Modulhandbuch. Masterstudiengang Systems Engineering

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1 Modulhandbuch Masterstudiengang (Stand: WS 2015/16) StudiumPlus Charlotte-Bamberg-Str Wetzlar Tel. 061/

2 INHALTSVERZEICHNIS VORWORT... 3 EINFÜHRUNG IN DAS SYSTEMS ENGINEERING... SOFTWARE-ENTWICKLUNG... 5 STRUKTURMECHANIK... 7 FORTGESCHRITTENE VERFAHREN DER ANALOGTECHNIK... 8 THERMODYNAMIK UND ENERGIEWANDLUNG ELEKTRODYNAMIK PROJEKTARBEIT QUALITÄTSWESEN... 1 STRUKTURELLE UND FUNKTIONALE SYSTEMSIMULATION ANGEWANDTE FLUIDMECHANIK SIGNALVERARBEITUNG/DIGITALE REGELUNGSTECHNIK OPTIMIERUNG KOMPLEXER SYSTEME UNTER EINSATZ VON MSR-TECHNIKEN LEISTUNGSELEKTRONIK PROJEKTARBEIT PROJEKTMANAGEMENT/BENCHMARKING/PATENTWESEN/INT. NORMUNG... 2 INDUSTRIELLE KOMMUNIKATIONSTECHNIK MESSTECHNIK UND SENSORIK IN DER INDUSTRIELLEN PRAXIS ETHIK UND INTERKULTURELLE KOMPETENZ MASTER-THESIS + KOLLOQUIUM DIGITALE BILDVERARBEITUNG (WP) INTEGRATIVE PRODUKTIONSTECHNOLOGIEN (WP NANOTECHNOLOGIEN (WP) PROZESSTECHNOLOGIEN IN DER MIKROSYSTEMTECHNIK (WP)

3 Vorwort Das Modulhandbuch wird regelmäßig aktuellen Anforderungen angepasst und in der Regel einmal überarbeitet. Änderungen bedürfen der Beschlussfassung im Zentrumsrat und der rechtzeitigen Veröffentlichung. Bei folgenden Änderungen eines Moduls sind die Abs. 1 Nr. 1, 36 Abs. 2 Nr. 5, 37 Abs. 5 sowie 31 Abs. des HHG zu beachten: grundsätzliche Änderungen der Inhalte und Qualifikationsziele Voraussetzungen zur Vergabe von Creditpoints Umfang der Creditpoints, Arbeitsaufwand und Dauer In einem beschleunigten Verfahren können bisher noch nicht angebotene Module, die aktuelle Themen aufgreifen und für die Studierenden von Interesse sind, vom ZDH angeboten werden, ohne dass hierzu vorab eine Prüfungsordnungsänderung erfolgt. Die Einführung des Moduls erfolgt in der Regel zu Beginn der Vorlesungszeit eines Semesters. Folgende Verfahrensvoraussetzungen sind hierbei zu beachten: 1) Für das Wahlpflichtmodul ist seitens der oder des Modulverantwortlichen eine vollständige Modulbeschreibung zu erstellen. 2) Die Einführung dieses Wahlpflichtmoduls muss durch den Zentrumsrat beschlossen sein und bedarf der Zustimmung des Prüfungsamts. 3) Die Ergänzung des Modulhandbuchs durch das aktuelle Wahlpflichtmodul wird erst zusammen mit der nächsten Prüfungsordnungsänderung dem Senat zum Beschluss (vgl. 36 Abs. 2 Nr. 5 HHG) und dem Präsidium zur Genehmigung (vgl. 37 Abs. 5 HHG) mit vorgelegt. ) Bis zur Rechtswirksamkeit des Wahlpflichtmoduls durch die interne Veröffentlichung im Amtlichen Mitteilungsblatt ist das Wahlpflichtmodul den Studierenden rechtzeitig in geeigneter Art und Weise bekannt zu machen. Das Wahlpflichtmodul ist den HISPOS-Koordinatoren der Abteilung ITS zeitnah zur Einpflege in die Prüfungsverwaltung anzuzeigen. Für die Einstellung von Wahlpflichtmodulen gilt das geschilderte Verfahren entsprechend. Die Dauer von Prüfungen ist in den aktuellen Allgemeinen Bestimmungen für Masterprüfungsordnungen der Technischen Hochschule Mittelhessen (AMB 26/2010) festgelegt. Gemäß 7 Abs. 2 gilt für mündliche Prüfungen: Mündliche Prüfungen sollen je Kandidatin oder Kandidat und Fach mindestens 15 Minuten betragen und 60 Minuten nicht überschreiten. Gemäß 8 Abs. 3 gilt für Klausuren und sonstige schriftliche Arbeiten: Die Dauer einer Klausur orientiert sich am Umfang des Moduls. Sie darf 120 Minuten nicht überschreiten. Die Dauer der Prüfung wird, soweit sie nicht im zugehörigen Modulblatt angegeben ist, im Rahmen dieser Bestimmungen von der oder von dem jeweils Lehrenden festgelegt und den Studierenden zu Beginn der Lehrveranstaltung mitgeteilt. Abkürzungsverzeichnis SWS CrP (1 SWS = 5 Minuten) Creditpoints (bei Abschluss des Moduls zu erreichende Kreditpunkte nach dem European Credit Transfer System (ECTS) ) Ein Creditpoint entspricht einem durchschnittlichen studentischen Arbeitsaufwand von 30 Arbeitsstunden. Die Literaturangaben verstehen sich jeweils in der aktuellsten Auflage und werden zu Vorlesungsbeginn von Dozentinnen und Dozenten sowie durch weitere Quellen, Übungsblätter und weitere Materialien zum Selbststudium ergänzt. 3

