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HTWG Konstanz Modulhandbücher Fakultät Maschinenbau Studiengänge MEP – MKE – ASE - MME

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Modulhandbücher Studiengänge MEP – MKE – ASE - MME

1-Modulhandbücher MEP und MKE Seite 2 1.1- Modulhandbuch Grundstudium MEP und MKE Seite 2 1.2- Modulhandbuch Hauptstudium MEP Seite 21 1.3- Modulhandbuch Hauptstudium MKE Seite 55

2-Modulhandbuch ASE Seite 91 3-Modulhandbücher MME Seite 114 3.1-Modulhandbuch MMEB Seite 114 3.2-Modulhandbuch MMEV Seite 140


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3-Modulhandbücher MME

3.1-Modulhandbuch MMEB

Modul 1 Vertiefung Sensoren und Aktoren MO1/VSA-MMEB Seite 115

Modul 2 Modellbildung und Regelung mechatronischer Systeme MO2/MOD-MMEB Seite 117

Modul 3 Mechatronische Systeme MO3/MECH-MMEB Seite 119

Modul 4 Projektarbeit MO4/PJ-MMEB Seite 121

Modul 5 Schaltungstechnik in mechatronischen Systemen MO54/SCHALT-MMEB Seite 123

Modul 6 Programmierpraxis MO6/PROG-MMEB Seite 125

WPM1Systemanalyse mechanisch WPM1/SYSTMECH-MMEB Seite 127

WPM2 Vertiefung Wirtschaft und Management WPM2/WMNGT-MMEB Seite 129

WPM3 Servoaktoren WPM3/SERVO-MMEB Seite 131

WPM4 Robotik WPM4/ROB-MMEB Seite 133

WPM5 Automnatisierungstechnik WPM5/AUT-MMEB Seite 135

WPM6 Automatisierungsprojekt WPM6/AUTPJ-MMEB Seite 137

Masterarbeit Seite 139


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Modul-Name Vertiefung Sensoren und Aktoren Modulkürzel MO1/VSA-MMEB

Modul-Koordination Prof. Dr. Klaus-Dieter Durst (HTWG Konstanz D) Gültige SPO 09.12.2014

SWS 6 Kontaktzeit 90 Beginn im Studiensem. A

ECTS-Punkte 6 Selbststudium 90 Dauer 1 Sem.

Workload 180 Angebot im WS SS

Verwendung im Studiengang MMEB (PM) Erforderlich Vorkenntnisse Grundkenntnisse in Messtechnik

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO2/MOD-MMEB, MO3/MECH-MMEB,

MO5/SCHALT-MMEB, WPM3/SERVO-MMEB

Modul-Typ (PM/WPM) PM Als Vorkenntnis erforderlich für

Lehrende Modul/Lehrveranstaltungen Art SWS ECTS Leistungsnach-weis unbenotet

MTP oder MP benotet

Vertiefung Sensoren und Aktoren 6 6 K120

Prof. Dr. K.-D. Durst (HTWG Konstanz D)

Vertiefung Messtechnik, Sensoren, Signalverarbeitung

V, LÜ 3 3

Prof. Dr.-Ing. U. Kosiedowski (HTWG Kon-stanz D)

Vertiefung Aktoren V, LÜ 3 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden • kennen Sensoren und Aktoren, die in der Mechatronik verwendet werden und können

diese auswählen, dimensionieren und in ein mechatronisches System sinnvoll integrie-ren. erarbeiten sich neue Felder der Sensorik und Aktorik. Sie besitzen die Fähigkeit, nicht überwachte und nicht geregelte mechanische Systeme durch geeignete Methoden messtechnisch erfassbar und regelbar zu machen.

Lehrinhalte • Sensorprinzipien, Auswerteschaltungen, Messverstärker, Filter, Sensorschnittstellen • Fehlerquellen beim elektrischen Messen • Rechnergestützte Messdatenerfassung und -auswertung, Kennlinien, dynamisches

Verhalten • Messtechnische Aufgaben und Sensoren bei der Entwicklung und Produktion mecha-

tronischer Produkte: akustische Messungen, Schwingungsmesstechnik, DMS und ex-perimentelle Spannungsanalyse, thermische Messungen, kapazitive, piezoelektrische, induktive und magnetische Sensoren, optische Messtechnik, industrielle Bildverarbei-tung, 3D-Koordinatenmesstechnik, interferometrische Messtechnik

• Sensoren in der Automatisierungstechnik: Erklärung Wirkprinzipien, Einsatz in den Bereichen Automatisierungstechnik, Robotik, Handlingstechnik

• Signalverarbeitung: Wichtige Rechenverfahren der digitalen Signalverarbeitung, Si-gnalfilterung, Fourier-Transformation/FFT, Fensterung, Korrelations-Messtechnik

• Elektromechanische Aktoren: Voice Coil, Elektromagnet, Schrittmotoren • Elektrische Ansteuerung von Aktoren und Antriebsregelung • Piezoelektrische Antriebe


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Das Modul vermittelt (Reihenfolge

Lehr- und Lernmethoden

Zusammensetzung der Endnote

1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz

3 Sozial- & Selbstkompetenz

Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstiges:

Note der Modulprüfung

Literatur • Stölting, H.-D.; Kallenbach, E.: Elektrische Kleinantriebe, 3. Aufl., Carl Hanser Verlag, Berlin, 2006

• Kallenbach, E. et. al.: Elektromagnete: Grundlagen, Berechnung, Entwurf und Anwen-dung, 4. Aufl., Vieweg-Teubner Verlag, Wiesbaden, 2012

• Durst, K.-D.: Vertiefung Messtechnik, Sensoren, Signalverarbeitung, Skript zur Vorle-sung 2015

• Becker, Bonfig, Höing: Handbuch Elektrische Messtechnik, 2. Aufl., Hüthig, Heidelberg, 2000

• Schrüfer,E.: Signalverarbeitung-Numerische Verarbeitung digitaler Signale, 2.Aufl., Hanser-Verlag, Berlin, 1992

Letzte Aktualisierung 12.05.2015


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Modul-Name Modellbildung und Regelung mechatronischer Systeme Modulkürzel MO2/MOD-MMEB

Modul-Koordination Prof. M. Eng. Tech. Günter Nagel Gültige SPO 09.12.2014

SWS 6 Kontaktzeit 90 Beginn im Studiensem. B

ECTS-Punkte 8 Selbststudium 150 Dauer 1 Sem. 2 Sem.


Verwendung im Studiengang MMEB (PM) Erforderliche Vorkenntnisse Grundlagen Regelungstechnik, Technische Mechanik (Dynamik), Grundlagen der Elek-

trotechnik

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO1/VSA-MMEB, MO3/MECH-MMEB,

MO5/SCHALT-MMEB, MO6/PROG-MMEB, WPM3/SERVO-MMEB



MTP oder MP benotet

Modellbildung und Regelung mechatronischer Sy-steme

6 8

Prof. Dr. J. Kirchhof

Modellbildung und Simulation mechatronischer Systeme

V, LÜ 3 4 B(3), M30(5)

lvü Prof. M. Eng. Tech. G. Nagel

Vertiefung Regelungstechnik V, LÜ 3 4

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden • sind in der Lage, Matlab/Simulink zur Berechnung von dynamischen Eigenschaften me-

chatronischer Systeme zu benutzen und die Ergebnisse zu interpretieren • können das Zusammenspiel zwischen mechanischen, hydraulischen, pneumatischen,

elektromagnetischen und elektronischen Teilsystemen beschreiben und modellieren • beherrschen die systematische Konzeption von Regelkreisen von der Anforderung über

die Gliederung in Komponenten zur konstruktiven und fertigungstechnischen Realisie-rung und können Methoden zur Modellierung und Beschreibung des dynamischen Ver-haltens der Komponenten und des gesamten Control Systems anwenden

Lehrinhalte • Einführung in fortgeschrittene Funktionen von Matlab/Simulink, begleitet von prakti-schen Beispielen, die z.T. aus dem Automobilbereich oder der Mechatronik stammen

• Simulation des Gesamtsystems (mechanisch/hydraulisch/elektronisch) unter Simulink und Interpretation der Ergebnisse

• lineare und nicht lineare Übertragungsglieder, Modellbildung für mechatronische Syste-me oder Fahrzeug-Komponenten

• empirische Erfassung der Systemdynamik, Stabilität von linearen Regelkreisen

Das Modul vermittelt (Reihenfolge)



2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz





118

Literatur • Bossel, H.: Systemzoo 1, Books on Demand Gmbh, 2. Auflage, 2013.

• Scherf, H.: Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme: Eine Sammlung von Simulink-Beispielen, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 3. Auflage, 2009.

• Angermann, A.; Beuschel, M.; Rau, M.; Wohlfarth, U.: MATLAB - Simulink - Stateflow: Grundlagen, Toolboxen, Beispiele, Oldenbourg Wissenschaftsverlag; 6. Auflage, 2009.

• Pietruszka, W. D.: MATLAB und Simulink in der Ingenieurpraxis: Modellbildung, Berech-nung und Simulation, Vieweg+Teubner Verlag, 3. Auflage, 2012.

• Lunze, Jan: Regelungstechnik 2, 6. Aufl., Springer, Berlin, 2010 • Ackermann, Jürgen: Robust Control, Systems with uncertain physical parameters, 3.

