Erstimmatrikulation WiSe 2012/13

Fakultät für Anlagen-, Energie- und

Maschinensysteme

Modulhandbuch für den Studiengang

Master Maschinenbau

Mit den Studienrichtungen

„Produktentwicklung“

und

„Automatisierung“

1

Studienverlauf des Studiengangs Master Maschinenbau

Semester M-Nummer Modulbezeichnung Credits

1.

101 Numerische Mathematik 5

102 Entwicklungsmanagement 5

103 Sensorik, Aktorik 5

104 Systementwicklung im Maschinenbau 5

105 Masterprojekt 1 10

2.

106 Integriertes Produktionsmanagement 5

Wahlpflichtmodule Studienrichtung „Automatisierung“

130ff Wahlpflichtmodul 1 5

Wahlpflichtmodul 2 5


Wahlpflichtmodule Studienrichtung

„Produktentwicklung“

150 ff Wahlpflichtmodul 1 5



107 Masterprojekt 2 10

3.

108 Masterarbeit mit Masterseminar und Kolloquium 30

Erläuterung der Modulnummer:

Die erste Ziffer der Modulnummer steht für die Fakultät:

9 = Fakultät 09

Die zweite Ziffer steht für die Unterscheidung Bachelor- oder Masterstudiengang

B = Bachelor

M = Master

2

Die dritte Ziffer steht für die Studienrichtung bzw. Studiengang

1 – 3 = Studiengang Bachelor Maschinenbau, wobei

1 = Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau

2 = Studienrichtung Landmaschinentechnik

3 = Studienrichtung Anlagen-, Energie- und Maschinensysteme

4 = Studiengang Erneuerbare Energien

Die vierte und fünfte Ziffer sind fortlaufende Nummern, wobei die Module zwar mehrere Nummern

haben können, allerdings pro Studienrichtung exakt einer Nummer zugeordnet sein müssen. So ist

anhand der Modulnummern erkennbar, welcher Fakultät, welchem Studiengang und welcher

Studienrichtung ein Modul zugeordnet ist.

3

Modulnummer

9M101

Modulbezeichnung

Numerische Mathematik

Credits 5

Verantwortlicher Prof. Dr. rer. nat. Schuh

Dozenten Prof. Dr. rer. nat. Schuh

Modulziele Die Studierenden können numerische Verfahren zur Lösung von

Bilanzgleichungen, zur Optimierung und zur nicht-linearen Regression

beschreiben, auswählen und anwenden. Sie können einen in einer höheren

Programmiersprache geschriebenen Quellcode interpretieren, modifizieren

und selbstständig einen strukturierten und kommentierten Quellcode

erstellen.

Modulinhalte • Konvergenz, Fehlerkontrolle und numerische Dispersion

• numerische Steifigkeit

• Iterationsverfahren

• Lösung großer linearer Gleichungssysteme

• Interpolation mit Polynomen

• Splines

• numerische Lösung partieller Differentialgleichungssysteme

• finite Differenzen und finite Elemente

• Optimierung

- Lineare Programmierung

- nicht–lineare Regression

- Hill-Climbing

- Optimierprobleme mit Nebenbedingungen

- Minimierung von Quadratsummen

• Evolutionäre Algorithmen

• Monte-Carlo Simulation

• Anwendungen mit Matlab und Comsol

- FEM zur Festigkeitsberechnung

- CFD

- Multiphysics, Lösung gekoppelter Material- und Enthalpiebilanzen

Lehrmethoden/-formen Proseminar , Übung

Leistungsnachweis mündliche Prüfung, Bericht

Voraussetzungen Keine

6

Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Proseminar 30 Std.

Übungen 30 Std.

Vor- und Nachbereitung 90 Std.

Empfohlene Einordnung Semester M1 oder M2

Empfohlene Literatur • Moler, C.B.: Numerical Computing with MATLAB, Society for Industrial

Mathematics, 2010

• Edgar, T.F.; Himmelblau, D.M., Lasdon, L.S.: Optimization of Chemical

Processes, McGraw Hill, 2001

• Constantinides, A.; Mostoufi, N.: Numerical Methods for Chemical

Engineers with MATLAB Applications, Prentice Hall, 1999

7

Modulnummer

9M102

Modulbezeichnung

Entwicklungsmanagement

Credits 5

Verantwortliche Prof. Dr.-Ing. Gräßler

Dozenten Prof. Dr.-Ing. Gräßler

Modulziele Studierende

• nennen Ziele und Inhalte von Entwicklungssystemen

• vergleichen Entwicklungs- mit Produktionssystemen

• begreifen die unternehmerischen Schnittstellen und die Bedeutung der

Produktentwicklung auf nachfolgende Prozesse und den

Unternehmenserfolg

• sind in der Lage Kreativitätstechniken, DRBFM sowie Analyse- und

Bewertungsmethoden anzuwenden

• analysieren Entwicklungsprozesse, erkennen Verschwendung und

bewerten erzielbare Optimierungspotenziale

Modulinhalte • Teamentwicklung

• Interdisziplinarität

• Konstruktionsarten und ihre Referenzprozesse

• Methodeneinsatz in der Produktentwicklung (Kreativitätstechniken,

DRBFM, Analyse- und Bewertungsmethoden)

• Reorganisation von Entwicklungsprozessen (Analyse, Konzept,

Implementierung, Aufrechterhaltung)

• Produktentwicklungssysteme

• inhaltliches Arbeiten und Führen

• V-Modell

• Lean Development

Lehrmethoden/-formen Proseminar

Praktikum

Leistungsnachweis Portfolio und/oder mündliche Prüfung

Voraussetzungen Modul „Konstruktionsmethodik“, Studiengang Maschinenbau,

Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau, Semester B5

8

Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Proseminar 30 Std.

Praktikum 30 Std.

Vor-/Nachbereitung 90 Std.


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

9

Modulnummer

9M103

Modulbezeichnung

Sensorik, Aktorik

Credits 5

Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Müller

Dozenten Prof. Dr.-Ing. Müller

Modulziele Die Studierenden nennen die verschieden Sensortypen und ihre

Einsatzgebiete. Die Studierenden können in Abhängigkeit der Randbedingen

die Sensoren in Maschinen bzw. Produkte integrieren und die erforderliche

Verarbeitungskette sowie die Auswertung auslegen, berechnen und

aufbauen. Sie wählen geeignete Schnittstellen und Feldbussysteme aus. Sie

wählen, berechnen und legen die erforderlichen Aktoren aus. Sie integrieren

die Aktoren und verbinden sie mit verschiedenen Schnittstellen. Die

Studierenden können den Einfluss der Sensorik, der Datenverarbeitung und

der Aktorik auf die Signale, Berechnungen und die Reaktionen beurteilen

sowie komplexe Automatisierungslösungen konstruieren.

Modulinhalte • Wirkprinzipien von Sensoren (physikalische Grundlagen)

• Berechnung von Kraft, Drehmoment, Energieaufnahme

• Konzepte der Weg/Winkelmessung, Temperatur

• Konzept Näherungsschalter, optische Wegmessung, Geometrieerfassung

• Bestimmung der Kenngrößen von Aktoren

• Sonderformen der Sensorik (LASER, Gas, etc.)