4 Modulnummer/Code 107 Einführung in das Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Semestereinordnung 1 Prof. Dr. Werner Bonath Dr. Ganser, Dr. Posmik, et.al. Selbststudium: 100 Stunden Vorlesung + Übung Erfolgreiche Teilnahme an acht Seminarterminen Klausur 90 min entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Die Studierenden sollten typische Anforderungen, Problemstellungen und Lösungsmöglichkeiten des an konkreten, aus der Praxis und Forschung stammenden Beispielen exemplarisch kennenlernen. Die Studierenden sollen die für das typische wissenschaftliche Methodik und Darstellungsweise beherrschen. Die Studierenden kennen grundlegende für das System Engineering relevante Berechnungsmethoden der höheren Mathematik, insbesondere Differentialund Integraltransformationen und beherrschen die notwendige Ab-straktion und Umsetzung technischer Problemstellungen in mathematische Modelle. Sie können die zur Problem-lösung geeigneten analytischen Methoden auswählen.

5 Inhalte Der Systembegriff, Systemkomplexität und Integrationsmöglichkeiten Entwurfsmethodik komplexer Systeme Technische und wirtschaftliche Risiken Qualität komplexer Systeme Statistik und Stückzahlen Anwendungsbeispiele, z.b. aus Optik, Messtechnik, Elektronik, Biologie, Medizin Wissenschaftliche Arbeitsmethodik des Systems Engineering Differenzialgleichungen verschiedener Ordnung, linear, quasilinear und nichtlinear, homogen und inhomogen, Systeme von Differential-gleichungen. Verschiedene Lösungsmethoden. Partielle Differentialgleichungen, Methode der Separation der Variablen Lösung von gewöhnlichen und partiellen Differentialgleichungen mittels Integraltransformationen (LA- PLACE, FOURIER) Literatur Hg. R. Haberfellner et al Zürich 2012 Kneschke, A.: Differentialgleichungen und Randwertprobleme. Bd. I bis III. B. G. Teubner Verlagsgesellschaft, Leipzig 196 Kamke, E.: Differentialgleichungen. Lösungsmethoden und Lösungen. Bd. I u. II. Chelsea Publishing Comp., New York 198 Courant, R., D. Hilbert: Methoden der mathematischen Physik. Springer Vlg., Berlin 1968 Skript, Handouts, Übungsaufgaben Modulnummer/Code 108 Software-Entwicklung Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Semestereinordnung 1 Prof. Dr. Uwe Probst Prof. Dr. Uwe Probst Selbststudium: 100 Stunden 5

6 Seminaristische Vorlesung keine Klausur 90 Minuten entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Kenntnisse: Vertiefte Kenntnisse der Softwareentwicklung, Kenntnisse in Bezug auf das Management von Software-Projekten. Weitergehende Konzepte des Software-Entwurfs, typischer Konstrukte, der Qualitätssicherung. Fertigkeiten: Erstellen und Anwenden von Templates, von Exceptions. Anwenden und Verstehen von Call-Back- Funktionen. Umsetzen von Problemstellungen in Threads. Inhalte Kompetenzen: Selbstständige Realisierung eines größeren Softwareprojektes unter Einsatz von UML und anderen Beschreibungsmethoden. Anwendung der dargestellten Fertigkeiten. Wdhlg: Paradigmen der OOP (Schnittstelle, Klasse, Vererbung, Polymorphismus) Softwaretechnik (Entwurfsmuster, Teststrategien und -verfahren, Exceptionhandling) Weitere CASE-Tools (Dokugeneratoren (Doxygen), Versionskontrollsystem (SVN) ) Ggfs. alternative Programmiersprache Java oder C#? Anwendung der OOP am Beispiel: z.b. Graphische Nutzeroberflächen Anwendung von bestehenden Klassen, Erstellen von Software im Team Parallel laufende Threads 6

7 Kommunikation zwischen parallel laufenden Programmen (RMI) Literatur Balzert, H.: Lehrbuch der Software-Technik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg. Wilms, A.: C++-Programmierung lernen Anfangen, anwenden, verstehen, Addison-Wesley, München. Meyers, S.: Effektiv C++ programmieren, Addison-Wesley, München. Herold, K.: C++, UML und Design-Patterns, Addison-Wesley, München. Weilkiens, T.: mit SysML/ UML: Modellierung, Analyse, Design, dpunkt Verlag, Heidelberg. Oestereich, B.: Analyse und Design mit UML: Objektorientierte Softwareentwicklung, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München. Wirdemann, R.: Scrum mit User Stories, Hanser Verlag, Berlin. Farley, D.: Continuous Delivery: Reliable Software Releases through Build, Test, and Deployment Automation, Addison-Wesley Professional, Heidelberg. Skript, Fallstudien und Best Practices Modulnummer/Code 110 Strukturmechanik Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Studienabschnitt Semestereinordnung 1 Prof. Dr. Kolling Prof. Dr. Kolling Selbststudium: 100 Stunden Hauptstudium Seminaristische Vorlesung Technische Mechanik I-III, Mathematik 7

8 Klausur 90 Minuten entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Die Studierenden kennen die Gesetze der höheren Mechanik können Werkstoffe gemäß ihrem mechanischen Verhalten beschreiben beherrschen die konstruktive Auslegung komplexer Strukturen Inhalte Allgemeiner Spannungszustand Dehnungsmaße Erhaltungssätze Materialtheorie Anwendungen Literatur Becker, W., Gross, D.: Mechanik elastischer Körper und Strukturen, Springer Verlag, Berlin. Altenbach, J., Altenbach, H.: Einführung in die Kontinuumsmechaník, Viewieg + Teubner Verlag, Wiesbaden. Holzapfel, G.: Nonlinear Solid Mechanics A Continuum Approach for Engineering, John Wiley & Sons, Weinheim. Skript Modulnummer/Code 112 Fortgeschrittene Verfahren der Analogtechnik Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Semestereinordnung 1 Prof. Dr. Karsten Leitis Prof. Dr. Karsten Leitis Selbststudium: 100 Stunden 8

9 Inhalte Seminaristische Vorlesung Bauelemente der Elektronik, Grundlagen der Elektronik Klausur 60 Minuten entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Kennenlernen moderner Schaltungstechniken, Fähigkeit zur Schaltungsinterpretation und - bewertung, Fähigkeit zur Schaltungssynthese und Dimensionierung von elektronischen Schaltungen Fähigkeit zur Simulation von Mixed-Signal- Schaltungen Analog-Digital-Wandler und Digital-Analog-Wandler: Modellierung, Linearität, SNR, SNDR, Abtasttheorem, Oversampling, Noise- Shaping, Delta-Sigma-Modulator OPAMP: Filter, PLL, OTA, CFA, Stabilität, Rauschen, Sample/Track and Hold, integrierte Schaltungstechniken, Ausgangsstufen Digitale Schaltungen Spannungs- und Stromversorgungen Mixed-Signal Schaltungssimulationtechniken Literatur van de Plassche, R.: CMOS Integrated Analogto-Digital and Digital-to-Analog Converters, Kluwer Academic Publishers, Denmark. Baker, R. J.: CMOS Mixed-Signal Circuit Design Layout, and Simulation, Wiley & Sons, Weinheim. Franco, S.: Design with Operational Amplifiers & Analog Integrated Circuits, McGraw-Hill, New York. Skript Modulnummer/Code 111 9

10 Thermodynamik und Energiewandlung Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Studienabschnitt Semestereinordnung 1 Inhalte Prof. Dr. Thielen Prof. Dr. Thielen Selbststudium: 100 Stunden Hauptstudium Vorlesung + Übung Thermodynamik aus Bachelor-Studiengang Klausur 90 Minuten entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Die Studierenden sollen ihre bereits vorhandenen thermodynamischen Grundkenntnisse über den Umgang mit idealen Fluiden bei einfachen Prozessen auf reine reale Fluide und Gemische von Fluiden erweitern. Sie lernen grundlegende Zusammenhänge der Energieumwandlungen kennen, die komplexen Prozesse in Energiewandlungsanlagen zu berechnen und sie auf der Basis von Wirkungsgraden und Umwandlungsverlusten zu bewerten. Das Modul soll die Studierenden in die Lage versetzen, sich aktiv und sachkompetent an Diskussionen über Energiefragen in der Öffentlichkeit zu beteiligen und im Beruf konstruktiv an thermodynamisch geprägten Lösungen mitzuwirken und erzielte Ergebnisse zu beurteilen. Thermische und kalorische Eigenschaften reiner realer Fluide: System Wasser/Dampf, Umgang mit Zu- 10

11 standsdiagrammen u. Zustandstafeln Gas- und Gas-Dampf-Gemische: Gemische idealer Gase; Gas-Dampf-Gemische; feuchte Luft, Umgang mit dem h,x-diagramm Energiewandlung mit Kreisprozessen: Rechts- u. Linksprozesse, thermischer Wirkungsgrad u. Leistungsziffer, Carnot-Prozess u. Vergleichskreisprozesse für reale Anlagen Exergetische Behandlung von thermodynamischen Prozessen: Exergie u. Anergie, begrenzte Umwandelbarkeit von innerer Energie, Enthalpie u. Wärme, Exergieverlust, exergetischer Wirkungsgrad, Energieu. Exergie-Flussbild Wärmeübertragung, Wärmeübertrager: Arten der Wärmeübertragung; Berechnung von Parallelstrom- Rekuperatoren, logarithmische Temperaturdifferenz, übertragener Wärmestrom Literatur Cerbe, Günter / Wilhelms, Gernot: Technische Thermodynamik, Hanser Verlag, München. Doering, Ernst / Schedwill, Herbert / Dehli, Martin: Grundlagen der Technischen Thermodynamik, Vieweg + Teubner Verlag, Stuttgart. Langeheinecke, Klaus / Jany, Peter / Thieleke, Gerd: Thermodynamik für Ingenieure, Springer Verlag, Wiesbaden. Wilhelms, Gernot: Übungsaufgaben Technische Thermodynamik, Hanser Verlag, München. Skript, Übungsaufgaben, Lösungsskizzen Modulnummer/Code 113 Elektrodynamik Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Studienabschnitt Semestereinordnung 1 Prof. Dr. Obermann Prof. Dr. Obermann Selbststudium: 150 Stunden Hauptstudium Seminaristische Vorlesung 11

12 Inhalte Mathematik, Grundlagen Klausur 90 Minuten entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Die Studierenden sollen in der Lage sein, Probleme der Elektrodynamik selbstständig zu lösen. Definition und Anwendungen der Elektrodynamik Grundlagen (Gradient, Divergenz, Rotation, Zylinder- und Kugelkoordinaten, Ladung, Strom, elektrisches und magnetisches Feld) Die Maxwellschen Gleichungen in integraler und differentieller Form, Rand- und Stetigkeitsbedingungen, Klassifizierung von elektromagnetischen Feldern Das elektrische Feld im Dielektrikum, magnetisierbare Materialien Stationäre und statische Felder (Elektrostatik, Stationäres Strömungsfeld, Magnetostatik) Quasistationäre Felder (Induktion, Ausgleichvorgänge in Netzwerken, Skineffekt) Elektromagnetische Wellen (Wellengleichung, Ebene Wellen, Ebene Wellen an dielektrischen Grenzflächen, Rechteckhohlleiter) Literatur R. Kröger und R. Unbehauen: Elektrodynamik, B. G. Teubner, Stuttgart, J. Schwab: Begriffswelt der Feldtheorie, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, R. Feynman, R. Leighton und M. Sands: Vorlesungen über Physik Teil 2. R. Oldenburg Verlag. K. Simonyi: Theoretische. VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften K. Küpfmüller: Einführung in die theoretische. Springer Verlag J. Jackson: Classical electrodynamics. John Wiley + Sons Skriptum, Übungsaufgaben Modulnummer/Code 11 12

13 Projektarbeit 1 Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Creditpoints (CrP) 10 Semestereinordnung 1/2 Inhalte Prof. Dr. Bernd Galinski, Prof. Dr. Werner Bonath Projektorientiert Präsenzzeit: Stunden Selbststudium: 300 Stunden Coaching keine entfällt Präsentation/ Bericht entfällt entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Die Studierenden sollen in der Lage sein: sich in die Thematik einer komplexen technischen Fragestellung einzuarbeiten und strukturiertem möglichst vergleichende Lösungs- und/ oder Bearbeitungsmöglichkeiten zu entwickeln. Ziel der Projektarbeit ist neben der spezifischen -- nur im Projekt zu vermittelnden Fachkompetenz (s.o.), der Erwerb der hiermit verbundenen sozialen Schlüsselkompetenzen. Diese Praxisphase bildet die Grundlage für die Projektarbeit 2; in dieser werden an der jeweiligen ausgerichtete aktuelle bzw. bedeutsame Problemstellungen in Form von Projekten der Partnerunternehmen bearbeitet. Strukturierte Problemanalyse Stand der Technik Realisierungsmöglichkeiten und deren vergleichende Abschätzung technischer/ sonstiger Risiken 13

14 Literatur Projektplanung Ergebniskontrolle, - und Darstellung Ist von der jeweiligen Fragestellung in der Projektarbeit anhängig. Für jede Projektarbeit wird allgemeine und spezielle Literaturliste unter Abstimmung mit der externen Projektbetreuerin oder dem externen Projektbetreuer entwickelt. entfällt Modulnummer/Code 109 Qualitätswesen Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Semestereinordnung 2 Prof. Dr. Thorsten Beck Prof. Dr. Thorsten Beck Selbststudium: 150 Stunden Seminaristische Vorlesung keine Referat, Hausarbeit, Klausur, Fachgespräch 60 Minuten entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Aufbau und Einrichtung von Qualitätsmanagementsystemen Deutung und Verständnis der einschlägigen Normen und Richtlinien 1

15 Inhalte Entwicklungen im Qualitätswesen Begriffe und Methoden des Qualitätsmanagements, z.b.: Der Begriff Qualität sowie der Qualitätsregelkreis Prozesse und Prozessorientierung im Qualitätswesen Durchführung von Audits: intern/extern, Lieferanten Die Verantwortung der Leitung für z.b. Qualitätspolitik Q-Dokumentation: Handbuch, Prozessbeschreibungen, Arbeitsanweisungen, Checklisten Prüfmittel Entwicklung Der Qualitätsmanagementbeauftragte Der Verbesserungsprozess: Kaizen, KVP, Q-Zirkel, Six Sigma Tools: Balanced Scorecard, FMEA, QFD, TRIZ, Poka Yoke Literatur Brunner, F. J., Wagner K. W.: Taschenbuch Qualitätsmanagement, Carl Hanser Verlag, Berlin. Schmitt, R., Pfeifer, T.: Qualitätsmanagement; Carl Hanser Verlag, Berlin. Benes G. M. E., Groh P. E.: Grundlagen des Qualitätsmanagements; Carl Hanser Verlag, Berlin. Wagner, K. W., Käfer, R.: PQM Prozessorientiertes Qualitätsmanagement; Carl Hanser Verlag, Berlin. DIN EN ISO 9001:2008; Qualitätsmanagementsysteme Anforderungen; Beuth Verlag, Berlin. Vorlesungsmitschrift Modulnummer/Code 210 Strukturelle und funktionale Systemsimulation Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Semestereinordnung 2 Prof. Dr. Martin Pitzer Prof. Dr. Martin Pitzer, Heinz-Gerhard Schöck Selbststudium: 100 Stunden 15

16 Inhalte Seminaristische Vorlesung/ Praktikum Abgeschlossenes Bachelor Studium; vertiefte Kenntnisse in TM1 und TM2 Klausur 60 Minuten entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Die Studierenden kennen die CAE-Prozesskette kennen die grundlegenden Zusammenhänge der Methode der Finiten Elemente können Technische Fragestellungen in ein FEM- Modell umsetzen und berechnen können durch Anwendung der FE-Methode Bau- /Maschinenteile statisch und dynamisch können technische Fragestellungen hinsichtlich ihrer Nichtlinearität beurteilen auslegen bzw. dimensionieren Einleitung in die FE-Methode, Mechanische Grundgleichungen (Elastizitätsgesetz, kinematische Grundgleichungen), Prinzip der virtuellen Arbeit, Allgemeine Kraft-Verformungs-Beziehung, Isoparametrische finite Elemente für Stabsysteme und den ebenen Spannungszustand, Ableitung der Elementsteifigkeitsmatrizen, Richtungstransformation, Zusammenbau zur Gesamtsteifigkeitsmatrix, Einarbeiten von Randbedingungen; Einführung in nichtlineare Fragestellungen Praktikum: praktische Anwendungen auf Basis kommerzieller Software Literatur Wissmann, J., Sarnes, K.-D.:Finite Elemente in der Strukturmechanik, Springer Verlag, Berlin. Klein, B.: FEM, Grundlagen und Anwendungen, Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden. Zienkiewicz, O.C., Taylor, R.L., Zhu, J.Z.: The Finite Element Method (Basis+Fundamentals) Elsevier Verlag, Amsterdam. Skript 16

