Maschinenbau M. Eng.

1. Raumkurven, Vektorielle Parameterdarstellung, Tangentenvektor, Krümmung
2. Skalar- und Vektorfelder, Gradient, Divergenz, Rotation, Niveaulinien, Richtungsableitung, Quellenfreiheit, Wirbelfreiheit, Laplace-Operator, Laplace-Gleichung, Poisson-Gleichung
3. Kurvenintegrale, Potenzialfunktion, konservative Felder
4. Kombinatorik, Wahrscheinlichkeit, Permutation, Kombination, Variation, De Morganschen Regeln, Zufallszahlen, Histogramm, Wahrscheinlichkeitsdiagramm
5. Verteilungen, Wahrscheinlichkeitsfunktion, Verteilungsfunktion, Dichtefunktion, Binomialverteilung, Galton-Brett, Hypergeometrische Verteilung, Poisson-Verteilung,
Gaußsche Normalverteilung, Standardnormalverteilung, Fehlerfunktion, Quantile, Mehrdimensionale Verteilungen, Randverteilungen, Chi-Quadrat-Verteilung, Gamma-Funktion, Student-t-Verteilung
6. Angewandte Statistik, Stichprobe, Mittelwert, Standardabweichung, Varianz, Spannweite, Median, Modalwert, Ausreißer, Vertrauensintervall
7. Interpolationsverfahren, Kennlinie, Look Up Table, Lineare Interpolation, Kubische Interpolation, Spline-Interpolation
8. Mehrdimensionale Interpolation, Nearest-Neighbor-Interpolation
9. Korrelation, Regression, Least Squares, Korrelationskoeffizient, Irrtumswahrscheinlichkeit, Nichtlineare Regression
10. Simulation, Dynamische Systeme, Dämpfung, Eigenfrequenz, Übertragungsfunktion, Zustandsraum, Sprungantwort
11. Optimierung, Identifikation, Kostenfunktion
12. Zufallszahlen, Sortieralgorithmen, Periodenlänge, Straight-Insertation, Shell's Method, Quicksort, Heapsort, Indexieren, Ranking
13. Matrizeneigenschaften, Spezielle Funktionen, Quadratische Matrix, Diagonalmatrix, Symmetrische Matrix, Hermitesche Matrix, Reelle Matrix, Singuläre Matrix,
Orthogonale Matrix, Unitäre Matrix, Positiv definierte Matrix, Hadamard-Matrix, Hankel-Matrix, Hilbert-Matrix, Pascal-Matrix, Toeplitz-Matrix, Vandermonde-Matrix, Hessenberg-Matrix
14. Matrizeninversion, Gauß-Jordan-Zerlegung, Pivotisierung, LU-Zerlegung, Cholesky-Zerlegung, QR-Zerlegung
15. Singulärwert-Zerlegung, Singulärwerte, Singulärvektoren, (Pseudo-)Inversion, Nullraum, Wertebereich, lineare Abhängigkeiten
16. Schnelle Fourier-Transformation, Polynommultiplikation, Faltung, zero padding, Autokorrelation, Leistungsdichte, Nyquistfrequenz, Bartlett-Fenster, digitale Filter
17. Partielle Differenzialgleichungen, Wellengleichung, Diffusionsgleichung, Poissongleichung, Anfangsbedingungen, Randbedingungen, Animation
18. Numerische Lösung partieller Differenzialgleichungen, hyperbolische PDG, parabolische PDG, elliptische PDG
19. Differenzial-algebraische Gleichungen, Massenmatrix, Zwangsbedingungen, Algebraic Constraint, Minimalrealisierung
20. Randwertprobleme, Shooting-Methode, Relaxationsmethode

1. Kontinuumsmechanik

• Spannungs-, Dehnungstensor
• Invarianten, Eulersche Winkel
• Orthotropie, Anisotropie, Laminattheorie
• Praktische Berechnung von 3D-Volumina
• Praktische Berechnung von Fasermaterialien

2. Dynamisch belastete mechanische Systeme

• Eigenformen, -frequenzen
• Periodische und nicht periodische Anregung
• Ermüdung und Betriebsfestigkeit
• Praktische Berechnung von schwingenden Platten
• Praktische Berechnung von Lebensdauer und Betriebsfestigkeit

3. Plastisches Werkstoffverhalten

• Spannungsdeviator, Fließgrenze
• Potentialfläche, Verfestigung
• Drucker-Prager, Huber-Mises, Tresca
• Praktische Berechnung des Tiefziehens
• Praktische Berechnung von Blechbiegeprozessen

Das Modul führt in den aktuellen Stand im Bereich des 3D-Drucks ein. Es werden ausgewählte Verfahren behandelt. Der Schwerpunkt liegt auf den Verfahren der generativen Verfahren zur Metallverarbeitung.

* Polymerverfahren (incl. Laborveranstaltung)

* Laserschmelzen und andere strahlbasierte Verfahren

* Analytik

* Metal Binder Jetting und andere sinterbasierte Verfahren

* Konstruktion

* Einführung in die Simulationssoftware GENESIS (incl. Laborveranstaltung)

* Exkursion

1. Modellbildung

• Begriffsklärung System / Modell / Objekte
• Domänenspezifische Modellierung
• Analogiebildung
• Arten der Modellbeschreibung

2. Simulationstechnik

• Zustandsraummodelle als Basis der Simulation
• DE- und DAE-Modelle
• Diskretisierung und numerische Integrationsverfahren
• Signalorientierte Simulationswerkzeuge
• Objektorientierte Simulationswerkzeuge

3. Regelungstechnik

• Wiederholung grundlegender Begriffe und Verfahren
• Stabilität dynamischer Systeme
• Zustandsreglung linearer Systeme
• Zeitdiskrete Regelung
• Verfahren zur Reglersynthese

1. Das Modul umfasst ein interdisziplinäres Projekt, das auf den Forschungsschwerpunkten der drei Institute IAT, IPF und ZETA aufbauend den gesamten Entwicklungs- und Fertigungsprozess inklusive des Projektmanagement/der Projektüberwachung abdeckt. Da die Themen der Projekte an den aktuellen Forschungsvorhaben der drei Institute ausgerichtet sind, werden diese in regelmäßigen Abständen aktualisiert bzw. ergänzt.

• 2. Zur Zeit umfasst dieses Modul die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen dem IAT und dem IPF zum Zwecke der Entwicklung und Fertigung eines Strukturteiles aus
• dem Flugzeugbau. Folgende Aktivitäten werden damit abgedeckt:
• Projektmanagement
• CME Philosophie
• Arbeitsvorbereitung
• Konstruktion/Design eines Flugzeug-Bauteils mit CAD und FEM im IAT
• Strömungstechnische Untersuchung dieses Bauteiles mit FLUENT im IAT
• Umsetzung der Bauteilgeometrie auf CIM für die Fertigung im IPF
• Fertigung des Bauteils im IPF
• Qualitätskontrolle im IPF
• Kostenkalkulation
• Reporting und Lessons Learned

3. Im interdisziplinären Projekt II im 2. Semester und der Masterthesis im 3. Semester wird das Projekt fortgeführt, so dass die Studierenden 3 Semester an einem Forschungsprojekt arbeiten können.

1. Systeme zur Planung und Steuerung der Produktion

• MRP, ERP
• SCM, APS
• Kanban, JIT
• Fortschrittszahlen
• Lieferabrufe, EDI

2. Grenzen der Planbarkeit

• kritische Betrachtung
• Totalmodelle / Partialmodelle
• Zielkonflikte

3. Geschäftsprozesse im Produktionsunternehmen

• Auftragsdurchlauf
• Abbildung der Prozesse in ERP-Systemen
• Bedeutung der Stammdaten

4. Im Labor werden unter Anleitung die produktionsrelevanten Geschäftsprozesse eines Modellbetriebes definiert und in einem ERP-System und in den typischen komplementären Systemen (BDE, SFC, SCM) abgebildet, geplant und simuliert durchgeführt.

1. Prozesse: Präzisionsdrehen, - fräsen, -schleifen sowie Polieren
2. Werkzeugmaschinen: Aufbau und Eigenschaften von Präzisionsmaschinen
3. In- und Post-Prozess-Messung: Anspruchsvolle Methoden zur Bestimmung von Prozess- sowie Oberflächenkenngrößen
4. Werkstoffkunde: Werkstoffverhalten im Fertigungsprozess
5. Konstruktion: Aspekte der fertigungsgerechten Konstruktion
6. Prozessparameterbestimmung: experimentelle und analytische Methoden sowie Dokumentation der Ergebnisse

1. Qualitätsplanung vom Design bis zur vollständigen Prozessüberwachung erfordert den Einsatz wissenschaftlicher und rechnerunterstützter Verfahren, um Fehler und damit auch Verluste zu vermeiden. Die neuen ISO 9001.2000 Normen erfordern ihrerseits Prozeduren, die auf kontinuierliche Verbesserung und Bewertung der Kundenzufriedenheit ausgerichtet sind.

2. Das Modul hat zwei Schwerpunkte

• Die Vermittlung wissenschaftlicher Verfahren zur Analyse und Bewertung von Strukturen. Der Begriff Strukturen bezieht sich auf Produkte und Prozesse. Inhalt sind die Strukturen – prüfende Verfahren und die Strukturen – entdeckende Verfahren. Die Strukturen – prüfenden Verfahren werden primär zur Durchführung von Kausalanalysen eingesetzt, um herauszufinden welchen Einfluss Faktoren auf ausgewählte Merkmale haben. Im Gegensatz zu den strukturen-prüfenden Verfahren erfolgt bei den Strukturen entdeckenden Verfahren keine Unterteilung in abhängige und unabhängige Variable. Diese Kenntnisse sind Voraussetzung zum Verständnis von Fehlerentstehung und Fehlerauswirkungen, zur Fehlerbewertung und Fehlervermeidung.
• Die Vermittlung von rechnerunterstützten Verfahren zur Strukturanalyse in Bezug auf Fehlerbedeutung, Fehlerentstehung, Fehlerursachen, Fehlerfolgen und Fehlerauswirkung, Fehlerbewertung und Fehlervermeidung. CAQ-Systeme und Verfahren der wissensbasierten Produktoptimierung, wie Advanced Product Quality Planning (APQP), Vorausschauende Qualitätsplanung, Failure Mode and Effect Analysis, Reklamationsverfolgung und Fehleranalyse und Production Part and Approval Process (PPAP) werden vorgestellt und anhand von praktischen Beispielen aus dem betrieblichen Alltag bearbeitet. Systeme und Verfahren die der Produktoptimierung, der Prozessverbesserung und der Evaluation im Unternehmen dienen, wie Dokumentenmanagement und Innovationsmanagement werden vorgestellt und eingehend erläutert.

1. Fertigungsverfahren und Fertigungstechnologien im Maschinen- und Anlagenbau
2. Übersicht: Strategien der Prozessoptimierung
3. Lean Manufacturing

• Change Management
• Einführung Analysemethoden SWOT, Wertstromanalyse, Wertstromdesign
• Verschwendung
• Die 7 Arten der Verschwendung
• Visual Management und 5S-Methode
• Standardisierung der Prozessabläufe
• Line Balancing
• Problemlösung / Kaizen
• Prozessbestätigung

4. TPM
5. Rüstzeitoptimierung
6. Projektaufgabe Wertstromanalyse / Wertstromoptimierung an einem Beispiel aus der Fertigungstechnik

1. Dieses Modul ist die Fortsetzung des Interdisziplinären Projekts I und umfasst das auf den Forschungsschwerpunkten der Institute IAT, IPF aufbauenden Entwicklungsund Fertigungsprozesse inklusive des Projektmanagement / der Projektüberwachung.

Da die Themen der Projekte an den aktuellen Forschungsvorhaben der zwei Institute ausgerichtet sind, werden diese in regelmäßigen Abständen aktualisiert bzw. ergänzt.

Zur Zeit umfasst dieses Modul die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen dem IAT und dem IPF zum Zwecke der Entwicklung und Fertigung eines Strukturteiles aus
dem Satellitenbau.

2. Wie in dem Interdisziplinären Projekt 1 kann die Fortsetzung folgende Aktivitäten beinhalten:

• Projektmanagement
• CME Philosophie
• Arbeitsvorbereitung
• Konstruktion/Design eines Flugzeug-Bauteils mit CAD und FEM im IAT
• Strömungstechnische Untersuchung dieses Bauteiles mit WORKING MODEL/ IDEAS im IAT
• Umsetzung der Bauteilgeometrie auf CIM für die Fertigung im IPF
• Fertigung des Bauteils im IPF
• Qualitätskontrolle im IPF
• Kostenkalkulation
• Reporting und Lessons Learned

3. Es wird berücksichtigt, dass die Inhalte der Aktivitäten eine Erweiterung und nahtlose Fortführung des Forschungsprojektes sind, die im 1. Semester begonnen wurden, damit die Studierenden über einen längeren Zeitraum an einem Forschungsprojekt arbeiten können.

1. Durchführung eines Projektes auf der Basis wissenschaftlicher Methoden zu einer zwischen Studierendem und Lehrendem vereinbarten Thematik. Diese kann entweder an laufende Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten an den Instituten der Hochschule, an einer externen wissenschaftlichen Einrichtung oder in einem Wirtschaftbetrieb anknüpfen.

Die wissenschaftliche Arbeit kann dabei analytischen, experimentellen oder entwickelnden Charakter haben. Die Masterarbeit wird von dem/der ProfessorIn in Form eines Seminars individuell betreut.