Einführung in die Masterstudiengänge MB / Produktentwicklung u. Konstruktionstechnik

Transkript

1 1 Einführung in die Masterstudiengänge MB / Produktentwicklung u. Konstruktionstechnik Prof. Dr.-Ing. Hansgeorg Binz Studiendekan Maschinenbau Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design

2 2 Gliederung Motivation Produktentwickler(innen)/Konstrukteur(innen) Berufsbild Berufsfeld Berufsaussichten Masterstudiengang Maschinenbau/PEKT Struktur und Inhalte Zulassungsvoraussetzungen Bewerbung

3 3 Warum den Masterstudiengang Maschinenbau / Produktentwicklung und Konstruktionstechnik (PEKT) wählen?

4 4 Produktentwicklung u. Konstruktionstechnik Quelle: TBT Quelle: Daimler Zentrale Bedeutung für den Maschinen-/Fahrzeugbau Gesamtheitlicher Einblick in moderne Produktentwicklung und Konstruktionstechnik Basiswissen für die Entwicklung neuer Produkte

5 5 Produktentwicklung u. Konstruktionstechnik Kreativität Ausbildungsphilosophie: PEKT Gestaltung Innovation Industrieorientierte Lehre und Forschung in Produktentwicklung und Konstruktionstechnik Interdisziplinäre Ausbildung von kreativen und innovativen Ingenieuren

6 6 Produktentwicklung u. Konstruktionstechnik Studiengang wird getragen von dem Institut für Maschinenelemente (IMA) und dem Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design (IKTD) Universitätslehrer: Bertsche Haas Maier Binz unterstützt durch weitere Professoren und Lehrbeauftragte

7 7 Kompetenzzentrum Produktentwicklung & Konstruktionstechnik Institut für Maschinenelemente Institut für Konstruktionstechnik & Techn. Design Zuverlässigkeitstechnik Antriebs technik/ Kfz- Getriebe Dichtungstechnik CAD Stut- CAD CAE (FEM) Technisches Design Antriebstechnik/ Zahnradgetriebe Methodische Produktent wicklung Simulation Stichprobenr eduktion Zuv.-Modelle Zuv.-Testplanung... Kfz-Getriebe Rasseln Triebstrang- Simulation Hybrid-Antriebsstränge... Berührende Dichtungen Berührungsfreie Dicht. FE-Simulat. Drehübertr.... RPD Konstr.- Systeme... Topologie- Optimierung Hybride WNV querfließgepresste WNV Gebrauchsfähigkeit Produktprogramme Interface-D. Fahrzeug-D.... Sonderverzahnungen Aktuatoren Ventilatoren... Wissens-/ Innovationsmanagment Konstruktion smethodik Leichtbau

8 8 Wie sind Entwicklungs- und Konstruktionsabteilungen in Unternehmen eingebunden?

9 Stellung von E & K im Unternehmen Markt Kunde Vertrieb, Verkauf, Werbung Produktplanung Entwicklung und Konstruktion Labor, Versuch Werknormung, Datenverarbeitung Arbeitsvorbereitung -Fertigungsplanung, Kalkulation -Fertigungssteuerung Einkauf, Lager Betriebsmittelkonstruktion Teilefertigung Montage Qualitätssteuerung, (-kontrolle) Prüfung, Abnahme Produktentstehung Information Versand Fertigproduktelager Kunde, Verkauf, ggf. Montage Quelle: Pahl/ Beitz: Konstruktionslehre 9

10 10 Stellung von E & K im Unternehmen Entwicklungs- und Konstruktionsbereich besitzt zentrale Bedeutung, da der Konstrukteur wichtige Produkteigenschaften festlegt, Herstellungs- und Gebrauchskosten wesentlich beeinflusst sowie Qualität und Durchlaufzeit in der Produktion mitbeeinflusst.

