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Ansprechpartner

Fachstudienberater:
Arndt, Holger, Prof. Dr.

PK-Vorsitzender:
Arndt, Holger, Prof. Dr.

Studiengangskoordinator:
Arndt, Holger, Prof. Dr.

Sekretariat

Frau Martina Ottlinger
Raum T228

Tel.: +49 (0) 831 2523-171
Fax: +49 (0) 831 2523-197

E-Mail:
Sekretariat-el_at_start(at)atendhs-kemptendotstart._dot_endde

Öffnungszeiten:
07:30 - 12:00 Uhr

Anschrift:
Bahnhofstraße 61
87435 Kempten (Allgäu)

 

Automatisierungstechnik und Robotik
(Master of Engineering)

 

Ingenieurwissenschaftliche Pflichtmodule der Automatisierungstechnik und Robotik

Optische Sensorsysteme:

Sensoren spielen im Umfeld der Automatisierungstechnik eine immer größere Rolle. Insbesondere bei der Erfassung von unstrukturierten Umgebungen und der Erkennung von Bauteilen, die nicht geordnet vorliegen, spielt bildgebende Sensorik eine wichtige Rolle. Die Studenten sollen moderne bildgebende Sensortechnik und die zugehörigen optischen Systeme kennen lernen und an praktischen Beispielen den Einsatz solcher Sensoren testen, konfigurieren und in Systemen einsetzen. 

Informations- und Steuerungstechnik:

Es werden die Fähigkeiten vermittelt vernetzte Steuerungssysteme aufzubauen, hierarchisch Informationen auszutauschen und einen gesamten Produktionsprozess zu kontrollieren und zu überwachen. Dafür werden Ansätze gezeigt um Aufgaben auf den verschiedenen Steuerungsebenen einer Produktion zu lösen. Diese reichen von Regelungsaufgaben auf unterster Maschinenebene bis hin zu Logistikaufgaben auf oberster Fabrikebene. Dabei wird auf die erforderlichen Techniken der verschiedenen Bussysteme und Funktechnologien detailliert eingegangen. Um Größen und Zustände innerhalb der Anlage beobachten zu können, werden außerdem Visualisierungsmöglichkeiten vorgestellt und entsprechende Benutzerschnittstellen zur Produktionssteuerung entworfen und realisiert.

Advanced Robotics:

Das Fach vertieft die Kenntnisse im Bereich der Robotik, so dass anspruchsvolle Fragestellungen der Robotik im Rahmen der Vorlesung behandelt werden. Es soll die mechatronische Herangehensweise bei der Entwicklung eines Robotersystems erarbeitet werden. Dafür werden Themen wie Koordinatentransformation, Bahnplanung, Dynamik sowie die Regelung in Bezug auf den Einsatz im Bereich der Robotik vertieft. Drüber hinaus werden die Herausforderungen und Lösungsansätze für mobile Robotik, wie Umfelderkennung und die dafür notwendigen Sensoren in der Vorlesung behandelt. Ergänzend zur Vorlesung finden Übungen zur Vertiefung der in der Vorlesung vorgestellten Berechnungsverfahren statt. Im Rahmen von praktischen Aufgaben werden kooperierende Roboter oder mobile Roboter und die dabei auftretenden Probleme behandelt.

Modellierung und Simulation dynamischer Systeme:

Mit dem Fach soll den Masterstudenten grundsätzlich die Notwendigkeit der Durchführung von Simulationsrechnungen vor dem Hintergrund der komplexen und nichtlinearen – und somit nicht mehr einfach mathematisch beschreibbaren Strukturen gegeben werden. Am Beispiel praktisch relevanter mechatronischer Systeme sollen die Studenten die Ableitung lösungsorientierter Modelle erlernen und dabei klar die für die jeweiligen Fragestellungen relevanten Systemteile erkennen und modellseitig umsetzen können. Der Modellaufbau darf dabei nur so komplex wie nötig erfolgen, um die Aussagefähigkeit und Qualität der Simulation nicht zu gefährden. Darüber hinaus sollen den Studierenden verschiedene Wege zur Ermittlung der Modellparameter von Katalogwerten, über Messungen und Schätzungen bis hin zu Sensitivitätsanalysen an verschiedenen Beispielen aufgezeigt werden. Parallel dazu soll anhand verschiedener Beispiele/Beispielrechnungen auch die Interpretation und die vorherige Abschätzung und Bewertung der Simulationsergebnisse sowie deren Verifikation anhand experimenteller Untersuchungen vermittelt werden.

