STUDIEREN UND FORSCHEN FÜR DIE ZUKUNFT AN EINER PRAXISORIENTIERTEN HOCHSCHULE - VFAALE ...
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V FA A L E
AALE – Angewandte Automatisierungstechnik in Lehre und Entwicklung
STUDIEREN UND FORSCHEN FÜR DIE
ZUKUNFT AN EINER PRAXISORIENTIERTEN
12 HOCHSCHULE.
Praxisorientierte Hochschulen vom Typ Fachhochschule ■■ Verstärkte Entwicklung theoretisch-fachlicher und
(University of Applied Sciences) bilden in Deutschland na- praxisnaher Masterstudiengänge im konsekutiven und
hezu 55 % der Ingenieure in vielen verschiedenen Fachdis- Weiterbildungsbereich zur Ausbildung von Automati-
ziplinen aus. Bezogen auf das Gebiet der Automatisierungs- sierungs-Ingenieuren in hoher nationaler und interna-
technik werden durch diese Hochschulen jährlich etwa tionaler Qualität.
10.000 Automatisierungsingenieure erfolgreich mit dem
Abschluss Bachelor oder Master in Industrie und Wirtschaft ■■ Auf- und Ausbau leistungsfähiger Forschungs- und
entlassen. An der spezifischen Fachausbildung in den au- Entwicklungsstrukturen zur Angewandten Automatisie-
tomatisierungstechnischen Studiengängen und Vertiefungs- rungstechnik zur nachhaltigen Stärkung der Drittmit-
richtungen sind aktuell in Deutschland etwa 550 Professo- telfähigkeit der Hochschulen.
ren beteiligt. 2004 beschlossen Professoren aus den auto-
matisierungstechnischen Lehr- und Forschungsbereichen ■■ Erhöhung des Internationalisierungsgrades der auto-
der Fachhochschulen Deutschlands, Österreichs und der matisierungstechnischen Fachbereiche, Studiengänge
Schweiz gemeinsam mit Industrievertretern und unter Be- und Institute durch einen verstärkten wissenschaftlichen
teiligung von Fachverbänden näher zusammenzurücken und und studentischen Austausch sowie internationale
zukünftig die folgenden Ziele gemeinsam zu verfolgen: Kooperationsvorhaben in Lehre und Entwicklung.
■■ Sicherung qualitätsgerechter automatisierungstechni- Zur Unterstützung dieser Ziele wurde 2008 der Verein für
scher Bachelor-Studiengänge mit dem Ziel der Bereit- Angewandte Automatisierungstechnik in Lehre und Entwick-
stellung von praxisorientierten Ingenieuren für die In- lung an Hochschulen VFAALE e.V. (www.vfaale.de) gegrün-
dustrie mit einem berufs-anerkannten akademischen det. Mitglieder dieses Vereins sind neben führenden Indus-
Basisabschluss. trieunternehmen der Automatisierungsbranche auch eine
Reihe von Hochschulprofessoren. Aktuell hat der Verein 82
Mitglieder. Der Verein wird durch einen wissenschaftlichen
Beirat unterstützt, in dem auch die großen Verbände der
Automatisierungsindustrie wie NAMUR, VDI/VDE-GMA,
VDMA und ZVEI als assoziierte Mitglieder vertreten sind.
In den letzten Jahren hat sich der VFAALE und seine Jahres-
konferenz für Angewandte Auto-matisierungstechnik in
Lehre und Entwicklung (AALE) zu einem bewährten Forum
für Hoch-schulprofessoren und Vertretern aus Wirtschaft
und Industrie aus dem deutschsprachigen Raum entwickelt
und dient zum Erfahrungsaustausch über moderne Konzep-
te, Entwicklungen und die Lehre in der Automatisierungs-
technik. Die Themen der Vorträge behandeln aktuelle Trends,
Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, Kooperationen
zwischen Hochschule und Industrie sowie Lehre, Ausbildung,
Didaktik und MINT-Projekte. Eine konferenzbegleitende
Ausstel-lung bietet Partnern ferner die Möglichkeit, aktuel-
le Produktentwicklungen auf dem Gebiet der Automatisie-
rungstechnik zu präsentieren.
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13
VFAALE – Vorstand und Beirat
AALE 2020 nehmer aus dem deutschsprachigen Wissenschafts- und
Wirtschaftsraum in Leipzig erwartet.
Die Konferenz der „Angewandten Automatisierungstechnik
in Lehre und Entwicklung“ bildet eine Plattform, um neue Die folgenden zwei Beiträge der Hochschule für Technik,
Ansätze im gesamten Feld der Automatisierungstechnik Wirtschaft und Kultur in Leipzig sowie der Technischen
aufzuzeigen und zu diskutieren. Dazu zählen die Bereiche Hochschule in Wildau der sollen beispielhaft die Kompetenz
der Industrie 4.0/IIoT als auch die Themen aus der virtuel- der Hochschulen für die Welt von morgen aufzeigen und
len, erweiterten und realen Welt. Ein Schwerpunkt wird junge Menschen für ein ingenieurtechnisches Studium an
„Automatisierung und Mensch-Technik-Interaktion“ auf der einer derartigen Hochschule begeistern.
kommenden Veranstaltung einnehmen. Auf der zum 17.
Mal stattfindenden Konferenz werden Herausforderungen
der Zukunft für den Bestand und den Ausbau effizienter
Produktionssysteme diskutiert. Neue Ansätze im Rahmen
der Bundesstrategie „Industrie 4.0“ im Wandel der Produk-
tionswelt aufzuzeigen, sollen hierbei Ziele der im März 2020
(4.-6. März 2020) in der HTWK Leipzig stattfindenden
Konferenz der „Angewandten Automatisierungstechnik in
Lehre und Entwicklung“ darstellen. Die Verbindung der
virtuellen mit der realen Welt im Kontext cyberphysischer
Produktionssysteme stellen Aufgabenstellungen für die
zukünftige Ausgestaltung von didaktischen Lehrinhalten
sowie von Entwicklungsvorhaben in Wissenschaft und
Wirtschaft dar.
Adressierte Themenbereiche sind hierbei insbesondere:
■■ Mensch-Roboter-Kooperation
■■ Assistenzsysteme
■■ AR, VR und Mixed Reality Preisträger und Nominierte für den AALE Student Award auf der AALE 2o19 in Heilbronn
■■ Computer Vision
■■ Smart Production (Industrie 4.0, IIoT)
■■ IT-Security
■■ Intelligente und autonome Systeme KO N TA K T
■■ Klassische Automatisierungstechnik VFAALE e.V.
c/o Technische Hochschule Wildau
Die Autoren berichten über Hochschulring 1
■■ Trends und Anwendungen 15745 Wildau
■■ Forschungs- und Entwicklungsarbeiten Büro: Haus 15-2.16
■■ Kooperationen zwischen Hochschule und Industrie Tel.: 03375 508418
sowie Autor dieses Beitrags:
■■ Lehre und Ausbildung, Didaktik, MINT-Projekte. Prof. Dr.-Ing. Jörg Reiff-Stephan
1. Vorsitzender des Vereins
Im Rahmen der Konferenz werden die Fachbeiträgen durch E-Mail: jrs@vfaale.de
Workshops, Postersessions, einer Podiumsdiskussion und
Firmenpräsentationen begleitet. Es werden zirka 200 Teil-
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Technische Hochschule Wildau
TRADITION UND MODERNE –
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
14 IM WANDEL DER ZEIT
Studiengänge in naturwissenschaftlichen, ingenieurtech-
nischen, betriebswirtschaftlichen, juristischen und Ma-
nagementdisziplinen. Ein besonderes Kennzeichen ist
ihre Internationalität. Mehr als 20 Prozent der Studieren-
den kommen aus 60 Ländern. Kooperationsverträge,
Studenten- und Dozentenaustausche verbinden die TH
Wildau weltweit mit über 140 akademischen Bildungsein-
richtungen.
Die Hochschule belegt in der angewandten Forschung seit
Jahren bundesweit einen Spitzenplatz und besitzt einen
anerkannten Ruf als Kompetenzzentrum für wichtige
Wissenschaftsdisziplinen. Dazu zählen klassische Gebiete
wie Maschinenbau, Automatisierungstechnik und Physi-
kalische Technik ebenso wie die neuen Bereiche Biowis-
Campusbereich
senschaften und Life Sciences, Logistik und Angewandte
Die Technische Hochschule Wildau ist eine Ausbildungs- Informatik/Telematik sowie Luftfahrttechnik und Regene-
einrichtung für Ingenieure mit einer langen Tradition im rative Energietechnik.
Bereich des angewandten Maschinenbaus. Seit ihrer
Neugründung hat sie aus dieser maschinenbaulichen Der Campus der TH Wildau befindet sich auf einem tradi-
Tradition heraus neue Studieninhalte mit unikaler Profil- tionsreichen Industrieareal des früheren Lokomotiv- und
bildung entwickelt, die sich in Lehre und Forschung au- Schwermaschinenbaus. Die gelungene Symbiose aus
ßerordentlich erfolgreich am Markt positionieren konnten denkmalgeschützter Industriearchitektur und preisgekrön-
und u. a. hoch innovative Bereiche aus Telematik, Energie- ten modernen Funktionsgebäuden setzt städtebaulich
systemtechnik, Logistik und Automatisierungstechnik Maßstäbe.
abdecken.
Bachelorstudiengang Automatisierungstechnik
„Exzellent studieren, entspannt leben“ – dafür steht die Die Automatisierungstechnik findet als Querschnittstech-
Technische Hochschule Wildau. Im grünen und seenreichen nologie Anwendung in nahezu allen technischen Bereichen
Gürtel südöstlich der Hauptstadt Berlin gelegen, finden wie z. B. in der Medizintechnik, der Automobiltechnik und
Sie hier eine einzigartige Campushochschule mit ausge- dem Verkehrswesen, im Maschinen- und Anlagenbau
zeichneten Bedingungen für ein erfolgreiches Studium, ebenso wie im Luft- und Raumfahrtbereich. Ziel ingenieur-
aber auch für eine hohe Lebensqualität. technischer Arbeit ist es, Produktionsketten effektiv und
effizient zu gestalten und dem Endkunden ein in hohem
Die persönliche Atmosphäre, die individuelle Betreuung Maße funktionsintegriertes Produkt zur Verfügung zu
durch die Lehrkräfte, die hochwertige Ausstattung der stellen. Diese Herausforderungen bieten für den Wirt-
ingenieurtechnischen, natur- und wirtschaftswissenschaft- schaftsstandort Deutschland einzigartige Chancen, durch
lichen Labore sowie eine der modernsten Bibliotheken die Entwicklung innovativer wettbewerbsdominierender
bieten gute Voraussetzungen für die akademischen Aus- und Hochtechnologie-Produkte und durchgängiger, effizienter
Weiterbildung sowie für die zielgerichtete Vorbereitung auf Prozessketten neue Marktsegmente hoher Wertschöpfung
den Berufseinstieg. zu eröffnen und auszubauen. Die hieraus entstehende
Innovationskraft ist der Treiber und nachhaltige Garant für
Die TH Wildau ist die größte (Fach)Hochschule des Landes Wachstum sowie Arbeitsplätze in Deutschland und prägt
Brandenburg. Ihr attraktives Studienangebot umfasst 32 das Markenzeichen „Made in Germany“.
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Der moderne Bachelorstudiengang „Automatisierungs- Projekte verweisen auf den Nutzen für die strategische
technik“ setzt diese Entwicklung konsequent fort, schließt Eingrenzung von Aufgabenfeldern auf Basis von iC3-
eine markante Lücke im bisherigen Angebotsprofil und Kennzahlensystemen sowie an Implementierungsszenari-
profiliert sich als ein wesentliches Bildungsangebot im en von energiesensorisch unterstützten Fertigungsma-
Land Brandenburg. Im Fokus steht entsprechend der nagementsystemen bis hin zu Konzeptbetrachtungen
maschienbaulichen Tradition der Hochschule eine bauteil- virtueller Steuerungsprozesse (viSPS) auf. Die Rolle der
nahe Automatisierungstechnik. Diese spezifische Automa- Produktivfaktoren nimmt hierbei in einem humanzentrier-
tisierungstechnik stellt sich den Anforderungen innovativer ten Ansatz innerhalb der Neustrukturierung von automa-
industrieller Technologien an individuelle Lösungen der tisierter und menschlicher Arbeit eine Schlüsselstellung
Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik. Typische An- ein. Wesentliche Zielgröße für die Wertschöpfungsprozes-
forderungen an neuartige automatisierte Bauteile und se der überwiegend mittelständischen Hochschul- und
Produkte aus Telematik, Life Science, Photonik erfordern Projektpartner stellt die zeitliche und räumliche Optimie- Prof. Dr.-Ing. Jörg Reiff-Stephan
eine intensive Verzahnung von mechanischer Konstruk- rung des Zusammenspiels Fabrik/Mensch/Maschine dar.
tion, Fertigung und Automatisierung – dies gilt in beson-
derem Maße für moderne mikrostrukturierte Produkte und
Präzisionsbauteile, eine Spezialität der TH Wildau – auch
in Abgrenzung zu ähnlichen Studienangeboten in der
Region.
Forschung und Entwicklung
Die industrielle Produktion befindet sich erneut in einem
immanenten Wandel. Dieser als vierte Industrielle Revo-
lution 2011 ausgerufene Prozess verändert das Bild der
industriellen Herstelung drastisch und erfordert ebenso
ein Überdenken der Einbettung des Menschen als Akteur
im Arbeitsprozess. Die Berechenbarkeit von Abläufen über
die Grenzen des Fertigungsprozesses hinaus wird eine der
wesentlichen Schnittstellenthematiken. Das Bild eines
durchgängigen, transparenten „Produktions“prozesses
wird die Gesellschaft und das B2B-Miteinander prägen.
Es werden ausgehend von der Prüfung von neuen Innova-
tionskonzepten, über die arbeitsorga-nisatorische Umset-
zung im Fertigungsbereich bis hin zur Ausbildung von
sensorischen Komponenten und deren Verkettung als
Führungselemente im Produktionsumfeld ein System ge- KO N TA K T
schaffen, das durch Selbstanalyse, Selbstorganisation und Technische Hochschule Wildau
Selbstoptimierung geprägt ist. Fachbereich Ingenieur- und Naturwissenschaften
Hochschulring 1
Ziel des Forschungsgebietes »iC3@Smart Production« am 15745 Wildau
Institut für Cyberphysische Produktionssysteme (iCPPS) Studiengangssprecher/Direktor iCPPS:
ist es, in diesem Umfeld Lösungen zu erarbeiten, die den Prof. Dr.-Ing. Jörg Reiff-Stephan
Prozess des Wandels in der Industrie durch sensorische Tel.: 03375 508-418
und aktorische Elemente (Entitäten) und deren Interaktion E-Mail: jrs@th-wildau.de
unterstützen helfen. Wissenschaftliche und wirtschaftliche
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Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK)
FAKULTÄT INGENIEURWISSENSCHAFTEN
AUTOMATISCH GUT VERNETZT FÜR DIE INDUSTRIE 4.0
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Seit den 1990er Jahren wird AS-Interface, ein internatio- und Sensoren miteinander vernetzt. Dafür stehen die
naler Standard zur industriellen Datenkommunikation, von Buchstaben A und S“, erklärt Heimbold. Das Faszinieren-
Wissenschaftlern der HTWK Leipzig mitentwickelt. Für die de: Über ein und dasselbe Kabel kann ein sogenannter
„Industrie 4.0“ kam 2018 die nächste Generation auf den Master mit den Sensoren und Aktoren kommunizieren,
Markt. ohne dass die Signale einander stören – und er kann
diese sogar mit Strom versorgen. „AS-Interface ist un-
Auch wenn die meisten noch nie von AS-Interface (ASi) schlagbar robust und preiswert“, erläutert Heimbolds
gehört haben – in unserem Alltag begegnen wir dem Mitarbeiter Tobias Rudloff die Vorteile des Systems. „Und
System regelmäßig. So sorgt ASi zum Beispiel dafür, dass es lässt sich innerhalb von Sekunden montieren oder
am Flughafen jedes Gepäckstück zum richtigen Flieger umbauen.“ Wirft man das Kabel in Wasser oder gar in Öl,
findet, in Parkhäusern die freien Plätze angezeigt werden passiert – nichts. Auch Hitze und Kälte können dem Sys-
oder dass in großen Gebäuden bei einer Feuermeldung tem nichts anhaben.