11 11 Berufsbild der Produktentwickler(innen)/ Konstrukteur(innen)

12 12 Aufgaben und Tätigkeiten Definition "Konstruieren": Schöpferische Tätigkeit Ausgangspunkt: Problemstellung/Anforderungen Suchen, Vergleichen und Bewerten von Lösungsalternativen Ausarbeiten der gefundenen Lösung Erstellen von Fertigungs- und Verkaufsunterlagen

13 13 Aufgaben und Tätigkeiten Produkt Technische Anforderungen Wirtschaftliche Anforderungen u. a. Konstruktion Gestaltung Design Modell Prototyp Versuch Quelle: Seeger Produktgestalt Aufbau Form Farbe Grafik Produktanforderungen Fertigungsanforderungen Produktentwicklung Produkteigenschaften und -wert

14 14 Aufgaben und Tätigkeiten Branche: Maschinenbau großes Spektrum Nahrungsmittelmasch. Hygieneanforderungen Werkzeugmaschinen Genauigkeit Kraftmaschinen Leistungsgew./ Wirkungsgrad Landmaschinen Robustheit Büromaschinen Geräusch Fahrzeugbau Sicherheit

15 15 Aufgaben und Tätigkeiten Tätigkeiten können grob strukturiert werden in: Konzipieren Entwerfen Ausarbeiten (Detaillieren) Sonstige Berechnen Informationen beschaffen und geben Verwaltungsarbeiten etc.

16 16 Aufgaben und Tätigkeiten Grobstruktur der Konstruktionstätigkeiten Sonstiges 41% Konzipieren 3% Entwerfen 16% Ausarbeiten 40%

17 17 Aufgaben und Tätigkeiten Zeitanteile von Konstruktionstätigkeiten Führungsaufgaben 1% Besprechungen 5% Sonstiges 11% Konzipieren 3% Entwerfen 9% Berechnen 7% Verwaltungsarbeit 6% Anfragen beantworten 11% Informationen beschaffen 6% Dokumentation 3% Zeichnungskontrolle 8% Stückliste 3% Zeichnen 27%

18 18 Was benötigt ein Produktentwickler/Konstrukteur? natur- und ingenieurwissenschaftliches Grundlagenwissen Methodenwissen spezielles Erfahrungswissen persönliche Fähigkeiten und Fertigkeiten Entschlusskraft Entscheidungsfreudigkeit betriebswirtschaftliches Verständnis Teambereitschaft

19 Teamarbeit in der Produktentwicklung Quelle: Ehrlenspiel Quelle: Ehrlenspiel 19

20 20 Hilfsmittel in der Produktentwicklung CAD Systeme Berechnungs- /Simulationsprogramme VR-Systeme Engineering Daten Management Systeme Office-Programme Internet Normen

21 21 Methoden in der Produktentwicklung Konstruktionsmethodik Innovationsmethoden Kreativitätstechniken Problemlösetechniken Entscheidungstechniken Qualitätssichernde Methoden

22 22 Berufsfeld der Produktentwickler(innen)/ Konstrukteur(innen)

23 23 Arbeitsplätze für Produktentwickler/Konstrukteure in allen Branchen des Maschinen, Anlagen und Fahrzeugbaus, wie z. B.... Werkzeugmaschinenbau Kfz-Hersteller Feinwerktechnik/Mikrosystemtechnik Verfahrenstechnik/Anlagenbau Fördertechnik in Entwicklungs und Konstruktionsabteilungen von Unternehmen jeder Größenordnung