Aufl., Springer, Berlin, 1997 • Maciejowski, J.M.: Multivariable Feedback Design, Addison-Wesley, München, 1989 • Kortüm W., Lugner P.: Systemdynamik und Regelung von Fahrzeugen, Springer, Berlin,

1994 • Isermann, Rolf; Mechatronik, 2. Aufl., Springer, Berlin, 2012



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Modul-Name Mechatronische Systeme Modulkürzel MO3/MECH-MMEB





Verwendung im Studiengang MMEB (PM) Erforderliche Vorkenntnisse Grundkenntnisse in technischer Mechanik,

elektrischer Antriebstechnik und Rege-lungstechnik

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO1/VAS-MMEB, MO2/MOD-MMEB,

WPM2/WMNGT-MMEV

Modul-Typ (PM/WPM) PM Als Vorkenntnis erforderlich für -


MTP oder MP benotet

Mechatronische Systeme 4 6 S

Prof. M. Eng. Tech. G. Nagel

Methodik der mechatronischen System- und Pro-duktentwicklung

V, LÜ 2 3

Prof. Dr.-Ing. U. Kosiedowski (HTWG Kon-stanz D)

Beispiele mechatronischer Systeme V 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden sind in der Lage, anspruchsvolle Projekte im Bereich der Produktentwick-lung in der Mechatronik zu bearbeiten. Sie können die Entwicklung mechatronischer Sy-steme und deren Komponenten mit den dafür geeigneten Verfahren durchführen.

Lehrinhalte • mechatronischer Systementwurf • Aufbau mechatronischer Systeme, Modularisierung und Hierarchisierung • Entwicklungsmethodik (V-Modell) nach VDI 2206 • Zusammenspiel von Mechanik, Elektronik und Softwaretechnik, Aktorik und Sensorik • Echtzeitsysteme • Überblick über den Aufbau von Steuerungen in mechatronischen Produkten • Simulationswerkzeuge (CAE) im Überblick • modellbasierter Systementwurf und Simulation mechatronischer Systeme mittels Simula-

tionX • Anwendungsbeispiele: Vergleiche verschiedener Lösungen anhand von praktischen Bei-

spielen, • Aufzeigen des Zusammenspiels von Mechanik und Elektronik bei mechatronischen Sy-

stemen, • Systemlösungsvergleiche und Design von mechatronischen Produkten • Simulationsprojekt (Rechnergestützte mechatronische Produktentwicklung) • Diagnose und fehlertolerante mechatronischer Systeme • Regelung einfacher mechatronischer Systeme • Umgang mit Nichtlinearitäten


120




2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz




Literatur • Isermann, Rolf: Mechatronische Systeme, 2. Aufl., Springer, Berlin, 2012 • Roddeck, Werner, Einführung in die Mechatronik, 4. Aufl., Springer, Vieweg, Berlin, 2011 • Czichos, Horst, Mechatronik: Grundlagen und Anwendungen technischer Systeme, 1.

Aufl., Vieweg, 2006 • Nagel, G. „Methodik der mechatronischen System- und Produktentwicklung“ • Reif, K.: Automotive Mechatronics: Automotive Networking, Driving Stability Systems,

Electronics, Springer Vieweg, 2015.



121

Modul-Name Projektarbeit Modulkürzel MO4/PJ-MMEB





Verwendung im Studiengang MMEB (PM) Erforderliche Vorkenntnisse

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit



MTP oder MP benotet

Projektarbeit 4 8 S

Prof. M. Eng. Tech. G. Nagel

Projektarbeit Pj 4 8

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden • wenden die im Masterstudium erlernten ingenieurwissenschaftlichen Methoden und ihr

erweitertes Fachwissen auf ein technisches Problem aus dem Bereich von Systemen in Automobilanwendungen oder verwandten Bereichen an

• erstellen eigene, fachübergreifende Lösungen • führen wissenschaftliche Literaturrecherchen und Quellenstudien durch und wenden

fachbezogene Literatur für ihre wissenschaftliche Arbeit an • bewerten Lösungsvorschläge anderer Teammitglieder kritisch und konstruktiv und ent-

wickeln diese gemeinsam mit ihnen weiter • erweitern ihre Sozialkompetenz (auch Führungskompetenz) beim Arbeiten in Gruppen • werten Untersuchungsergebnisse aus, fassen sie zusammenfassen, stellen sie dar und

wenden Qualitätskriterien beim Verfassen technischer/wissenschaftlicher Berichte an

Lehrinhalte • Mitarbeit an einem Thema aus der angewandten Forschung zur Anwendung ingenieur-wissenschaftlicher Methoden

• selbstständiges Lösen einer anspruchsvollen Aufgabenstellung • Darstellung der Ergebnisse einer ingenieurwissenschaftlichen Untersuchung • Lösung einer konkreten ingenieurwissenschaftlichen Aufgabenstellung aus dem Gebiet

der Mechatronik oder verwandten Bereichen in einem Projekt Team oder in Einzelarbeit • Von den Projekten im Bachelorstudium unterscheidet sich das Thema hinsichtlich des

höheren Schwierigkeitsgrades, der Art und dem Umfang der benötigten Vorkenntnisse und/oder dem interdisziplinären Ansatz sowie durch hohe Ansprüche an die Selbststän-digkeit der Bearbeitung sowie Inhalt und Form der Ergebnisse

Das Modul vermittel (Reihenfolge)



3 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz


Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstiges: Bericht



122

Literatur



123

Modul-Name Schaltungstechnik in mechatronischen Systemen Modulkürzel MO5/SCHALT-MMEB

Modul-Koordination Prof. M. Eng. Tech. Roger Rüsterholtz Gültige SPO 09.12.2014

SWS 4 Kontaktzeit 60 Beginn im Studiensem. C



Verwendung im Studiengang MMEB (PM) Erforderliche Vorkenntnisse Grundkenntnisse der Elektrotechnik und

der Regelungstechnik

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO1/VAS-MMEB, MO2/MOD-MMEB,

MO6/PROG-MMEB



MTP oder MP benotet

Schaltungstechnik in mechatronischen Systemen 4 6 S

Prof. M. Eng. Tech. R. Rü-sterholtz

Vorlesung Schaltungstechnik V 2 3

Prof. M. Eng. Tech. R. Rü-sterholtz

Labor Schaltungstechnik LÜ 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden sind in der Lage, einfache Schaltungen mit Operationsverstärkern zu ana-lysieren und zu entwickeln. Sie kennen die wesentlichen Eigenschaften von Leistungstransistoren und können einfache leistungselektronische Schaltungen analysieren und dimensionieren. Sie beherrschen die grundlegenden Bausteine der Digitaltechnik und sind in der Lage, ein-fache Schaltungen zu analysieren und zu entwerfen.

Lehrinhalte • Verfahren zur strukturierten Analyse elektronischer Schaltungen • Grundschaltungen mit Operationsverstärkern • Nicht ideale Eigenschaften von Operationsverstärkern • Leistungselektronische Bauelemente im Schaltbetrieb (Dioden, BJTs, Power MOS-

FETs,IGBTs) • Ansteuerschaltungen für Leistungstransistoren • Grundschaltungen der Digitaltechnik mit steigender Integrationskomplexität: Gatter,

FlipFlops, Zähler • Simulation von einfachen Schaltungen • CAD-gestütztes Leiterkartenlayout • Festigung der theoretischen Kenntnisse anhand einer umfangreichen betreuten projekt-

bezogenen Entwicklungsaufgabe im Labor




2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz


Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstiges: Bericht,

Referat



124

Literatur • Tietze, U.; Schenk, Ch.; Gamm, E.: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer Berlin Heidel-

berg, 13. Auflage, 2009. • Federau, J.: Operationsverstärker: Lehr- und Arbeitsbuch zu angewandten Grundschal-

tungen, Vieweg+Teubner Verlag, 5. Auflage, 2010. • Schröder, D.: Leistungselektronische Bauelemente, Springer Berlin Heidelberg, 2. Aufla-

ge, 2006. • Schmitt, G.: Mikrocomputertechnik mit Controllern der Atmel AVR-RISC-Familie, Olden-

bourg Wissenschaftsverlag, 5. Auflage, 2010. • Spanner, G.: AVR-Mikrocontroller in C programmieren, Franzis Verlag, 1. Auflage, 2010. • Schäffer, F.: AVR: Hardware und C-Programmierung in der Praxis, Elektor-Verlag, 2.

Auflage, 2008



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Modul-Name Programmierpraxis Modulkürzel MO6/PROG-MMEB

Modul-Koordination Prof. EI.-Ing. ETH Vinzenco Parisi Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang MMEB (PM) Erforderliche Vorkenntnisse Grundlagen der Elektrotechnik und der

Regelungstechnik

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO2/MOD-MMEB, MO5/SCHALT-MMEB,

WPM6/AUTPJ-MMEB



MTP oder MP benotet

Programmierpraxis 4 6 S

Prof. EI.-Ing. ETH V. Parisi

Vorlesung Programmierpraxis V 2 3

Prof. EI.-Ing. ETH V. Parisi

Labor Programmierpraxis LÜ 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden kennen die gängigsten Komponenten von Mikrocontrollern, deren Funkti-on und sind in der Lage, sie praktisch anzuwenden. Sie können einfache C-Programme erstellen, die mechatronische Komponenten steuern bzw. regeln. Sie haben die Fähigkeit, die an ein System gestellten Anforderungen in Anlehnung an das V-Modell zu strukturieren, umzusetzen und zu testen.

Lehrinhalte • Grundumfang der Programmiersprache C (Selbstlernanteil) • Funktionsweise der gängigsten Komponenten von Mikrocontrollern, wie z.B. Speicher,

Ports, A/D-Wandler, Zähler, Zeitgeber, Kommunikationsschnittstellen • Zeitdiskrete Filter und zeitdiskrete Regelung • Festigung der theoretischen Kenntnisse anhand von Beispielprogrammen und einer um-

fangreichen betreuten projektbezogenen Programmieraufgabe im Labor




2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz





126

Literatur • Schmitt, G.: Mikrocomputertechnik mit Controllern der Atmel AVR-RISC-Familie, Olden-

bourg Wissenschaftsverlag, 5. Auflage, 2010. • Spanner, G.: AVR-Mikrocontroller in C programmieren, Franzis Verlag, 1. Auflage, 2010. • Salzburger, L.; Meister, I.: AVR-Mikrocontroller-Kochbuch, 1. Auflage, 2013. • Schäffer, F.: AVR: Hardware und C-Programmierung in der Praxis, Elektor-Verlag, 3.