• Signalverarbeitung (Digitalisierung, Interpolation, FFT, Filter, Verarbeitung

an PC und Mac),

• Zeitverhalten von Sensoren

• Einfluss von Sensoren auf die Messgröße

• Umwandlung von Energie(Aktoren)

• Einsatzmöglichkeiten von Sensoren und Aktoren

• Erstellen von Sensor-Aktor-Systemkonzepten

• Montage und praktische Umsetzung der Konzepte

• Standardschnittstellen, P2P, Datenaustausch, Feldbussysteme

• Aufbau und Wirkungsweise von Sensoren

• Aufbau und Wirkungsweise von Aktoren

• Unterscheidung digital/analog

• Integration von Sensoren in Bussysteme

• Intelligente Aktoren und Sensoren

• Umgang mit einschlägigen Softwarepaketen(LabVIEW, Diadem,

10

Matlab(Simulink), etc.)

Lehrmethoden/-formen Vorlesung

Seminar

Coaching und Beratung

Leistungsnachweis Präsentation, Portfolio und/oder mündliche Prüfung

Voraussetzungen Semester M1 oder M2

Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Vorlesung 12 Std.

Seminar 18 Std.


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

11

Modulnummer

9M104

Modulbezeichnung

Systementwicklung im Maschinenbau

Credits 5

Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Luderich

Dozenten Prof. Dr.-Ing. Luderich

Modulziele Die Studierenden können die Ingenieurtätigkeiten, die zur Entwicklung

komplexer Produkte notwendig sind, beschreiben. Dabei erläutern sie den

gesamten Entwicklungsprozess von der Konzeption über die Produktion und

den Betrieb bis hin zum Abbau beziehungsweise zur Wiederverwertung. Die

Studierenden können typische mechatronische Funktionseinheiten des

Maschinenbaus mit ihren mechanischen, elektrischen, elektronischen und

softwaretechnischen Elementen erläutern. Sie sind in der Lage, ausgehend

von einer vorgegebenen, abstrakten Funktion für grundlegende

Maschinenmodule (z.B. Linear- und Rotationsbewegungen) verschiedene

Lösungsansätze zu entwickeln und bezüglich ihrer Eignung zu bewerten. Die

Studierenden kombinieren und strukturieren bekannte Lösungen zu einem

anforderungsgerechten System und setzen ihre Lösung für eine spezifizierte

Aufgabenstellung bis hin zu einem detaillierten Entwurf um.

Modulinhalte • Der Produktlebenszyklus und sein Einfluss auf die Produktentwicklung

• Aufbau und Charakterisierung von grundlegenden Maschinenmodulen

unter Berücksichtigung unterschiedlicher Anforderungen

• Funktionsorientierte Konzeptionierung grundlegender

Maschinenmodule. z.B.

o Linearmodule

o Rotationsmodule

• Aufteilung von Funktionen unter systemischen Gesichtspunkten auf

o mechanische

o elektrische /elektronische und / oder softwaretechnische

Funktionseinheiten

• Kompensationstechniken zur kostenoptimalen Realisierung von

gewünschten Maschineneigenschaften

Lehrmethoden/-formen Vorlesung, Projekt

Leistungsnachweis Praktikum

Präsentation, Bericht

12

Klausur

Voraussetzungen Die Veranstaltung baut auf den Kenntnissen aus den folgenden Modulen oder

Modulen mit vergleichbaren Inhalten auf:

„Produktgestaltung und Fertigung I“, Studiengang ;Maschinenbau Semester

B1

„Produktgestaltung und Fertigung II“, Studiengang ;Maschinenbau Semester

B2

„Produktgestaltung und Fertigung III“, Studiengang ;Maschinenbau Semester

B3

„Elektrotechnik und Antriebstechnik“, Studiengang ;Maschinenbau Semester

B2

„Mess- und Regelungstechnik“, Studiengang ;Maschinenbau Semester B3

Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Vorlesung 30 Std.

Praktikum, Projekt 30 Std.



Empfohlene Literatur • Horst Czichos: Mechatronik - Grundlagen und Anwendungen technischer

Systeme, Vieweg+Teubner Verlag. 2., aktualisierte und erweiterte Auflage

(2008)

• Manfred Weck, Christian Brecher: Werkzeugmaschinen Band 1 bis 5,

Springer Verlag, Berlin Heidelberg.

13

14

Modulnummer

9M105

Modulbezeichnung

Masterprojekt 1

Credits 10

Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Hallmann

Dozenten Dozenten und Dozentinnen des Studiengangs Master Maschinenbau

Modulziele Die Studierenden können selbstständig in vorgegebener Frist eine

einschlägige ingenieurwissenschaftliche Aufgabe planen und bearbeiten. Sie

dokumentieren die Ergebnisse im Rahmen etablierter wissenschaftlicher

Gepflogenheiten klar und verständlich.

Modulinhalte Die Masterprojekte bestehen aus der eigenständigen Bearbeitung einer

einschlägigen ingenieurwissenschaftlichen Aufgabe aus dem Gebiet der

Produktentwicklung oder der Automatisierung in Form einer schriftlichen

Darstellung der herangezogenen wissenschaftlichen Methoden und

Ergebnisse. Die Masterprojekte umfassen Aspekte der aktuellen

Forschungsaktivitäten der am Institut für Produktentwicklung und

Konstruktionstechnik aktiven Arbeitsgruppen. Die Studierenden sind damit

ein tragender Teil der angewandten Forschung und damit direkt in die

Forschungsarbeit eingebunden.

Lehrmethoden/-formen Projekt

Leistungsnachweis Bericht


Workload

(30 Std./Credit)

300 Std./10 Credits

Eigenarbeit 300 Std.


Empfohlene Literatur Themenabhängige, wissenschaftliche Fachliteratur, Recherche z.B. über:

www.scopus.com

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15

Modulnummer

9M106

Modulbezeichnung

Integriertes Produktionsmanagement

Credits 5




• analysieren Abläufe und Strukturen zur effizienten Abwicklung von

Produktionsaufträgen in produzierenden Unternehmen

• erkennen Schwachstellen und leiten Optimierungs-potenziale ab

• nennen Ziele und Inhalte von Produktionssystemen

• begreifen die Prinzipien des Produktionsmanagement und sind in der

Lage die Prinzipien auf Fallstudien anzuwenden

• erörtern, bewerten und argumentieren Vor- und Nachteile sowie

Einsatzgrenzen der Methoden des Produktionsmanagements

• nennen Ziele, Aufgaben und Inhalte von Produktionsplanung, -steuerung

und -ausführung

• erläutern Logistikkonzepte in Abhängigkeit betrieblicher

Randbedingungen

Modulinhalte • Prozessreorganisation

• Produktionssysteme

• Auftragsabwicklung

• PPS/ERP

• Schnittstellen zur (auftragsspezifischen) Konstruktion

• Logistikkonzepte (Supply Chain Management, Just in Time, Just in

Sequence, Kanban)

• Produktionskonzepte (Lean Manufacturing, Six Sigma)

• weltweite Produktionsnetzwerke


Übung

Leistungsnachweis Klausur und/oder Portfolio


15

16

Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Vorlesung 30 Std.

Übung 30 Std.



Empfohlene Literatur • Walter Eversheim (Autor), Günther Schuh: Produktion und Management.