Virtuelle Anlagenplanung:

Das Fach gibt zunächst eine Übersicht über die verschiedenen Ebenen die für eine Anlagenplanung relevant sind. Es beschäftigt sich mit verschiedenen Simulationstechniken, besonders im Bereich der Ablaufsimulation in Organisation und Produktion und auch in für die Inbetriebnahme relevanten technischen Bereich. Im ersten Teil werden Erfolgsfaktoren und Hemmnisse beim Einsatz von Simulation beschrieben. Dabei werden unterschiedliche Simulationsarten, konkrete Vorgehensweisen und mögliche Fehler aufgezeigt. Der Student erhält einen Überblick über Lösungswege und Anwendungshilfen. Im zweiten Teil werden Praxisbeispiele vorgestellt und für einige ausgewählte Beispiele Übungen mit entsprechenden Programmen angeboten. Es wird eingegangen auf: - die Simulation bei Veränderungsprozessen (Ablaufsimulation in der Organisation) - die Simulation im betriebsbegleitenden Einsatz (Monitoring, Entstörung, Koordination) - die prozessnahe Simulation (Optimierung von Steuerungssoftware, Softwaretest der Steuerung vor Realisierung der Hardware) - effiziente Modelle und Simulatoren (Referenzmodelle und teilautomatische Modellierung, modulare Simulationswerkzeuge).

Projektarbeit in der Automatisierungstechnik:

Im Rahmen der Projektarbeit sollen die Studenten ein tiefes Verständnis für die Herausforderungen, die bei Durchführung von Projekten in Unternehmen im Automatisierungsumfeld auftreten, entwickeln.
Hierfür sollen sie selbstständig in einem Projekt, das einem der fünf Pflichtmodule zugeordnet werden kann, tätig sein. Dies kann bspw. eine simulative Planung eines automatisierten Produktionsprozesses, eine Entwicklung im Bereich der Robotik oder auch die Anwendung von optischen Sensoren sein. Die Projektarbeit soll möglichst in Form realer Firmenprojekte durchgeführt werden. Darin beinhaltet ist die möglichst eigenverantwortliche Kontaktaufnahme mit Firmen sowie das Erarbeiten der Anforderungen in den Unternehmen. Basierend auf einer Literaturrecherche soll die Arbeit wissenschaftliche Ansprüche auf Masterniveau verfügen, deren Ergebnisse im Rahmen von Präsentationen vorgestellt und durch einen Projektbericht schriftlich dokumentiert werden.

Profilbildung durch Module aus Spezialgebieten der Automatisierungstechnik:

Produktspezifischer Werkstoffeinsatz:

Dieses Spezialgebiet der Automatisierungstechnik soll den Studenten die Vorgehensweise zur systematischen Werkstoffauswahl an Hand ausgewählter innovativer Produktbeispiele nahebringen. Dafür werden spezifische Werkstoffeigenschaften ausgewählter Werkstoffgruppen (Stähle, Aluminiumlegierungen, Keramiken, Beschichtungssysteme,…) vermittelt.

Höhere Technische Mechanik:

Die höhere Technische Mechanik schließt an die Ausbildungsinhalte des Bachelorstudiums im Bereich der Mechanik an und vertieft die Inhalte, die für die Modellierung dynamischer Mehrkörpersysteme nötig sind. Die in Form von Bewegungsgleichungen erstellten Modelle werden einerseits numerisch gelöst und in Form einer präsentationsfähigen Animation visualisiert. Andererseits wird die weitere Aufbereitung der Modellgleichungen zum Zweck eines modellbasierten Reglerentwurfs vermittelt. Neben der allgemeinen räumlichen Kinematik wird die Dynamik von Starrkörpersystemen vertieft. Hierbei werden die Prinzipien der Mechanik wiederholt, Bewegungsgleichungen von Starrkörpersystemen im Zustandsraum ermittelt und Mehrkörpersysteme mit den entsprechenden Bindungen erstellt. Im Bereich der Dynamik elastischer Körper werden das Verfahren Ritz angewandt sowie die Einbindung der elastischen Körper in Mehrkörpermodelle erarbeitet. Für die Auswertung der Bewegungsgleichungen werden numerische Lösungen sowie die dazugehörige Visualisierung der Ergebnisse erstellt. Darüber hinaus sind echtzeitfähige Mehrkörpermodelle und die Linearisierung von Bewegungsgleichungen bezüglich Referenzbahnen zu ermitteln.

Power Electronics:

Nach der Teilnahme an den Modulveranstaltungen ist der Studierende in der Lage, das Verhalten einer Stromrichterschaltung in der jeweiligen Anwendung zu beurteilen und zu verbessern. Er kann darüber hinaus DC-DC-Wandler berechnen und auslegen. Der Studierende erlangt Verständnis der speziellen Vor- und Nachteile von Leistungshalbleitern und sowie von Funktionsweise und Auslegung von Spannungszwischenkreisumrichtern.

Electrical Drive Systems:

Die Lehrveranstaltung vermittelt die theoretischen Zusammenhänge, die analytischen Methoden und praktischen Fähigkeiten zur Modellbildung, Simulation, Analyse, Entwurf und Optimierung elektrischer Antriebssysteme. Hierfür erfolgt eine mathematische Beschreibung von Komponenten elektrischer Antriebe im Zustandsraum. Darauf basierend werden numerische Integrationsverfahren und Simulationstechniken angewendet. Die Inbetriebnahme und messtechnische Untersuchungen an modernen elektrischen Antriebssystemen rundet inhaltlich das Fachgebiet ab.