Auflage, 2014.



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Modul-Name Systemanalyse mechanisch Modulkürzel WPM1/SYSTMECH-MMEB

Modul-Koordination Prof. Dr.-Ing. Burkhard Lege (HTWG Konstanz D) Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang MMEB (WPM) Erforderlich Vorkenntnisse Grundlagen in CAD, höhere Mathematik

und technische Mechanik

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit WPM3/SERVO-MMEB, WPM4/ROB-MMEB

Modul-Typ (PM/WPM) WPM Als Vorkenntnis erforderlich für


MTP oder MP benotet

Systemanalyse mechanisch 5 6 S

Prof. Dr.-Ing. B. Lege (HTWG Konstanz D)

Vertiefung Mechanik V, LÜ 3 3

Prof. Dr.-Ing. B. Lege (HTWG Konstanz D)

Vertiefung FEM V, LÜ 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden lernen modernen CAx-Werkzeugen für die Analyse mechanischer Systeme kennen. Sie erwerben die Fähigkeit, in der Praxis auftretende Deformations- und Beanspru-chungsprobleme zu analysieren und Lösungen auszuarbeiten. Sie erhalten die theoretischer Grundlagen der Kinematik bzw. Kinetik im Hinblick auf deren Anwendung in der Mechatro-nik. Sie verstehen (elastische) Deformation fester Körper. Die Studierenden erwerben Fach-kompetenz (Faktenwissen, Methodenwissen und Systemdenken) und Methodenkompetenz.

Lehrinhalte Vertiefung Mechanik: • Vertiefung der theoretischer Grundlagen der Kinematik bzw. Kinetik im Hinblick auf

deren Anwendung in der Mechatronik Vertiefung FEM: • Strukturanalyse:

-Einführung und Vertiefung in die Methode der finiten Elemente (FEM); -Berechnung von Spannungen und Deformationen -Simulation von thermischen Beanspruchungen -Bestimmen von Eigenfrequenzen und Eigenschwingungsformen.

• Starrkörperanalyse: -Einführung in ein Softwaretool zur Mehrkörpersimulation -Simulation und analytische Berechnung von Bewegungsabläufen, Kräften und Dreh-momenten -Optimierung von mechanischen Systemen -Bestimmung der erforderlichen Motorantriebsleistung für ein mechanisches System.


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1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz




Literatur • Wyndorps, Paul Theodor: 3D-Konstruktion mit Pro/Engineer – Wildfire, Europa Lehrmit-tel Verlag, 2008

• Gabbert, U.: Technische Mechanik für Wirtschaftsingenieure, 5. Aufl., Carl Hanser Ver-lag, München, 2010

• Rieg, F., Hackenschmidt, R.: Finite Elemente Analyse für Ingenieure, 3. Aufl., Hanser Verlag, München, 2009

• Gebhardt, C.: Praxisbuch FEM mit ANSYS Workbench, 1.Aufl., Hanser Verlag, München, 2011



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Modul-Name Vertiefung Wirtschaft und Management Modulkürzel WPM2/WMNGT-MMEB


SWS 4 Kontaktzeit 60 Beginn im Studiensem. D



Verwendung im Studiengang MMEB (WPM) Erforderlich Vorkenntnisse Grundkenntnisse der mechatronischen

Produktentwicklung

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO3/MECH-MMEB



MTP oder MP benotet

Systemanalyse mechanisch 4 6 K120

Prof. Dr.-Ing. M. Domm (HTWG Kon-stanz D)

Kostenrechnung, Kostenmanagement V 2 3

Prof. Dipl.-Wirtsch.-Ing. E. Haupenthal

Organisation und Führung V 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Das Lernziel ist auf die Durchdringung operativer wie strategischer Unternehmensprozesse aus finanzieller Perspektive gerichtet. Die Teilnehmer/innen können nach Abschluss der Kurseinheit die Liquiditätssituation einer Unternehmung prüfen und einschätzen und ken-nen alternative interne wie externe Möglichkeiten der Finanzierung von Unternehmen. Zusätzlich werden die grundlegenden Kenntnisse über den strukturellen Aufbau von Unter-nehmen gezeigt. Sie lernen die Gestaltungswege der Führungsorganisation kritisch einzu-schätzen. Schulung der Präsentation von Entwicklungen, Ergebnissen und Produkten vor einem Fachpublikum bzw. der Firmenleitung. Sie erwerben das Verständnis für die wirt-schaftlichen und organisatorischen Zusammenhänge in Firmen, die mechatronische Pro-dukte entwickeln. Die Studierenden erwerben Fachkompetenz (Faktenwissen, Methodenwis-sen und Systemdenken) und Methodenkompetenz.

Lehrinhalte Kostenrechnung, Kostenmanagement -Operative und strategische Unternehmensprozesse aus finanzieller Perspektive -Möglichkeiten zur Überprüfung der Liquiditätssituation einer Unternehmung -Finanzierungsmöglichkeiten -Finanzplanung eines Unternehmens Organisation und Führung -Grundlegende Kenntnisse über den strukturellen Aufbau von Unternehmen -Gestaltungswege der Führungsorganisation -moderne Alternativen der personen- und prozessorientierten wie virtuellen Organisati-onsgestaltung


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1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz




Literatur • Götz, Uwe: Kostenrechnung und Kostenmanagement, 3. Aufl., Springer Berlin, 2010 • Liker, Jeffrey: The Toyota Way Fieldbook: 14 Management Principles, McGraw-Hill Pro-

fessional, 2005



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Modul-Name Servoaktoren Modulkürzel WPM3/SERVO-MMEB

Modul-Koordination Prof. M.Eng.Tech. Roger Rüsterholtz Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang MMEB (WPM) Erforderlich Vorkenntnisse Grundlagen in technische Mechanik, Rege-

lungstechnik

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO1/VAS-MMEB, MO2/MOD-MMEB,

WPM1/SYSTMECH-MMEB, WPM4/ROB-MMEB, WPM6/AUTPJ-MMEB



MTP oder MP benotet

Servoaktoren 4 6 K120

Dipl. El.-Ing. ETH R. Gloor

Elektrische Aktoren V 2 3

Prof. M. Eng. Tech. R. Rüster-holtz

Fluidtechnische Aktoren V 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Nach erfolgreicher Teilnahme an der Veranstaltung „Servo-Aktoren“ können die Studierenden die verschiedenen servoelektrischen und fluidtechnischen (Servohydraulik/ Servopneumatik) Antriebssysteme auswählen und einsetzen. Sie erwerben das Verständnis für die physikali-schen und reglungstechnischen Zusammenhänge bei Antriebssystemen und haben die Fä-higkeit für eine gegebene Aufgabenstellung ein Antriebssystem auszuwählen. Ebenfalls ken-nen Sie die integrierten Steuerungsmöglichkeiten in modernen Antriebssystemen.

Lehrinhalte Elektrische Servotechnik • Linear- und Servomotoren • Frequenzumformer, Servoverstärker und deren Regelkreise (Moment-, Drehzahl-, Positi-

onsregelung) • Integrierte Steuerungstechnik in modernen Antriebssystemen • Schrittmotoren im Vergleich zum Servoantrieb Fluidtechnische Aktoren • Grundlagen der Servohydraulik und Servopneumatik • Antriebs- und Regelungskonzepte, Modellierung, Simulation, Hydraulikelemente wie Zy-

linder, Pumpen, Motoren, Wege-Druck-Stromventile, Proportionalventile, Servoventile




1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz





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Literatur • Gloor R: „Elektrische Aktoren“

• Schulze , M.: Elektrische Servoantriebe. Baugruppen mechatronischer Systeme, 1. Aufl., Carl Hanser Verlag, 2008

• Rusterholtz R: „Fluidtechnische Aktoren“ • Murrenhoff, H.: Servohydraulik – Geregelte hydraulische Antriebe, 3. Aufl., Shaker Ver-

lag, 2008



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Modul-Name Robotik Modulkürzel WPM4/ROB-MMEB

Modul-Koordination Prof. Dipl. Maschinenbau - Ing. ETH Einar Nielsen Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang MMEB (WPM) Erforderlich Vorkenntnisse Grundlagen technische Mechanik, Rege-

lungstechnik

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit WPM1/SYSTMECH-MMEB, WPM3/SERV-

MMEB



MTP oder MP benotet

Robotik 5 6 K120

Prof. Dipl.-Ing. E. Nielsen

Robotik, Simulation V, LÜ 2 2

Dipl.-Ing. (FH) N. Vogel

Roboteranwendungen, Bildverarbeitung V, LÜ 3 4

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden können den Einsatz von verschiedenen Robotertypen zusammen mit Peri-pheriegeräten und Sensoren planen und die Realisierung im Labor durchführen. Sie verste-hen den Roboter als flexible Automatisierungskomponente. Sie überblicken und verstehen die Teilsysteme des Roboters. Sie lernen den Einsatz von Visionsystemen in der Robotik kennen. Sie können die Kinematik des Roboters berechnen. Die Studierenden erwerben Fachkompetenz (Faktenwissen, Methodenwissen und Systemdenken) und Methodenkompe-tenz.

Lehrinhalte Roboterkinematik, Simulation - Mathematische Grundlagen der Roboterkinematik (lineare Algebra) - Berechnung Roboterkinematik nach der Denavit-Hartenberg Methode - Mehrkörpersysteme - Simulation der Roboterkinematik Roboteranwendungen, Bildverarbeitung - Einführung in die Robotik - Grundaufbau (Kinematik, Koordinatensysteme, Bauarten) - Steuerung (Aufbau, Betriebsarten, Steuerungsarten) - Programmierung (Programmierverfahren) - Programmierung von Bildverarbeitungssystemen (Vision) - Beispiele von Anwendungen (mit Exkursion) - Praktische Übungen im Labor, Projektarbeit


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1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz




Literatur • Siciliano, Bruno; Khatib, Oussama: Springer Handbook of Robotics, Springer-Verlag Ber-lin, 2008

• Brillowski, Klaus: Einführung in die Robotik, 1. Aufl., Shaker Verlag, Aachen, 2004 • Weber, Wolfgang: Industrieroboter: Methoden der Steuerung und Regelung, 2. Aufl., Carl

Hanser Verlag, 2007 • Stark, Georg: Robotik mit MATLAB, 1. Aufl., Carl Hanser Verlag, 2009



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Modul-Name Automatisierungstechnik Modulkürzel WPM5/AUT-MMEB

Modul-Koordination Prof. Dr.-Ing. Marcus Kurth (HTWG Konstanz D) Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang MMEB (WPM) Erforderlich Vorkenntnisse

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit



MTP oder MP benotet

Automatisierungstechnik 4 6 K90

Prof. Dr.-Ing. Kurth (HTWG Konstanz D)

Automatisierungstechnik V, LÜ 4 6

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden sind fähig, Automatisierungseinrichtungen und deren Komponenten (Prozessrechner, Aktoren, Sensoren, Bussysteme, Netzwerke, HMI) zur Steuerung von Gerä-ten, Maschinen und Prozessen zu konzipieren und anzuwenden. Sie können SPS program-mieren. Mit Hilfe des Beschreibungsmittels Petrinetze/Zustandsdiagramme können sie Pro-zesse modellieren. Die Studierenden erwerben Fachkompetenz (Faktenwissen, Methoden-wissen und Systemdenken) und Methodenkompetenz.

Lehrinhalte Anhand diverser kleinerer wegleitender Beispiele sollen die grundlegenden Ziele der Auto-matisierungstechnik behandelt werden (Planung bis Realisierung). Es werden die Themen-schwerpunkte Automatisierungstechnik, SPS-Programmierung, User Interface (HMI), Feld-busse und Netzwerke behandelt. • Auftrag von Kunden, Lastenheft • Analyse der Aufgabe, Pflichtenhefterstellung (Musterpflichtenheft) • Konzepterstellung, Ausarbeitung einer möglichen Lösung • Einteilung in Prozessebene, Steuerungsebene, Feldebene • Systemevaluation (Hard- und Software: Aufbau Systeme und Geräte, Steuerungskon-

zepte, SW-Struktur typischer Systeme) • Definition eines Ablaufes eines Teils der Anlage: Prozessbeschreibung, Design, Simu-

lation (Petrinetze, Ablaufdiagramme, Weg/Schritt-, Weg/Zeitdiagramme, Funktionsplä-ne, Zustandsdiagramme (State Events), RI-Diagramme)

• Umsetzung beispielhaft zeigen (Umsetzung erfolgt im Automationsprojekt) • Programmiermethoden (IEC 61131), Kommunikation in der Automatisierungstechnik

(Merkmale, typische Systeme), Netzwerke (Bussysteme), Gestaltung und Aufbau von User Interface (HMI) werden im Praxisteil vermittelt

• Bussysteme (Profibus: Kommunikation in der Automatisierungstechnik, Merkmale, ty-pische Systeme)

• Prozessleitsysteme: Besprechung eines Prozessleitsystems anhand eines vorgegebenen Beispiels; Möglichkeiten von Prozessbeschreibungen, Darstellungsmöglichkeiten eines Prozesses (graphisch, symbolisch), systematische Konzepterstellung für ein Prozess-leitsystem


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1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz




Literatur • Petry, Jochen: IEC 61131-3 mit CoDeSys V3: Ein Praxisbuch für SPS-Programmierer, 1. Aufl, 2011, Eigenverlag 3S-Smart Software Solutions GmbH

• Schmitt, Karl: SPS-Programmierung mit ST nach IEC 61131-3 mit CODESYS, Vogel Buchverlag, 2011

• Baumann/Baur/Kaufmann/Schlipf/Schmid/Strobel: Automatisierungstechnik mit In-formatik und Telekommunikation. Europa Lehrmittel, 9. Aufl. 2011

• Reinhard Langmann: Taschenbuch der Automatisierung. Fachbuchverl. Leipzig, 2. A. 2010.



137

Modul-Name Automatisierungsprojekt Modulkürzel WPM6/AUTPJ-MMEB

Modul-Koordination Prof. M.Eng.Tech. Günter Nagel Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang MMEB (WPM) Erforderlich Vorkenntnisse Grundlagen technische Mechanik, elektri-sche Antriebe, Regelungstechnik, Automa-

tisierungstechnik

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit WPM3/SERVO-MMEB, MO6/PROG-MMEB



MTP oder MP benotet

Automatisierungsprojekt 4 6 PR

Lehrende der NTB Buchs (CH) Automatisierungsprojekt LÜ 4 6

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden werden befähigt, selbständig eine anspruchsvolle Automatisierungsein-richtung in Teamarbeit zu konzipieren, zu planen und mit allen Komponenten zu realisieren. Praktische Anwendung der Pflichtenhefterstellung, Konzeption, Realisation, Inbetriebnahme und Test.

Lehrinhalte Anhand einer Aufgabenstellung aus der Industrie oder aus Forschungsprojekten der Hoch-schulen soll ein Automatisierungssystem entwickelt werden. Das Thema soll aus folgenden Bereichen stammen: • Automatisierungstechnik (Anlagen-, Prozessautomatisierung) • SPS- oder CNC-Steuerungstechnik • Roboter mit Steuerung • Regelungstechnik • Vernetzung, Feldbusse • Bildverarbeitungssystem (Vision) • HMI (Bedieninterface) Aufgaben die zu lösen sind: • Erstellung eines Pflichtenheftes • Anwendung der Petrinetze/Zustandsautomaten zur Projektdefinition und Simulation • Konzeption, Realisierung, Test und Inbetriebnahme eines Automatisierungssystems • praktischer Einsatz von Aktoren und Sensoren • praktischer Einsatz von SPS-, CNC-, Robotersteuerung oder eines Mikrocontrollers zur

Steuerung oder Regelung • Debuggen, Simulieren, Arbeiten mit dem Entwicklungssystem der Steuerungshardware. • Dokumentation


138




1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz


Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstiges: Referate,

Lernteamcoaching

Note der Präsentation

Literatur • Lunze, Jan; Automatisierungtechnik, 3. Aufl., Oldenbourg, München, 2012 • Weck, M: Werkzeugmaschinen 4 - Automatisierung von Maschinen und Anlagen, 6. Aufl,

VDI-Buch, 2006 • Petry, Jochen: IEC 61131-3 mit CoDeSys V3: Ein Praxisbuch für SPS-Programmierer, 1.

Aufl, 2011, Eigenverlag 3S-Smart Software Solutions GmbH • Schmitt, Karl: SPS-Programmierung mit ST nach IEC 61131-3 mit CODESYS, Vogel Buch-

verlag, 2011



139

Masterarbeit Modulkürzel MA-MMEB Koordination Prof. M. Eng. Tech. Günter Nagel Gültige SPO 2015

SWS 0 Kontaktzeit 0 Beginn im Studiensem. E



Verwendung im Studiengang MMEB Erforderliche Vorkenntnisse gemäß SPO MMEB


Modul-Typ (PM/WPM) Als Vorkenntnis erforderlich für

Lehrende Art SWS ECTS Leistungsnach-weis unbenotet

MTP oder MP benotet

Masterarbeit 0 20

Lehrende der HTWG und der NTB

Masterarbeit 0 20

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden weisen mit der Masterarbeit die Fähigkeit nach, dass sie innerhalb einer Frist von sechs Monaten eine komplexe Aufgabenstellung aus dem Bereich der Mechatro-nik oder verwandten Bereichen selbstständig nach wissenschaftlichen Methoden in einem ingenieurmäßigen Umfeld lösen, und die Ergebnisse sachgerecht, strukturiert und auf sprachlich angemessenem Niveau darstellen können. Das Thema der Masterarbeit stammt aus aktuellen Entwicklungsprojekten oder der ange-wandten Forschung. Die Studierenden haben die Möglichkeit zur Mitarbeit in der For-schungs- und Entwicklungsabteilung eines Industriebetriebes oder in einem Forschungs-institut im In- oder Ausland. Die Studierenden festigen durch ihre Forschungsmitarbeit die erlernten wissenschaftlichen Methoden und erweitern ihr Fachwissen. Sie trainieren ihre Sozialkompetenz (und ggf. Füh-rungskompetenz) beim Arbeiten in Gruppen. Sie vertiefen das Verfassen technischer bzw. wissenschaftlicher Berichte. Die Studierenden zeigen mit der Masterarbeit ihre Expertise in dem von ihnen ausgewählten Thema im Bereich der Mechatronik.

Lehrinhalte




2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz


Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstiges: Masterar-

beit

Note der Masterarbeit

Literatur



140

3.2-Modulhandbuch MMEV

Modul 1 Vertiefung Sensoren und Aktoren MO1/VSA-MMEV Seite 141

Modul 2 Modellbildung und Regelung mechatronischer Systeme MO2/MOD-MMEV Seite 143

Modul 3 Mechatronische Systeme MO3/MECH-MMEV Seite 145

Modul 4 Projektarbeit MO4/PJ-MMEV Seite 147

Modul 5 Schaltungstechnik in mechatronischen Systemen MO5/SCHALT-MMEV Seite 149

Modul 6 Programmierpraxis MO6/PROG-MMEV Seite 151

WPM1Vertiefung Antriebsmaschinen WPM1/VA-MMEV Seite 153

WPM2 Ausgewählte Kapitel der Verbrennungsmotorentechnik WPM2/MOT-MMEV Seite 154

WPM3 Systemdynamik und Simulation von Mehrkörpersystemen WPM3/SysdMKS-MMEV Seite 156

WPM4 Brennstoffzellen und elektrische Antriebe in Fahrzeugen WPM4/BZA-MMEV Seite 158

WPM5 Management WPM5/MNGT-MMEV Seite 160

WPM6 Fahrzeugsicherheit WPM6/FZS-MMEV Seite 162

Masterarbeit Seite 164


141

Modul-Name Vertiefung Sensoren und Aktoren Modulkürzel MO1/VSA-MMEV

Modul-Koordination Prof. Dr.-Ing. Klaus-Dieter Durst Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang ASE (WPM) MMEV (PM)

Erforderlich Vorkenntnisse Grundkenntnisse in Messtechnik

Angestrebter Abschluss M. Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO2/MOD-MMEV, MO3/MECH-MMEV,

WPM3/SysdMKS-MMEV, WPM4/BZA-MMEV



MTP oder MP benotet

Vertiefung Sensoren und Aktoren 6 6 K120

Prof. Dr. K.-D. Durst

Vertiefung Messtechnik, Sensoren, Signalverarbeitung

V, LÜ 3 3

Prof. Dr.-Ing. U. Kosiedowski

Vertiefung Aktoren V, LÜ 3 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden • kennen Sensoren und Aktoren, die in der Mechatronik verwendet werden und können

diese auswählen, dimensionieren und in ein mechatronisches System sinnvoll integrie-ren.

• besitzen die Fähigkeit nicht überwachte und nicht geregelte mechanische Systeme durch geeignete Methoden der Messtechnik erfassbar und regelbar zu machen.

Lehrinhalte • Sensorprinzipien, Auswerteschaltungen, Messverstärker, Sensorschnittstellen • Fehlerquellen beim elektrischen Messen • Rechnergestützte Messdatenerfassung und -auswertung, Kennlinien, dynamisches

Verhalten • Messtechnische Aufgaben und Sensoren bei der Entwicklung und Produktion mecha-

tronischer Produkte • Sensoren in Kraftfahrzeugen: Erklärung der Wirkprinzipien, Einsatz in den Bereichen

Motor, Getriebe, Fahrwerk, Fahrzeugsicherheit • Signalverarbeitung: Wichtige Rechenverfahren der digitalen Signalverarbeitung, Si-

gnalfilterung, Fourier-Transformation/FFT, Fensterung, Korrelations-Messtechnik • Elektromechanische Aktoren: Voice Coil, Elektromagnet, Schrittmotoren • Elektrische Ansteuerung von Aktoren und Antriebsregelung • Piezoelektrische Antriebe




1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz





142

Literatur • Kallenbach, E. et. al.: Elektromagnete: Grundlagen, Berechnung, Entwurf und Anwen-

dung, 4. Aufl., Vieweg-Teubner Verlag, Wiesbaden, 2012 • Durst, K.-D.: Vertiefung Messtechnik, Sensoren, Signalverarbeitung, Skript zur Vorle-

sung 2015 • Becker, Bonfig, Höing: Handbuch Elektrische Messtechnik, 2. Aufl., Hüthig, Heidelberg,

2000 • Schrüfer,E.: Signalverarbeitung-Numerische Verarbeitung digitaler Signale, 2.Aufl.,

Hanser-Verlag, Berlin, 1992 • Stölting, H.-D.; Kallenbach, E.: Elektrische Kleinantriebe, 3. Aufl., Carl Hanser Verlag,

Berlin, 2006



143

Modul-Name Modellbildung und Regelung mechatronischer Systeme Modulkürzel MO2/MOD-MMEV

Modul-Koordination Prof. Dr. Roland Nägele Gültiger SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang ASE (PM),

MMEV (PM) Erforderliche Vorkenntnisse

Grundlagen Regelungstechnik, Technische Mechanik (Dynamik), Grundlagen der Elek-

trotechnik

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO1/VSA-ASE, MO3/MECH-MMEV,

MO5/SCHALT-MMEV, MO6/PROG-MMEV, WPM3/SysdMKS-MMEV



MTP oder MP benotet


6 8



V, Ü 3 4 B(3), M30(5)

lvü Prof. Dr. R. Nä-gele

Vertiefung Regelungstechnik V, LÜ 3 4

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden • sind in der Lage, Matlab/Simulink zur Berechnung von dynamischen Eigenschaften me-

chatronischer Systeme zu benutzen und die Ergebnisse zu interpretieren • können das Zusammenspiel zwischen mechanischen, hydraulischen, pneumatischen,

elektromagnetischen und elektronischen Teilsystemen beschreiben und modellieren • beherrschen die systematische Konzeption von Regelkreisen von der Anforderung über

die Gliederung in Komponenten zur konstruktiven und fertigungstechnischen Realisie-rung und können Methoden zur Modellierung und Beschreibung des dynamischen Ver-haltens der Komponenten und des gesamten Control Systems anwenden

Lehrinhalte • Einführung in fortgeschrittene Funktionen von Matlab/Simulink, begleitet von prakti-schen Beispielen, die z.T. aus dem Automobilbereich und der Mechatronik stammen

• Simulation des Gesamtsystems (mechanisch/hydraulisch/elektronisch) unter Simulink und Interpretation der Ergebnisse

• lineare und nicht lineare Übertragungsglieder, Modellbildung für mechatronische Syste-me oder Fahrzeug-Komponenten

• empirische Erfassung der Systemdynamik, Stabilität von linearen Regelkreisen


144




2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz



gewichteter Mittelwert der Modulteil-prüfungen laut SPO

Literatur • Bossel, H.: Systemzoo 1, Books on Demand Gmbh, 2. Auflage, 2013. • Scherf, H.: Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme: Eine Sammlung von

Simulink-Beispielen, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 3. Auflage, 2009. • Angermann, A.; Beuschel, M.; Rau, M.; Wohlfarth, U.: MATLAB - Simulink - Stateflow:

Grundlagen, Toolboxen, Beispiele, Oldenbourg Wissenschaftsverlag; 6. Auflage, 2009. • Pietruszka, W. D.: MATLAB und Simulink in der Ingenieurpraxis: Modellbildung, Berech-

nung und Simulation, Vieweg+Teubner Verlag, 3. Auflage, 2012. • Lunze, Jan: Regelungstechnik 2, 6. Aufl., Springer, Berlin, 2010 • Ackermann, Jürgen: Robust Control, Systems with uncertain physical parameters, 3.

Aufl., Springer, Berlin, 1997 • Maciejowski, J.M.: Multivariable Feedback Design, Addison-Wesley, München, 1989 • Kortüm W., Lugner P.: Systemdynamik und Regelung von Fahrzeugen, Springer, Berlin,

1994 • Isermann, Rolf; Mechatronik, 2. Aufl., Springer, Berlin, 2012



145

Modul-Name Mechatronische Systeme Modulkürzel MO3/MECH-MMEV

Modul-Koordination Prof. Dr.-Ing. Uwe Kosiedowski Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang MMEV (PM) Erforderliche Vorkenntnisse Grundkenntnisse in technischer Mechanik,

elektrischer Antriebstechnik und Rege-lungstechnik

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO1/VSA-MMEV, MO2/MOD-MMEV,

WPM3/SysdMKS-MMEV



MTP oder MP benotet

Mechatronische Systeme 4 6 S

Prof. G. Nagel (NTB Buchs CH)

Methodik der mechatronischen System- und Pro-duktentwicklung (Vorlesungsort St Gallen)

V, LÜ 2 3


Beispiele mechatronischer Systeme V 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden sind in der Lage, anspruchsvolle Projekte im Bereich der Produktentwick-lung in der Mechatronik zu bearbeiten. Sie können die Entwicklung mechatronischer Sy-steme und deren Komponenten mit den dafür geeigneten Verfahren durchführen.

Lehrinhalte • mechatronischer Systementwurf • Aufbau mechatronischer Systeme, Modularisierung und Hierarchisierung • Entwicklungsmethodik (V-Modell) nach VDI 2206 • Zusammenspiel von Mechanik, Elektronik und Softwaretechnik, Aktorik und Sensorik • Echtzeitsysteme • Überblick über den Aufbau von Steuerungen in mechatronischen Produkten • Simulationswerkzeuge (CAE) im Überblick • modellbasierter Systementwurf und Simulation mechatronischer Systeme mittels Simula-

tionX • Anwendungsbeispiele: Vergleiche verschiedener Lösungen anhand von praktischen Bei-

spielen, • Aufzeigen des Zusammenspiels von Mechanik und Elektronik bei mechatronischen Sy-

stemen, • Systemlösungsvergleiche und Design von mechatronischen Produkten • Simulationsprojekt (Rechnergestützte mechatronische Produktentwicklung) • Diagnose und fehlertolerante mechatronischer Systeme • Regelung einfacher mechatronischer Systeme • Umgang mit Nichtlinearitäten


146




2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz




Literatur • Isermann, Rolf: Mechatronische Systeme, 2. Aufl., Springer, Berlin, 2012 • Roddeck, Werner, Einführung in die Mechatronik, 4. Aufl., Springer, Vieweg, Berlin, 2011 • Czichos, Horst, Mechatronik: Grundlagen und Anwendungen technischer Systeme, 1.