Betriebshütte: 2 Bände, Springer, Berlin; Auflage: 7., völlig neubearb. A.

(2000)

• Jeffrey Liker: The Toyota Way: 14 Management Principles from the World's

Greatest Manufacturer; McGraw-Hill (2003)

• Thomas Pyzdek, Paul Keller: The Six Sigma Handbook, Third Edition,

McGraw-Hill Professional (2009)

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Modulnummer

9M107

Modulbezeichnung

Masterprojekt 2

Credits 10



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.


Leistungsnachweis Bericht


Workload

(30 Std./Credit)

300 Std./10 Credits

Eigenarbeit 300 Std.



www.scopus.com

17

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Modulnummer

9M108

Modulbezeichnung

Masterarbeit mit Masterseminar und Kolloquium

Credits 26 + 2 + 2



Modulziele Die Studierenden bearbeiten selbstständig innerhalb einer vorgegebenen

Frist eine ingenieurwissenschaftliche Aufgabe aus dem Fachgebiet der

Produktentwicklung oder Automatisierung und stellen die Ergebnisse klar

und verständlich nach wissenschaftlichen Kriterien dar. Sie leisten dabei einen

Transfer und erweitern den Stand der Wissenschaft und Technik.

Nach dem Besuch des Masterseminars können die Studierenden Trends und

neue Entwicklungen auf dem Gebiet der Produktentwicklung oder

Automatisierung nennen und diese mit den übrigen Ingenieurwissenschaften

verknüpfen.

Im Masterkolloquium begründen die Studierenden mündlich und

selbstständig die fachlichen Grundlagen, die angewandten Methoden, die

Auswertung und die Ergebnisse ihrer Masterarbeit. Sie erläutern

fachübergreifende Zusammenhänge und außerfachliche Bezüge.

Modulinhalte Masterarbeit

• Die Masterarbeit besteht aus der eigenständigen Bearbeitung einer

ingenieurswissenschaftlichen Aufgabe aus dem Gebiet der

Produktentwicklung oder Automatisierung sowie aus der schriftlichen

Darstellung der angewandten wissenschaftlichen Methoden und

Ergebnisse.

• Die Masterarbeiten umfassen Aspekte der aktuellen

Forschungsaktivitäten der am IPK aktiven Arbeitsgruppen.

• Die Studierenden sind damit ein tragender Teil der angewandten

Forschung und damit direkt in die Forschungsarbeit eingebunden.

Masterseminar

1. Vortrag: Ausgewählte Themen aus den Fachgebieten der

Produktentwicklung oder Automatisierung und benachbarter Bereiche.

2. Vortrag: Fortschrittsbericht zur Masterarbeit.

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Leistungsnachweis Bericht, Präsentation und mündliche Prüfung, Masterseminar: 2 Vorträge

(ohne Benotung), 24 Std. Präsenz

Voraussetzungen gemäß Prüfungsordnung

Workload

(30 Std./Credit)

900 Std./30 Credits

Masterarbeit 780 Std.

Masterseminar 60 Std.

Kolloquium 60 Std.



www.scopus.com

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Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung „Automatisierung“

Modulnummer Modulname

9M130 Advanced Control

9M131 Ausgewählte Anwendungen der Automatisierungstechnik

9M132 Fertigungsautomatisierung

9M133 Produktionsmesstechnik

9M134 Mikrocontroller, Embedded Systems

9M135 Mobile Maschinensysteme

9M136 Prozessautomatisierung

9M137 Steuergeräteentwicklung und Motormanagement

Wahlpflichtmodule in derStudienrichtung „Produktentwicklung“

Modulnummer Modulname

9M150 Nichtlineare Finite-Elemente-Anwendungen

9M151 Komplexitätsmanagement

9M152 Innovationsmanagement

9M153 Kunststoffe und Verbundstoffe

9M154 Vertiefende Themen des Produktionsmanagement

9M155 Virtuelle Produktentwicklung – Produkt Engineering und Lifecycle Management

9M156 Wärmemanagement (Automotive)

9M157 Ermüdungsfestigkeit und Bauteilezuverlässigkeit

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21

Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung „Automatisierung“

Modulnummer

9M130

Modulbezeichnung

Advanced Control

Credits 5

Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Jelali

Dozenten Prof. Dr.-Ing. Jelali

Modulziele Die Studierenden besitzen grundlegende Kenntnisse über die wichtigsten

Methoden der modernen fortgeschrittenen Regelungstechnik. Sie lernen die

Notwendigkeit, das Potential und den Aufwand für die Anwendung solcher

Konzepte abschätzen.

Die Theorie der Prozessidentifikation und der modellprädiktiven Regelung wird

erlernt und in Beispielen vertieft. Die Studierenden sind in der Lage,

Prozessmodelle aus gemessenen Daten zu identifizieren und darauf basierend

geeignete Reglerstrukturen zu entwerfen. Hierbei sollen insbesondere die

Beschränkungen des Systems beim Reglerentwurf berücksichtigt werden. Sie

lernen die grundlegenden Begriffe und Methoden zur Analyse und Linearisierung

von nichtlinearen Systemen sowie den Entwurf von unterschiedlichen Verfahren

der nichtlinearen Regelung.

Modulinhalte • Prozessidentifikation

- Modellstrukturen

- Identifikationsprozedur

- Schätzverfahren

• Modellbasierte prädiktive Regelung

- Lineare modellprädiktive Regelung

- Effiziente numerische Berechnung

- Reglerentwurf mit Beschränkungen

- Robuste prädiktive Regelung

• Analyse nichtlinearer Systeme

- Nichtlinearitäten

- Stabilitätsuntersuchungen

- Harmonische Balance

- Linearisierungsstrategien

• Entwurf nichtlinearer Regelsysteme

- Statische Kompensation

21

22

- Exakte Linearisierung

- Flachheitsbasierter Regler

- Modellprädiktive Regelung

- Intelligente Regelung (Fuzzy, Neuro)

Lehrmethoden/-formen Seminar, Praktikum

Leistungsnachweis Klausur


Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Seminar 45 Std.

Praktikum 15 Std.



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.

22

23

Modulnummer

9M131

Modulbezeichnung

Ausgewählte Anwendungen der Automatisierungstechnik

Credits 5



Modulziele Die Studierenden erarbeiten unter Anleitung Lösungen für aktuelle

automatisierungstechnische Probleme in bestimmten Anwendungsgebieten.

Dabei soll im Wesentlichen der gesamte Weg von der Modellbildung über den

Reglerentwurf bis zur Überprüfung der Funktionalität durch Simulation

durchschritten werden. Je nach Anwendung und Aufgabenstellung kommen

verschiedene Methoden zur Regelung und/oder Fehlerdiagnose zum Einsatz.

Dozenten aus der Industrie demonstrieren den Studierenden vorhandene

industrielle Lösungen der Aufgabenstellungen.

Modulinhalte • Regelung elektrohydraulischer Antriebe

- Systembeschreibung

- Modellbildung

- Reglerentwurf (linear, nichtlinear)

- Fehlerdiagnose

- Simulation

• Banddickenregelung in einer Walzstraße

- Prozessbeschreibung

- Modellbildung

- Reglerentwurf

- Simulation

• Fehlerdiagnose und Regelung einer Windanlage

- Anlagenbeschreibung

- Modellbildung

- Fehleranalyse

- Reglerauslegung

- Simulation

• Temperaturregelung in einer Bandglühlinie

- Prozessbeschreibung

- Modellbildung

- Reglerentwurf

- Simulation


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24

Leistungsnachweis Mündliche Prüfung


Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Seminar 45 Std.

