterpro-
gramm MSE FHO führte die NTB im Berichts-
Darüber hinaus sind Dozierende der NTB fe- jahr Weiterbildungs-Masterprogramme in den
derführend am Angebot einzelner für die gan- Bereichen «Energiesysteme» und «Mecha
ze Schweiz zentral durchgeführten Theorie- tronik» durch. Zwei dieser Angebote werden in
Module in Zürich und Bern beteiligt. Kooperation mit ausländischen Hochschulen
angeboten.
Master-Abschlüsse
Master of Advanced Studies MSE FHO
MSE FHO 2018
Master-Abschlüsse Master of Advanced Studies FHO in Energiesysteme NTB
Weiterbildung 2018
Master of Advanced Studies FHO in Mechatronik
13DAS STUDIENANGEBOT
MASTERSTUDIENGÄNGE, ZERTIFIKATSKURSE
MASTERSTUDIENGANG Master of Science in Engineering FHO
SCHWEIZ 3 Master Research Units an der NTB für die V
ertiefungsmodule
und die Masterarbeit:
–– «Mikro- und Nanotechnologie»
–– «Systemtechnik, Automation und Produktionstechnik»
–– «Design-Driven Digitalization»
in Kooperation mit FHS St.Gallen und HSR Rapperswil
MASTERSTUDIENGÄNGE –– Master of Engineering Mechatronik
MIT INTERNATIONALEN In Kooperation mit Hochschule Konstanz HTGW
PARTNERN –– Neu: Master of Engineering «Energiesysteme und Energie-
wirtschaft»
In Kooperation mit Hochschule Kempten HKE
MASTERSTUDIENGÄNGE –– MAS Master of Advanced Studies FHO in Mechatronik
WEITERBILDUNG –– MAS Master of Advanced Studies FHO in EnergiesystemeNTB
ZERTIFIK ATSKURSE Die MAS-Studiengänge sind modular aufgebaut. Die Module
WEITERBILDUNG können als Zertifikatskurse einzeln absolviert werden und
führen zum Abschluss CAS Certificate of Advanced Studies
FHO respektive DAS Diploma of Advanced Studies FHO.
14DIPLOMPREISE 2018
DIE BESTEN ABSCHLÜSSE IN DEN EINZELNEN STUDIENRICHTUNGEN
IM BACHELOR-STUDIUM SYSTEMTECHNIK
Diplomand Nicolas Allenspach
Studienrichtung Maschinenbau
Industrieförderpreis Hilti AG – Förderpreis
Diplomand Reto Thurnheer
Studienrichtung Elektronik und Regelungstechnik
Industrieförderpreis ThyssenKrupp Presta AG – Förderpreis
Diplomand Wilmar Ender
Studienrichtung Mikrotechnik
Industrieförderpreis SFS Group AG – Förderpreis
Diplomand Cédric Bosshard
Studienrichtung Ingenieurinformatik
Industrieförderpreis Oerlikon Balzers AG – Förderpreis
Diplomand Fabio Göldi
Studienrichtung Informations- und Kommunikationssysteme
Industrieförderpreis Leica Geosystems AG – Förderpreis
Diplomand Philipp Tremuel
Studienrichtung Photonik
Industrieförderpreis Mikrop AG – Förderpreis
WEITERBILDUNGS-FÖRDERPREIS DER GESELLSCHAFT SCHWEIZ-LIECHTENSTEIN
Diplomand Pascal Kolb
STADT-BUCHS-PREIS
Thema Optimierung der Aerodynamik des Heckbereichs von LKWs
– Konzipierung, Simulation und Validierung
Diplomanden Samuel Dutler und Jan Breu
Institute Institut für Computational Engineering ICE
Referent / Korreferent Prof. Dr. Christoph Würsch und Dr. Erich Carelli
SWISS ENGINEERING STV-PREIS FÜR DIE BESTE STUDIENLEISTUNG
Diplomand Pascal Kolb
1516
87
Bereit, die Welt zu erobern. Oder sie zu
gestalten: 87 Ingenieurinnen und Ingenieure
erhalten von der NTB ihr Bachelordiplom.
17LEISTuNgSBEREICH ANgEwANdTE FoRSCHuNg uNd ENTwICkLuNg 18
19
ANGEWANDTE FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
Auch im Jahr 2018 hat die angewandte Forschung und Entwicklung einen erheblichen Teil der
Aktivitäten der NTB ausgemacht. Der Anwendungsschwerpunkt Digitalisierung / Industrie 4.0 /
ICT bildete weiterhin ein Kernstück der Anwendungen, aber auch klassische Ingenieurthemen
fanden Beachtung.
