Modulbeschreibung

Die Studierenden

• verstehen Modellbildung und Simulation als einen Teilprozess der Produktentwicklung.
• können Systeme unter verschiedenen Aspekten modellieren und simulieren.
• können die wesentlichen technischen Bestandteile eines Systems hinsichtlich ihres zeitlichen Verhaltens beurteilen und entsprechende Regelungen zur Verbesserung der Dynamik entwerfen.
• verstehen das Konzept des Systems Engineerings hinsichtlich Teilung, Vereinigung und Weiterentwicklung von (Teil-)Systemen.
• verstehen ihren fachspezifischen Beitrag in interdisziplinären Problemstellungen und können diesen gezielt einbringen.

Systemtechnik A (Photonik)

Die hybride Lernfarbrik hat die wichtige Aufgabe das Zusammenwirken der Fachdisziplinen der Systemtechnik im Labor erleben zu können.

Im Kurs Hybride Lernfabrik wird während der Unterrichtsphase eine Projektarbeit bewertet.

Im Kurs Hybride Lernfabrik wird während der Unterrichtsphase eine Projektarbeit (Gewicht 40%) bewertet.

Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in einem Teil statt. Der Kurs Modellbildung, Simulation und Regelung (Gewicht 60%) bildet den Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.

Die Studierenden

• verstehen das Zusammenwirken von technischen Systemen und ihrer Teilkomponenten am Beispiel einer "Smart Factory".
• verstehen die Anwendung mechanischer, elektronischer und informationstechnischer Aspekte zur Gestaltung von Systemen.
• können die einzelnen Bestandteile des Systems benennen, beschreiben und hinsichtlich der systemtechnischen Anforderungen beurteilen.
• können Abläufe beschreiben, analysieren und neugestalten.
• können ihr fachspezifisches Wissen einbringen, erweitern und sich in interdisziplinären Problemstellungen sach- und fachgerecht mit einbringen.
• können ausgewählte Methoden des Systems Engineering in überschaubaren Projekten praktisch anwenden.
• können ihre eigenen Leistungen und Erkenntnisse überzeugend und sicher darstellen und präsentieren.

Industrie 4.0 / Cyber Physische Systeme am Beispiel «Smart Factory»

• beobachten,
• beschreiben,
• verstehen,
• beeinflussen

Informationstechnische Aspekte

• Steuerungen, Controller, Mikroprozessoren
• Vernetzung und Kommunikation
• Informationssicherheit
• Datenhaltung – Cloudbasiert

Elektronische und mechatronische Komponenten

• Sensoren
• Aktoren
• Mechanischer Aufbau

Mögliche Fehler – mögliche Ursachen - mögliche Gefahren

• Was passiert, wenn?
• Welche technischen Probleme können innerhalb des Systems auftreten?
• Welche Probleme können an den Schnittstellen auftreten?
• Wie können Probleme entdeckt und behoben werden?
• Wie können Probleme vermieden werden?

Monitoring technischer Systeme

• Zustände / Betriebsmodi
• Energieverbrauch
• Leistungserbringung
• Datenanalyse

Modellierung und Simulation technischer Systeme

• Aspekte der virtuellen Produktentwicklung
• geometrische und kinematische Modelle
• V-Modell

Projektunterricht, geführtes Selbststudium

Die «Hybride Lernfabrik» ist ein Simulator für komplexe technische Systeme, in dem sowohl am realen Modell, als auch am virtuellen Modell theoretische Inhalte praktisch erprobt werden.
An wechselnden Beispielen und in überschaubaren Projekten werden typische Aufgaben- / Problemstellungen realer Systeme betrachtet.
Dazu gehören z.B.:
Einsatz von augmented Reality, autonome- / teilautonome Systeme, Merkmalerkennung, Merkmalüberwachung, Objekterkennung, Objektidentifikation, Objektverfolgung, logistische Abläufe, Mensch-Maschine-Kommunikation, Maschine-Maschine-Kommunikation, Monitoring / Beobachten von Systemen, Simulation von Abläufen, Steuerungen- und Regelungen, Wartungs- und Instandhaltungsproblematik.