Laborpraktikum 15 Std.



Empfohlene Literatur Je nach Aufgabenstellung, auch von Studenten zu recherchieren

24

25

Modulnummer

9M132

Modulbezeichnung

Fertigungsautomatisierung

Credits 5



Modulziele Die Studierenden nennen und erklären die verschieden Begriffe der

Fertigungsautomatisierung und erstellen und entwerfen einfache

mechanische, elektrische Steuerungen.

Sie kennen die wesentlichen Komponenten von NC-Steuerungen und deren

Einfluss auf die Bearbeitung und die Maschine.

Die Studierenden beurteilen die verschiedenen CNC-Steuerungen und wählen

diese für die jeweilige Anwendung aus.

Sie können die Steuerung mit den wesentlichen Antriebskomponenten,

Messsystemen, Sensoren und Aktoren verknüpfen und inbetriebnehmen. Sie

nennen die Sicherheitsrichtlinien und die zur Einhaltung dieser notwendigen

Maßnahmen und Komponenten.

Die Studierenden wählen aus und bedienen verschiedene Softwaresysteme

zur CAD-/CAP-/CAM-Kopplung. Sie können CNC-Maschinen programmieren,

bedienen und inbetriebnehmen.

Modulinhalte • Automatisierbare Funktionen

• Mechanische Steuerungen

• Grundlagen der Informationsverarbeitung

• Elektrische Steuerungen

• Numerische Steuerungen

• NC-Programmierverfahren

• CAD-/CAP-/CAM-Kopplung

• STEP-NC

• Digitalisierung von Werkstücken

• Überblick über die aktuellen CNC-Steuerungen Siemens, Fanuc, Bosch,

Heidenhain, FIDA u.a.

• Führungsgrößenerzeugung und Interpolation

• Robotersteuerungen

• Fertigungsleittechnik

• Simulations- und Planungstools für Fertigungssysteme

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26


Seminar



Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Vorlesung 12 Std.

Seminar 48 Std.

Vor- und Nachbereitung 90 STd.


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,


2004 (4. Aufl.)



• 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.

26

27

Modulnummer

9M133

Modulbezeichnung

Produktionsmesstechnik

Credits 5



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


Seminar

Coaching und Beratung


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Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Vorlesung 12 Std.

Seminar 48 Sdt.



Empfohlene Literatur • Hoffmann, J. (Hrsg.): "Taschenbuch der Messtechnik". ISBN 3-446-22860-8,


2004 (4. Aufl.)



• M. Weck, C. Brecher: „Werkzeugmaschinen 5: Messtechnische

Untersuchung und Beurteilung, dynamische Stabilität“. 7., neu

bearbeitete Auflage. Springer 2006. Berlin Heidelberg

28

29

Modulnummer

9M134

Modulbezeichnung

Mikrocontroller, Embedded System

Credits

Verantwortliche Prof. Dr.-Ing. Dorner, Prof. Dr.-Ing. Müller

Dozenten Prof. Dr.-Ing. Dorner, Prof. Dr.-Ing. Müller

Modulziele Die Studenten kennen die Vorgänge in einer CPU und einer damit gesteuerten

µC-Peripherie. Sie wenden Befehle auf Assemblerebene an, übersetzen

einfache Aufgabenstellungen in Ablaufpläne und schreiben lauffähige

Programme.

Modulinhalte • Prinzipieller Aufbau einer CPU aus ALU und PSU

• Unterschiede zwischen µP und µC

• Gruppen von Befehlen (Datenbewegungen, Rechenoperationen,

Programmverzweigungen)

• Peripherie (Speicher, I/O, Capture-Logik zur Zeitmessung, Compare-Logik

zur Ausgabe von PWM, A/D-Wandler, Cache-Speicher, MMU, DMA-

Controller)

• D/A und A/D-Wandlerprinzipien

• Controller-spezifische Schnittstellen (CAN, I²C)

• Erprobung des gelernten Stoffs in einem Praktikum


Seminar

Leistungsnachweis Portfolio,

Praktische Demonstration,

Mündliche Prüfung


Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Vorlesung 12 Std.

Seminar 48 Std.



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Empfohlene Literatur • Wiegelmann, I.: Softwareentwicklung in C für Mikroprozessoren und

Microcontroller: C-Programmierung für Embedded Systeme, VDE Verlag,

2011

• Brinkschulte/Ungerer: Mikrocontroller und Mikroprozessoren, Springer

Verlag 2002

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Modulnummer

9M135

Modulbezeichnung

Mobile Maschinensysteme - für Land- und Forstwirtschaft sowie für

Kommunal- und Bauwesen

Credits 5

Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Wesche

Dozenten Prof. Dr.-Ing. Wesche, Prof. Dr.-Ing. Ulrich

Modulziele Die Studierenden besitzen fundierte Kenntnisse über die technischen,

physikalischen und konstruktiven Grundlagen der Teilsysteme mobiler

Arbeitsmaschinen für den Einsatz in Land- und Forstwirtschaft sowie im

Bereich Kommunal- und Bauwesen. Sie können das notwendige und sinnvolle

Zusammenspiel von Teilfunktionen definieren und geeignete, praxisgerechte

Maschinensysteme unter Berücksichtigung der Fahrwerksgrenzen

konzipieren, konstruktiv ausdetaillieren, erproben und zur Marktreife führen.

Die Studierenden können die Arbeitsfunktionen in ihrem besonderen

Zusammenwirken mit Fahrwerk und Fahrbahn hinsichtlich der Nutz- und

Schadwirkung beurteilen und optimieren. Sie beherrschen die Steuerungs-

und Automatisierungstechniken und können diese auf sämtliche Arbeits- und

Fahrfunktionen der mobilen Maschinen bedarfsgerecht anwenden. Dies gilt

auch für die dazu notwendigen Arbeitsmethoden. Die Studierenden kennen

Systeme der Gerätekommunikation in mobilen Arbeitsmaschinensystemen

zum Zwecke von Fahrerinformation, Dokumentation, Optimierung der

Arbeitsprozesse, Service/Teleservice, Ferndiagnose, Einsatzmanagement. Sie

kennen die Kommunikationsebenen auf der Basis des ISOBUS. Sie können die

Bodenbelastung, verursacht durch den Einsatz schwerer mobiler

Arbeitsmaschinen, messen und beurteilen.

Modulinhalte • Prozessanalyse, Prozessdatenerfassung und Dokumentation von Fahr-

und Arbeitsfunktionen, Systemkopplung von Fahrzeug und Gerät

• Fahrwerks- und Fahrantriebsberechnung mit Unterstützung von

Simulationswerkzeugen

• Methoden, Verfahren, Einrichtungen und Geräte der Auto-

matisierungstechnik für Fahr- und Arbeitsfunktionen wie Mess-, Steuer-

und Regelungseinrichtungen, Sensor- und Aktortechnik , BUS-Systeme,

Netzwerkaufbau Kommunikationssysteme zur Gerätebedienung und -

überwachung; Virtuelles Terminal, Jobrechner, Geräteangebot

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Praktikum

Leistungsnachweis Klausur, mündliche Prüfung, Bericht und/oder Präsentation


Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Vorlesung 30 Std.