die Fluchttüren öffnen – automatisch. Daran, dass all das
so reibungslos funktioniert, haben Automatisierungstech- Aktueller Trend ist die Digitalisierung der Industrieproduk-
niker der HTWK Leipzig entscheidenden Anteil. Denn die tion, also eine umfassende Vernetzung fast aller Maschinen
gesamte Kommunikation zwischen Lichtschranken, Scan- und Geräte innerhalb einer Fabrik. Bislang konnte ASi ein
nern, automatischen Klappen und anderen Geräten läuft Master mit 186 Sensoren und Aktoren vernetzen – das ist
über die charakteristischen gelben Kabel von „AS-Interface“ für die Verwirklichung von „Industrie 4.0“ inzwischen zu
(ASi). Heute ist AS-Interface ein weltweiter Standard, wenig. In dem vom Bundesforschungsministerium geför-
ähnlich wie Dolby Surround und USB, nur für den Auto- derten Projekt „Interdisziplinäre System-Infrastrukturen
matisierungsbereich. für die Gerätetechnik“ loteten die Leipziger Forscher ge-
meinsam mit Industriepartnern und Wissenschaftlern aus
Tilo Heimbold leitet am Forschungs- und Transferzentrum Stuttgart und Rostock die Möglichkeiten einer nächsten
(FTZ) der Hochschule das weltweit erste akkreditierte ASi-Generation aus. Ihr Ansatz: Die simplen 1/0-Werte
Prüflabor für alle ASi-Systemkomponenten. „AS-Interface der einzelnen Geräte werden zur Übertragung in ein Rau-
wird in den unterschiedlichsten Prozessen und Anwendun- schen umgewandelt, welches im Master wieder entschlüs-
Studentin im Labor
gen eingesetzt, da der Standard auf der untersten Ebene selt wird. Dadurch können viel mehr Daten in der gleichen
Automatisierungs-
systeme. der Fabrikautomation zum Einsatz kommt – in den Anlagen Zeit über dasselbe Kabel laufen. Fast acht Jahre lang ar-
(Foto: Lara Müller/ selbst, wo in Einsen und Nullen kommuniziert wird. Auf beiteten die Wissenschaftler seitdem im engen Austausch
HTWK Leipzig) dieser sogenannten Feldbus-Ebene sind hunderte Aktoren mit der Industrie an der Weiterentwicklung des Kommu-
nikationsstandards. Die gesamte Technologie wurde par-
allel auf einen Chip integriert, der nicht einmal die Abmes-
sungen eines Fingernagels hat – und störungsfrei mit dem
aktuell am Markt befindlichen ASi-Verfahren auf dem
gleichen Kabel betrieben werden kann. Im November 2018
war es endlich so weit: Die nächste ASi-Generation wurde
auf der Automatisierungsmesse SPS IPC Drives in Nürnberg
dem Fachpublikum vorgestellt.
Voraussichtlich noch im Laufe des Jahres 2019 werden
diese neuen Systeme in Fabriken, Parkhäusern und Flug-
häfen in aller Welt zum Einsatz kommen – und dazu bei-
tragen, dass „Industrie 4.0“ Wirklichkeit wird.
Autorin: Dr. Rebecca Schweier
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Prof. Tilo Heimbold, Dietmar Telschow und Tobias Rudloff (v.l.) im AS-Interface-Labor am Forschungs- und Transferzentrum Leipzig.