24 24 Tätigkeitsfeld Produktentwicklung Planen Konzipieren Entwerfen Ausarbeiten Markt- Analyse Fertigungsunterlagen Bewertung Anforderungsliste Funktionsstruktur Lösungsprinzipien Auswahl Entwürfe Art des Formschlusses Lage der Krümmung der Lage der Mitnehmer Wirk- Wirkflächen zur Bezeichnung zur Flächen der Symmetrie der Wellenachse Mitnehmer Mitnehmer Skizze Parallel Keilwelle Eben Firma: Bearbeiter: F Nr. W Anforderungsliste für Projektnummer: Anforderungen Forderung(F), Wunsch(W) Ausgabe vom: Ers. Ausg. v.: Beschreibung, Quantifizierung Verantw./ Quelle Änderung Unmittelbar Parallel Zylindrisch Geneigt Geneigt Senkrecht Kerbzahnwelle Evolventenprofilwelle Polygonprofil Wandler Pumpe Schaltelemente Wendesatz Energie Stoff Signal Teilfunktion Gesamtfunktion Energie Stoff Signal Auswahlliste für einen Flaschenöffner Firma: Saftmann Projektnr.: p01090 Ausgabe vom: Bearbeiter: Bierkopf Ers. Ausg. v.: Beurteilen der Lösungsvarianten (Lv): Entscheiden über Lösungsvarianten (Lv): (+) Auswahlkriterium erfüllt (+) Lösung weiter verfolgen (-) Auswahlkriterium nicht erfüllt (-) Lösung scheidet aus (?) Informationsmangel (?) Information beschaffen und Lösung (!) Anforderungsliste überprüfen erneut beurteilen (!) Anforderungsliste auf Änderung prüfen Mit Aufgabenstellung verträglich Forderungen der Anforderungsliste erfüllt Grundsätzliche Realisierungschance gegeben Zulässiger Aufwand zu erwarten Unmittelbare Sicherheitstechnik gegeben Lösungsvariante (Lv) eintragen: Im eigenen Bereich bevorzugt Lv A B C D E F G Bemerkungen (Hinweise, Begründungen) V ? + + Herstellkosten abschätzen + V2 2 +? Prüfen: Handkraft ausreichend? + Entscheidung Wirtschaftliche Wertigkeit W w 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Steuerung 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Scheibensatz Konstantübersetzung V Elektr. Energie nicht zulässig - Technische Wertigkeit W t V Quetschgefahr für Finger -

25 25 Entwicklung / Konstruktion Kräfte auf Lagerung infolge Massenträgheiten

26 26 Berufsaussichten der Produktentwickler(innen)/ Konstrukteur(innen)

27 Volkswirtschaft und Statistik Ingenieure im Maschinenbau 2013: Reine Produktionsaufgaben werden seltener Tätigkeit nach Unternehmensbereichen Produktion 7% Leitung, Stabsstellen 4% Außenmontage 3% Verwaltung 6% Vertrieb 16% Dienstleistungen 12% Andere 6% Forschung, Entwicklung und Konstruktion 46% Quelle: VDMA-Ingenieurerhebung 2013 IE2013_Präsentation Seite

28 Volkswirtschaft und Statistik Ingenieure im Maschinenbau 2013: Einstellungsbedarf nach Unternehmensbereichen* Anteil der Ja-Antworten in % Forschung, Entwicklung und Konstruktion 78 Vertrieb 57 Auslandstätigkeit 23 Produktion 22 Dienstleistungen 17 Materialwirtschaft 13 * Bedarf 2013 bis 2015; Mehrfachnennungen möglich Quelle: VDMA-Ingenieurerhebung 2013 IE2013_Präsentation Seite

29 29 M.Sc. MB / Produktentwicklung und Konstruktionstechnik Struktur und Inhalte

30 30 Bachelor-Studiengänge Master-Studiengänge Maschinenbau Maschinenbau Maschinenbau/Produktentwicklung u. Konstruktionstechnik Maschinenbau/Werkstoff- u. Produktionstechnik Maschinenbau/Mikrotechnik, Gerätetechnik u. Technische Optik Erneuerbare Energien Fahrzeug- und Motorentechnik Energietechnik Fahrzeug- und Motorentechnik Technologiemanagement Technologiemanagement Mechatronik Technische Kybernetik Mechatronik Technische Kybernetik Medizintechnik Medizintechnik Verfahrenstechnik Technische Biologie Verfahrenstechnik Technische Biologie Photonic Engineering WASTE