Praktikum 30 Std.



Empfohlene Literatur • Henker, E.: Fahrwerktechnik. Vieweg Braunschweig / Wiesbaden 1993

• Mitschke, M.: Dynamik der Kraftfahrzeuge. Springer Verlag Berlin 1998

• Renius, K.T.: Traktoren: Technik und ihre Anwendung. München 1998

• Beitzel, H.: Konstruktion und wirtschaftlicher Einsatz von

Erdbaumaschinen. Expert Verlag

• Kunze, G.; Göhring H. u. K. Klaus: Baumaschinen. Vieweg Verlag,

Braunschweig / Wiesbaden 2002

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Modulnummer

9M136

Modulbezeichnung

Prozessautomatisierung

Credits 5



Modulziele Die Studierenden besitzen grundlegende Kenntnisse über die wichtigsten

Strukturen und Komponenten von Automatisierungssystemen. Sie kennen die

Kommunikationsnetzwerke, insbesondere Bussysteme, und können ihre

Eigenschaften und Einsatzgebiete nennen. Sie planen die Tasks in

Echtzeitsystemen mit unterschiedlichen Schedulingverfahren. Die

Studierenden lernen, wie menschliche Wahrnehmungs-, Denk- und

Entscheidungsprozesse in der Automation abgebildet werden können und

analysieren die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Automatisierungssystemen

anhand von Kenngrößen und Modellen sowie kennen die

Zuverlässigkeitsstrategien und Sicherheitsmaßnahmen.

Modulinhalte • Automatisierungsstrukturen

- Zentrale und dezentrale Strukturen

- Automatisierungshierarchien

- Redundanz und Fehlertolerante Strukturen

• Kommunikationsnetzwerke

- Netztopologien

- Übertragungsmedien

- Feldbussysteme

- Buszugriffsverfahren

- Wichtige Feldbussysteme

• Echtzeitsysteme und Echtzeitprogrammierung

- Echtzeitsysteme

- Aufgaben von Echtzeitsystemen

- Echtzeitsysteme – Beispiele

- Anforderungen an Echtzeitsysteme

- Echtzeit-Programmierverfahren

- Synchronisierung von Tasks

- Synchronisierungsverfahren

- Scheduling-Verfahren

• Kognitive Systemarchitekturen

- Kognitive Information

33

- Kognitive Systemarchitekturen und Soft-Computing

- Mustererkennung und Bildverarbeitung

- Dezentrale Künstliche Intelligenz

• Zuverlässigkeit und Sicherheit von Automatisierungssystemen

- Grundlagen

- Zuverlässigkeitstechnik

- Zuverlässigkeitsmaßnahmen

- Sicherheitstechnik

- Sicherheitsmaßnahmen

- Sicherheits-Nachweisverfahren


Leistungsnachweis Klausur


Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Seminar 45 Std.

Praktikum 15 Std.

Vor- und Nachbereitung. 90 Std.


Empfohlene Literatur • R. Lauber, P. Göhner (1999): Prozessautomatisierung 1 + 2. Springer-

Verlag.

• Favre-Bulle B. (2004): Automatisierung komplexer Industrieprozesse.

Springer-Verlag.

34

Modulnummer

9M137

Modulbezeichnung

Steuergeräteentwicklung und Motormanagement

Credits 5

Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Deußen

Dozenten Prof. Dr.-Ing. Deußen

Modulziele Steuergeräte sind u.a. in der modernen Motorenentwicklung der Schlüssel zu

Spitzenleistung und Umweltverträglichkeit. Das Motormanagement stellt

dabei den Programmcode zur numerische Steuerung von Kraftfahrzeug-

Antrieben und Kraftfahrzeugsystemen. Die Entwicklung des Steuergeräts mit

den motorenspezifischen Anwendungsdaten wird als Motorapplikation

bezeichnet. Es handelt sich hierbei um eine hochgradig interdisziplinäre

Methode, die Inhalte der Thermodynamik, der Motorentechnik, der

Elektronik und der Mechatronik einbezieht.

Die Studierenden erwerben die Fähigkeit zu einer methodenbasierten

Auslegung von Motorsteuergeräten und sind in der Lage die komplexen

Anforderungsstrukturen zielführend zu interpretieren. Im Einzelnen sind sie

in der Lage den Einfluss der Motorsteuerungsstrategie auf

Funktionsparameter des Antriebs zu analysieren. Insbesondere erkennen sie

den Einfluss des Steuergerätecodes auf die Größen Kraftstoffverbrauch,

Schadstoffemission und Antriebskomfort. Sie entwickeln Lösungskonzepte

für praktische Anwendungsaufgaben. Von den Studierenden wird dabei

Selbstständigkeit und Kreativität bei der Abarbeitung ihrer individuellen

Aufgabenstellungen gefordert. Die Studierenden vertiefen ihre Fähigkeit zu

einer interdisziplinären Arbeitsweise. Sie entwickeln die Fähigkeit, in einem

komplexen technologischen Umfeld selbständige kreative Lösungsstrategien

zu entwickeln.

Modulinhalte • Aufgaben der Applikation, Hauptoptimierungsziele, Zielfunktion

• Basis-Zündkennfeld, Klopfproblematik, Leistungsoptimierung,

motorische Einflussparameter

• Echtzeit, Speicherbausteine, Struktur der DME

• Sensorik und Aktorik

• Modellbildung mit der Software Matlab/ Simulink und Excel/ VBA;

Einarbeitung in ein Softwaretool zur numerischen Simulation von

instationären Fahr-und Antriebsparameter (TransEngine), Erarbeitung

von individuellen Auslegungslösungen des Motormanagements/

Motorapplikation

Praktika: Untersuchung von DME-Funktionen an einem Sechszylinder-

35

Ottomotor mit Entwicklungssteuergerät

Lehrmethoden/-formen Vorlesung, Übung, Praktikum

Leistungsnachweis Mündliche Prüfung oder Klausur


Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Vorlesung 30 Std.

Übung 15 Std.

Praktikum 15 Std.

Vor- und Nachbereitung. 90 Std.


Empfohlene Literatur • Bosch: Ottomotor-Management Systeme und Komponenten,

(Vieweg+Teubner) ISBN: 3834800376

• Heinrich, A.: Systematische Optimierung instationärer Vorgänge am

Ottomotor mit Hilfe der Echtzeitsimulation, 133 S., Dissertation, GHS

Kassel, 1996

• Müller, N.; Isermann, R.: Zylinderdruck-basiertes Motormanagement beim

Ottomotor (Cylinder Pressure Based Engine Management Systems for

Spark Ignition Engines) (2003) Oldenbourg ISSN: 0178-2312

• ATZ Automobiltechnische Zeitung GWV Fachverlage,ISSN: 0001-2785 10810

• MTZ Motorentechnische Zeitung GWV Fachverlage, ISSN: 0024-8525 10814

36

Wahlpflichtmodule in der Studienrichtung „Produktentwicklung“

Modulnummer

9M150

Modulbezeichnung

Nichtlineare Finite-Elemente-Anwendungen

Credits 5


Dozenten Prof. Dr.-Ing. Hallmann

Modulziele Die Studierenden begreifen die Notwendigkeit nichtlinearer Berechnungen

zur Erkennung von Tragreserven und Verbesserung der Zuverlässigkeit von

Konstruktionen. Sie beschreiben verschiedene Arten nichtlinearer

Problemstellungen.

Darauf aufbauend erkennen die Studierenden nichtlineare Problemstellungen

und können diese einer Kategorie zuordnen.

Die Studierenden können Konzepte nicht-linearer Finite-Elemente-Methoden

beschreiben, speziell in den Bereichen Kontinuumsmechanik (nichtlineares

Materialverhalten, Stabilitätsprobleme, Kontakt und Reibung, etc.).

Für exemplarische Aufgabenstellungen können die Studierenden unter

Nutzung einer kommerziellen FEM-Software eine geeignete Modellbildung

vornehmen, mittels FEM lösen und die Lösung diskutieren.

Dies sind beispielsweise Stabilitäts- und Kontaktprobleme; die Studierenden

klassifizieren und beurteilen diese, sie sind in der Lage Stabilitäts- und

Kontaktmodelle zu erstellen und zu berechnen, sowie Festigkeits- und

Stabilitätsnachweise durchzuführen.

Modulinhalte • Klassifizierung von Nichtlinearitäten, Übersicht über geometrisch und

physikalisch nichtlineare Probleme mit Einführungsbeispiel

• Übersicht über nichtlineare Materialgesetze

• Elastisch-Plastische Effekte

• Übersicht über Lösungsverfahren für statische Probleme (Newton- und

Quasi-Newton-Verfahren, Bogenlängenverfahren),

Lösungsverfahren für nichtlineare Probleme (inkrementelle / iterative

Verfahren, Newton-Raphson Methode),

Transiente Lösungen (explizite und implizite Zeitintegrationsverfahren)

Ausgewählte Anwendungen:

• Eigenwertlösungen für Stab- und Schalenkonstruktionen (Eigenbuckling)

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• Nichtlineare Stabilitätsuntersuchungen (Nichtlineares Beulen), Einfluss

der geometrischen Imperfektionen und lokalen Lasteinleitungen

• Post-buckling Verhalten (Nachbeulverhalten)

• Kontaktarten: Modelle und Realität

• Kontaktprobleme (Methoden/Algorithmen, Reibung, Kontaktkörper /

Kontaktpaare)

Lehrmethoden/-formen Vorlesung, Praktikum

Leistungsnachweis Klausur oder mündliche Prüfung oder Präsentation

Voraussetzungen Module

„Technische Mechanik 1“, Maschinenbau, Semester B1

„Technische Mechanik 2“, Maschinenbau, Semester B2

Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Vorlesung 30 Std.

Praktikum 30 Std.



Empfohlene Literatur • K.J. Bathe, Finite-Elemente-Methoden, Springer, 2001

• L. Nasdala, FEM-Formelsammlung Statik und Dynamik, Vieweg+Teubner,

2010

• Issler, Ruoß, Häfele. Festigkeitslehre - Grundlagen, Springer, 2. Auflage,

1997.

38

Modulnummer

9M151

Modulbezeichnung

Komplexitätsmanagement

Credits 5




• Definieren den Begriff „Komplexität“

• Erläutern die Einflussgrößen in der Produktentwicklung auf die

unternehmensexterne und –interne Komplexität

• Begründen die Stellhebel zur Gestaltung von Komplexität

• Planen vorausschauend den angestrebten Grad an

unternehmensexterner Produktvarianz

• Identifizieren und beziffern das Ausmaß an bestehender

unternehmensinterner Komplexität

• Wenden ein systematisches Vorgehen zur Variantenreduzierung und

Komplexitätsbeherrschung an

• Bewerten den erreichten Komplexitätsstatus

• Wenden Maßnahmen zur nachhaltigen Stabilisierung des errungenen

Komplexitätsstatus an, z.B. ein geeignetes Komplexitäts-Controlling

Modulinhalte • Produktprogrammplanung

• Produktarchitekturgestaltung, Baureihen- und Baukastenentwicklung

• Messsystematik für das Komplexitätsmanagement

• Systematische Analyse und Bereinigung des Sortiments

• Wettbewerbsstrategie Mass Customization

Lehrmethoden/-formen Proseminar

Praktikum



39

Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Proseminar 30 Std.

Praktikum 30 Std.



Empfohlene Literatur • Gräßler, I.: Kundenindividuelle Massenproduktion, Entwicklung,

Vorbereitung der Herstellung, Veränderungsmanagement, Springer,

Berlin, Heidelberg, New York u.a., 2004

40

Modulnummer

9M152

Modulbezeichnung

Innovationsmanagement

Credits 5

Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Meinel

Dozenten Prof. Dr.-Ing. Meinel

Modulziele Die Studierenden sind in der Lage die Arten von Innovationen zu erläutern. Sie

können organisatorische und technische Voraussetzungen für die Entstehung

von Innovationen in Unternehmen analysieren und bewerten. Die

Studierenden sind in der Lage Organisations- und Managementstrukturen von

Firmen in Hinblick auf ihre Innovationsfähigkeit zu analysieren und kritisch zu

vergleichen. Sie können systematische und intuitive Methoden der gezielten

Ideenfindung gezielt anwenden und geeignete Formen gewerblichen

Schutzrechts für Innovationen auswählen.

Modulinhalte • Arten von Innovationen

• Kreativität – Problemlösungsprozess

• Methoden der gezielten Innovationsfindung

• Innovationsstrategien erfolgreicher Unternehmen

• Innovationen und Unternehmenskultur, harte und weiche Faktoren der

Unternehmensführung

• Schutzrechte

• Management

• Von der Innovation zum Projekt

• Marktabschätzung und –einführung


Praktikum

Leistungsnachweis • Klausur

• Praktikumsaufgabe mit Präsentation

Voraussetzungen Praxissemester und/oder Bachelorarbeit in einem Industriebetrieb

41

Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Vorlesung 30 Std.

Praktikum 30 Std.



Empfohlene Literatur • James M. Higgins / Gerold G. Wiese: Innovationsmanagement, Springer

Verlag

• Wendelin Wedeking: Das Davidprinzip, Eichborn 2002

42

Modulnummer

9M153

Modulbezeichnung

Kunststoffe und Verbundwerkstoffe

Credits 5

Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Bonnet

Dozenten Prof. Dr.-Ing. Bonnet

Modulziele Die Studierenden können die Zusammenhänge von strukturellem Aufbau,

Additiveren und Verarbeitung von Kunststoffen und polymeren

Verbundwerkstoffen mit dem daraus resultierenden Eigenschaftsprofil

formulieren.

Sie können, ausgehend von einem konkreten Anwendungsfall, die richtige

Auswahl bzgl. Kunststoff und Additivierung treffen und den Anwendungen

der verschiedenen Kunststoffe die entsprechenden Verarbeitungsmethoden

zuordnen sowie die sich aus dem gewählten Verarbeitungsverfahren

ergebenden Bauteileigenschaften beurteilen.

Die Studierenden sind in der Lage wichtige Prinzipien für die konstruktive

Auslegung mit polymeren Werkstoffen abzuleiten.

Modulinhalte • Einführung in den Aufbau und die Eigenschaften von Kunststoffen und

polymeren Verbundwerkstoffen

• Funktionsweise und Anwendungsbereiche der Kunststoffadditive

• Verarbeitungsmethoden für Kunststoffe und faserverstärkte

Verbundwerkstoffe

• Weiterverarbeitung von Kunststoffen (Kunststoffschweißen und Kleben)

• Konstruktive Auslegung von Spritzgussbauteilen

Lehrmethoden/-formen Vorlesung, Praktikum und Kurzvortrag

Leistungsnachweis Praktikum (aktive Teilnahme)

Erfolgreicher Kurzvortrag

Klausur, 90 Min.

Voraussetzungen Modul „Werkstofftechnik“, Maschinenbau, Semester B1

43

Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Proseminar 24 Std.

Praktikum 24 Std.



Empfohlene Literatur • M. Bonnet, Kunststoffe in der Ingenieuranwendung, Vieweg+Teubner

2009

• G. Menges / E. Haberstroh / W. Michaeli / E. Schmachtenberg,

Werkstoffkunde Kunststoffe, Hanser 2002

• H.-G. Elias, Makrolmoleküle, Wiley-VCH 2003

• W. Knappe / A. Lampl / O. Heuel, Kunststoff-Verarbeitung und

Werkzeugbau, Hanser 1992

• Michaeli / Wagner, Einführung in die Technologie der

Faserverbundwerkstoffe, Hanser 1989

• G. W. Ehrenstein, Mit Kunststoffen konstruieren, Hanser 2007

44

Modulnummer

9M154

Modulbezeichnung

Vertiefende Themen des Produktionsmanagement

Credits 5




• 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



Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Proseminar 30 Std.

Praktikum 30 Std.

45



Empfohlene Literatur • Engelbert Westkämper , Erich Zahn (Hrsg.): Wandlungsfähige

Produktionsunternehmen, Springer, Berlin (2009)

• Walter Eversheim (Autor), Günther Schuh: Produktion und Management.

Betriebshütte: 2 Bände, Springer, Berlin; Auflage: 7., völlig neubearb. A.

(2000)

• Jeffrey Liker: The Toyota Way: 14 Management Principles from the World's

Greatest Manufacturer; McGraw-Hill (2003)

• Klaus Erlach: Wertstromdesign, Der Weg zur schlanken Fabrik, VDI

Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 2007

• Thomas Pyzdek, Paul Keller: The Six Sigma Handbook, Third Edition,

McGraw-Hill Professional (2009)

46

Modulnummer

9M155

Modulbezeichnung

Virtuelle Produktentwicklung – Produkt Engineering und Lifecycle

Management

Credits 5

Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Boryczko

Dozenten Prof. Dr.-Ing. Boryczko, Prof. Dr.-Ing. Hallmann

Modulziele Produkt Engineering / Strukturoptimierung

Die Studierenden können:

• Grundlegende Konzepte, Verfahren und Anwendungen der analytischen

und numerischen Strukturoptimierung in der Virtuellen

Produktentwicklung benennen und beschreiben sowie Arbeitstechniken

und Funktionen ausgewählter Anwendungs-systeme für Topologie-,

Form- und Parameteroptimierung nennen, erläutern und in

interdisziplinären Aufgaben des Fachgebietes zielorientiert anwenden

• Geeignete Optimierungsverfahren für ausgewählte

Maschinenkomponenten (ET/BG) mittlerer und hoher Komplexität und

diverse Problemstellungen (Kombinationen von Optimierungszielen und

Restriktionen) identifizieren sowie Anwendungssysteme für die

Umsetzung digitaler Bauteilmodelle und der Optimierungsstudien

auswählen

• Digitale Bauteilmodelle, Analyse- und Optimierungsstudien für

Maschinenkomponenten in Anwendungssystemen aufbauen, Studien

ausführen, Analyse- und Optimierungsergebnisse (Design-Vorschläge)

visualisieren, interpretieren und bewerten, Design-Vorschläge in CAD-

Anwendungen umsetzen, Kontrollrechnungen durchführen und

Festigkeitsnachweise erbringen.

Produkt Lifecycle / Datenmanagement (PLM/PDM)

Die Studierenden können:

• Im Produktdatenmanagement (PDM) Ziele, Aufgaben, Konzepte und

Methoden benennen und beschreiben sowie Arbeits-techniken,

grundlegende Module und Funktionen kommerzieller PDM-Systeme

nennen, erläutern und in interdisziplinären Aufgaben der Virtuellen

Produktentwicklung und Konstruktion zielorientiert anwenden

• Vorgehensweisen beim Anlegen und Speichern von Artikeln und

47

Dokumenten beschreiben, Artikel und Dokumente im PDM-System

speichern, Produktstrukturen und -konfigurationen sowie Beziehungen

zwischen Artikeln und Dokumenten im PDM abbilden, visualisieren und

verwalten

• Strategien zum Suchen, Finden und Wiederverwenden von Artikeln und

Dokumenten (Bestandsdaten) und ihrer Strukturen benennen und

erläutern und im Kontext industrienahen Szenarien der

Auftragskonstruktion (Neu-, Anpassungs- und Variantenkonstruktion)

zweckorientiert auswählen und anwenden

• Verfahren und den Ablauf workflowbasierter Produktentwicklung und

Konstruktion mit Freigabe- und Änderungsprozessen für Artikel und

Dokumente im PDM erklären und an ausgewählten Beispielen

demonstrieren.

• Ansätze methodischer, rechnerintegrierter Produktentwicklung und

Konstruktion im Kontext der PDM/PLM-Technologie erläutern und in

Gruppenarbeit zur Lösung komplexer praxisnaher Aufgabenstellungen

anwenden

Modulinhalte Produkt Engineering / Strukturoptimierung:

• Einführung in Verfahren analytischer und numerischer

Strukturoptimierung mechanischer Strukturen

• Mathematische und empirische Topologieoptimierung

• CAD- und netzgestützte Formoptimierung

• Vergleichs-, Sensitivitäts- und Optimierungsstudien in der

Parameteroptimierung

• Parameteroptimierung (Sizing) mit General Purpose –und

Spezialanwendungen (FEA-gesteuerte Parameteroptimierung)

• Integrierte Anwendungen analytischer und numerischer

Strukturoptimierung in der Praxis

Produkt Lifecycle /Datenmanagement (PLM/PDM):

• PDM/PLM – Begriffe, Ziele, Aufgaben, Methoden, Funktionen

• PDM- Artikel- & Dokumentenmanagement

• PDM- Produktstruktur- & Konfigurationsmanagement

• PDM- Gruppentechnik / Klassifizierung & SML

• PDM- Prozess- & Workflowmanagement I+II (Freigabe- &

Änderungsmanagement)

• PDM gestütztes Product Development Design & Engineering - Ansätze

methodischer, rechnerintegrierter Produkt-entwicklung und Konstruktion

48

im Kontext der PDM/PLM-Technologie (Projekt- Ingenieurbüro 21)


Proseminar

Praktikum

Leistungsnachweis Mündliche Prüfung oder Klausur

Präsentation, Bericht

Voraussetzungen Modul „CAD und Technisches Zeichnen”, Maschinenbau, Semester B1

Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Vorlesung 15 Std.

Proseminar: 15 Std.

Praktikum 30 Std.



Empfohlene Literatur • Lothar Harzheim: Strukturoptimierung – Grundlagen und Anwendungen,

Harri Deutsch

• Axel Schumacher: Optimierung mechanischer Strukturen – Grundlagen

und industrielle Anwendungen, Springer Verlag

• Martin Eigner: Product Lifecycle Management – Ein Leitfaden für Product

Development und Life Cycle Management, Springer Verlag

• Josef Schöttner: Produktdatenmanagement in der Fertigungsindustrie –

Prinzip, Konzepte, Strategien, Carl Hanser Verlag, München, Wien

49

Modulnummer

9M156

Modulbezeichnung

Wärmemanagement (Automotive)

Credit 5

Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Deußen

Dozenten Prof. Dr.-Ing. Deußen

Modulziele Ziel des Wärmemanagements (Automotive) ist die energetische

Prozesssteuerung zur Optimierung von Behaglichkeit, Kraftstoffverbrauch und

Schadstoffemission des Kraftfahrzeugs. Als Grundlage für diese

Aufgabenstellung ist ein vertieftes Verständnis der Speicherung von Wärme,

der Wärmeleitung, der Wärmeübertragung zwischen verschiedenen Medien

sowie der Wärmestrahlung zu entwickeln.

Die Studierenden erwerben sich Problemlösungskompetenz zur Interpretation

der energetischen Optimierung von Kraftfahrzeugantrieben. Die Studierenden

sind in der Lage komplexe Wärmeübertragungsprozesse auszulegen und die

Wirkung der Prozesse auf nachrangige Parameter wie Kraftstoffverbrauch und

Schadstoffemission zu bewerten. Sie erlernen, aufbauend auf dem Fahrzeug-

und Antriebskonzept neue Prozessstrukturen zu entwickeln, die einem

vorliegenden Anforderungsprofil entsprechen.

Modulinhalte • Wärmespeicherung, Wärmeleitung (3D), Konvektion und vaporative

Prozesse, Wärmedurchgang, raditive Wärmeübertragung

• Auslegung von Wärmespeichern und –übertragern

• Motorkühlung, Kühlungsbauteile, Strömungsprozesse

• Numerische Warmlauf- und Verbrauchssimulation des Kraftfahrzeugs

• Optimierungsschritte im Kfz-Wärmemanagement

Lehrmethoden/-formen Vorlesung, Übung

Leistungsnachweis Klausur oder mündliche Prüfung

Voraussetzungen Module:

„Technische Strömungslehre“, Maschinenbau, Semester B3

„Technische Thermodynamik“, Maschinenbau, Semester B3

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„Kraft- und Arbeitsmaschinen“, Allgemeiner Maschinenbau, Semester B5

Workload

(30 Std./Credits)

150 Std./5 Credits

Vorlesung 30 Std.

Übung 30 Std.



Empfohlene Literatur • Deußen, N. (Hrgs.): Wärmemanagement des Kraftfahrzeugs.

Entwicklungsmethoden und Bauteile der Kfz- und Nfz-Wärmetechnik.

(1998) Renningen: Expert

• Sebbeße, W.; Steinberg, P.; Deußen, N.; Schlenz, D.: Engine Cooling. In:

Hucho, W.-H.(Hrsg): Aerodynamics of Road Vehicles. (1998) Detroit:

Society of Automotive Engineers SAE

• Deußen, N. (Hrsg.): Wärmemanagement des Kraftfahrzeugs III.

Entwicklungsmethoden und Innovationen der Kfz- und Nfz-

Wärmetechnik. (2002) Renningen: Expert

51

Modulnummer

9M157

Modulbezeichnung

Ermüdungsfestigkeit und Bauteilzuverlässigkeit

Credits 5

Verantwortlicher Prof. Dr.-Ing. Klöcker

Dozenten Prof. Dr.-Ing. Klöcker

Modulziele Die Studierenden wenden die Aspekte der Materialermüdung und

Ermüdungsfestigkeit bei der Bemessung zuverlässiger Bauteile an, wobei sie

die Komplexität der Einflussgrößen sowohl hinsichtlich der Schwingfestigkeit

als auch insbesondere der Kerbwirkung berücksichtigen. Hierzu identifizieren

sie die durch Kerbwirkung gefährdeten Zonen eines Bauteils und beurteilen

den Kerbeinfluss.

Die Lebensdauerberechnung bzw. die Ermittlung der Betriebsfestigkeit wird

mit der Methode der Schadensakkumulationshypothese methodisch

durchgeführt. Lebensdauerversuche (Weibullverteilungen) und ermittelte

Lastkollektive (Normalverteilungen) werden statistisch ausgewertet und

Überlebenswahrscheinlichkeiten ermittelt.

Die Studierenden charakterisieren die Gesichtspunkte für zuverlässige

Konstruktionen und legen die Kriterien für Sicherheitszahlen fest. Sie erfassen

die verschiedenen Gesichtspunkte für die Bemessung eines zuverlässigen

Bauteils, führen die erforderlichen Festigkeitsberechnungen zur Ermittlung

der vorhandenen Spannungen durch und bewerten die Bauteilsicherheit.

Die in einschlägigen Regelwerken Eurocode 3 (DIN 1993) und FKM-Richtlinie

verankerten Nachweisformen werden an Beispielen angewendet, sodass die

Studierenden sie in ihrer Anwendbarkeit und Aussagefähigkeit unterscheiden

können.

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Modulinhalte • Phänomenologie der Materialermüdung und Ermüdungsfestigkeit

• Schwingfestigkeit und Einflussgrößen

• Kerbwirkung und Einflussgrößen

• Zeitfestigkeit und Betriebsfestigkeit (statistische

Werkstoffdaten/Wöhlerlinien, Kerbgruppen und FAT-Klassen,

Lastkollektiven, Miner-Regel)

• Statistische Verteilungen von Beanspruchung und Beanspruchbarkeit

• Lebensdauer und Überlebenswahrscheinlichkeit auf der Basis der

statistischen Verteilungen der Kennwerte

• Gesichtspunkte zur Bemessung zuverlässiger Konstruktionen, Fail-Safe-

Prinzip

• Festigkeitsnachweise mit analytischen und numerischen (FEM) Verfahren

• Rechnerischer Nachweis der Ermüdungsfestigkeit nach einschlägigen

Regelwerken: Eurocode 3, FKM-Richtlinieformen einschlägiger

Regelwerke (Nennspannungsnachweis, Strukturspannungsnachweis,

Kerbspannungsnachweis)

Lehrmethoden/-formen Vorlesung, Übung

Leistungsnachweis Klausur oder mündliche Prüfung oder Präsentation


Workload

(30 Std./Credit)

150 Std./5 Credits

Vorlesung 30 Std.

Übung 30 Std.



Empfohlene Literatur • Radaj, D., Vormwald, M.: Ermüdungsfestigkeit: Grundlagen für Ingenieure.

3., neu bearbeitete und erweiterte Auflage. Springer-Verlag 2007.

• FKM-Richtlinie: Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile

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Erstimmatrikulation WiSe 2012/13

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