17 Modulnummer/Code 211 Angewandte Fluidmechanik Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Studienabschnitt Semestereinordnung 2 Inhalte Prof. Dr. Thielen Prof. Dr. Thielen Selbststudium: 100 Stunden Hauptstudium Vorlesung + Übung Fluidmechanik aus Bachelor-Studiengang Klausur 60 bis 90 Minuten entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Die Studierenden werden auf der Basis bereits verfügbarer Grundkenntnisse weiterführende, praxisrelevante Teilgebiete der Fluidmechanik kennen lernen und in Übungen den Umgang mit der Materie trainieren. Die Studierenden werden in die Lage versetzt, Problemstellungen aus der technischen Fluidmechanik zu analysieren, die relevanten Berechnungen durchzuführen und damit konstruktiv an Lösungen mit fluidmechanischem Hintergrund mitzuwirken und die erzielten Arbeitsergebnisse zu beurteilen. Ähnlichkeitsgesetze der Fluidmechanik: Modellgesetz, Reynolds-Ähnlichkeit, Ähnlichkeitskennzahlen Strömung in Kanälen mit freier Oberfläche: Ge- 17

18 schwindigkeitsverteilung, Fließformeln, Reibungsbeiwerte für Gerinneströmung Grenzschichten: Laminare Grenzschicht an der ebenen Platte, turbulente Grenzschicht, Strömungsablösung, Grenzschichtbeeinflussung Kraftwirkungen an umströmten Körpern: Strömungswiderstand der Kugel, Widerstandsbeiwerte; Automobil-Aerodynamik; Strömung um Tragflächen, Entstehung des Auftriebs Strömungsmesstechnik: Druckmesstechnik: hydraulische u. mechanische Druckmessgeräte, elektromechanische Drucksensoren; Geschwindigkeitsmessung: Staudrucksonden und Prandtlrohr, Hitzdrahtsonden, Laseranemometer; Volumenstrom- u. Massenstrommessung: Messprinzipien, Volumenstrommessgeräte, Massenstrommessgeräte Grundlagen der Strömungen in Turbomaschinen: Bauarten und Wirkungsweise von Turbomaschinen, Drallsatz, Gleichung von Euler, Schaufelanordnung in Pumpen und Turbinen, Kavitation Literatur Böswirth, Leopold: Technische Strömungslehre, 8. Auflage, Wiesbaden, 2010 Bohl, Willi / Elmendorf, Wolfgang: Technische Strömungslehre, 1. Auflage, Würzburg, 2008 Kümmel, Wolfgang: Technische Strömungsmechanik, 3. Auflage, Wiesbaden, 2007 Surek, Dominik / Stempin, Silke: Angewandte Strömungsmechanik, Wiesbaden, 2007 Skript, Übungsaufgaben, Lösungsskizzen Modulnummer/Code 213 Signalverarbeitung/Digitale Regelungstechnik Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Studienabschnitt Semestereinordnung 2 Prof. Dr. Klös Prof. Dr. Klös Selbststudium: 100 Stunden Hauptstudium Seminaristische Vorlesung 18

19 Inhalte keine Klausur 90 Minuten entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Analyse zeitdiskreter Signale und Systeme. Systemtheoretische Beschreibung mit Z-Transformation. Aufbau digitaler Filter. Aufbau digitaler Regelkreise. Fähigkeit zur Interpretation von Signalen mit Hilfe von DFT. Analyse zeitdiskreter Systeme mit Hilfe systemtheoretischer Methoden. Auswahl und Entwurf von Strukturen digitaler Filter. Fähigkeit zur Auslegung/Analyse einfacher digitaler Regelkreise. Berechnung der DFT zeitdiskreter Signale unter Verwendung von Fensterfunktionen. Z- Transformation zeitdiskreter Signale. Beschreibung zeitdiskreter Systeme durch Differenzengleichung, Z-Übertragungsfunktion und Analyse der Stabilität und des Frequenzgangs. Berechnung von FIR- und IIR-Filtern. Stabilitätsanalyse digitaler Regelkreise. Einführung in die Signalverarbeitung: Überblick, Analoge Systeme, Digitale Systeme Abtastung und Quantisierung: Abtastung kontinuierlicher Signale, Abtasttheorem, Diskrete Fourier- Transformation, Fenstertechniken Diskrete Signale und Systeme: Elementare diskrete Signale, Eigenschaften diskreter Systeme, Z- Transformation, Systemfunktion, Stabilitätskriterium im z-bereich Digitale Filter: Klassifizierung, IIR-Filter, FIR-Filter, Vergleich der Filtertypen Struktur und Eigenschaften zeitdiskreter Regelkreise Literatur von Grünigen: Digitale Signalverarbeitung, Fachbuchverlag Leipzig Weber: Laplace-Transformationen, Teubner- Verlag Skript, Übungsblätter 19