31 M.Sc. MB / PEKT Makrostruktur 1. Semester 2. Semester 3. Semester 4. Semester Legende Pflichtmodul mit Pflichtmodul mit Wahlmöglichkeit Wahlmöglichkeit Gruppe 1 Gruppe 4 6 LP 6 LP Pflichtmodul Gruppe 2 = Vertiefungsmodule 48 LP = Schlüsselqualifikationen 6 LP 3 LP 3 LP Pflichtmodul Gruppe 3 6 LP Schlüsselqualifikationen (fachaffin) (Modell., Sim. u. Opt. II) 3 LP Industriepraktikum (12 Wochen) 12 LP = Spezialisierungsmodule 36 LP Schlüsselqualifikationen (fachübergreifend) (Kompetenzbereich 1 bis 5) 3 LP Studienarbeit 12 LP Es gibt zwei Spezialisierungsfächer mit jeweils 18 LP: = Spezialisierungsfach 1 Kern-/ Ergänzungsfach Ergänzungsfach 6 LP Kern-/ Ergänzungsfach Praktikum Pflichtvorgaben: - ein Kernfach (mindestens), - ein Ergänzungsfach mit 3 LP, - ein Praktikumsmodul mit 3 LP. 3 LP 6 LP 3 LP Kern-/ Ergänzungsfach Praktikum 3 LP 3 LP 3 LP Ergänzungsfach Kern-/ Ergänzungsfach Masterarbeit = Spezialisierungsfach 2 Die Studienarbeit ist im Regelfall in einem Spezialisierungsfach, die Masterarbeit in dem anderen Spezialisierungsfach anzufertigen. Summe: 30 LP 3 LP Summe: 30 LP = Masterarbeit 6 LP 30 LP 30 LP Summe: 30 LP Summe: 30 LP V07 Gesamtzahl der Leistungspunkte = 120 (Die Zahlen bedeuten die Leistungspunkte eines Moduls pro Semester) Zuordnung der Vertiefungsmodule Gruppe 1 bis 4 und der Spezialialisierungsmodule zu den Semestern je nach konkreter Wahl der Fächer (ECTS) 31

32 M.Sc. MB / PEKT Makrostruktur 1. Semester / WS 2. Semester / SS 3. Semester / WS 4. Semester / SS Legende Start: WS Pflichtmodul mit Pflichtmodul mit Wahlmöglichkeit Wahlmöglichkeit Gruppe 1 Gruppe 4 Katzenbach, Spath 6 LP 6 LP Pflichtmodul Gruppe 2 Binz, Bertsche Maier nur WS 3 LP 3 LP Pflichtmodul Schlüsselqualifikationen Industriepraktikum Gruppe 3 (fachaffin) (12 Wochen) Festigkeitslehre I (Modell., Sim. u. Opt. II) 6 LP 3 LP 12 LP Kern-/ Ergänzungsfach KFZ I +II 6 LP Schlüsselqualifikationen (fachübergreifend) (Kompetenzbereich 1 bis 5) 3 LP Studienarbeit Ergänzungsfach Kern-/ Ergänzungsfach Praktikum Planetengetriebe Fahrzeuggetriebe 12 LP 3 LP 6 LP 3 LP = Vertiefungsmodule 48 LP = Schlüsselqualifikationen 6 LP = Spezialisierungsmodule 36 LP Es gibt zwei Spezialisierungsfächer mit jeweils 18 LP: = Spezialisierungsfach 1 Pflichtvorgaben: - ein Kernfach (mindestens), - ein Ergänzungsfach mit 3 LP, - ein Praktikumsmodul mit 3 LP. = Spezialisierungsfach 2 Kern-/ Ergänzungsfach Zuverlässigkeitstechnik 3 LP Praktikum 3 LP 3 LP Ergänzungsfach Kern-/ Ergänzungsfach Masterarbeit Anwendung FE 3 LP Die Studienarbeit ist im Regelfall in einem Spezialisierungsfach, die Masterarbeit in dem anderen Spezialisierungsfach anzufertigen. Technisches Design = Masterarbeit 6 LP 30 LP 30 LP Summe: 30 LP Summe: 30 LP Summe: 30 LP Summe: 30 LP Gesamtzahl der Leistungspunkte = 120 (Die Zahlen bedeuten die Leistungspunkte eines Moduls pro Semester) Zuordnung der Vertiefungsmodule Gruppe 1 bis 4 und der Spezialialisierungsmodule zu den Semestern je nach konkreter Wahl der Fächer (ECTS) V07 32