(Foto: Robert Weinhold/HTWK Leipzig)
3 Fragen an Dekan Prof. Dr.-Ing. Jens Jäkel Technik, Wirtschaft und Kultur: Wissen schafft
Warum sollte man an der HTWK Leipzig Elektrotechnik Verbindung
und Informationstechnik (EIT) studieren? HOCHSCHULE: Die Hochschule für Technik, Wirt-
JJ: Im Bachelor- und Masterprogramm kann man sich auf schaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) vereint
einer soliden fachlichen elektro- und informationstechni- praxisorientierte Lehre und anwendungsnahe For-
schen Wissensbasis in verschiedenen Bereichen speziali- schung. Regionales Alleinstellungsmerkmal der
sieren: Automatisierungstechnik, Biomedizinische Infor- Hochschule ist ihr breites ingenieurwissenschaftlich-
mationstechnik, Elektrische Energietechnik, Elektronische technisches Profil. Zusammen mit den Bereichen
Schaltungstechnik und Signalverarbeitung, Informations- Wirtschaft, Soziales und Kultur bietet die HTWK
technik/Automatisierungssysteme und Mechatronik. Die Leipzig an ihren fünf Fakultäten ein vielfältiges Lehr-
engen Kooperationen mit der Industrie, z.B. in gemeinsa- und Forschungsangebot.
men Forschungs- und Entwicklungsprojekten, garantieren STUDIUM: Mehr als 40 Studiengänge der Ingeni- Dekan Prof. Dr.-Ing. Jens Jäkel
einen hohen Anwendungsbezug und die Aktualität der eurwissenschaften, Wirtschafts- und Sozialwissen- (Foto: HTWK Leipzig)
Studieninhalte. schaften, angewandten Medien- und Informations-
Außerdem ist Leipzig einfach eine großartige Stadt für das wissenschaften sowie Informatik ermöglichen eine
(Studenten)Leben. wissenschaftlich fundierte und praxisorientierte
Ausbildung. Momentan sind etwa 6.200 Studieren-
Wo liegen die Forschungsschwerpunkte der Fakultät de immatrikuliert.
Ingenieurwissenschaften? FORSCHUNG: Langfristige und vielfältige Koopera-
JJ: Ein Schwerpunkt ist der Bereich der Automatisierungs- tionen mit Unternehmen aus der Region, Deutschland
technik und der industriellen IT, z. B. industrielle Kommu- und Europa sowie zahlreiche eingeworbene For-
nikationstechnik, Mensch-Roboter-Kooperation, Bildver- schungsprojekte belegen die Leistungsstärke der
arbeitung und energieautarke Sensornetzwerke. Ein wei- Hochschule. Mit einem Drittmittelaufkommen von
terer Fokus liegt bei medizintechnischen Anwendungen, über 12 Millionen Euro pro Jahr gehört die HTWK
u.a. Simulatoren für das chirurgische Training, Biosignal- Leipzig zu den forschungsstarken Hochschulen für
verarbeitung und Bewegungsunterstützungssysteme. Angewandte Wissenschaften (HAW) in Deutschland.
Welche Berufsaussichten haben die Absolventinnen
und Absolventen?
JJ: Sie haben beste Berufsaussichten, da ihre Qualifikation
in der Wirtschaft sehr geschätzt wird. Dies belegt die re- KO N TA K T
gelmäßige TOP-10-Platzierung im „Wirtschaftswoche“- HTWK Leipzig
Ranking, in dem die Personaler deutscher Unternehmen Fakultät Ingenieurwissenschaften
befragt werden. Beliebte Arbeitgeber für den Einstieg sind Karl-Liebknecht-Straße 134 | 04277 Leipzig
die Automotivindustrie, Unternehmen der Energiebranche Dekan: Prof. Dr.-Ing. Jens Jäkel
und Ingenieurdienstleister vor allem im Bereich Automa- Tel.: 0341 3076-4203
tisierungstechnik. Typische Tätigkeitsfelder sind Produktent- jens.jaekel@htwk-leipzig.de
wicklung und -applikation, Projektierung und technischer
Vertrieb, aber auch Forschung, z. B. in Forschungsprojek- Studiendekan Elektrotechnik und Informationstechnik
ten an der Fakultät. Prof. Dr.-Ing. Tilo Heimbold
Tel.: 0341 3076-1178
tilo.heimbold@htwk-leipzig.de
fing.htwk-leipzig.de
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