Fakultät für Anlagen-, Energie- und Maschinensysteme Modulhandbuch für den Studiengang Master Maschinenbau Mit den Studienrichtungen ...
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Fakultät für Anlagen-, Energie- und
Maschinensysteme
Modulhandbuch für den Studiengang
Master Maschinenbau
Mit den Studienrichtungen
„Produktentwicklung“
und
„Automatisierung“
Studienverlauf des Studiengangs Master Maschinenbau
Semeste M-Nummer Modulbezeichnung Credits
r
1. oder WiSe
2.
106 Integriertes Produktionsmanagement 5
101 Numerische Mathematik/ Numerische 5
Lösungsmethoden
104 Systementwicklung im Maschinenbau 5
130ff Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung 5
„Automatisierung“ 1
150 ff Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung 5
„Produktentwicklung“ 1
105 Masterprojekt 1 10
1. oder SoSe
2.
101 Numerische Mathematik/ Numerische 5
Lösungsmethoden
102 Entwicklungsmanagement 5
104 Systementwicklung im Maschinenbau 5
103 Sensorik, Aktorik 5
130ff Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung 5
„Automatisierung“ 2
Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung 5
„Automatisierung“ 3
150 ff Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung 5
„Produktentwicklung“2
Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung 5
„Produktentwicklung“ 3
107 Masterprojekt 2 10
3.
108 Masterarbeit mit Masterseminar und Kolloquium 30
20.03.2019 2Erläuterung 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 Die dritte Ziffer steht für die Studienrichtung bzw. Studiengang 1 = Studiengang Maschinenbau 2 = Studiengang Erneuerbare Energien 4 = Studiengang Verfahrenstechnik – Prozessintensivierung 5 = Studiengang Rettungsingenieurwesen, Studienrichtung Rettungsingenieurwesen 6 = Studiengang Rettungsingenieurwesen, Studienrichtung Brandschutzingenieurwesen 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. 20.03.2019 3
20.03.2019 4
20.03.2019 5
Modulnummer Modulbezeichnung
9M101 Numerische Mathematik/ Numerische Lösungsmethoden
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr. rer. nat. Schmitz
Dozent Prof. Dr. rer. nat. Schmitz
Modulziele Die Studierenden können einen in einer höheren
Programmiersprache (VBA und MATLAB) geschriebenen
Quellcode interpretieren, modifizieren und selbstständig einen
strukturierten und kommentierten Quellcode erstellen. Sie können
typische Problemstellungen aus dem Bereich der
Ingenieurwissenschaften als Gleichungs- bzw.
Differentialgleichungs-Systeme formulieren und zur Lösung
adäquate Algorithmen bzw. Tools auswählen und parametrieren.
Sie kennen die Ursachen numerischer Instabilitäten und können
damit die Genauigkeit der erhaltenen Resultate bewerten.
Modulinhalte • Fourier- und Laplace-Transformation
• Computerprogrammierung mit VBA und MATLAB
• Konvergenz, Fehlerkontrolle und numerische Dispersion
• Integrale von Funktionen einer und mehrerer Variablen
• Interpolation
• Numerische Lösung gewöhnlicher
Differentialgleichungssysteme
• Numerische Steifigkeit
• Numerische Lösung partieller Differentialgleichungssysteme
mittels finiter Differenzen speziell am Beispiel der
Wärmeleitungsgleichung und der Navier-Stokes-Gleichung
• Optimierung
- Hill-Climbing
- Lineare und nicht–lineare Regression
- Optimierungsprobleme mit Nebenbedingungen
- Monte-Carlo Simulation
Lehrmethoden/-formen Vorlesung, Übung
20.03.2019 6Leistungsnachweis Klausur
Empfohlene Voraussetzungen Differential- und Integralrechnung von Funktionen einer und
mehrerer Variablen, Grundkenntnisse der Lösung elementarer
gewöhnlicher Differentialgleichungen
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) Vorlesung 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
• https://msdn.microsoft.com/de-
de/library/office/Ee814737%28v=office.14%29.aspx#odc_Offic
e14_ta_GettingStartedWithVBAInExcel2010_MacrosAndTheVi
sualBasicEditor
• Wolfgang Dahmen, Arnold Reusken: Numerik für Ingenieure
und Naturwissenschaftler. Springer, Berlin u. a. 2006, ISBN 3-
540-25544-3.