Aufl., Vieweg, 2006 • Nagel, G. „Methodik der mechatronischen System- und Produktentwicklung“ • Reif, K.: Automotive Mechatronics: Automotive Networking, Driving Stability Systems,

Electronics, Springer Vieweg, 2015.



147

Modul-Name Projektarbeit Modulkürzel MO4/PJ-MMEV

Modul-Koordination Prof. Dr.-Ing Uwe Kosiedowski Gültige SPO 09.12.2014

SWS 1 Kontaktzeit 15 Beginn im Studiensem. A/B



Verwendung im Studiengang MMEV (PM) Erforderliche Vorkenntnisse




MTP oder MP benotet

Projektarbeit 1 10 S


Projektarbeit Pj 1 10

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden • wenden die im Masterstudium erlernten ingenieurwissenschaftlichen Methoden und ihr

erweitertes Fachwissen auf ein technisches Problem aus dem Bereich von Systemen in Automobilanwendungen oder verwandten Bereichen an

• erstellen eigene, fachübergreifende Lösungen • führen wissenschaftliche Literaturrecherchen und Quellenstudien durch und wenden

fachbezogene Literatur für ihre wissenschaftliche Arbeit an • bewerten Lösungsvorschläge anderer Teammitglieder kritisch und konstruktiv und ent-

wickeln diese gemeinsam mit ihnen weiter • erweitern ihre Sozialkompetenz (auch Führungskompetenz) beim Arbeiten in Gruppen • werten Untersuchungsergebnisse aus, fassen sie zusammenfassen, stellen sie dar und

wenden Qualitätskriterien beim Verfassen technischer/wissenschaftlicher Berichte an

Lehrinhalte • Mitarbeit an einem Thema aus der angewandten Forschung zur Anwendung ingenieur-wissenschaftlicher Methoden

• selbstständiges Lösen einer anspruchsvollen Aufgabenstellung • Darstellung der Ergebnisse einer ingenieurwissenschaftlichen Untersuchung • Lösung einer konkreten ingenieurwissenschaftlichen Aufgabenstellung aus dem Gebiet

der Systeme in Automobilanwendungen oder verwandten Bereichen in einem Projekt Team oder in Einzelarbeit

• Von den Projekten im Bachelorstudium unterscheidet sich das Thema hinsichtlich des höheren Schwierigkeitsgrades, der Art und dem Umfang der benötigten Vorkenntnisse und/oder dem interdisziplinären Ansatz sowie durch hohe Ansprüche an die Selbststän-digkeit der Bearbeitung sowie Inhalt und Form der Ergebnisse

Das Modul vermittel (Reihenfolge)



3 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz


Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstiges: Bericht



148

Literatur



149

Modul-Name Schaltungstechnik in mechatronischen Systemen Modulkürzel MO5/SCHALT-MMEV





Verwendung im Studiengang MMEV (PM) Erforderliche Vorkenntnisse Grundkenntnisse der Elektrotechnik und

der Regelungstechnik

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO2/MOD-MMEV, MO6/PROG-MMEV



MTP oder MP benotet

Schaltungstechnik in mechatronischen Systemen 4 6 S


Vorlesung Schaltungstechnik V 2 3


Labor Schaltungstechnik LÜ 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden sind in der Lage, einfache Schaltungen mit Operationsverstärkern zu ana-lysieren und zu entwickeln. Sie kennen die wesentlichen Eigenschaften von Leistungstransistoren und können einfache leistungselektronische Schaltungen analysieren und dimensionieren. Sie beherrschen die grundlegenden Bausteine der Digitaltechnik und sind in der Lage, ein-fache Schaltungen zu analysieren und zu entwerfen.

Lehrinhalte • Verfahren zur strukturierten Analyse elektronischer Schaltungen • Grundschaltungen mit Operationsverstärkern • Nicht ideale Eigenschaften von Operationsverstärkern • Leistungselektronische Bauelemente im Schaltbetrieb (Dioden, BJTs, Power MOS-

FETs,IGBTs) • Ansteuerschaltungen für Leistungstransistoren • Grundschaltungen der Digitaltechnik mit steigender Integrationskomplexität: Gatter,

FlipFlops, Zähler • Simulation von einfachen Schaltungen • CAD-gestütztes Leiterkartenlayout • Festigung der theoretischen Kenntnisse anhand einer umfangreichen betreuten projekt-

bezogenen Entwicklungsaufgabe im Labor




2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz


Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstiges: Bericht,

Referat



150

Literatur • Tietze, U.; Schenk, Ch.; Gamm, E.: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer Berlin Heidel-

berg, 13. Auflage, 2009. • Federau, J.: Operationsverstärker: Lehr- und Arbeitsbuch zu angewandten Grundschal-

tungen, Vieweg+Teubner Verlag, 5. Auflage, 2010. • Schröder, D.: Leistungselektronische Bauelemente, Springer Berlin Heidelberg, 2. Aufla-

ge, 2006. • Schmitt, G.: Mikrocomputertechnik mit Controllern der Atmel AVR-RISC-Familie, Olden-

bourg Wissenschaftsverlag, 5. Auflage, 2010. • Spanner, G.: AVR-Mikrocontroller in C programmieren, Franzis Verlag, 1. Auflage, 2010. • Schäffer, F.: AVR: Hardware und C-Programmierung in der Praxis, Elektor-Verlag, 2.

Auflage, 2008



151

Modul-Name Programmierpraxis Modulkürzel MO6/PROG-MMEV





Verwendung im Studiengang MMEV (PM) Erforderliche Vorkenntnisse Grundlagen der Elektrotechnik und der

Regelungstechnik

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO2/MOD-MMEV, MO5/SCHALT-MMEV



MTP oder MP benotet

Programmierpraxis 4 6 S


Vorlesung Programmierpraxis V 2 3


Labor Programmierpraxis LÜ 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden kennen die gängigsten Komponenten von Mikrocontrollern, deren Funkti-on und sind in der Lage, sie praktisch anzuwenden. Sie können einfache C-Programme erstellen, die mechatronische Komponenten steuern bzw. regeln. Sie haben die Fähigkeit, die an ein System gestellten Anforderungen in Anlehnung an das V-Modell zu strukturieren, umzusetzen und zu testen.

Lehrinhalte • Grundumfang der Programmiersprache C (Selbstlernanteil) • Funktionsweise der gängigsten Komponenten von Mikrocontrollern, wie z.B. Speicher,

Ports, A/D-Wandler, Zähler, Zeitgeber, Kommunikationsschnittstellen • Zeitdiskrete Filter und zeitdiskrete Regelung • Festigung der theoretischen Kenntnisse anhand von Beispielprogrammen und einer um-

fangreichen betreuten projektbezogenen Programmieraufgabe im Labor




2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz





152

Literatur • Schmitt, G.: Mikrocomputertechnik mit Controllern der Atmel AVR-RISC-Familie, Olden-

bourg Wissenschaftsverlag, 5. Auflage, 2010. • Spanner, G.: AVR-Mikrocontroller in C programmieren, Franzis Verlag, 1. Auflage, 2010. • Salzburger, L.; Meister, I.: AVR-Mikrocontroller-Kochbuch, 1. Auflage, 2013. • Schäffer, F.: AVR: Hardware und C-Programmierung in der Praxis, Elektor-Verlag, 3.

Auflage, 2014.



153

Modul-Name Vertiefung Antriebsmaschinen Modulkürzel WPM1/VA-MMEV

Modul-Koordination Prof. Dr.-Ing. Klaus Schreiner Gültige SPO 09.12.2014





MMEV (WPM) Erforderliche Vorkenntnisse

Grundkenntnisse der Verbrennungs-motoren

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit WPM2/MOT-MMEV



MTP oder MP benotet

Vertiefung Antriebsmaschinen 4 5 M20

Prof. Dr.-Ing. K. Schreiner

Motormanagement V, LÜ 2 3


Simulation von Verbrennungsmotoren V, LÜ 2 2

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden • haben Motormanagementsysteme und die thermodynamische Motorsimulation verstan-

den • können einfache Motormodelle selbst erstellen und die Grenzen der Motorsimulation

erkennen

Lehrinhalte • Einführung in das Simulationstool GT-Power • thermodynamische Grundlagen der Motorsimulation und Modellierung der wichtigsten

Komponenten • Parameterstudien und Auslegung der wichtigsten Grunddaten eines neuen Motors • Motormanagementsysteme • Parametrierung von Softwarefunktionen • Entwicklung und Test neuer Softwarefunktionen




1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz


Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstige


Literatur • Schreiner, Klaus: Basiswissen Verbrennungsmotor; 2. Aufl., SpringerVieweg-Verlag, Wiesbaden, 2015

• Unterlagen auf der Lernplattform Moodle • Tutorials von GT-Power (auf den PCs im Rechenzentrum



154

Modul-Name Ausgewählte Kapitel der Verbrennungsmotorentechnik Modulkürzel WPM2/MOT-MMEV

Modul-Koordination Prof. Dr.-Ing. Karen Schirmer Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang ASE (PM)


Grundkenntnisse der Verbrennungs-motoren

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit WPM1/VA-MMEV



MTP oder MP benotet

Ausgewählte Kapitel der Verbrennungsmotoren-technik

5 5 M20


Simulationsprojekt (Semester A) V, Ü 2 2 B

Prof. Dr.-Ing. K. Schirmer

Exhaust Gas Aftertreatment (EN) (Semester B) V 3 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden sind in der Lage: • anwendungsorientierte Fragestellung aus dem Bereich der Motorsimulation selbständig

zu bearbeiten • Simulationsmodelle zu parametrieren • die Grenzen der Motorsimulation zu kennen. Students • know and understand the design and function of the common exhaust gas aftertreat-

ment devices, such as Oxi Cat, TWC, DPF, and SCRT. • understand the meaning of activity and efficiency. • understand the threads to the function of the exhaust gas aftertreatment devices men-

tioned above, such as deactivation, aging e.g. • know how to determine whether deactivation is present and if yes, which type. • are able to properly interpret given performance data of an aftertreatment system, and

give advice as to how to improve, remedy respectively, the issues at hand.