20 Modulnummer/Code 212 Optimierung komplexer Systeme unter Einsatz von MSR- Techniken Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Prof. Dr. Alfred Karbach Prof. Dr. Alfred Karbach Präsenzzeit: Stunden 50 Semestereinordnung 2 Inhalte Selbststudium: Stunden 100 Seminaristische Vorlesung und Projektübungen Thermodynamik, Fluidmechanik Klausur 60 Minuten entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Finden von geeigneten Modellierungsansätzen für komplexe Systeme Fähigkeit zur Systemanalyse von thermischfluidmechanischen komplexen Prozessen Führung eines fachlich interdisziplinären Teams zur Bearbeitung von Aufgabenstellungen: Gesamtansatz erarbeiten und kontinuierlich modifizieren Projektmanagement mit Zeit- und Kostenkontrolle Führung eines interdisziplinären Teams Definition zu System und Komplexität Modellierungsansätze und analytische Methoden Systemdefinition (an ausgewählten Beispielen) Systementwurf an Beispielen 20

21 Desing und Verifikation Projektbeispiele aus der Anlagen- und Verfahrenstechnik Literatur Bode, H.: MATLAB-SIMULINK: Analyse und Simulation dynamischer Systeme, Teubner-Verlag, Stuttgart. INCOSE Handbook of Daenzer, W. F., Huber, F.:. Methodik und Praxis. Verlag Industrielle Organisation, Zürich. Skript, Bücher, Veröffentlichungen Softwarepakete beispielsweise MatlabSlimulink Modulnummer/Code 21 Leistungselektronik Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Studienabschnitt Semestereinordnung 2 Prof. Dr. Probst Prof. Dr. Probst Selbststudium: 100 Stunden Hauptstudium Vorlesung + Übung Leistungselektronik des Bachelorstudiengangs Automatisierungstechnnik Klausur 90 Minuten entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Kenntnisse: 21

22 Inhalte Anwendung der grundlegenden Schaltungen für state of the Art Topologien. Neue Bauelemente und Modulationsverfahren Fertigkeiten: Verstehen der Funktionsweise von wichtigen modernen Schaltungstopologien. Erläutern von Aufbau und Funktionsweise der Leitsungshalbleiter; Prinzipien und Vorteile des entlasteten Schaltens. Neue Leistungsbauelemente Kompetenzen: Für die jeweilige Aufgabenstellung die am besten geeignete Schaltung begründet auswählen und einsetzen können. Berechnungs- und Messergebnisse hinsichtlich ihrer technischen Bedeutung interpretieren können: Modulationsverfahren (Raumzeiger et. al.) Leistungsfaktorkorrektur Neue Stromrichtertypen (Mehrpunktumrichter, Active- Front End Umrichter) Entlastetes Schalten, resonantes Schalten primärgetaktete Schaltnetzteile SiC Bauelemente Literatur Brosch, P.: Leistungselektronik. Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden. Felderhoff, R.: Leistungselektronik, Hanser- Verlag, München. Jäger, S.: Leistungselektronik, Grundlagen und Anwendungen, VDE-Verlag, Berlin Jäger, S.: Übungen zur Leistungselektronik, VDE-Verlag, Berlin Mohan, N. et. al.: Power Electronics. Wiley Darmstadt. Probst, U.: Leistungselektronik - Grundlagen und praktische Anwendungen, Hanser-Verlag, München. Schlienz, U.: Schaltnetzteile und ihre Peripherie, Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden. Wintrich, A., Nicolai, U. et. al.: Applikationshandbuch IGBT- und MOSFET- Leistungsmodule. ISLE Steuerungstechnik und Leistungselektronik. Volke, M. Hornkamp Reference book IGBT Modules Infineon J. Specovius Grundkurs Leistungselektronik Springer VerlagSIEMENS SN29500 Electronic Reliability Prediction Skript Modulnummer/Code

23 Projektarbeit 2 Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Creditpoints (CrP) 20 Semestereinordnung 2/3 Inhalte Prof. Dr. Jens Hoßfeld, Prof. Dr. Werner Bonath Projektorientiert Präsenzzeit: Stunden Selbststudium: 600 Stunden Coaching keine entfällt Präsentation/Bericht entfällt entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Die Studierenden sollen in der Lage sein: eine konkrete Fragestellung aus dem Bereich des Systems Engineering konzeptionell und praktisch umzusetzen. Komplexe Aufgabenstellung im gegebenen Zeitrahmen mit der Methodik der Teamarbeit zu lösen und dabei soziale Schlüsselkompetenz zu erwerben Dem Stand von Wissenschaft und Technik entsprechende Werkzeuge und Methoden exemplarisch anwenden können. Im Rahmen der Projektphasen werden an der jeweiligen ausgerichtete unternehmensspezifische Problemstellungen bearbeitet. Zeit- und Ressourcenplanung Inhaltliche Projektplanung Literatur- und Best-Practice-Studium Werkzeuge und Infrastruktur Definition von Fremd- und Eigenarbeit 23

24 Literatur Entwurfsalternativen Ergebnisdiskussion, Messtechnik Ist von der jeweiligen Fragestellung in der Projektarbeit anhängig. Für jede Projektarbeit wird allgemeine und spezielle Literaturliste unter Abstimmung mit der externen Projektbetreuerin oder dem externen Projektbetreuer entwickelt entfällt Modulnummer/Code 209 Projektmanagement/Benchmarking/Patentwesen/int. Normung Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Semestereinordnung 3 Prof. Dr. Anita Röhm Prof. Dr. Anita Röhm. Prof. Heinz Kraus, Dr. Natalie Löw Selbststudium: 100 Stunden Seminaristische Vorlesung keine Klausur 90 Minuten entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen Die Studierenden verstehen Prozessmanagement als das wichtigste Tool bei der Einführung und Umsetzung von Prozessen in Unternehmen. Sie wissen, wie Projekte erfolgreich durchgeführt werden und welche Kennzahlen dazu existieren und im konkreten Fall angewendet 2

25 Inhalte werden müssen. Sie verstehen die Rolle des Projektleiters und sind in der Lage, diese zu übernehmen. Sie kennen die Methoden des Projektcontrollings und des Projektbenchmarketings und können diese anwenden. Sie Studierenden kennen die Möglichkeiten und Notwendigkeiten des Schutzes geistigen Eigentums und sind mit den Grundzügen der internationalen Normung vertraut. 1. Einführung in den gewerblichen Rechtsschutz Bedeutung der gewerblichen Schutzrechte im Bereich von Produkt- und Prozessmanagement: Vorteile/Risiken in Grundzügen (Know-how-Schutz, Haftungsrisiken) Systematik und Prinzipien des gewerblichen Rechtsschutzes (Marken & Geschmacksmuster, Patente & Gebrauchsmuster, Urheberrecht, Wettbewerbsrecht: Lauterkeitsrecht & Kartellrecht); 2. Materielles Wettbewerbsrecht: Grundbegriffe und unlautere Wettbewerbshandlungen Generalklausel des UWG ( 3 UWG); Regelbeispiele des unlauteren Wettbewerbs, unsachliche Beeinflussung, Anschwärzung, ergänzender Leistungsschutz, Behinderung, Rechtsbruch ( UWG); irreführende Werbung ( 5 UWG); vergleichende Werbung ( 6 UWG); unzumutbare Belästigung ( 7 UWG) Grundzüge des Wettbewerbsverfahrensrechts: 3. Urheberrecht Schranken des Urheberrechts, gesetzliche Vergütungsregelungen, Bedeutung der Verwertungsgesellschaften; internationales Urheberrecht. Kartellrecht: Grundzüge des Deutschen und EG-Kartellrechts Risiken in Vertragsklauseln 5. Schutz durch e und europäische Patente: Patentverletzung/Nichtigkeitsklage: Überblick; Verletzungstatbestand; Rechtsansprüche des Patentinhabers und Einwendungen des Verletzers; 6. Verletzungsprozesse: Verletzungshandlungen im Marken-, Urheber-, Geschmacksmuster-, Patent- und Gebrauchsmusterrecht; Grenzbeschlagnahme nach nationalem und EU- Gemeinschaftsrecht 25

26 7. Lizenzvertragsrecht Grundzüge, Formen und rechtstypologische Einordnung des Lizenzvertrages; inhaltliche Gestaltung von Lizenzverträgen (Lizenzierung von Marken, Patenten, Nutzungsrechten an Urheberrechten); Software-Beschaffungsverträge; Literatur 8. Nationale und internationale Normung Darstellung von Inhalten und Verfahren zu der nationalen Normung DIN, der europäischen Normung EN und der internationalen Normung ISO in Grundzügen. GPM Gesellschaft für Projektmanagement e.v. Deutsche (Autor): Projektmanagement-Fachmann, Teil 1 und 2, RKW-Verlag, Eschborn. Skript, Folien, aktuelle Gerichtsurteile und Fälle Modulnummer/Code 310 Industrielle Kommunikationstechnik Modulverantwortliche oder Modulverantwortlicher Semestereinordnung 3 Prof. Dr. Stefan Cramer Prof. Dr. Stefan Cramer Selbststudium: 100 Stunden Vorlesung mit Übung 2 SWS, Labor 2 SWS Grundlegende Kenntnisse der Internetprotokolle, der Funktionsweise von Feldbussen und Steuerungen Klausur 90 Minuten entsprechend 9 der Allgemeinen Bestimmungen 26