modulhandbuch studiengang master maschinenbau · model for industrie 4.0) and industrial...

ModulhandbuchStudiengang

Master Maschinenbau

Hochschule Emden/LeerFachbereich Technik

Abteilung Maschinenbau

(Stand: 5. September 2018)

Inhaltsverzeichnis

1 Abkürzungen der Studiengänge des Fachbereichs Technik 3

2 Modulverzeichnis 32.1 Pflichtmodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Advanced Project Management for Engineers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Baukasten- und Modulmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Business Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Industrial Cyber-Physical Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Leichtbau und Innovative Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Masterarbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Mathematik in der Robotik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Projekt I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Projekt II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Projekt III . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.2 Wahlpflichtmodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14WPM Anforderungsgerechte Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14WPM Apparatebau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15WPM Digitalization & Virtualization of ICPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16WPM Dynamik komplexer Maschinen (Advanced Machine Dynamics) . . . . . . . . . . . . . . 17WPM FEM nichtlinearer Modelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18WPM Industrie 4.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19WPM Integriertes Produktions- und Prozessmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20WPM Lasermaterialbearbeitung unter besonderen werkstoffkundlichen Aspekten . . . . . . . . 21WPM Produktionssystematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22WPM Simulation in der Energietechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23WPM Simulation von Produktionssystemen / Simulation of production systems . . . . . . . . . 24WPM Systematical Innovation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25WPM Systeme zur Umwandlung und Nutzung regenerativer Energien . . . . . . . . . . . . . . 26WPM Thermodynamik realer Prozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2

1 Abkürzungen der Studiengänge des Fachbereichs Technik

Abteilung Elektrotechnik und Informatik

BaI Bachelor Informatik

BaE Bachelor Elektrotechnik

BaEP Bachelor Elektrotechnik im Praxisverbund

BaMT Bachelor Medientechnik

MaII Master Industrial Informatics

Abteilung Maschinenbau

BaMD Bachelor Maschinenbau und Design

BaMDP Bachelor Maschinenbau und Design im Praxisverbund

BaMDBQ Maschinenbau und Design für Berufsqualifizierte

BaIBS Bachelor Industrial Business Systems

MaMb Master Maschinenbau

MaTM Master International Technical Management

Abteilung Naturwissenschaftliche Technik

BaBTBI Bachelor Biotechnologie/Bioinformatik

BaCTUT Bachelor Chemietechnik/Umwelttechnik

BaEnP Bachelor Engineering Physics

BaEnPP Bachelor Engineering Physics im Praxisverbund

BaEE Bachelor Energieeffizienz

MaEnP Master Engineering Physics

MaALS Master Applied Life Science

2 Modulverzeichnis

3

2.1 Pflichtmodule

Modulbezeichnung Advanced Project Management for Engineers

(jedes Sommersemester)

ECTS-Punkte (Dauer) 5 (1 Semester)

Art Pflichtfach

Studentische Arbeitsbelastung 70 h Kontaktzeit + 80 h Selbststudium

Voraussetzungen (laut MPO)

Empf. Voraussetzungen

Verwendbarkeit MaMb

Prüfungsform und -dauer Klausur 1h + mündliche Präsentation

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Praktikum, Planspiel

Modulverantwortlicher A. Haja

QualifikationszieleDie Studierenden können grundlegende Konzepte des Projektmanagements (PM) anwenden. Sie verste-hen die Unterschiede zwischen etablierten PM-Methoden (z.B. PRINCE2, PMBOK) und können Kriterienzur Auswahl einer geeigneten Methode für technische Projekte auflisten. Die Studierenden führen eige-ne Projekte mit Methoden des agilen Projektmanagement (Scrum) durch und vergleichen ihre Ergebnissezu herkömmlichen PM-Methoden. Sie sind in der Lage, grundlegende Konzepte der Personalführung wie-derzugeben und wissen um zeitgemäße IT-Lösungen, die zur Verbesserung der Projektarbeit eingesetztwerden können.

LehrinhalteProjektmanagement mit PRINCE2 und PMBOK; Agiles Projektmanagement (z.B. Scrum); Personalführungim Projekt; Innovationsmanagement; Software-Werkzeuge; Kommunikation und Reporting; Planspiel zurVerfestigung der erlernten Methoden

LiteraturJakoby, W. (2012) “Projektmanagement für Ingenieure“, Springer ViewegProject Management Institure (2013) “A Guide to the Project Management Body of Knowledge“

Lehrveranstaltungen

Dozent Titel der Lehrveranstaltung SWS

A. Haja Advanced Project Management for Engineers 2

A. Haja Planspiel Advanced Project Management for Engineers 2

4

Modulbezeichnung Baukasten- und Modulmanagement



Art Pflichtfach




Verwendbarkeit MaMb

Prüfungsform und -dauer Klausur 2h oder mündliche Prüfung

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung

Modulverantwortlicher F. Schmidt

QualifikationszieleDie Studierenden verstehen den grundlegenden Aufbau und Ablauf des Baukasten und Modulmanage-ments.Die Studierenden sind in der Lage, anhand praktischer Anwendungsaufgaben strategische, wirtschaftliche,konstruktive und produktionsseitige Einflüsse auf des Baukasten- und Modulmanagements zu bewerten.Sie können das Baukasten- und Modulmanagement zur effizienten Ausrichtung von Entwicklung und Pro-duktion anwenden.

LehrinhalteDefinition von Plattformen, Baukästen und Modulen; Individualisierung und Rationalisierung; Variantenma-nagement; Konfigurationsmanagement; Konstruktive Richtlinien

LiteraturEhrlenspiel, K.: Integrierte Produktentwicklung. 4. Auflage, München: Hanser 2009

Lehrveranstaltungen


F. Schmidt Vorlesung Baukasten- und Modulmanagement 2

5

Modulbezeichnung Business Engineering



Art Pflichtfach




Verwendbarkeit MaMb



Modulverantwortlicher F. Schmidt

QualifikationszieleDie Studierenden kennen den grundsätzlichen Aufbau, die Struktur und allgemeine Managementabläufeproduzierender Unternehmen. Die Studierenden sind in der Lage grundliegende Management Methodenin den Bereichen der Entwicklung, Produktion sowie Vertrieb anzuwenden.

LehrinhalteZiel der Veranstaltung Business-Engineering ist die Vermittlung von Grundlagen des Managements pro-duzierender Unternehmen. Es werden die grundlegenden Anforderungen verschiedener Managementbe-reiche aufgezeigt und die entsprechenden Theorien, Modelle und Methoden dargestellt, kritisch reflektiertund auf reale Problemstellungen übertragen. Damit wird das grundlegende Handwerkszeug vermittelt, dasin sämtlichen Managementebenen produzierender Unternehmen von essentieller Bedeutung ist.

LiteraturSchuh, Günther (Hrsg.): Business Engineering - Managementgrundlagen für Ingenieure ISBN: 978-3-86359-042-0

Lehrveranstaltungen


F. Schmidt Vorlesung Business Engineering 2

6

Modulbezeichnung (Kürzel) Industrial Cyber-Physical Systems (ICPS-null17)

Modulbezeichnung (eng.) Industrial Cyber-Physical Systems



Art Pflichtfach

Sprache(n) Englisch



Empf. Voraussetzungen Teilnahme am Modul Digitalisation & Virtualisation of ICPS

Verwendbarkeit MaMb, MaII

Prüfungsform und -dauer Mündliche Prüfung oder Studienarbeit


Modulverantwortlicher A. W. Colombo

QualifikationszieleThe rapid advances in computational power, communication and storage coupled with the benefits of thecloud and services, has the potential to give rise to a new generation of industrial systems whose commu-nication features are based on Industrial-Internet-Technology (IoT), whose functionalities reside on-deviceand/or in-cloud and are exposed and/or consumed based on the application of the Industrial-Internet-of-Services (IoS) paradigm, resulting to the formation of Industrial Cyber-Physical Systems (ICPS). The sametrend is evident also in other domains e.g., Energy, Healthcare, Transportation, Robotics, Smart Cities etc..ICPS are the backbone, the enabler of digitalization, connectivity, composability and interoperability bet-ween those seemingly disparate domains and application sectors. Since ICPS are real-world networkedindustrial infrastructures having a cyber-representation through digitalization of data and information acrossthe enterprise and the whole value chain, students will be qualified to understand and work with standardindustrial frameworks covering “digitalization of industrial systems based on the ICPS technologies“ andenabled to apply this knowledge in a scientific environment.

LehrinhalteA set of technologies and architectural patterns to enable the specification, implementation and operation ofindustrial cyber-physical systems under the DIN SPEC 91345:2016-04 (RAMI4.0: Reference ArchitectureModel for Industrie 4.0) and Industrial Internet-Reference Architecture (IIRA) standards will be a core partof the lecture´s contents. In this context, the major specifications of the (i) enterprise standard architecturesPERA, ISA´88, ISA´95 (IEC 62264, IEC 61512), (ii) Life Cycle and Value Stream (IEC 62890) and (iii) OPC-Unified Architecture will be presented, complemented with studies and analysis (technology and trendscreening) of currently implemented industrial solutions for ICPS, performed by the students.

LiteraturA. W. Colombo et.al. Eds., Industrial Cloud-based Cyber-Physical Systems: The IMC-AESOP Approach.Springer, 2014.DIN SPEC 91345:2016-04: Reference Architecture Model Industrie 4.0 (RAMI4.0). DIN - VDI/VDE 2016.A W Colombo, S. Karnouskos: “The emergence of Industrial Cyber-Physical Systems based on SoA andCloud Technologies, Realizing the Internet of Automation Things“. Tutorial, IEEE IECON 2015, Yokohama,Japan.Industrial Internet Reference Architecture (IIRA). Industrial Internet Consortium. [Online]. Available: http://www.iiconsortium.org.Industrial Cyber-Physical Systems. Special Issue of the IEEE Proceedings, May 2016. A W Colombo et.al(Eds.)

Lehrveranstaltungen


A. W. Colombo Industrial Cyber-Physical Systems 4

7

Modulbezeichnung Leichtbau und Innovative Werkstoffe



Art Pflichtfach




Verwendbarkeit MaMb


Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Praktikum

Modulverantwortlicher T. Schüning

QualifikationszieleDie Studierenden können mit Methoden zur Optimierung von Gewicht und Stabilität selbständig beikom-plexen Bauteilen und Baugruppen einsetzen. Sie beherrschen ihre Kenntnisse über die Werkstoffeigen-schaften von Leichtmetallwerkstoffen sowie Faser-Kunststoff-Verbünde und Werkstoffein Sandwichbau-weise entwickeln deren Potentiale zum Leichtbau. Zur Optimierung der Werkstoffausnutzung können Sieim Produktentwicklungsprozess beanspruchungsgerechte und konstruktive Maßnahmen auch unterwirt-schaftlichen Gesichtspunkten entwickeln und anwenden.

LehrinhalteEigenschaften und Anwendungspotentiale von Leichtbauwerkstoffen, Gestaltung von Komponenten zumstruktur- und beanspruchungsoptimierten Leichtbau, beanspruchungsoptimierte Strukturen für generati-ve Fertigungsverfahren, Phasen des Produktentstehungsprozesses, anwendungsrelevante Übungen zumLeichtbau.

LiteraturWiedemann, J.: Leichtbau - Elemente und KonstruktionKlein, B.: Leichtbau-KonstruktionHenning,F; Moeller, E.: Handbuch Leichtbau

Lehrveranstaltungen


T. Schüning Leichtbau und Innovative Werkstoffe 2

8

Modulbezeichnung Masterarbeit

(nach Bedarf)


Art Pflichtfach




Verwendbarkeit MaMb

Prüfungsform und -dauer Mündliche Präsentation und schriftliche Dokumentation

Lehr- und Lernmethoden Studentische Arbeit

Modulverantwortlicher Professoren/Dozenten der Abteilung MD

QualifikationszieleDie Studierenden können Ihr erworbenes Wissen im Rahmen eines Projektes anwenden. Sie sind in derLage unter Anleitung eine wissenschaftliches Projekt in einer Firma, an der Hochschule oder einem For-schungsinstitut durchzuführen, die erzielten Ergebnisse zu analysieren, zu bewerten und zu hinterfragen.Sie können die Ergebnisse und Analysen in Form von Bericht und Präsentation darstellen.

LehrinhalteAnfertigung einer Masterarbeit zu einer technischen Fragestellung in einem Unternehmen, an der Hoch-schule oder in einem Forschungsinstitut.

Literatur

Lehrveranstaltungen


Professoren/Dozenten der Abtei-lung MD

Masterarbeit 0

9

Modulbezeichnung (Kürzel) Mathematik in der Robotik (MARO-null17)

Modulbezeichnung (eng.) Mathematics in Robotics

(Beginn jedes Sommersemester)


Art Pflichtfach

Sprache(n) Deutsch



Empf. Voraussetzungen Mathematik 1, 2, 3


Prüfungsform und -dauer Erstellung und Dokumentation von Rechnerprogrammen

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Studentische Arbeit

Modulverantwortlicher E. Wings

QualifikationszieleDie Studierenden sollen die numerischen Herausforderungen in der Robotik einschätzen und beurteilenkönnen. Sie sollen ausgewählte Algorithmen - auch mit Hilfe einer Standard-Software - analysieren, bewer-ten und anwenden können. Auf dieser Basis können sie (kommerzielle) Realisierungen hinsichtlich derenAnwendbarkeit und Qualität bewerten und in Forschungsprojekten zur Anwendung bringen können.

LehrinhalteIn der Praxis der Industrieroboter werden sehr verschiedene Algorithmen angewendet. In dieser Vorlesungwerden Algorithmen für die Wegplanung als auch für die Trajektorien für serielle als auch für paralleleKinematiken erarbeitet. Auf der Basis der numerischen Grundlagen von Interpolation und Approximationmittels Polynomen und Spline-Funktionen werden deren Anwendung in der Robotik dargestellt. Weiterfüh-rend wird die Bahnplanung mit Hilfe von Spline-Funktionen unter Berücksichtigung diverser Anforderun-gen untersucht. Zum Beispiel werden Blending-Algorithmen und Berechnung von Offsetkurven dargestellt.Grundlegende Algorithmen für Spline-Funktionen, z.B. die Längenberechnung und die Reparametrierung,werden zur Trajektorienberechnung verwendet. Die Vor- und Nachteile verschiedener Bewegungscharak-teristiken beleuchtet.

LiteraturChang, Kuang-Hua: e-Design - Computer-Aided Engineering Design; Elsevier, 2015Biagiotti, Luigi; Melchiorri, Claudio:Trajectory planning for automatic machines and robots; Springer, 2008Corke, Peter: Robotics, Vision and Control - Fundamental Algorithms in MATLAB; Springer, 2011

Lehrveranstaltungen


E. Wings Mathematik in der Robotik 4

10

Modulbezeichnung Projekt I



Art Pflichtfach




Verwendbarkeit MaMb




QualifikationszieleDie Studierenden können Ihr erworbenes Wissen anwenden und selbstständig eine technische Fragestel-lung erarbeiten. Sie können die Aufgabe hinsichtlich des Ablaufs und anhand von Meilensteinen planen,strukturieren und im Kontext der technischen Grundlagen bearbeiten. Sie können technische Sachverhaltein Form von Bericht und Präsentation darstellen.

LehrinhalteDurchführung eines Projektes mit technischem Hintergrund. Dies kann die Entwicklung, Konstruktion, In-betriebnahme oder Optimierung eines Bauteils, einer Maschine, einer Software, eines Versuchsstandes,etc. sein. Systematisches Vorgehen, Literaturarbeit, kritische Beurteilung eigener Ergebnisse, Darstellungund Präsentation von Ergebnissen

Literatur

Lehrveranstaltungen



Projekt I 0

11

Modulbezeichnung Projekt II



Art Pflichtfach




Verwendbarkeit MaMb




QualifikationszieleDie Studierenden können Ihr erworbenes Wissen anwenden und im Team eine technische Fragestellungerarbeiten. Sie können die Aufgabe hinsichtlich des Ablaufs und anhand von Meilensteinen aber auch unterdem Einsatz verschiedener Personen planen, strukturieren und im Kontext der technischen Grundlagenbearbeiten. Sie können technische Sachverhalte in Form von Bericht und Präsentation darstellen.

LehrinhalteDurchführung eines Projektes mit technischem Hintergrund als Teamarbeit mit mindestens zwei Studie-renden. Dies kann die Entwicklung, Konstruktion, Inbetriebnahme oder Optimierung eines Bauteils, einerMaschine, einer Software, eines Versuchsstandes, etc. sein. Systematisches Vorgehen, Literaturarbeit,kritische Beurteilung eigener Ergebnisse, Darstellung und Präsentation von Ergebnissen

Literatur

Lehrveranstaltungen



Projekt II 0

12

Modulbezeichnung Projekt III



Art Pflichtfach




Verwendbarkeit MaMb




QualifikationszieleDie Studierenden können Ihr erworbenes Wissen anwenden und selbstständig eine technische Fragestel-lung erarbeiten. Sie können die Aufgabe hinsichtlich des Ablaufs und anhand von Meilensteinen planen,strukturieren und im Kontext der technischen Grundlagen bearbeiten. Sie können technische Sachverhaltein Form von Bericht und Präsentation darstellen.

LehrinhalteDurchführung eines Projektes mit technischem Hintergrund. Dies kann die Entwicklung, Konstruktion, In-betriebnahme oder Optimierung eines Bauteils, einer Maschine, einer Software, eines Versuchsstandes,etc. sein. Systematisches Vorgehen, Literaturarbeit, kritische Beurteilung eigener Ergebnisse, Darstellungund Präsentation von Ergebnissen

Literatur

Lehrveranstaltungen



Projekt I 0

13

2.2 Wahlpflichtmodule

Modulbezeichnung Anforderungsgerechte Konstruktion

Modulbezeichnung (eng.) Design according to requirements

Semester (Häufigkeit) WPM (nach Bedarf)


Art Wahlpflichtmodul




Verwendbarkeit MaMb


Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Praktikum, studentische Arbeit

Modulverantwortlicher K. Ottink

QualifikationszieleDie Studierenden kennen das prinzipielle methodische Vergehen in den Konstruktion. Sie können dies aufFragestellungen aus unterschiedlichen Industriezweigen anwenden und haben Technische Anforderungenaus unterschiedlichen Bereichen kennengelernt. Außerdem kennen die Studierenden Methoden zur Pro-blemlösung im Konstruktionsprozess und können Anpassungskonstruktionen vornehmen.

LehrinhalteIn der Anforderungsgerechten Konstruktion werden folgende Themen behandelt: Der Produktentwicklungs-prozess, Anforderungen an technische Produkte in unterschiedlichen Industriezweigen, Gestaltungsricht-linien bezogen auf Anforderungen an unterschiedliche Fertigungsprozesse, Sicherstellen der Qualität imKonstruktionsprozess.

LiteraturPahl/Beitz: Konstruktionslehre (Methoden und Anwendung erfolgreicher Produktentwicklung), Springer-Verlag

Lehrveranstaltungen


K. Ottink Anforderungsgerechte Konstruktion 2

14

Modulbezeichnung Apparatebau



Art Wahlpflichtmodul Anlagentechnik




Verwendbarkeit MaMb



Modulverantwortlicher S. Fröhlich

QualifikationszieleDie Studierenden vertiefen ihre Kenntnisse und können Apparate und Rohrleitungen gestalten und dimen-sionieren. Sie können den Prozess der Planung von Apparaten strukturieren und von der Aufgabenstellungbis zur Kostenschätzung bearbeiten.

LehrinhalteVertiefung der Dimensionierung von Behältern bei gegebenen Anforderungen und Belastungen. Gestal-tung von Apparaten bei Berücksichtigung sicherheitstechnischer und ggf. hygienischer Aspekte. Planungvon Anlagen sowie Erstellung von Fließbildern und Kostenschätzung.

LiteraturFrank P Helmus: Anlagenplanung - von der Anlage zum Angebot, Whiley-VCH-Verlag 2003 Walter Wagner:Festigkeitsberechnungen im Rohrleitungs- und Apparatebau, 7. Auflage Vogel-Verlag 2007

Lehrveranstaltungen


S. Fröhlich Apparatebau 2

15

Modulbezeichnung (Kürzel) Digitalization & Virtualization of ICPS (DVOI-null17)

Modulbezeichnung (eng.) Digitalization & Virtualization of ICPS



Art Wahlpflichtmodul Zertifikat Industrial Cyber-Physical Systems

Sprache(n) Englisch



Empf. Voraussetzungen Teilnahme an Modul ICPS


Prüfungsform und -dauer Studienarbeit

Lehr- und Lernmethoden Seminar

Modulverantwortlicher A. W. Colombo

QualifikationszieleWithin a modular structured and reconfigurable smart industrial environment, industrial cyber-physical sy-stems (ICPS) manage, control and monitor physical processes, create a digital copy (cyber-shadow) ofthe physical world and make decentralized decisions. Over the Internet-of-Things the ICPS communicateand cooperate with each other and humans in real time. Via the Internet-of-Services, both internal andcross-organizational services are offered and both kind of services can be utilized by participants of thewhole value chain. Based on the technological concepts of ICPS, IoT and IoS, the students will understandthe set of steps required to digitalize HW- and SW-components of an industrial enterprise. Students will beable to analyse those components (“digitalized Things“ or “I4.0-components“) under the various perspec-tives, such as data maps, functional descriptions, communications behavior, hardware/assets or businessprocesses.

LehrinhalteA description of how development processes, production lines, manufacturing machinery, field devices andthe products themselves can be digitalized and configured as Industrial Cyber-Physical Components willbe introduced. A set of technologies and architectural patterns to enable the digitalization of industrialcyber-physical systems under the DIN SPEC 91345:2016-04 and Industrial Internet-Reference Architec-ture standards, based on the 6 vertical individual layers and their interrelationship will be introduced, bothin general and in industrial application. This will include: (i) approaches for implementation of a Commu-nication Layer (Basis IEC 62541), (ii) for implementation of an Information Layer (Basis IEC CommonData Dictionary, IEC 61360 Series/ISO13584-42), (iii) for classification and tools (Basis Electronic DeviceDescription (EDD), Field Device Tool (FDT), (iv) for implementation of a Functional and Information Layer(Basis Field Device Integration (FDI) as integration technology), (v) for approaching end-to-end engineering(Basis AutomationML, B2MML) and (vi) for implementing service-oriented, cloud-based and agent-basedfunctional and business processes.

LiteraturDevelopment of Digital Technologies, Digitisation - the future of our economy. Federal Ministry for EconomicAffairs and Energy (BMWI). Program AUTONOMIK 4.0.Industrie 4.0: The Reference Architectural Model Industrie 4.0 (RAMI 4.0). ZVEI - German Electrical andElectronic Manufacturers’ Association, Automation Division (see also www.dvi.de).Vision and Challenges for Realising the I-oT. European Commission, Information Society. 2010.

Lehrveranstaltungen


A. W. Colombo Digitalization of Industrial Cyber-Physical Systems 2

A. Pechmann Simulation of Production Systems 2

16

Modulbezeichnung Dynamik komplexer Maschinen (Advanced Machine Dynamics)



Art Wahlpflichtmodul Konstruktion und Anlagebau




Verwendbarkeit MaMb

Prüfungsform und -dauer Klausur 2h, mündliche Prüfung oder Projekt


Modulverantwortlicher M. Graf

QualifikationszieleDie Studierenden soll grundlegende Eigenschaften der Wellenausbreitung in kontinuierlichen mechani-schen Systemen kennen und berechnen können. Er soll instabile dynamische Effekte analysieren könnenund in der Lage sein, konstruktive Lösungen zur Schwingungsunterdrückung zu entwickeln. Er soll wissen,wie die taktile und akustische menschliche Schwingungswahrnehmung funktioniert und soll die hierfür ent-scheidenden Parameter kennen. Er soll die üblichen messtechnischen Vorgehensweise zur Aufzeichnungund Analyse von Schwingungen anwenden können.

LehrinhalteWellenausbreitung in kontinuierlichen Systemen, Instabile Dynamik und Anfachung, Verhinderung vonSchwingungen, Tilgereffekt, menschliche Schwingungswahrnehmung, Messung von Schwingungen.

LiteraturDresig, H., Holzweißig F.: Maschinendynamik, Springer, 2016

Lehrveranstaltungen


M. Graf Dynamik komplexer Maschinen (Advanced Machine Dynamics) 2

17

Modulbezeichnung FEM nichtlinearer Modelle



Art Wahlpflichtmodul Konstruktion



Empf. Voraussetzungen FEM-Grundkenntnisse, ABAQUS-Kenntnisse

Verwendbarkeit MaMb

Prüfungsform und -dauer Projekt


Modulverantwortlicher M. Graf

QualifikationszieleDer Studierende soll die mathematischen Grundlagen der nichtlienearen Finiten Elemente Methode ken-nen. Er soll das Umsetzen von einfache nichtlinearen FEM-Modelle in dem Programm ABAQUS anwendenkönnen, die Ergebnisse analysieren und präsentieren können.

LehrinhalteIn dieser Vorlesung wird aufbauend auf den Kenntnissen der Vorlesung FEM der Bereich der Nichtlinea-ren FEM vorgestellt und an einfachen Beispielen vertieft. Im Einzelnen sind das die Bereiche: Lösungvon nichtlinearen Gleichungssystemen, geometrische Nichtlinearitäten, Stabilitätsprobleme, nichtlinearesMaterialverhalten und Kontaktphänomene

LiteraturManuals ABAQUS

Lehrveranstaltungen


M. Graf FEM nichtlinearer Modelle 2

18

Modulbezeichnung Industrie 4.0







Verwendbarkeit MaMb

Prüfungsform und -dauer Klausur 2h oder mündliche Prüfung, mündliche Präsentation undschriftliche Dokumentation



Qualifikationszieleie Studierende erhalten tiefere Einblicke(1) in der Anwendung von verschiedenen Produktionskonzepten(2) in die Flexibilisierungsmöglichkeiten in Produktions- und Automatisierungstechniken(3) in innovative Fertigungsparadigmen, z.B. rechnergestützte integrierte Fertigung und kollaborative,agentenbasierte Automatisierung der Produktion

LehrinhalteProduktionssysteme; Automatisierungssysteme; Informationssysteme in der Produktion; Produktionsüber-wachung und -management; Funktionen der Zulieferkette

LiteraturMarik, B. and Valckenaers, P.: Holonic and Multi-Agent Systems for Manufacturing, Lecture Notes in Artifi-cial Intelligence, Springer-Verlag.Wang, L. and Nee, A.: Collaborative Design and Planning for Digital Manufacturing, Springer Verlag Lon-don. 2009.Benyoucef, L. and Grabot, B.: Artificial Intelligence Techniques for Networked Manufacturing EnterprisesManagement, Springer Verlag London. 2010.

Lehrveranstaltungen


E. Wings Industrie 4.0 4

19

Modulbezeichnung Integriertes Produktions- und Prozessmanagement



Art Wahlpflichtmodul Produktionstechnik



Empf. Voraussetzungen Produktionsorganisation

Verwendbarkeit MaMb


Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Seminar

Modulverantwortlicher S. C. Lange

QualifikationszieleDie Studierenden erlernen systematische Organisationsmethodik zur Leitung und Lenkug eines Produkti-onsbetriebs

LehrinhalteRessourcen industrieller Unternehmen, Kostenarten- und Kostenstellenrechnung, Kostenrechnungssyste-me, Prozessorientierung, Prozesskostenrechnung, Kostenorientierte Produktgestaltung, Qualität und Wirt-schaftlichkeit, Controlling, Produktionsmanagement, Einkaufs- und Supply-Chain-Management, Investiti-onsplanung und -rechnung

LiteraturFandel, G.: Produktionsmanagement Schuh, G.: Produktionsplanung und -steuerung

Lehrveranstaltungen


S. C. Lange Vorlesung Integriertes Produktions- und Prozessmanagement 2

20

Modulbezeichnung Lasermaterialbearbeitung unter besonderen werkstoffkundlichenAspekten







Verwendbarkeit MaMb

Prüfungsform und -dauer Klausur 2h, mündliche Prüfung, Projektarbeit

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Praktikum, Studentische Arbeit

Modulverantwortlicher T. Schüning

QualifikationszieleDie Studierenden erwerben weitergehendes Wissen über die Eigenschaften des Lasers und deren Anwen-dungsmöglichketen in der industriellen Fertigung unter besondere Berücksichtigung von werkstoffkundli-chen Aspekten. Die Teilnehmer sollen in der Lage sein, die Verfahren in Bezug auf die werkstofflichenVeränderungen des Materials zubewerten und können die Verfahrensparamter abzuschätzen.

LehrinhalteÜberblick über die Wechselwirkungen zwischen Laserstrahlen und Materialien in der Lasermaterialbear-beitung. Zuordnung der Verfahren in Bezug auf die Produktionstechnik mit dem Laserstrahl als Werkzeug.Vertiefende Behandlung der Fertigungsprozesse mit Laserstrahlen in Bezug auf Qualität, Geschwindigkeitund Kosten. Die Herstellungsprozesse sind: Trennen, Fügen, Bearbeitung von Randschichten, generativeFertigung. Beispiele aus der industriellen Fertigung.

LiteraturH. Hügel: Strahlwerkzeug Laser, Teubner StudienbücherMaterialbearbeitung mit dem Laserstrahl im Geräte und aschinenbau, VDI-VerlagHügel, Helmut: Laser in der Fertigung, Vieweg +Teubner VerlagVorlesungscript

Lehrveranstaltungen


T. Schüning Lasermaterialbearbeitung unter besonderen werkstoffkundli-chen Aspekten

4

21

Modulbezeichnung Produktionssystematik



Art Wahlpflichtmodul Produktionstechnik



Empf. Voraussetzungen Wertstromgestaltung und -entwicklung

Verwendbarkeit MaMb


Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Seminar

Modulverantwortlicher S. C. Lange

QualifikationszieleDie Studierenden erlernen systematische Organisationsmethodik zur Leitung und Lenkug eines Produkti-onsbetriebs

LehrinhalteUnternehmensführung, Planungs- /Führungsprozesse, Kennzahlsysteme, ERP-Systeme, ManagementKonzepte, Top-Down, Bottom-up, Lean Production, 5S, 7W, Kaizen, Change Management, Technologie-planung

LiteraturSchuh, G.: Produktionsplanung und -steuerung

Lehrveranstaltungen


S. C. Lange Vorlesung Produktionssystematik 2

22

Modulbezeichnung Simulation in der Energietechnik







Verwendbarkeit MaMb

Prüfungsform und -dauer Projektarbeit und Referat


Modulverantwortlicher O. Böcker

QualifikationszieleDie Studierenden kennen die grundlegenden Simulationsmethoden von energietechnischen Prozessen.Sie sind in der Lage Simulationssoftware anzuwenden, Randbedingungen für eine Simulation zu definierenund Simulationsergebnisse zu interpretieren und zu hinterfragen.

LehrinhalteSimulation von Zustandsgrößen (Druck, Temperatur, etc.) in geschlossenen und offenen Systemen. Be-rechnung von Wärmeübergang und Wärmezufuhr. Berechnung von Wirkungsgrad und Kraftstoffverbrauchvon realen Wäremkraftprozessen. Optimierung realer Prozesse durch Simulation

LiteraturMerker, G.: Grundlagen Verbrennungsmotoren, Vieweg+Teubner

Lehrveranstaltungen


O. Böcker Vorlesung Simulation in der Energietechnik 2

O. Böcker Praktikum Simulation in der Energietechnik 2

23

Modulbezeichnung Simulation von Produktionssystemen / Simulation of productionsystems



Art Wahlpflichtmodul Produktionstechnik,

Studentische Arbeitsbelastung 30 h Kontaktzeit + 120 (45) h Selbststudium


Empf. Voraussetzungen Produktionsmanagementsysteme (IBS) oder Einführung in ERP/PPS-Systeme (MuD) Belegung der Module “ICPS“ und “Digitalisiation & Vir-tualisation of ICPS“

Verwendbarkeit MaMb

Prüfungsform und -dauer Projektarbeit mit Vortrag und schriftlicher Dokumentation (in deutschoder englisch), bei MaII: Prüfung in Verbindung mit Modul Digitalisiati-on and Virtualisiation of ICPS

Lehr- und Lernmethoden Projektseminar

Modulverantwortlicher A. Pechmann

QualifikationszieleDie Studierenden können die Daten-, Energie- und Stoffströme in Produktionssystemen erfassen bzw.aus Produktionsmanagementsysteme extrahieren, im Modell darstellen und dynamisch simulieren. Für dieSimulation wird die Software Anylogic verwendet. An konkreten Beispielen (z.B. Produktionsunternehmen)lernen die Studierenden zudem ein (Produktions)System mit seinen Ressourcen, Produkten und Datendarzustellen und entsprechend aktueller Normen, z.B. RAMI 4.0 zu bezeichnen.

LehrinhalteIdentifikation der wesentlichen Ressourcen und Ströme (Energie-, Stoff-, Daten-), Bildung von geeigne-ten Modellen und ihre dynamische Simulation (zeitdiskret / agentenbasiert), Datenverfügbarkeit und -bereitstellung für die Simulation, Einführung in die Simulationssoftware, Simulation einer Beispielumge-bungVeranstaltung und Literatur sind ganz oder teilweise in Englisch.

LiteraturBungartz, Hans-Joacheim et al.: Modellbildung und Simulation, eine anwendungsorientierte Einführung,Springer 2009DIN SPEC 91345:2016-04Grigoryev , Ilya: AnyLogic 7 in Three Days: A quick Course in Simulation Modelling, 2014

Lehrveranstaltungen


A. Pechmann Simulation von Produktionssystemen / Simulation of productionsystems

2

24

Modulbezeichnung Systematical Innovation

Modulbezeichnung (eng.) Systematical Innovation







Verwendbarkeit MaMb, MaTM, BaMD, BaMDP

Prüfungsform und -dauer Hausarbeit und Präsentation

Lehr- und Lernmethoden Seminar and Case Studies


QualifikationszieleThe students understand the importance and the value of the theory concerning the Systematical Innova-tion, the know and can use several methods of innovative problem solving. They know how to employ thismethods in their projects profitably.

LehrinhalteThe students get an introduction into the problem solving stratgegies along TRIZ. The definitions and anoverview of the methods are given. In case studies several methods are used during the different phase ofan innovation process. We define and analyze the development problems (S-curve analysis, 9 field thinking,modeling of objects and functions, ideality). Then solutions are generated using technical contradictionsalong 40 prinziples of innovation and 39 technical parameters and physical contradictions 4 priunciples ofseparation. These solutions are evaluated, elaborated and prioritised.

LiteraturKarl Koltze, Valeri Souchkov: Systematische Innovation - TRIZ-Anwendung in der Produkt- und Prozess-entwicklung; Hanser Verlag, 2017.Michael A. Orloff: Inventive Thinking through TRIZ - A Pratical Guide; Springer Verlag; 2004

Lehrveranstaltungen


D. MontaniE. Wings

Systematical Innovation 2

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Modulbezeichnung Systeme zur Umwandlung und Nutzung regenerativer Energien







Verwendbarkeit MaMb




QualifikationszieleDie Studierenden kennen die regenerativen Energien (Wind, Sonne, Wasser, Geothermie und Biomas-se) und kennen die funktionsweise geeigneter Systeme zur Nutzung dieser Energien, sowie die gesamteProzesskette von der Primärenergie bis zur Nutzenergie. Weiter sind sie in der Lage die verschiedenenSysteme und Umwandlungsprozesse hinsichtlich des Wirkungsgrades zu analysieren, zu vergleichen undzu bewerten.

LehrinhalteRegenerative Energien und Systeme zur Umwandlung wie: Windkraftanlagen, Wasserkraftanlagen, So-larthermische Kraftwerke, Geothermische Kraftwerke, Energetische Nutzung von Biomasse, Nutzung vonAbwärme. Weiter werden die Prozesse innerhalb der einzelnen Anlagen beschrieben.

LiteraturZahoransky: Energietechnik

Lehrveranstaltungen


O. Böcker Vorlesung Systeme zur Umwandlung und Nutzung regenerati-ver Energien

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Modulbezeichnung Thermodynamik realer Prozesse







Verwendbarkeit MaMb




QualifikationszieleDie Studierenden kennen das Prinzip der adiabatischen Erreichbarkeit von Zuständen und können mitdessen Hilfe die Zustandsgröße Entropie beschreiben. Mit der Entropie können Studierende weitere ther-modynamische Zustands- und Prozessgrößen wie Wäre und Temperatur herleiten. Weiter sind sie in derLage, thermodynamische und energetische Prozesse mit diesem Konzept zu bewerten, zu beschreibenund zu vergleichen.

LehrinhalteEntropie als Basisgröße thermodynamischer Prozesse, adiabatische Erreichbarkeit, Lieb-Yngvason-Maschine

LiteraturThess, A.: Das Entropieprinzip

Lehrveranstaltungen


O. Böcker Vorlesung Thermodynamik realer Prozesse 2

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modulhandbuch studiengang master maschinenbau · model for industrie 4.0) and industrial...

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