33 M.Sc. MB / PEKT Makrostruktur 1. Semester / SS 2. Semester / WS 3. Semester / SS 4. Semester / WS Legende Start: SS Pflichtmodul mit Pflichtmodul mit Wahlmöglichkeit Wahlmöglichkeit Gruppe 4 Gruppe 1 6 LP Katzenbach, Spath 6 LP Pflichtmodul Gruppe 2 Binz, Bertsche Maier nur WS 3 LP 3 LP Schlüsselqualifikationen (fachaffin) (Modell., Sim. u. Opt. II) 3 LP Schlüsselqualifikationen (fachübergreifend) (Kompetenzbereich 1 bis 5) 3 LP Pflichtmodul Industriepraktikum Gruppe 3 (12 Wochen) Festigkeitslehre I 6 LP 12 LP Studienarbeit 12 LP = Vertiefungsmodule 48 LP = Schlüsselqualifikationen 6 LP = Spezialisierungsmodule 36 LP Es gibt zwei Spezialisierungsfächer mit jeweils 18 LP: = Spezialisierungsfach 1 Kern-/ Ergänzungsfach Interface Design Kern-/ Ergänzungsfach Technisches Design 6 LP Ergänzungsfach Sim. im techn. Entw.prozess Praktikum Pflichtvorgaben: - ein Kernfach (mindestens), - ein Ergänzungsfach mit 3 LP, - ein Praktikumsmodul mit 3 LP. 6 LP 3 LP 3 LP = Spezialisierungsfach 2 Kern-/ Ergänzungsfach Dichtungstechnik 3 LP Praktikum 3 LP 3 LP Ergänzungsfach Kern-/ Ergänzungsfach Masterarbeit Verbrennungsmotoren 6 LP Die Studienarbeit ist im Regelfall in einem Spezialisierungsfach, die Masterarbeit in dem anderen Spezialisierungsfach anzufertigen. Industriegetriebe = Masterarbeit 3 LP 30 LP 30 LP Summe: 30 LP Summe: 30 LP Summe: 30 LP Summe: 30 LP Gesamtzahl der Leistungspunkte = 120 (Die Zahlen bedeuten die Leistungspunkte eines Moduls pro Semester) Zuordnung der Vertiefungsmodule Gruppe 1 bis 4 und der Spezialialisierungsmodule zu den Semestern je nach konkreter Wahl der Fächer (ECTS) V07 33

34 34 Masterstudiengänge Maschinenbau (4 Sem.) Makrostruktur ist als beispielhaft anzusehen individuelle Studienplanung möglich und notwendig Beginn im WS wird empfohlen, aber Beginn auch im SS möglich

35 35 Vertiefungsmodule (Pflichtmodule) Gruppe 1: Informationstechnik und Wissensverarbeitung in der Produktentwicklung Virtuelles Engineering Gruppe 2: Methodische Produktentwicklung falls Modul bereits im B.Sc. belegt, stehen ersatzweise folgende Module zur Verfügung: Technisches Design Zuverlässigkeitstechnik

36 36 Vertiefungsmodule (Pflichtmodule) Gruppe 3: Festigkeitslehre I Gruppe 4: Ackerschlepper und Ölhydraulik Aufbau- und Verbindungstechnik I Sensor- und Systemaufbau Design und Fertigung mikro-und nanoelektronischer Systeme Dichtungstechnik Elektrische Antriebe Elektrische Signalverarbeitung Gerätekonstruktion und -fertigung in der Feinwerktechnik Grundlagen der Biomedizinische Technik Grundlagen der Keramik und Verbundwerkstoffe Grundlagen der Kunststofftechnik Grundlagen der Mikrosystemtechnik Grundlagen der Technischen Optik Grundlagen der Umformtechnik Konzepte der Regelungstechnik Kraftfahrzeuge I + II Kraftfahrzeugmechatronik I + II Logistik Materialbearbeitung mit Lasern Methoden der Werkstoffsimulation Modellierung und Simulation in der Mechatronik Prozessplanung und Leittechnik Schienenfahrzeugtechnik und betrieb Simulationstechnik Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Industrieroboter Technologiemanagement Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme Wissens- und Informationsmanagement in der Produktion