Interface Electronics:

Die Lehrveranstaltung vermittelt den theoretischen Hintergrund, die analytischen Methoden und praktischen Fähigkeiten zum Einsatz von Datenkonvertern und Verbindungsstrukturen. Es werden die Prinzipien der digital analog und analog digital Wandlung (Datenkonverter) vermittelt und die Fähigkeit, Datenkonverter zu entwerfen, zu analysieren und zu messen gelehrt. Darüber hinaus sollen die eingesetzten Systemkomponenten mit geeigneten Bussen vernetzt und ausgewertet werden.

Modellbasierte Reglerentwicklung:

Das Fach berücksichtigt die speziellen Aspekte im Zusammenspiel zwischen sensorischer Umgebungsuntersuchung und aktuatorischem Eingriff in Antriebstrang, Bremssystem und Lenkung. Neben der klassischen Codeprogrammierung erfolgt auch eine modellbasierte Funktionsentwicklung und Implementierung mit Code Generierung auf Rapid-Prototyping Tools (z.B. Mathlab/Simulink und dSpace sowie ETAS).

Certified Robot Engineer:

Der erfolgreiche Abschluss des Moduls „(Certified) Robot Engineering“ befähigt die Studierenden zur selbstständigen Planung und Auslegung von Roboterzellen und Transferstraßen unter Berücksichtigung der relevanten Normen sowie gesetzlicher Vorschriften und Richtlinien. Die Studierenden besitzen fundierte Kenntnisse über elektrische und mechanische Komponenten von Roboterzellen sowie über die Integration von applikationsspezifischen Softwaremodulen. Sie sind in der Lage, geeignete Roboter, Effektoren und Kommunikationssysteme unter Berücksichtigung vielfältiger Kriterien aufeinander abgestimmt auszuwählen. Auswahl und Projektierung der erforderlichen Sicherheitstechnik ist ein weiterer Kernpunkt des Moduls. Das Modul wird in Kooperation mit dem College der KUKA Roboter GmbH in Augsburg und Gersthofen durchgeführt.

Multimodale Sensornetzwerke:

In dem Fach soll den Studenten das Verständnis über die Funktionsweise von verteilten Systemen (Sensoren) vermittelt werden. Die Konfiguration und Leistungsbewertung von Computernetzen sowie die Auswertung aus Messdaten aus verteilten Systemen soll auch im Rahmen von Übungen erarbeitet werden. Hierbei werden Kanalzugriffsprotokolle (Aloha, CSMA, Token...), Varianten der möglichen Kommunikationswege – Drahtlos vs. Drahtgebunden analysiert hinsichtlich Durchsatz, Latenz, Teilnehmer, QoS bewertet. Ein Schwerpunkt liegt auf der Vernetzung von Sensoren, sowie der Auswertung der Messdaten (Statistik).

Module zur Vertiefung von Zusatzkompetenzen:

Interkulturelle Kommunikation:

Die Studierenden lernen systematisch, ihre kommunikativen Kompetenzen zu reflektieren und auszubauen und sie auf deren kulturelle Reichweite hin zu überprüfen. Anhand von aktuellen und realen Fallbeispielen erleben sie, wann und warum eine unreflektierte Kommunikation nach eigenen Normalitätsannahmen in internationalen Teams oder generell im Ausland nicht immer den Erfolg hat, den man anstrebt. Sie sollen ein Verständnis für die Gründe ihrer Normalitätsannahmen entwickeln und diese relativieren können. Darüber hinaus sollen die Studierenden die Grundlagen interkultureller Kompetenzen erwerben, und diese an Critical Incidents erproben und einsetzen können.

General Management:

Die Komplexität der heutigen Arbeitswelt sowie sich ständig verändernde Organisationsstrukturen in Unternehmen führen dazu, dass vor allem junge Führungskräfte eine Vielfalt an Kompetenzen benötigen, um ihren Anteil an der Steuerung der Unternehmenswelten tragen zu können. Im Rahmen der Veranstaltung erhalten die Studierenden einen Einblick in Merkmale, Aufgaben und Instrumente sowie Herausforderungen der Führung in immer komplexer werdenden Organisationen und Situationen.

Change Management:

 Die heutige Arbeitswelt ist geprägt von kontinuierlichen Veränderungen im globalen Umfeld - Fusionen, Zusammenschlüsse und Akquisitionen sind die Schlagworte dieser Veränderungen. Der Großteil an Change Prozessen führt allerdings nicht zum erhofften Erfolg oder scheitert sogar, was nicht zuletzt daran liegt, dass der Komplexität dieser Prozesse sowie den Mitarbeitern der Unternehmen zu wenig Beachtung geschenkt wird. Die Begleitung und Umsetzung erfolgreicher Veränderungsprozesse ist eine zentrale Verantwortung von Führungskräften und eine komplexe und zentrale Aufgabe, die einer fundierten Vorbereitung bedarf.

Schattenwurf