Lehrinhalte • Simulationstool GT-Power • Parameterstudien und Auslegung der wichtigsten Grunddaten eines neuen Motors • Entwicklung und Test neuer Softwarefunktionen • Programmierung von ECU-Funktionen in Matlab-Simulink • Emissions and their health and environmental effects, emission standards • Catalyst fundamentals and characterization • Diesel engine and gasoline engine emission abatement technologies


155




1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz




Literatur • Skript Frau Prof. Schirmer • Schreiner, Klaus: Basiswissen Verbrennungsmotor; 2. Aufl., SpringerVieweg-Verlag,

Wiesbaden, 2015 • Unterlagen auf der Lernplattform Moodle • Tutorials von GT-Power (auf den PCs im Rechenzentrum)



156

Modul-Name Systemdynamik und Simulation von Mehrkörpersystemen Modulkürzel WPM3/SysdMKS-MMEV

Modul-Koordination Prof. Dr.-Ing. Jens Weber Gültige SPO 09.12.2014






Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO1/VSA-MMEV, MO2/MOD-MMEV



MTP oder MP benotet

Systemdynamik und Simulation von Mehrkörpersystemen

4 6 S

Prof. Dr.-Ing. J. Weber

Systemdynamik V 2 2

Prof. Dr.-Ing. J. Weber

Mehrkörpersimulation Ü 2 4

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden sind in der Lage: • Bewegungen und Schwingungen von Maschinen und anderen Mehrkörpersystemen zu

berechnen • Maschinen zu modellieren und ihr Schwingungsverhalten zu simulieren • die Ergebnisse von Rechnung und Simulation zu interpretieren und zu bewerten • aus den Ergebnissen Schlüsse für die Auslegung von Systemkomponenten oder Syste-

men zu ziehen

Lehrinhalte • Kinematik von Schwingungen • Systeme mit einem Freiheitsgrad (1-DOF System) • Systeme mit zwei Freiheitsgraden (2-DOF Systems) • Systeme mit n Freiheitsgraden (n-DOF Systems) • Schwingungstilgung • Parametererregte Schwingungen • Selbsterregte Schwingungen • computergestützte Simulation von Mehrkörpersystemen (z. B mit ADAMS) Laborübungen an Fallbeispielen




2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz





157

Literatur • Irretier, Horst: Grundlagen der Schwingungstechnik, Band1: Kinematik, Modelbildung,

Systeme mit einem Freiheitsgrad, 1 Aufl. , Weisebaden, Vieweg-Teubner, 2001 • Irretier, Horst: Grundlagen der Schwingungstechnik, Band 2: Systeme mit mehreren Frei-

heitsgraden, kontinuierliche Systeme, 1 Aufl. , Weisebaden, Vieweg-Teubner, 2001 • Sextro: Schwingungen, 9. Aufl. , Wiesbadden, Teubner Verlag, 2014 • Klotter, Karl:Technische Schwingungslehre; erster Band: Einfache Schwinger, Teil A: Li-

neare Schwingungen, 3. Aufl. , Berlin, Springer, 1980 • Klotter, Karl:Technische Schwingungslehre; erster Band: Einfache Schwinger, Teil B

Nichtlineare Schwingungen, 3. Aufl. , Berlin, Springer, 1980 • Klotter, Karl:Technische Schwingungslehre; zweiter Band: Schwinger von mehreren Frei-

heitsgraden, 3. Aufl. , Berlin, Springer, 1980



158

Modul-Name Brennstoffzellen und elektrische Antriebe in Fahrzeugen Modulkürzel WPM4/BZA-MMEV

Modul-Koordination Prof. Dr.-Ing. Udo Schelling Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang ASE (WPM)


Grundkenntnisse in Elektrotechnik, elek-trischen Antrieben und Thermodynamik

Angestrebter Abschluss M.Eng. Sinnvoll zu kombinieren mit MO1/VSA-MMEV

Modul-Typ (PM/WPM) WPM Als Vorkenntnis erforderlich für -


MTP oder MP benotet

Brennstoffzellen und elektrische Antriebe in Fahr-zeugen

5 6 K90

Prof. Dr.-Ing. U. Schelling

Brennstoffzellentechnik 3 4

Prof. Dr. –Ing. U. Kosiedowski

Elektrische Antriebe 2 2

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden • sind mit den Systemkonzepten von Fahrzeugen mit elektrischen Antrieben vertraut • kennen die verschiedenen Typen von Brennstoffzellen (KOH, PEM, PAFC, MCFC, SOFC)

und deren Einsatzgebiete • kennen Einsatzgebiete und Komponenten von BZ-Systemen • kennen Probleme und Chancen beim Einsatz von Brennstoffzellen in Infrastruktur und

Fahrzeugen • kennen die wichtigsten Arten elektrischer Antriebe, die in Fahrzeugen verwendet wer-

den, können ihre Funktion beschreiben und relevante Eigenschaften dimensionieren • kennen geeignete Verfahren zur Ansteuerung und Regelung elektrischer Antriebe und

können ihre Funktion beschreiben • kennen die wichtigsten Energiespeicher für Fahrzeuge mit elektrischen Antrieben und

können deren Eigenschaften im Hinblick die Anwendung beschreiben • kennen Bordnetzkomponenten in Fahrzeugen mit elektrischen Energiespeichern, können

deren Funktion beschreiben und relevante Eigenschaften dimensionieren

Lehrinhalte • Bürstenbehaftete und bürstenlose Gleichstromantriebe • Synchron- und Asynchronantriebe in feldorientierter Regelung • Ansteuerung und Regelung elektrischer Antriebe • theoretische Grundlagen von Brennstoffzellen, Bauarten, Systeme und Komponenten • Dimensionierung von Brennstoffzellen, Abhängigkeit von Wirkungsgrad und Leistung • Wasserstoff: Stoffdaten, Erzeugung und Speicherung • Reformierung von Kohlenwasserstoffen • Energiespeicher für Elektrofahrzeuge • Bordnetzkomponenten in Fahrzeugen mit elektrischen Energiespeichern


159




1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz




Literatur • Skript Brennstoffzellentechnik, Prof. Schelling / HTWG, jeweils in neuester Version, • Eichlseder, H; Klell, M: Wasserstoff in der Fahrzeugtechnik- Erzeugung, Speicherung,

Anwendung 3. Aufl./2012, Vieweg, Wiesbaden • Heinzel, A.; Mahlendorf, F.; Roes, J.: Brennstoffzellen: Entwicklung Technologie, Anwen-

dung; C.F.Müller, 3.Auflage, Berlin, 2006 • Kurzweil, P.: Brennstoffzellentechnik; Vieweg Verlag, Wiesbaden, , 2. Auflage, 2012 • Hofer, K.: E-Mobility, Elektromobilität : elektrische Fahrzeugantriebe, VDE-Verl., 2. Auf-

lage, 2015 • Hofer, K.: Regelung elektrischer Antriebe : Innovation durch Intelligenz, VDE-Verl., 2.

Auflage, 2015 • Babiel, G.: Elektrische Antriebe in der Fahrzeugtechnik, Wiesbaden : Springer Vieweg, 3.

Auflage, 2014 • Schoblick, R.: Antriebe von Elektroautos in der Praxis : Motoren, Batterietechnik, Lei-

stungstechnik, Franzis, 2013



160

Modul-Name Management Modulkürzel WPM5/MNGT-MMEV

Modul-Koordination Prof. Dr.-Ing. Carsten Manz Gültige SPO 09.12.2014

SWS 6 Kontaktzeit 90 Beginn im Studiensem. A/B



Verwendung im Studiengang ASE (WPM), MME (WPM)

Erforderliche Vorkenntnisse




MTP oder MP benotet

Management 6 6 PR

Prof. Dr.-Ing. C. Manz

Projektmanagement V, Ü 2 2 S

Prof. Dr.-Ing. D. Ihlenburg

Technologie und Innovationsmanagement V, Ü, P 4 4

Lern- und Qualifikationsziele • Die Studierenden haben sich Kompetenz zur erfolgreichen Planung und Durchführung von Innovationsprojekten erarbeitet,

• Die Studierenden besitzen die Fähigkeit zur Entwicklung erfolgreicher Produkte von der ersten Idee bis zum im Markt platzierten Produkt unter Anwendung einer systemati-schen Vorgehensweise bei gleichzeitiger Einbindung von sachlicher und soziokultureller Ebene.

• Das Bewusstsein für technische als auch wirtschaftliche Erfolgsfaktoren ist gegeben. • Die Ausrichtung eines Unternehmens hinsichtlich technologischer und marktrelevanter

Gesichtspunkte wurde verstanden. • Die Ausrichtung eines Unternehmens entlang der Kundenbedürfnisse bei gleichzeitigem

Abgleich von Technologie- und Innovationsmöglichkeiten ist gegeben. • Technology-Push- sowie Market-Pull-Strategien können angewendet werden. • Die Studierenden beherrschen entlang der Wertschöpfungskette, von der frühen Phase

der Ideenfindung bis zur erfolgreichen Vermarktung, das Innovationsmanagement.

Lehrinhalte • Projektdefinition, Anforderungsmanagement, Projektbewertung, Phasenstrukturierung, Meilensteindefinition, Projektorganisation, Projektplanung, Projektüberwachung, Projek-tabschluss, gesonderte Betrachtung von Veränderungsprojekten.