37 37 Spezialisierungsfächer Methoden der Produktentwicklung Anwendung der Konstruktionstechnik ZF S6-37

38 38 Spezialisierungsfach Methoden der Produktentwicklung Kernfächer (6 LP): Zuverlässigkeitstechnik Technisches Design Ergänzungsfächer (6 LP): Interface-Design Getriebelehre Grundlagen der Kinematik

39 39 Spezialisierungsfach Methoden der Produktentwicklung Ergänzungsfächer (3 LP): Dynamiksimulation in der Produktentwicklung Anwendung der Methode der Finiten Elemente im Maschinenbau Simulation im technischen Entwicklungsprozess Value Management Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten in der Produktentwicklung Praktikum (3 LP): Praktikum Konstruktionstechnik

40 Spezialisierungsfach Anwendung der Konstruktionstechnik Kernfächer (6 LP): Dichtungstechnik Konstruktion der Fahrzeuggetriebe Ergänzungsfächer (6 LP): Fahrzeug-Design Ackerschlepper und Ölhydraulik Grundlagen der Fördertechnik Grundlagen der Thermischen Strömungsmaschinen Grundlagen der Verbrennungsmotoren Kraftfahrzeuge I+II Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme 40

41 41 Spezialisierungsfach Anwendung der Konstruktionstechnik Ergänzungsfächer (3 LP): Grundlagen der Tribologie Grundlagen der Wälzlagertechnik Industriegetriebe Planetengetriebe Praktikum (3 LP): Praktikum Konstruktionstechnik

42 42 Studien- / Masterarbeiten

43 43 M.Sc. Maschinenbau / Produktentwicklung und Konstruktionstechnik Zulassungsvoraussetzungen

44 44 1 Zulassungsvoraussetzungen Fachliche Eignung für den Studiengang: Abschluss in einem mindestens sechssemestrigen Bachelorstudiengang (oder gleichwertiger Abschluss) in Maschinenbau oder in einem inhaltlich nahe verwandten Studiengang mit qualifizierenden Prüfungsergebnissen

45 45 1 Zulassungsvoraussetzungen Kenntnisse und Kompetenzen, die denen des grundständigen Bachelorstudiengangs Maschinenbau im Umfang und Anspruch gleichwertig sind und den fachlichen Anforderungen für den Masterstudiengang Maschinenbau/Produktentwicklung und Konstruktionstechnik entsprechen. Zur Feststellung der Kompetenzen wird der Modulkatalog des Bachelorstudiengangs Maschinenbau herangezogen.

46 47 M.Sc. Maschinenbau / Produktentwicklung und Konstruktionstechnik Bewerbung

47 48 2 Zulassungsverfahren, Form und Frist der Anträge Zulassungen werden sowohl zum Winter- als auch zum Sommersemester ausgesprochen. Bewerbungen um Zulassung zum Wintersemester müssen bis zum vorausgehenden 15. Juli und um Zulassung zum Sommersemester bis zum vorausgehenden 15. Januar bei der Universität eingegangen sein.

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50 51 Fachstudienberatung Maschinenbau/PEKT Frau Dr.-Ing. Bettina Rzepka, Tel Büro: Gebäude 9, 2. Stock, Raum Studienbüro (Fakultäten 4 und 7) Frau Dipl.-Ing. Christine dos Santos Costa, Tel costa@gkm.uni-stuttgart.de Büro: Gebäude 9, 5. Stock, Raum

51 52 Warum M.Sc. MB / PEKT studieren? Alle Maschinen, Anlagen, Fahrzeuge, Geräte usw. müssen entwickelt und konstruiert werden, bevor sie gefertigt und verkauft werden können! In Entwicklung & Konstruktion wird das Produkt "erfunden"! Entwicklung & Konstruktion Innovation! Entwicklung & Konstruktion haben entscheidenden Einfluss auf den Unternehmenserfolg! Produktentwicklung und Konstruktionstechnik besitzt zentrale Bedeutung in der Ingenieurausbildung! Hervorragende Berufsaussichten!

52 53 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen?