Einführungsveranstaltung. Maschinenbau / PEKT Studiendekan Maschinenbau Prof. Dr.-Ing. Hansgeorg Binz

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1 Studiendekan Maschinenbau Prof. Dr.-Ing. Hansgeorg Binz Einführungsveranstaltung Maschinenbau / PEKT M.Sc. Maschinenbau / Produktentwicklung und Konstruktionstechnik

2 Produktentwicklung und Konstruktionstechnik Quelle: TBT Quelle: Daimler Zentrale Bedeutung für den Maschinen-/Fahrzeugbau Gesamtheitlicher Einblick in moderne Produktentwicklung und Konstruktionstechnik Basiswissen für die Entwicklung neuer Produkte Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 2

3 Produktentwicklung und Konstruktionstechnik Ausbildungsphilosophie Kreativität PEKT Gestaltung Innovation Industrieorientierte Lehre und Forschung in Produktentwicklung und Konstruktionstechnik Interdisziplinäre Ausbildung von kreativen und innovativen Ingenieuren Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 3

4 Was benötigt ein Produktentwickler/Konstrukteur? natur- und ingenieurwissenschaftliches Grundlagenwissen Methodenwissen spezielles Erfahrungswissen persönliche Fähigkeiten und Fertigkeiten Entschlusskraft Entscheidungsfreudigkeit betriebswirtschaftliches Verständnis Teambereitschaft Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 4

5 Produktentwicklung und Konstruktionstechnik Studiengang wird getragen von dem Institut für Maschinenelemente (IMA) und dem Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design (IKTD) Universitätslehrer: Bertsche Bauer Salander Maier Binz unterstützt durch weitere Professoren und Lehrbeauftragte Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 5

6 Zuverlässigkeitstechnik Antriebstechnik/ Kfz- Getriebe Kompetenzzentrum Produktentwicklung & Konstruktionstechnik Institut für Maschinenelemente Dichtungstechnik Schienenfahrzeugtechnik Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design CAE (FEM) Technisches Design Antriebstechnik/ Zahnradgetriebe Methodische Produktentwicklung Simulation Stichprobenreduktion Zuv.-Modelle Zuv.-Testplanung... Kfz-Getrieberasseln Triebstrang- Simulation Hybrid-Antriebsstrang Berührende Dichtungen Berührungsfreie Dicht. FE-Simulat. Drehübertr.... Rad- Schiene- Kontakt Automotivekomponenten Topologie- Optimierung Hybride WNV querfließgepresste WNV Gebrauchsfähigkeit Produktprogramme Interface-D. Fahrzeug-D.... Sonderverzahnungen Aktuatoren Ventilatoren... Wissens-/ Innovationsmanagement Konstruktionsmethodik Leichtbau Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 6

7 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. Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 7

8 Arbeitsplätze für Produktentwickler/Konstrukteure in allen Branchen des Maschinen, Anlagen und Fahrzeugbau, wie z. B. Werkzeugmaschinenbau Kfz-Hersteller Feinwerktechnik/Mikrosystemtechnik Verfahrenstechnik/Anlagenbau Fördertechnik... in Entwicklungs und Konstruktionsabteilungen von Unternehmen jeder Größenordnung Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 8

9 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: Ausgabe vom: Ers. Ausg. v.: Anforderungen Beschreibung, Verantw./ Änderung Quelle Forderung(F), Wunsch(W) Quantifizierung 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 0,4 0,2 0,6 0,8 1,0 Scheibensatz Konstantübersetzung V Elektr. Energie nicht zulässig - Technische Wertigkeit W t V Quetschgefahr für Finger - Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 9

10 Ingenieure im Maschinenbau 2016 Tätigkeit nach Unternehmensbereichen In % der beschäftigten Ingenieure Vertrieb 17% Produktion 7% Leitung, Stabsstellen 5% Außenmontage 5% Verwaltung 4% Dienstleistungen 9% Andere 5% Forschung, Entwicklung und Konstruktion 48% Quelle: VDMA-Ingenieurerhebung 2016 Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 10

11 Ingenieure im Maschinenbau 2016 Einstellungsbedarf nach Unternehmensbereichen* Anteil der Ja-Antworten in % Forschung, Entwicklung und Konstruktion 78 Vertrieb 57 Produktion 23 Dienstleistungen 20 Auslandstätigkeit 16 Materialwirtschaft * Bedarf 2016 bis 2018; Mehrfachnennungen möglich Quelle: VDMA-Ingenieurerhebung 2016 Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 11

12 M.Sc. Maschinenbau / Produktentwicklung und Konstruktionstechnik Struktur und Inhalte

13 1. Semester 2. Semester 3. Semester 4. Semester Legende Pflichtmodul mit Pflichtmodul mit Wahlmöglichkeit Wahlmöglichkeit Gruppe 4 Gruppe 1 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 6 LP Ein SF besteht aus: - ein Kernfach mit 6 LP, - ein Kern- oder Ergänzungsfach mit 6 LP, - ein Ergänzungsfach mit 3 LP, - ein Praktikumsmodul mit 3 LP (Verteilung über mehrere Semester möglich). 3 LP 6 LP 3 LP = Spezialisierungsfach 2 3 LP 3 LP 3 LP Die Studienarbeit ist im Regelfall in einem Spezialisierungsfach, die Masterarbeit in dem anderen Spezialisierungsfach anzufertigen. Masterarbeit 3 LP = 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)

14 M.Sc. MB / PEKT Makrostruktur Makrostruktur ist als beispielhaft anzusehen individuelle Studienplanung möglich und notwendig Beginn im WS wird empfohlen, aber Beginn auch im SS möglich Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 14

15 1. Semester / WS 2. Semester / SS 3. Semester / WS 4. Semester / SS Legende Start: WS Pflichtmodul mit Pflichtmodul mit Wahlmöglichkeit Wahlmöglichkeit Gruppe4 Gruppe 1 6 LP Katzenbach, Spath 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 = 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. 3 LP 6 LP 3 LP Kern-/ Ergänzungsfach Zuverlässigkeitstechnik 3 LP 3 LP 3 LP Ergänzungsfach Kern-/ Ergänzungsfach Masterarbeit Anwendung FE 3 LP Praktikum = Spezialisierungsfach 2 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)

16 1. Semester / SS 2. Semester / WS 3. Semester / SS 4. Semester / WS Legende Start: SS 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 Schlüsselqualifikationen (fachaffin) (Modell., Sim. u. Opt. II) 3 LP Schlüsselqualifikationen (fachübergreifend) (Kompetenzbereich 1 bis 5) 3 LP Kern-/ Ergänzungsfach Interface Design Pflichtmodul Industriepraktikum Gruppe 3 (12 Wochen) Festigkeitslehre I 6 LP 12 LP Kern-/ Ergänzungsfach Technisches Design 6 LP Ergänzungsfach Sim. im techn. Entw.prozess Studienarbeit Praktikum 12 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. 6 LP Kern-/ Ergänzungsfach Dichtungstechnik 3 LP 3 LP 3 LP Ergänzungsfach Kern-/ Ergänzungsfach Masterarbeit Verbrennungsmotoren 6 LP 3 LP 3 LP Praktikum = Spezialisierungsfach 2 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)

17 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 Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 17

18 Vertiefungsmodule (Pflichtmodule) Gruppe 3: Festigkeitslehre I Gruppe 4: Ackerschlepper und Ölhydraulik Aufbau- und Verbindungstechnik Sensor- und Systemaufbau Design und Fertigung mikro-und nanoelektronischer Systeme Dichtungstechnik Elektrische Antriebe Elektrische Signalverarbeitung Gerätekonstruktion und -fertigung in der Feinwerktechnik Grundlagen der Keramik und Verbundwerkstoffe 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 Grundlagen Schienenfahrzeugtechnik und betrieb Simulationstechnik Kunststofftechnik Grundlagen und Einführung Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Industrieroboter Grundlagen der Mikrosystemtechnik Technologiemanagement Grundlagen der Technischen Optik Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme Grundlagen der Umformtechnik Wissens- und Informationsmanagement in der Produktion Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 18

19 Spezialisierungsfächer Methoden der Produktentwicklung Anwendungen der Produktentwicklung ZF S6-37 Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 19

20 Spezialisierungsfächer Spezialisierungsfach 1: Methoden der Produktentwicklung (Pflicht) Methoden der Produktentwicklung Spezialisierungsfach 2: Anwendungen der Produktentwicklung (Wahlmöglichkeit) Anwendungen der Konstruktionstechnik Agrartechnik Feinwerktechnik Festigkeitsberechnung der Konstruktionstechnik Kunststofftechnik Kraftfahrzeuge Schienenfahrzeugtechnik Strömungsmechanik und Wasserkraft Thermische Turbomaschinen Werkzeugmaschinen Inhalte: siehe u. a. Spezialisierungsfach- Übersicht bei Links & Downloads auf Studiengangshomepage Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 20

21 Spezialisierungsfach Methoden der Produktentwicklung Kernfächer (6 LP): Technisches Design Zuverlässigkeitstechnik Ergänzungsfächer (6 LP): Getriebelehre: Grundlagen der Kinematik Interface-Design Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 21

22 Spezialisierungsfach Methoden der Produktentwicklung Ergänzungsfächer (3 LP): Anwendung der Methode der Finiten Elemente im Maschinenbau Dynamiksimulation in der Produktentwicklung Simulation im technischen Entwicklungsprozess Value Management Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten in der Produktentwicklung Spezielle Methoden der Zuverlässigkeitstechnik Praktikum (3 LP): Praktikum Konstruktionstechnik Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 22

23 Spezialisierungsfach Anwendungen 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 Fahrzeugantriebe Kraftfahrzeuge I+II Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 23

24 Spezialisierungsfach Anwendungen der Konstruktionstechnik Ergänzungsfächer (3 LP): Grundlagen der Tribologie Grundlagen der Wälzlagertechnik Industriegetriebe Planetengetriebe Praktikum (3 LP): Praktikum Konstruktionstechnik Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 24

25 Konstruktionstechnik-Lehrveranstaltungen Vorlesungen Seminar zum Spezialisierungsfach: Präsentation von Studien- und Abschlussarbeiten Vorträge externer Referenten siehe Aushänge an den Instituten Spezialisierungsfach-Praktika (siehe Aushänge) APMB-Praktika (siehe Aushänge) Bachelor-, Studien- und Masterarbeiten Themen siehe Aushänge/Homepages der Institute Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 25

26 Studien- / Masterarbeiten Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 26

27 Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 27

28 Fachstudienberatung Maschinenbau/PEKT Frau Dr.-Ing. Bettina Rzepka Tel Institut für Maschinenelemente Büro: Gebäude 9, 2. Stock, Raum Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 28

29 GKM Studienbüro (Mechanical Engineering Center MEC) Frau Dipl.-Ing. Christine dos Santos Costa Tel Büro: Gebäude 9, 5. Stock, Raum Frau Julia Lier Tel Büro: Gebäude 9, 5. Stock, Raum Universität Stuttgart Gemeinsame Kommission Maschinenbau 29

30 Telefon +49 (0) Fax +49 (0) Universität Stuttgart Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Pfaffenwaldring Stuttgart 30