• Technologiebewertung, Technologiefrüherkennung, Technologieentwicklung, Technolo-gielebenszyklus, Technologiestrategie, Technologiebewertung, Methoden des Innovati-onsmanagements, Management von IP (Schutzrechte…), Management von Kooperatio-nen in F&E, Open Innovation Methoden.

• Aufbauend auf Markt und Branchenanalyse sowie Technologiebeurteilung können Wett-bewerbsstrategien entwickelt und neue Geschäftsmodelle abgeleitet werden.

• Integriert: Aufgabenstellung aus ausgewählten Unternehmen; Erarbeitung von Lösungen in Teamarbeit.


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2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz


Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstiges: Referat


Literatur • Picot, Arnold; Reichwald, Ralf; Wigand, Rolf T.; Picot-Reichwald-Wigand (2003): Die grenzenlose Unternehmung. Information, Organisation und Management. Lehrbuch zur Unternehmensführung im Informationszeitalter. 5., aktualisierte Aufl. Wiesbaden: Gabler (Gabler-Lehrbuch).

• Ponn, Josef; Lindemann, Udo (2008): Konzeptentwicklung und Gestaltung technischer Produkte. Optimierte Produkte – systematisch von Anforderungen zu Konzepten. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

• Reichwald, Ralf; Piller, Frank; Ihl, Christoph; Seifert, Sascha (2009): Interaktive Wert-schöpfung. Open Innovation, Individualisierung und neue Formen der Arbeitsteilung. 2., vollst. überarb. und erw. Aufl. Wiesbaden: Gabler.

• Ihlenburg, Ditmar: Vorlesungsbegleitende Präsentation zum Download • Schuh, Günther (2007): Effizient, schnell und erfolgreich. Strategien im Maschinen- und

Anlagenbau. Frankfurt/M.: VDMA-Verlag. • Vahs, Dietmar; Burmester, Ralf (2005): Innovationsmanagement. Von der Produktidee

zur erfolgreichen Vermarktung. 3., überarb. Aufl. Stuttgart: Schäffer-Poeschel. • Trommsdorff, Volker; Steinhoff, Fee (2007): Innovationsmarketing. München: Vahlen. • Zerfaß, Ansgar; Möslein, Kathrin M. (2009): Kommunikation im Innovationsprozess.

Thesen für eine effektive Zusammenarbeit. In: Zerfaß, Ansgar (Hg.): Kommunikation als Erfolgsfaktor im Innovationsmanagement. Strategien im Zeitalter der Open Innovation. 1. Aufl. Wiesbaden: Gabler

• Strebel, H.: Innovations- und Technologiemanagement, 2. Aufl., WUV, Wien, 2007 • G. Schuh, S. Klappert (Hrsg.), Technologiemanagement, 2. Aufl., Springer, Heidelberg,

2011 • Specht, G.; Beckmann, C.; Melingmeyer, J.: F&E-Management, 2.Aufl., Schäffer-Poeschel,

Stuttgart, 2002 • Michel, L. M.; Manz, C.; (Hrsg.): Management von Kooperationen im Bereich Forschung

und Entwicklung, Konstanzer Managementschriften, Konstanz, 2009 • Gerpott, T. J.: Strategisches Technologie- und Innovationsmanagement, 2. Aufl., Schäf-

fer –Poeschel, Stuttgart, 2005 • Guide to the Project Management Body of Knowledge (PMBoK Guide), 4.Aufl., Baker &

Taylor, 2009



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Modul-Name Fahrzeugsicherheit Modulkürzel WPM6/FZS-MMEV

Modul-Koordination Prof. Dr.-Ing. Burkhard Lege Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang ASE (WPM),

MMEV (WPM) Erforderlich Vorkenntnisse




MTP oder MP benotet

Fahrzeugsicherheit 4 6 K90

K. Kompass Passive Sicherheit V 2 3

K. Kompass Aktive Sicherheit und Fahrassistenzsysteme V 2 3

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden • Die Studierenden kennen die grundlegenden Inhalte zur Fahrzeugsicherheit mit Schwer-

punkt Passive Sicherheit (= Reduktion der Unfallfolgen ab Beginn der Kollision). Sie kennen die wichtigsten Anforderungen aus Gesetz und Verbraucherschutz und deren Auswirkungen auf die Fahrzeuggestaltung. Des weiteren sind ihnen die grundlegenden physikalischen Wirkmechanismen während des Crashs und die Anwendung der relevan-ten Stellhebel zur Optimierung der passiven Sicherheit bekannt. Sie verfügen über ein Basiswissen der Verletzungsbiomechanik, der Herleitung von Verletzungskriterien und kennen die gängigsten Messmittel im Bereich Passive Sicherheit.

• Die Studierenden kennen die gängigen Fahrerassistenzsysteme und können Ihre Wir-kung im Sinne der Aktiven Fahrzeugsicherheit zuordnen und bewerten. Unter dem Be-griff Aktive Sicherheit versteht man in diesem Zusammenhang die Systeme, die im Vor-feld einer kritischen Situation zur Unfallvermeidung oder zumindest zur Reduzierung der Unfallenergie beitragen können. Im Gegensatz zur Passiven Sicherheit kommt hier-bei dem Menschen als Regler eine besondere Bedeutung in der Erfassung kritischer Si-tuationen und den Aktionen zur Vermeidung zu. Human Factors, Ergonomie, Verhal-tenslehre, kognitive Verhaltensebenen nach Rasmussen etc. werden vermittelt. Die Stu-dierenden lernen, die Assistenzsysteme auf der Navigations-, der Führungs- und der Stabilisierungsebene zu unterscheiden, ihre Funktionsausprägungen zu verstehen sowie die jeweils notwendigen Sensoren und Aktuatoren zuzuordnen. Darüber hinaus können sie die rechtlichen Rahmenbedingungen (Zulassung, Haftung, Verantwortung) für Assi-stenzsysteme und Systeme der Aktiven Sicherheit einschätzen und bewerten.

Lehrinhalte • Einführung u. Hinführung Fahrzeugsicherheit • Anforderungen • Überblick und Historie weltweiter Verbraucherschutzorganisationen und gesetzgebender

Stellen • Aktuelle und zukünftige Verbraucherschutz- und Gesetzesanforderungen • Auswirkungen unterschiedlicher Länderanforderungen • Auslegungsprozess, Tools und Konzepte Passive Sicherheit


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• Crashphysik, Wirkmechanismen und wichtige Kenngrößen

• Gesamtfahrzeug- und Komponentenauslegung (Systems Engineering) • Virtuelle Auslegung • Konzepte und Stellhebel zur Optimierung der Passiven Sicherheit • Verletzungsbiomechanik und Dummytechnik • Einführung in die Verletzungsbiomechanik • Herleitung von Verletzungskriterien und -grenzwerten • Messmittel in der Passiven Sicherheit (Impaktor und Dummy) • Virtuelle Modelle der Dummies und des Menschen

• Grundlagen Fahrerassistenzsysteme und Aktive Sicherheit • Unfallforschung • Funktionen der Fahrerassistenz • Sensorik, Navigation, kooperative Systeme • Mensch-Maschine-Schnittstelle • Funktionssicherheit, Gebrauchssicherheit, Beherrschbarkeit • Integrale Sicherheit • Rechtliche Aspekte der Assistenz und der Automatisierung




1 Fachkompetenz

2 Methodenkompetenz




Literatur • Vorlesungskript



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Masterarbeit Modulkürzel MA-MMEV Koordination Prof. Dr.-Ing. Uwe Kosiedowski Gültige SPO 09.12.2014




Verwendung im Studiengang MME Erforderliche Vorkenntnisse gemäß SPO MMEV


Modul-Typ (PM/WPM) Als Vorkenntnis erforderlich für

Lehrende Art SWS ECTS Leistungsnach-weis unbenotet

MTP oder MP benotet

Masterarbeit 0 30

Lehrende der HTWG und der NTB

Masterarbeit 0 30

Lern- und Qualifikationsziele Die Studierenden weisen mit der Masterarbeit die Fähigkeit nach, dass sie innerhalb einer Frist von sechs Monaten eine komplexe Aufgabenstellung aus dem Bereich der Mechatro-nik oder verwandten Bereichen selbstständig nach wissenschaftlichen Methoden in einem ingenieurmäßigen Umfeld lösen, und die Ergebnisse sachgerecht, strukturiert und auf sprachlich angemessenem Niveau darstellen können. Das Thema der Masterarbeit stammt aus aktuellen Entwicklungsprojekten oder der ange-wandten Forschung. Die Studierenden haben die Möglichkeit zur Mitarbeit in der For-schungs- und Entwicklungsabteilung eines Industriebetriebes oder in einem Forschungs-institut im In- oder Ausland. Die Studierenden festigen durch ihre Forschungsmitarbeit die erlernten wissenschaftlichen Methoden und erweitern ihr Fachwissen. Sie trainieren ihre Sozialkompetenz (und ggf. Füh-rungskompetenz) beim Arbeiten in Gruppen. Sie vertiefen das Verfassen technischer bzw. wissenschaftlicher Berichte. Die Studierenden zeigen mit der Masterarbeit ihre Expertise in dem von ihnen ausgewählten Thema im Bereich der Mechatronik.

Lehrinhalte




2 Fachkompetenz

1 Methodenkompetenz


Vorlesung Übung Labor Selbststudium Hausarbeit Workshop, Seminar Projektarbeit Sonstiges: Masterar-

beit

Note der Masterarbeit

Literatur


modulhandbücher studiengänge mep – mke – ase - mme filehtwg konstanz modulhandbücher...

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