Der Betrieb der umfangreichen Forschungs- negativer Effekt auf Projektvolumen und Um-
infrastruktur der NTB mit modernsten satz vermieden werden. Zwar waren teilweise
Reinräumen, Wärmepumpen Testzentrum, sehr starke Verzögerungen bei der Entschei-
Feinmessraum und vielen anderen Laboren dung über und Bewilligung von Projektanträ-
erfordert jährlich umfangreiche Investitionen gen zu verzeichnen, aber gegen Jahresende
und Optimierungen der Betriebsprozesse. Die hat sich die Lage «normalisiert». Zusätzlich
Leiter Optimierungsprojekte zur Reduzierung von konnte an der NTB ein sehr starker Einsatz
Prof. Dr.-Ing. Energie- und Wasserverbrauch im Reinraum bei der Generierung spezifischer Projekte auf-
Andreas Ettemeyer konnten erfolgreich abgeschlossen werden. grund des Innosuisse-Calls «Advanced Manu-
Prorektor Zusätzliche Herausforderungen bilden die zu- facturing» im Programm «Digitalisierung» fest-
nehmende Integration von Forschungsaktivitä- gestellt werden, der für Anfang 2019 zu einem
NTB ten und Anlagen unseres Forschungspartners grossen Antragsvolumen führt. Besonders
Leitung aF&E / DL RhySearch in den Räumlichkeiten und Labors erfreulich ist die Bewilligung eines ersten gros
Werdenbergstrasse 4 der NTB. 2018 konnte RhySearch zusätzlich sen gemeinsamen Bridge-Projektes durch die
9471 Buchs SG ein hochmodernes Labor für Ultrapräzisions- Institute ESA und MNT. Bei dieser Förderung
+41 81 755 34 87 fertigungsverfahren eröffnen, das in gleicher steht der Transfer von Grundlagenforschung
Weise wie der NTB-Feinmessraum aufgebaut aus den Universitäten in die angewandte For-
institute@ntb.ch ist und räumlich direkt daneben angesiedelt schung im Zentrum und die Bewilligungsquote
www.ntb.ch / institute ist. Somit besteht nun mit RhySearch auf zwei war bei diesem Programm teilweise sehr nied-
Hauptthemenfeldern eine enge Kooperati- rig. Für die NTB sind Innosuisse-Projekte eine
on, die bereits zu einigen sehr spannenden Art «Rückgrat» der Forschung, sind sie doch
Kooperationsprojekten zwischen den beiden aufgrund der Reviews durch die Innosuisse
Forschungspartnern und der Industrie führten: anspruchsvoll zu gewinnen und tragen das
im Bereich Optische Beschichtungen und in Label der angewandten Forschung. Sie weisen
der Ultrapräzisionsfertigung. also auf einen hohen Innovationsgrad hin und
bestätigen Projekte, die im Rahmen «norma-
Nach aussen waren auch 2018 wieder The- ler» Engineeringtätigkeit typischerweise nicht
men der Digitalisierung und der Industrie 4.0 durchgeführt werden.
von grosser Bedeutung für die Aktivitäten der
NTB im Bereich angewandte Forschung und Aber auch bei direktfinanzierten Projek-
Entwicklung. Allerdings ist aus unserer Sicht ten konnte die NTB 2018 ausserordentlich
wieder eine Hinwendung zu konkreten techno- spannende und herausfordernde Projekte
logischen Fragestellungen erkennbar. bewältigen, die beispielsweise auch mit
international agierenden Künstlern umgesetzt
Die Umstrukturierung unseres Hauptförder werden konnten (Institut EMS). Sehr prestige-
mittelgebers KTI zu Innosuisse hat zwar auch trächtig für die NTB war auch der Gewinn der
an der NTB Spuren hinterlassen, jedoch konn- Ausschreibung für ein grosses Feldprojekt im
te durch gute Vorbereitung (Eingabe vieler Bereich der Wärmepumpen, bei der sich das
Projekte noch vor der Umstrukturierung) sowie Institut IES der NTB gegen ein internationales
zusätzlichen Effort bei der Projekteingabe ein Bewerberfeld durchsetzen konnte.
20Technologietag 2018
Der Technologietag 2018 stand unter dem
Titel «Komplexität beherrschen – Systemtech-
nik für die digitalisierte Welt».
An diesem Tag standen Nutzen und Wirkung
unseres Verständnisses von Systemtechnik
in Zeiten der Digitalisierung im Vordergrund.
Im Rahmen von drei Plenarvorträgen wurden
das Thema Digitalisierung aus unterschiedli-
chen Richtungen beleuchtet und jeweils auf
die Notwendigkeit des Zusammenwirkens der
Konzepte im Gesamtsystem fokussiert.
Auch dieses Jahr erfreuten sich die Paral-
lelsessions mit Kurzpräsentationen grosser
Beliebtheit. Hier wurde über verschiedenste
durch die NTB und ihre Partner durchgeführte
Projekte berichtet, die unter den folgenden
drei Themenschwerpunkten standen: «World
of Mechatronics», «Connected World» und
«Smart Sensor Systems».
Mit rund 170 Besuchern aus Wirtschaft und
Gesellschaft war auch dieser Technologie-
tag wieder ein grosser Erfolg, der unseren
Besuchern einen guten Einblick gab in die
Leistungsfähigkeit der NTB als technische
Fachhochschule, als Ideenschmiede und For-
schungs- und Entwicklungspartnerin.
Whitepaper Photonics Switzerland fähigkeit der Schweizer Industrie im
Die Fachgruppe Photonics der Swiss- internationalen Massstab zu erhalten.
mem entwickelte in Kooperation mit Das Whitepaper erhielt prominenten
Vertretern aus Industrie, Forschung Zuspruch, u.a. von Bundesrat Johann
und Verbänden ein «Whitepaper Schneider-Ammann und anderen Ex-
Photonics Switzerland», das im Früh- ponenten aus Politik und Wirtschaft.
jahr 2018 veröffentlicht wurde. Darin Wichtige Themen wurden umgehend
wird die Bedeutung der Photonik als in aktuelle Calls von Innosuisse, SATW
Querschnittstechnologie mit brei- aufgenommen. Die NTB war aktiv an
tem Einfluss auf unterschiedlichste der Entwicklung des Whitepapers be-
Branchen und Märkte dargestellt und teiligt und ist in Kooperation mit ihrem
die Notwendigkeit einer fokussierten breit aufgestellten Industrienetzwerk
anwendungsorientierten Forschungs- dieser Fachrichtung eine der Expo-
unterstützung in diesem Bereich nenten für angewandte Photonikfor-
hingewiesen, um die Wettbewerbs- schung in der Schweiz.
21INSTITUT FÜR ELEKTRONIK,
SENSORIK UND AKTORIK ESA
Das Institut für Elektronik, Sensorik und Aktorik (ESA) ist gut in die Lehre und den Technolo
gie-Transfer der NTB integriert. Die Zusammenarbeit mit externen Kunden und mit hausinter
nen Instituten ist etabliert und erfolgreich. Der Markt braucht interdisziplinäre Lösungen, oft
an der Grenze des Machbaren. Die Elektronik ist im Endprodukt zwar oft unsichtbar, spielt
aber fast immer eine entscheidende Rolle.
Kurzbeschreibung des Instituts unter Beweis stellen. Derartige Projekte gehen
Eingebettet in die Systemtechnik der NTB, aufgrund der Innovationshöhe über reines
versteht sich das Institut ESA nicht nur als Engineering deutlich hinaus und verlangen
Ansprechpartner für die Entwicklung an- gleichzeitig hohe Fachkompetenz in Spezial-
spruchsvoller Elektronik, sondern betrachtet disziplinen und vernetztes systemtechnisches
Prof. Dipl.-Ing. Guido Piai diese als Teil eines Systems, bei welchem die Denken und Arbeiten. Im Jahre 2018 wurden
Institutsleiter ESA physikalisch-technische Umgebung sowie zwei Paper aus dem Institut ESA an interna
kommerzielle und regulatorische Aspekte in tionalen Konferenzen präsentiert. Das EMV-
die Konzeption eingebunden werden müssen. Labor wurde mit einer GTEM-Zelle erweitert
Die nötigen Fachkompetenzen werden von und das HF-Labor mit einem 67-GHz-Netz-
den fünf Dozenten und neun wissenschaftli- werkanalysator. Damit können nun nicht nur
chen Mitarbeitenden des Instituts getragen, leitungsgebundene, sondern auch gestrahlte
doch besteht auch die Möglichkeit, zusätzli- Störungen gemessen werden und HF-Projekte
ches Know-how von anderen NTB-Instituten im höheren Frequenzbereich werden möglich.
einzubinden. Neben der Konzeption werden Verschiedenste Messaufträge werden laufend
auch Funktionsmuster und Prototypen im eige- durchgeführt.
nen Labor professionell bestückt und getestet.
Lehre im Jahr 2018
Angewandte Forschung im Jahr 2018 Das Institut ESA leistet einen wesentlichen
Im vergangenen Jahr konnten wiederum Beitrag zur Gestaltung der Profile «Elektro-
zahlreiche interessante Projekte mit ca. 30 technik und lineare Algebra», «Elektronik und
verschiedenen Industriepartnern durchge- Regelungstechnik» und neulich auch «Photo-
führt werden. Beispielsweise konnte in einem nik» sowie zur Durchführung der notwendigen
Kooperationsprojekt mit dem Institut MNT für Lehrveranstaltungen. Studierende werden
Mikro- und Nanotechnologie ein kunden sowohl in den theoretischen Grundlagen als
spezifisches, kompaktes RFID-System zur auch in der Praxis ausgebildet. In verschiede-
Mitarbeitende
eindeutigen Lokalisation von Kabelsträngen nen Lehrprojekten wie bei der Entwicklung
5 Dozenten entwickelt werden: Das Projekt beinhaltete eines kleinen Multimeters oder eines Sen-
13 wissenschaftliche Mitarbeiter u.a. Simulation und Entwicklung der Anten- sorsystems werden die erworbenen theore-
nen, Integration der Tags und des Lesers. In tischen Kenntnisse angewendet und vertieft.
einem weiteren Kooperationsprojekt mit einem Die Dozenten des Instituts ESA sind auch am
Start-up-Unternehmen aus Zürich und dem Angebot von Wahlmodulen beteiligt: «Biome-
Institut MNT konnte das Institut ESA an der dizinische Technik», «Biomedizinische System-
Entwicklung eines neuartigen Drucksensors technik», «Elektromagnetische Verträglichkeit»
mitarbeiten, die Messelektronik entwickeln und «Angriff und Abwehr im Internet» sind ger-
und die eigenen Kompetenzen im Bereich der ne besuchte Lehrveranstaltungen, in welchen
analogen und digitalen Signalbearbeitung den Studierenden wichtiges Ergänzungswis-
NTB sen vermittelt wird. Im Herbst 2018 wurde zum
Institut für Elektronik,
Sensorik und Aktorik (ESA)
zweiten Mal der Zertifikatstudiengang (CAS)
Werdenbergstrasse 4 «Industrie 4.0 Management» in Zusammenar-
9471 Buchs beit mit der Universität Liechtenstein und mit
+41 81 755 33 91
RhySearch gestartet: Einige Dozenten des
esa@ntb.ch Instituts ESA konnten hier wichtige Beiträge zu
www.ntb.ch/esa den technischen Modulen leisten.
22REFERENZPROJEKTE, AUSZEICHNUNGEN UND ANLÄSSE
Hochfrequenzelektronik: Sicher richtig gesteckt! Die intelligente Steckverbindung
Dünne Streifen mit dicken Wirkungen Bei Glasfaserverbindungen gibt es zwei Trends, die zum
Im Rahmen eines Innosuisse-Projektes wurde ein Ziel haben, die Gesamtkosten der Infrastruktur zu redu-
10-GHz-Coupled-Transmission-Lines-(CTL)-Bandpassfilter zieren. Der erste Trend sind hohe Packungsdichten. Der
mit einer Bandbreite von über 1 GHz entworfen. Dies zweite Trend ist die automatisierte Echtzeit-Verbindungs-
beinhaltete die theoretische Berechnung, die Analy- überwachung. Bis zum jetzigen Zeitpunkt konnten diese
se mittels eines Finite-Elemente-Simulators sowie die Trends nur einzeln durch den Markt abgedeckt werden.
praktische Integration auf einer Platine aus keramischem Durch ein Co-Design der optischen und elektronischen
Substrat. Anschliessend wurden die Übertragungseigen- Komponenten wurde zusammen mit den Institut MNT
schaften mittels eines neu beschafften 67-GHz-Vektor- erstmalig ein Verbindungssystem entwickelt, das ohne
analysators charakterisiert. Die messtechnisch ermittelten Einschränkung der Packungsdichte die Überwachung in
Parameter weisen keine signifikanten Abweichungen Echtzeit ermöglicht. Besonders herausfordernd waren die
gegenüber den simulierten auf. Die Einfügedämpfungen zur Verfügung stehenden Bauräume beim Empfänger und
liegen im Durchlassbereich unter 1,5 dB, wobei im Glasfaserstecker sowie die Abstrahlcharakteristik des
Sperrbereich Werte über 35 dB erreicht werden. Die Miniatur-Antennen-Arrays.
geometrischen Abmessungen der Baugruppe betragen
nur 25 mm × 10 mm.
Rolling-Shutter für «LightCom»
Feldarme Kabel Das bereits 2017 im Jahresbericht vorgestellte KTI-
Im EMV-Labor des Instituts ESA wurde für die Firma Projekt «LightCom» mit der Firma ELPRO wurde 2018 mit
LEONI Studer aus Däniken die Magnetfeldbelastung in einer Datenerkennung auf der Basis von «Rolling-Shutter»
der Umgebung von Starkstromkabeln gemessen. Zu die- ergänzt und erfolgreich abgeschlossen. «Rolling-Shutter»
sem Zweck wurde ein komplett metallfreier Aufbau samt ist ein unerwünschter Effekt bei preiswerten CMOS-
Teilungsapparat zur Aufnahme des Sensors hergestellt. Kameras, welche das Bild nur zeilenweise zeitversetzt
Zum Einsatz gelangte weiter ein am Institut entwickeltes abtasten. Schnell bewegte Objekte wie z. B. Propeller
Sensorsystem, das es erlaubt, eine lineare Komponente ergeben dabei grobe Verzerrungen. Wie es sich gezeigt
des Magnetfeldes nach Betrag und Phase zu messen. hat, ist diese Methode für die Datenerkennung zuverläs-
Das Kabel wurde mit verschiedenen Drehstrombelastun- siger als die Auswertung der LED-Helligkeiten. Dazu sind
gen bis zu 100 Ampère pro Leiter belastet. Mit den Mess- jedoch Aufnahmezeiten von 1 ⁄ 8000 Sekunde aus einer
ergebnissen konnte anschliessend die 3D-Simulation von Distanz von nur 0,5 cm notwendig.
Kabelkonfigurationen kalibriert werden. Damit leistet die
NTB bei der Entwicklung feldarmer Kabel einen wichtigen
Beitrag.
Erster integrierter
10-GHz-Band Multi-RFID-Reader
passfilter mit 1GHz für Glasfaserverbin-
Bandbreite. dungsüberwachung.
Aufnahme von PWM-modulierten
LEDs zeigt Bänder, welche dem
Magnetfeldmessung zeitlichen Abbild der Modulation
am Starkstromkabel. entsprechen.
23INSTITUT FÜR PRODUKTIONSMESSTECHNIK,
WERKSTOFFE UND OPTIK PWO
Für das Institut PWO war das Jahr 2018 ein sehr erfolg- und ereignisreiches Jahr. Sowohl
die zahlreichen Projekte und Dienstleistungsaufträge als auch unsere Veranstaltungen
und Kolloquien führten zu einer intensiven Zusammenarbeit mit Firmen und Forschenden
weit über die Region hinaus.
Kurzbeschreibung des Instituts und Workshops, beispielsweise zu funktions
Das Institut PWO konzentriert sich auf die orientierter Tolerierung und Prüfung, zeigen
anwendungsorientierte, fertigungsnahe Prä- die wachsende Bedeutung dieser Themen für
zisionsmess- und prüftechnik. Für die erfolg- die Industrie.
reiche Zusammenarbeit mit seinen Kunden
verfügt das Institut PWO über hochmodern Im Kompetenzfeld Werkstofftechnik trat dieses
Prof. Dr. Carsten Ziolek und umfangreich ausgestattete Infrastruktur Jahr Dr. Cord Henrik Surberg erfolgreich die
Institutsleiter PWO in den Bereichen Produktionsmesstechnik, Nachfolge von Prof. Dr. Nikolaus Herres an.
Technische Optik, Machine Vision und Werk- Der Naturwissenschaftler mit langjähriger
stofftechnik. Erfahrung in der Industrie und industrienahen
Forschungsinstitutionen der Region besitzt
In der Produktionsmesstechnik liegt dabei der eine umfangreiche Expertise auf den Gebieten
Schwerpunkt auf der Koordinaten- und Ober- Werkstoffprüfung, Schadensanalyse, Tribo
flächenmesstechnik. Im Bereich Technische logie und Korrosion.
Optik stehen die Entwicklung und Model
lierung optischer Mess- und Prüftechnik im Lehre im Jahr 2018
Vordergrund. Themen wie Defekterkennung Im Rahmen der Studiengänge Systemtechnik
sowie performante 2D- und 3D-Bildverarbei- und Wirtschaftsingenieurwesen (WING) enga-
tung sind die Eckpfeiler in der Machine Vision. giert sich das Institut PWO besonders in den
Die Werkstofftechnik hilft kompetent bei Werk Studienrichtungen Maschinenbau, Mikrotech-
stoffanalysen, der Bestimmung mechanischer nik, Informatik und Photonik. Unterrichtet wird
Kennwerte und Schadensuntersuchungen. dabei in den Fächern Physik, Werkstofftechnik,
Seine Kompetenzen in den Bereichen Hoch- Ingenieurinformatik, Maschinenbau, Mess
leistungsoptiken und Präzisionsfertigung stellt technik, Technische Optik, Digitale Bildver-
das Institut PWO gemeinsam mit RhySearch arbeitung und Lasertechnik. Im Jahr 2018
zur Verfügung. wendeten die PWO-Dozierenden gut 50%
ihrer Zeit hierfür auf.