• Gene H. Golub, James M. Ortega: Wissenschaftliches
Rechnen und Differentialgleichungen. Eine Einführung in die
Numerische Mathematik (= Berliner Studienreihe zur
Mathematik. Bd. 6). Heldermann, Berlin 1995, ISBN 3-88538-
106-0.
• Constantinides, A.; Mostoufi, N.: Numerical Methods for
Chemical Engineers with MATLAB Applications, Prentice Hall,
1999
20.03.2019 7Modulnummer Modulbezeichnung
9M102 Entwicklungsmanagement
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Meinel
Dozent Prof. Dr.-Ing. Meinel
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 Seminar
Praktikum
Leistungsnachweis Klausur
Empfohlene Voraussetzungen Modul „Konstruktionsmethodik“, Studiengang Maschinenbau,
20.03.2019 8Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau, Semester B5
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) Seminar 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
20.03.2019 9Modulnummer Modulbezeichnung
9M103 Sensorik, Aktorik
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. U. Müller
Dozent Prof. Dr.-Ing. U. 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
20.03.2019 10• 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, Matlab(Simulink), etc.)
Lehrmethoden/-formen Vorlesung
Coaching und Beratung
Leistungsnachweis Präsentation (30%)
Portfolio (40%)
mündl. Prüfung (30%)
Empfohlene Voraussetzungen Semester M1 oder M2
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) Vorlesung 60 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
20.03.2019 11Modulnummer Modulbezeichnung
9M104 Systementwicklung im Maschinenbau
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Luderich
Dozent 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
20.03.2019 12o elektrische /elektronische und / oder
softwaretechnische Funktionseinheiten
• Kompensationstechniken zur kostenoptimalen Realisierung
von gewünschten Maschineneigenschaften
Lehrmethoden/-formen Vorlesung, Projekt
Leistungsnachweis Vortrag/Workshop (25%)
Bericht/Poster (35%)
Fachgespräch (40%)
Empfohlene 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 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) Vorlesung 30 Std.
Praktikum, Projekt 60 Std.
Vor- und Nachbereitung 30 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
20.03.2019 131 bis 5, Springer Verlag, Berlin Heidelberg. 20.03.2019 14
Modulnummer Modulbezeichnung
9M105 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
Empfohlene Voraussetzungen Keine
Workload 300 Std./10 Credits
(30 Std./Credit) Projekt 9 Std.
Eigenarbeit 291 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1
20.03.2019 15Empfohlene Literatur Themenabhängige, wissenschaftliche Fachliteratur, Recherche
z.B. über: www.scopus.com
20.03.2019 16Modulnummer Modulbezeichnung
9M107 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
Empfohlene Voraussetzungen Keine
Workload 300 Std./10 Credits
(30 Std./Credit) Projekt 9 Std.
Eigenarbeit 291 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M2
20.03.2019 17Empfohlene Literatur Themenabhängige, wissenschaftliche Fachliteratur, Recherche
z.B. über: www.scopus.com
20.03.2019 18Masterprojekte
Modulbezeichnung Dozent*in Verantwortliche*r WiSe SoSe
Application Engineering in Virtual (VR) und Augmented Prof. Dr. phil. Richert Prof. Dr. phil. Richert X -
Reality (AR)
Prof. Dr.-Ing. U. Müller
Soziale Robotik Prof. Dr. phil. Richert Prof. Dr. phil. Richert - X
Anmerkung: die Modulbeschreibungen der weiteren Masterprojekte liegen leider aktuell nicht vor. Es werden aber Projekte bei den
Dozenten des Studiengangs Maschinenbau angeboten – fragen Sie hier bitte die entsprechenden Dozenten.
20.03.2019 19Modulnummer Modulbezeichnung
9M105
Application Engineering in Virtual (VR) und Augmented
Reality (AR)
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr. phil. Richert
Dozenten Prof. Dr. phil Richert, Prof. Dr.-Ing. U. Müller
Modulziele Die Studierenden haben am Ende des Moduls Erfahrungen
und Kompetenzen in der Entwicklung von VR-/AR
Applikationen im ingenieurwissenschaftlichen Bereich, in dem
sie:
• sich mit der Theorie und Praxis VR/AR Software-
Anwendungen, ihren mathematischen Grundlagen, ihren
spezifischen Anforderungen, auseinandersetzen
• gestenbasierte Eingabemöglichkeiten sowie gängige
Werkzeuge und Methoden für ihre Entwicklung
kennenlernen
• Entwicklungsumgebungen und Methoden kollaborativ für die
Konzeption, Analyse und Erstellung von VR/AR
Anwendungen anzuwenden (inkl. proof of concept/Pre-Test)
sowie
• Projektpläne erstellen, ihre Ergebnisse in schriftlichen
Berichten dokumentieren und sie im Rahmen von Vorträgen
überzeugend präsentieren,
um später erfolgreich VR/AR Applikationen gestalten zu
können.
Modulinhalte • Virtual und Augmented Reality
• Softwareentwicklung für VR/AR Applikationen
• Pre-Testing und Evaluation von VR/AR Applikationen
• Kollaborative Softwareentwicklung
• Management von Softwareentwicklungsprozessen
Die Projektdurchführung erfolgt in Teams, die jeweils eine
Aufgabenstellung im Bereich VR/AR Software-Anwendungen
eigenständig bearbeiten sollen. Jedes Team bleibt über die
gesamte Projektlaufzeit zusammen und arbeitet gemeinsam an
der Konzeption, Entwicklung und Evaluation der zu erstellenden
20.03.2019 20VR/AR Anwendung. Dazu setzt es für die jeweils gewählte
Plattform (z.B. iOS, Android, Web) geeignete Technologien,
Methoden und Entwicklungswerkzeuge ein.
Lehrmethoden/-formen Coaching & Beratung während der Projektdurchführung
Leistungsnachweis Präsentation (50%)
Projektdokumentation (50%)
Empfohlene Keine
Voraussetzungen
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit)
Vorlesung 45 Std.
Coaching 30 Std.
Selbstständige Projektdurchführung
und -organisation 75 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1
Empfohlene Literatur • Ma Dhengze et al. (2011): Virtual Reality and Augmented
Reality in Industry, Springer. Heildelberg.
• Craig, Alen et al. (2009): Developing Virtual Reality
Applications. Foundations of effective Design. Elsevier.
Amsterdam.
• Augstakalnis, Steve (2016): Practical Augmented Reality: A
Guide to the Technologies, Applications, and Human
Factors for AR and VR. Addison Wesley.
• Mehler-Bicher, Anett; Steiger, Lothar (2010) Augmented
Reality. Theorie und Praxis. De Gruyter. Oldenbourg.
• Dörner, Ralf et al. (2013): Virtual und Augmented Reality
(VR/AR). Grundlagen und Methoden der Virtuellen und
Augmentierten Realität. Spinger Vieweg.
20.03.2019 21Modulnummer Modulbezeichnung
9M105
Soziale Robotik
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr. phil. Richert
Dozenten Prof. Dr. phil Richert
Modulziele Die Studierenden haben am Ende des Moduls Wissen und
Kompetenzen sozialer Robotik aufgebaut, in dem sie
• sich mit sozialer Kognition und sozialen Agenten sowie
Zusammenhängen zwischen Emotionen und non-verbalem
Verhalten in der Mensch-Maschine-Interaktion
auseinandersetzen
• Möglichkeiten und Risiken der Anthropomorphisierung
verstehen
• Ethische Aspekte der sozialen Robotik kennen lernen und
• ihr Wissen beispielhaft in die Konzeption/Umsetzung eines
sozialen Roboters einbringen,
um später erfolgreich Projekte im Bereich der sozialen Robotik
und Mensch-Technik-Interaktion gestalten zu können.
Modulinhalte • Sozialen Kognition/ Wahrnehmung der sozialen Welt
• Roboter als soziale Agenten
• Möglichkeiten und Risiken der Anthropomorphisierung
• Mensch-Maschine/Roboter Interaktion
• Welche unterschiedlichen Faktoren beeinflussen, ob ein
Roboter sozial wirkt?
• Ethische Aspekte
• Umsetzung und Anwendungsgebiete sozialer Roboter
Lehrmethoden/-formen Coaching & Beratung während der Projektdurchführung
Leistungsnachweis Präsentation (50%)
Projektdokumentation (50%)
Empfohlene Keine
Voraussetzungen
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit)
150 Std./5 Credits
Vorlesung 45 Std.
20.03.2019 22Coaching 30 Std.
Selbstständige Projektdurchführung
und -organisation 75 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1
Empfohlene Literatur • Koolway, Jens (2018): Die soziale Welt der Roboter.
Interactive Maschinen und ihre Verbindung zum Menschen.
Science Studies. Transcript Verlag. Bielefeld.
• Bischof, Andreas (2007): Soziale Maschinen bauen.
Epistemische Praktiken der Sozialrobotik. Transcript Verlag.
Bielefeld.
• Haun, Matthias (2013): Handbuch Robotik. Programmieren
und Einsatz intelligenter Roboter. Springer Vieweg.
Heidelberg.
• Nida-Rümelin, Nida; Weidenfeld, Nathalie (2018): Digitaler
Humanismus. Eine Ethik für das Zeitalter der künstlichen
Intelligenz. Piper Verlag. München.
20.03.2019 23Modulnummer Modulbezeichnung
9M106 Integriertes Produktionsmanagement
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. U. Müller
Dozent Prof. Dr.-Ing. U. Müller
Modulziele Die Studierenden
• kennen die Ziele, Aufgaben, Entwicklungen und Trends der
Logistik bzw. Produktion
• können Methoden aus der Beschaffungslogistik wie
Materialbedarfsermittlung, Bestimmung von Bestellmengen
und -zeitpunkten anwenden
• lernen die Vor- und Nachteile der einzelnen Transportträger
sowie die unterschiedlichen Lagerhaltungs- und
Kommissionierungssysteme kennen
• lernen die wichtigsten Methoden der Produktionswirtschaft
kennen
• verstehen die Ausgestaltungsformen des Supply Chain
Management
• begreifen die Prinzipien des Produktionsmanagement und sind
in der Lage, die Prinzipien auf Fallstudien anzuwenden
Modulinhalte • Bedeutung, Entwicklungen und Trends in Logistik und
Produktion
• Basisaufgaben der Logistik (Transport, Umschlag, Lagerung,
Kommissionierung)
• Beschaffungslogistik
• Produktion
• Distributionslogistik
• Supply Chain Management
• Entsorgungslogistik
Lehrmethoden/-formen Vorlesung
Übung
20.03.2019 24(Dozentenvortrag, moderierte Diskussion, aktuelle Fallanalyse)
Leistungsnachweis Präsentation (30%)
Portfolio (40%)
mündl. Prüfung (30%)
Empfohlene Voraussetzungen Keine
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) Vorlesung 30 Std.
Übung 30 Std.
Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M2 oder M1
Empfohlene Literatur Literatur wird zu Beginn jeden Semesters bekannt gegeben
20.03.2019 25Modulnummer Modulbezeichnung
9M108 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.
20.03.2019 26Masterseminar
Vortrag: Fortschrittsbericht zur Masterarbeit.
Lehrmethoden/-formen Projekt
Leistungsnachweis Bericht, Präsentation und mündliche Prüfung, Masterseminar: 2
Vorträge (ohne Benotung), 24 Std. Präsenz
Empfohlene Voraussetzungen gemäß Prüfungsordnung
Workload 900 Std./30 Credits
(30 Std./Credit) Masterarbeit 780 Std.
Masterseminar 60 Std.
Kolloquium 60 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M3
Empfohlene Literatur Themenabhängige, wissenschaftlice Fachliteratur, Recherche z.B.
über: www.scopus.com
20.03.2019 27Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung „Automatisierung“
Modulnummer Modulname Sem.
9M130 Advanced Control SoSe
9M131 Ausgewählte Anwendungen der Automatisierungstechnik SoSe
9M132 Fertigungsautomatisierung WiSe
9M133 Produktionsmesstechnik WiSe
9M134 Mikrocontroller, Embedded System SoSe
9M135 Mobile Maschinensysteme - für Land- und Forstwirtschaft SoSe
sowie für Kommunal- und Bauwesen
9M136 Prozessautomatisierung WiSe
9M158 Condition Monitoring SoSe
Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung „Produktentwicklung“
Modulnummer Modulname Sem.
9M150 Nichtlineare Finite-Elemente-Anwendungen WiSe + SoSe
9M153 Kunststoffe und Verbundwerkstoffe SoSe
9M154 Vertiefende Themen des Produktionsmanagement SoSe
9M155 Virtuelle Produktentwicklung – Produkt Engineering WiSe + SoSe
und Lifecycle Management
9M156 Wärmemanagement (Automotive) WiSe
9M158 Condition Monitoring SoSe
9M159 Konstruktion von Präzisionsgeräten SoSe
9M132 Fertigungsautomatisierung WiSe
20.03.2019 28Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung „Automatisierung“
Modulnummer Modulbezeichnung
9M130 Advanced Control
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Jelali
Dozent 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
20.03.2019 29- Stabilitätsuntersuchungen
- Harmonische Balance
- Linearisierungsstrategien
• Entwurf nichtlinearer Regelsysteme
- Statische Kompensation
- Exakte Linearisierung
- Flachheitsbasierter Regler
- Modellprädiktive Regelung
- Intelligente Regelung (Fuzzy, Neuro)
Lehrmethoden/-formen Seminar, Praktikum
Leistungsnachweis Mündliche Prüfung
Empfohlene Voraussetzungen Keine
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) 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.
20.03.2019 30Modulnummer Modulbezeichnung
9M131 Ausgewählte Anwendungen der Automatisierungstechnik
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Jelali
Dozent 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
20.03.2019 31- Reglerentwurf
- Simulation
Lehrmethoden/-formen Seminar, Praktikum
Leistungsnachweis Bericht (30%)
Präsentation (20%)
Mündl. Prüfung (50%)
Empfohlene Voraussetzungen Keine
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) 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
20.03.2019 32Modulnummer Modulbezeichnung
9M132 Fertigungsautomatisierung
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. U. Müller
Dozent Prof. Dr.-Ing. U. 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.
20.03.2019 33• Führungsgrößenerzeugung und Interpolation
• Robotersteuerungen
• Fertigungsleittechnik
• Simulations- und Planungstools für Fertigungssysteme
Lehrmethoden/-formen Vorlesung
Seminar
Leistungsnachweis Präsentation (30%)
Portfolio (40%)
mündl. Prüfung (30%)
Empfohlene Voraussetzungen Keine
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) Vorlesung 30 Std.
Seminar 30 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.
20.03.2019 34Modulnummer Modulbezeichnung
9M133 Produktionsmesstechnik
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. U. Müller
Dozent Prof. Dr.-Ing. U. 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
20.03.2019 35Lehrmethoden/-formen Vorlesung
Seminar
Coaching und Beratung
Leistungsnachweis Präsentation (30%)
Portfolio (40%)
mündl. Prüfung (30%)
Empfohlene Voraussetzungen Keine
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) Vorlesung 30 Std.
Seminar 30Std.
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
20.03.2019 36Modulnummer Modulbezeichnung
9M134 Mikrocontroller, Embedded System
Credits
Verantwortliche Prof. Dr.-Ing. U. Müller
Dozenten Prof. Dr.-Ing. U. 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 Präsentation (30%)
Portfolio (40%)
mündl. Prüfung (30%)
Empfohlene Voraussetzungen Keine
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) Vorlesung 30 Std.
Seminar 30 Std.
20.03.2019 37Vor- und Nachbereitung 90 Std.
Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2
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
20.03.2019 38Modulnummer Modulbezeichnung
9M135 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.
20.03.2019 39Modulinhalte • 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
Lehrmethoden/-formen Vorlesung
Praktikum
Leistungsnachweis mündl. Prüfung (50%)
Bericht (25%)
Präsentation (25%)
Empfohlene Voraussetzungen Keine
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) 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
20.03.2019 40Verlag, Braunschweig / Wiesbaden 2002 20.03.2019 41
Modulnummer Modulbezeichnung
9M136 Prozessautomatisierung
Credits 5
Verantwortliche Prof. Dr.-Ing. Jelali, Prof. Dr. rer. nat. Dorner
Dozenten Prof. Dr.-Ing. Jelali, Prof. Dr. rer. nat. Dorner
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
20.03.2019 42- Synchronisierung von Tasks
- Synchronisierungsverfahren
- Scheduling-Verfahren
• Kognitive Systemarchitekturen
- Kognitive Information
- 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
Empfohlene Voraussetzungen Keine
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) Seminar 30 Std.
Praktikum 30 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.
20.03.2019 43Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung „Produktentwicklung“
Modulnummer Modulbezeichnung
9M150 Nichtlineare Finite-Elemente-Anwendungen
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Hallmann
Dozent 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.
20.03.2019 44Modulinhalte • 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)
• 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 mündl. Prüfung oder Präsentation und Bericht (je
nach Teilnehmerzahl)
Empfohlene Voraussetzungen Module
„Technische Mechanik 1“, Maschinenbau, Semester B1
„Technische Mechanik 2“, Maschinenbau, Semester B2
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) Vorlesung 30 Std.
Praktikum 30 Std.
20.03.2019 45Vor- 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.
20.03.2019 46Modulnummer Modulbezeichnung
9M153 Kunststoffe und Verbundwerkstoffe
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Bonnet
Dozent 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 Klausur
Empfohlene Voraussetzungen Modul „Werkstofftechnik“, Maschinenbau, Semester B1
20.03.2019 47Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) Seminar 30 Std.
Praktikum 30 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
20.03.2019 48Modulnummer Modulbezeichnung
9M154 Vertiefende Themen des Produktionsmanagement
Credits 5
Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. U. Müller
Dozent Prof. Dr.-Ing. U. Müller
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
Empfohlene Voraussetzungen Keine
20.03.2019 49Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) Proseminar 30 Std.
Praktikum 30 Std.
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)
20.03.2019 50Modulnummer Modulbezeichnung
9M155 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)
20.03.2019 51Die 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 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
20.03.2019 52Strukturoptimierung 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 im Kontext der PDM/PLM-Technologie
(Projekt- Ingenieurbüro 21)
Lehrmethoden/-formen Vorlesung
Proseminar
Praktikum
Leistungsnachweis Klausur (50%)
Präsentation (25%)
Bericht (25%)
Empfohlene Voraussetzungen Modul „CAD und Technisches Zeichnen”, Maschinenbau,
Semester B1
Workload 150 Std./5 Credits
(30 Std./Credit) Vorlesung 30 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 –
20.03.2019 53Sie können auch lesen