Mitarbeitende
5 Dozenten
Angewandte Forschung im Jahr 2018
13 wissenschaftliche Mitarbeiter Das Jahr 2018 war für PWO geprägt von zahl Neben dem Unterricht in den Bachelorstudien
reichen, technisch hochstehenden Projekten gängen ist PWO auch im Bereich Master- und
im Gesamtumfang von gut zwei Mio. SFr. Lehrlingsausbildung aktiv. Am Institut fanden
Unser grosses, internationales Netzwerk zahlreiche Bachelor- und Masterarbeiten
ermöglichte zudem zahlreiche Veranstaltun- gemeinsam mit Industriepartnern statt. Be-
gen mit renommierten Partnern. Im Mai und sonders gefreut haben wir uns in diesem Jahr
im Oktober etwa führten zwei gut besuchte über die ersten fünf Bachelorarbeiten in der
Photonics Roundtable Vertreter der Photo- Vertiefungsrichtung Photonik, von denen bei
nikindustrie aus der Schweiz, Liechtenstein PWO drei Arbeiten mit Schwerpunkten im
NTB und dem Vorarlberg zusammen. Themen Bereich der Kameratechnik, Interferometrie
Institut für Produktionsmess- waren beispielsweise neue infrastrukturelle und 3D-Projektion durchgeführt wurden.
technik, Werkstoffe und Optik
(PWO)
Möglichkeiten an der NTB oder die Vorberei-
Werdenbergstrasse 4 tung gemeinsamer Projekte im Rahmen des
9471 Buchs Photonik-Impulsprogramms des Bundes. Auch
+41 81 755 34 50
haben wir unsere Aktivitäten auf dem Gebiet
pwo@ntb.ch der geometrischen Spezifikation und Verifizie-
www.ntb.ch/pwo rung weiter ausgebaut. Zahlreiche Seminare
24REFERENZPROJEKTE, AUSZEICHNUNGEN UND ANLÄSSE
KTI-Projekt TipControl abgeschlossen System zur automatischen Messung der
RONDO produziert Anlagen zur Produktion von diversen Faserlängenverteilung in Naturfasern
Gebäcken. Im Rahmen eines zweijährigen KTI-Projekts Im Rahmen eines KTI-Projekts wurde für die Firma IST AG
wurde für die Croissant-Maschine Cromaster eine inno- ein System zur automatischen Bestimmung der Längen-
vative Funktionalität entwickelt, mit der die Produktivität verteilung von Naturfasern auf optischem Weg realisiert.
der Anlagen deutlich gesteigert werden kann. Bäckereien Aktuell erfolgen solche Messungen aufwendig per Hand
möchten die Spitze von Croissants definiert ausrichten oder mit dem «Almeter», das die Längenverteilung eher
können, weil sich die Spitze beim Backen durch eine ungenau kapazitiv bestimmt und nicht mehr hergestellt
falsche Positionierung des Teiglings ablösen kann. Diese wird. Der neue, zum Patent angemeldete Messvorgang
Croissants weisen dann einen Qualitätsmangel auf. Im beseitigt also einen road block auf Industrieseite und
Rahmen dieses Projekts wurde eine auf Bildverarbeitung läuft wie folgt ab. Die einzelnen Fasern werden von
basierende Mess- und Ausrichteeinheit entwickelt, die die einem Auszugskopf erfasst und der Auszugsvorgang wird
Position der Spitze der auf einem Förderband transpor- durch eine speziell ausgelegte Kamera- und Beleuch-
tierten Croissants detektiert und definiert ausrichtet. tungseinheit festgehalten. Aus den aufgenommenen
Der Prototyp läuft in Echtzeit mit einer Geschwindigkeit Bilderstapeln wird durch Bildverarbeitung die Länge jeder
von bis zu 12 Metern pro Minute und kann so mehr als Einzelfaser und damit die Faserlängenverteilung ermittelt.
6000 Croissants pro Stunde korrekt ausrichten. Erste Testreihen am Funktionsmuster haben sehr gute
Ergebnisse erzielt.
Neue Akkreditierung als SCS-Kalibrierlabor
für Koordinatenmesstechnik Chancen und Risiken hybrider Verbunde
Die NTB betreibt auf dem Gebiet der Produktionsmess unter dem Aspekt der Korrosion
technik schon seit 1992 ein Kalibrierlabor. Wir haben Leichtbaustrukturen im Automobilbau und in anderen
unsere Akkreditierung mit modernster Präzisions-Multi- Industriezweigen sind oftmals Mischstrukturen aus ver-
sensor-Koordinatenmesstechnik im neuen Feinmessraum schiedenen massgeschneiderten Metallstrukturbauteilen.
ausgebaut und 2018 erweitert. Nachdem wir im Jahr Bedingt durch neue Herstelltechnologien werden jedoch
2017 die Akkreditierung als STS-Prüfstelle für Koordina- zukünftig CFK-Strukturen vermehrt Verbreitung finden
tenmesstechnik erhalten haben, konnten wir im Jahr 2018 und die Mischbauweise durch hybride Verbunde ergän-
zusätzlich die Akkreditierung als SCS-Kalibrierstelle für zen. Solche Hybrid-Konstruktionen vereinen durch die
taktile und optische Koordinatenmesstechnik erreichen. Ausnutzung der jeweils spezifischen Materialeigenschaf-
Mit dieser Erweiterung können wir der Industrie und ten das bestmögliche Verhältnis zwischen Funktionalität,
der Forschung Kalibriertätigkeiten anbieten, wie diese Gewichtsreduzierung und Kosteneffizienz. In einem Pro-
für Normale und Einstellmeister erforderlich sind und jekt der Internationalen Bodensee Hochschule arbeitet
international anerkannte Zertifikate ausstellen. Die SCS- das Kompetenzfeld Werkstofftechnik zusammen mit der
Kalibrierstelle an der NTB ist die erste und bisher einzige Fakultät Maschinenbau der Hochschule Konstanz an einer
akkreditierte Stelle in der Schweiz für optische Koordina- systematischen Aufarbeitung dieses Themengebietes
tenmesstechnik. mit dem Ziel, ein entsprechendes Experten-Cluster und
Forschungsnetzwerk zu initiieren.
Dreibahniger
Betrieb des Faserauszugskopf
Cromasters nach (links) und Nadel-
der Ausrichtung kammbett mit Faser-
der Croissants. bart (rechts).
Werkstoffprüfung von korrosiv
beanspruchten CFK-Metall-
Hybrid-Proben im Zugversuch.
25INSTITUT FÜR INGENIEURINFORMATIK INF
Die Themen Digitalisierung und Industrie 4.0 haben auch im Jahr 2018 viele Unternehmen
bewegt. Dies wirkte sich wiederum auf die Projektanfragen aus der Industrie aus. Erfreuli
cherweise konnte eine der offenen Dozentenstellen für Informatik besetzt werden.
Kurzbeschreibung des Instituts Lehre im Jahr 2018
Die Kompetenzen des Instituts liegen in der INF deckt im Bachelor-Studiengang vor allem
Bildung von Modellen und der informations- die Grundlagenfächer in Informatik, das Profil
technischen Umsetzung in den Gebieten Ingenieurinformatik und einige Wahlmodule
Computer Aided (CA x)-Anwendungen, Data ab. Dank der vielen Anmeldungen starte-
Warehouse/Business Intelligence (BI), Em- te die Fachrichtung «Ingenieurinformatik»
Prof. Dr. sc. techn. Norbert Frei bedded Systems, Internet of Things (IoT), im Herbst 2018 mit zwei Durchführungen,
Institutsleiter INF künstliche Intelligenz (KI ) und mobile Anwen- eine in S t. Gallen und eine in Buchs. Am INF
dungen. Sowohl in der Entwicklung konkreter entstanden 2018 wieder eine Vielzahl von
Anwendungen für den Unterricht, als auch für interessanten Bachelorarbeiten (insgesamt
die Industrie kommen moderne Werkzeuge neun Bachelorarbeiten) und Masterarbeiten.
und Technologien zum Einsatz. In mittleren bis Hervorzuheben sind hier die Arbeiten für
grösseren Projekten entwickeln wir zusam- den «Digitalen Campus NTB ». Beispielsweise
men mit unseren Industriepartnern spezielle wurde ein Alexa-Plug-in für den intelligenten
Softwareprodukte. Sprachassistenten von Amazon erstellt, um
Besuchern, Studierenden und Angestellten ei-
Angewandte Forschung im Jahr 2018 nen besseren Kundenservice zu bieten. Alexa
Im vergangenen Jahr konnten wieder viele kann nun Fragen wie «Wie lange dauert das
interessante aF&E-Projekte aus den Berei- Studium berufsbegleitend?», oder «Was gibt es
chen Robotik/Embedded Systems, Internet of heute zu essen?» beantworten. Für die Wan-
Things, Cloudplattformen, CAD, CAE , Web- derausstellung «Cafeteria i4.0» wurde eben-
plattformen, Lichtkommunikation etc. bear- falls eine Sprachschnittstelle realisiert, jedoch
beitet werden. Die Bearbeitung der Themen mit Technologien von Google. Ausserdem
erfolgte meist in Kooperation mit anderen wurde ein autarkes universelles Informations-
Instituten der NTB wie ICE , MNT, EMS oder display entwickelt, welches als «intelligentes»
ESA . Speziell sei hier auf das Projekt «Rhein- Türschild, Preisschild oder Energie-Monitor
lab» hingewiesen, das die Kooperation und fungieren kann. Momentan werden sieben
Mitarbeitende
gemeinsame Nutzung von Infrastruktur zwi- MSE -Studenten von Professoren des Instituts
5 Dozenten schen den Reinräumen der NTB und der FH INF betreut. Im Rahmen einer MSE -Arbeit
12 wissenschaftliche Mitarbeiter Vorarlberg erleichtern soll. entstand ferner ein Konzept für einen virtuel-
len Weidezaun. Zusätzlich war das Institut in
Personell waren im Institut im vergange- einer Arbeitsgruppe aktiv, die neue Konzepte
nen Jahr keine Abgänge zu verzeichnen. für eine Markterweiterung des Informatikange-
Dennoch war fast das ganze Jahr von bots am Platz St. Gallen entwickelt.
Dozentenbewerbungen/-probelektionen
gekennzeichnet, da aktuell drei Informatikpro-
fessuren ausgeschrieben sind. Erfreulicher-
weise konnte eine der freien Stellen Ende des
NTB letzten Jahres mit Dr. Marco Lehmann besetzt
Institut für
Ingenieurinformatik (INF)
werden. Er wird unsere Kompetenzen in Data
Werdenbergstrasse 4 Science (Deep Learning/Reinforcement Lear-
9471 Buchs ning) ergänzen.
+41 81 755 32 21
inf@ntb.ch
www.ntb.ch/inf
26REFERENZPROJEKTE, AUSZEICHNUNGEN UND ANLÄSSE
Wolke 7 oder Cloud Number 9? Daten mittels LED übertragen (Projekt «LightCom»)
Im Rahmen einer Kollaboration mit einem lokalen Indus- Für das im Jahresbericht 2017 vorgestellte KTI -Projekt
triepartner wurde evaluiert, welche Cloud-Plattformen «LightCom» mit der Firma ELPRO wurde eine unidirektio-
sich für die Umsetzung von Use-Cases im Smart-Home- nale Datenübertragung realisiert.
Bereich eignen. Für die Evaluation wurde vorab eine Für die Datenübertragung werden mehrere LED s mit
Reihe von Kriterien definiert, unter anderem Skalierbar- einem wechselnden Rechtecksignal (PWM ) angeregt.
keit, Kosten, Portabilität, Sicherheit, Support und verfüg- Mit der Kamera von Smartphones können diese Signale
bare Dienste. Es hat sich gezeigt, dass die Landschaft der empfangen werden. Auf dem Smartphone werden die
Cloud-Plattformen sehr heterogen ist. Es existieren globa- empfangenen Bilder ausgewertet, indem die Daten aus
le Plattformen, industrie-orientierte Plattformen, spezia- den Bildern rekonstruiert werden.
lisierte kleine und mittelgrosse Cloud-Plattformen, DIY / Die grosse Herausforderung war, dass die Smartphones
Prototypen-Clouds, sowie Open Source Cloud-Plattfor- mit völlig unterschiedlichen Kamera-Chips ausgerüstet
men. Aufgrund der unterschiedlichen Angebote empfiehlt sind und die Bilder sich stark unterscheiden.
sich bei der Umsetzung von cloud-basierten Lösungen Wir konnten Algorithmen entwickeln, die unabhängig von
eine vorgängige Evaluation. Wie so oft hat sich gezeigt, den Smartphones die Daten korrekt empfangen.
dass es ein «One-Size-Fits-All2»-Angebot nicht gibt.
EtherCAT als echtzeitfähiger Feldbus Erzeugung von Versatzflächen im CAD
Die Institute EMS und INF haben im grossen direktfinan- Für verschiedene Anwendungen, wie z. B. bei der NC-
zierten Projekt «Play» einen mobilen Roboter entwickelt. Programmierung oder der Kühlkanalkonstruktion bei
Mehrere Prozessoren verarbeiten ankommende Sensor- Spritzgussformen, werden Versatzflächen von Körpern
daten aus 3D-Kameras, Laserscannern und Indoor- GPS gebaucht. Leider sind bestehende CAD -Systeme nur
und steuern insgesamt elf leistungsfähige, direktangetrie- beschränkt in der Lage, solche robust zu erzeugen. Im
bene Antriebe an. Die komplexe echtzeitfähige Regelung KTI-Projekt «OptiCool» wurde diese Funktionalität des-
des Roboters wurde im Institut INF mithilfe unseres echt- halb selbst entwickelt. Der Körper wird dafür in ein Voxel
zeitfähigen Robotikbetriebssystems EEROS realisiert. Die modell (Voxel = 3D-Pixel = Volumenelement) umgewan-
Ansteuerung der Drives der Motoren erfolgte über Ether- delt und dann sehr robust verkleinert oder vergrössert.
CAT. Dafür erweiterten wir EEROS um eine Schnittstelle Anschliessend wird der Versatzkörper wieder in das CAD -
zu einem EtherCAT-Stack. Das realisierte System zeigt eigene Format gebracht und die Korrespondenzen zu den
eine sehr hohe Zuverlässigkeit und optimale Regelungs- gewünschten Versatzflächen hergestellt.
eigenschaften. Diese Funktionalität ist neuartig und robust und könnte
für verschiedenste andere Zwecke eingesetzt werden.
Zwei LEDs während
der Datenübertra-
gung: Die codierten
Cloudplattformen Daten stecken in
für die Hausauto- der Dicke der hellen
matisierung. Streifen.
Durchsichtiger Körper
mit generierter
EtherCAT-Feldbus. Versatzfläche.
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