Angebot an Modulen am IFF mit 6 ECTS
Der erste Teil der Vorlesung (Wintersemester) vermittelt die Grundlagen entlang der 4 Stufen der Digitalen Transformation: Digitalisierung, Virtualisierung, Vernetzung und Autonomisierung. Schwerpunkte liegen hier auf ganzheitlichen Architekturen von Cyber-physischen Systemen sowie relevante Konzepte wie dem digitalen Schatten sowie Zwilling und Industrial IOT-Plattformen, ganzheitliche Fabrikbetriebssysteme und Methoden und Verfahren der künstlichen Intelligenz.
Im zweiten Teil (Sommersemester) werden die Auswirkungen der Digitalen Transformation auf die Geschäftsmodelle und –prozesse produzierender Unternehmen sowie Konzepte, Methoden und IT-Werkzeuge vorgestellt die in den Systemen zur Anwendung kommen. Im Schwerpunkt werden serviceorientierte Geschäftsmodellkonzepte diskutiert und kundenzentrierte End2End Prozesse im Auftrags- und Produktionsmanagement erläutert sowie in Grundzügen vermittelt.
Dozent: Prof. Bauernhansl, Vorlesungskoordination: Issam Dayoub
Der Automatisierungsgrad und –umfang in der Produktion steigt in Richtung zunehmender Stückzahlen. Dies liegt an der immer noch begrenzten Flexibilität automatisierter Systeme. Die Aufwände, ein solches System zu planen, zu programmieren und sicher in Betrieb zu nehmen sind zu hoch, wenn häufige Änderungen in den Produktionsabläufen vorliegen. Heutige Automatisierungssysteme sind durch starre Vorgaben gekennzeichnet und besitzen wenig bis keine Intelligenz oder Fähigkeiten zur Entwicklung von Intelligenz. Eine Automatisierungstechnik, welche die Vielfalt der Produkte und die Flexibilität der Produktionsabläufe einschränkt, behindert somit die Individualisierung der Produktion.
Im Unterschied dazu ist der Mensch aufgrund seiner kognitiven Fähigkeiten zur Reaktion auf unvorhersehbare Ereignisse, zur Planung weiterer Schritte, zum Lernen, zum Sammeln von Erfahrungen und zur Kommunikation mit anderen in der Lage. Während diese Fähigkeiten die Werkstattfertigung zur flexibelsten, anpassungsfähigsten und zuverlässigsten Form der Produktion machen, sind sie ein Grund für die hohen Herstellungskosten in Hochlohnländern und werden daher hauptsächlich in der Kleinserienfertigung, im Prototypenbau oder der Einzelfertigung eingebracht. Die Integration kognitiver Fähigkeiten in die Massenproduktion, um die Anpassung an sich ändernde Anforderungen und Umgebungsbedingungen zu ermöglichen, ist daher eine zentrale Forderung an zukünftige Automatisierungssysteme und Gegenstand dieser Vorlesung. Zum Erreichen einer derartigen Funktionalität müssen Systeme mit Fähigkeiten zur
- Perzeption und Kognition,
- Lernen und Wissensrepräsentation,
- Planung, Entscheidungsfindung und Schlussfolgern, sowie
- Interaktion
ausgestattet sein. Es wird die technische Umsetzung dieser zentralen Fähigkeiten eines kognitiven Systems für Produktionsprozesse behandelt. Dabei werden insbesondere Fragestellungen der Aufnahme und Verarbeitung von Daten und Informationen aus Produktionsprozessen, der Mustererkennung, der vorausschauenden Instandhaltung, der Selbstkonfiguration, der Mensch-Maschine-Interaktion, der Integration autonomer kognitiver Systeme wie bspw. Roboter in die Produktion, der Vernetzung oder der automatischen Prozesssteuerung und –optimierung behandelt.
Dozent: Professor Marco Huber
Das Modul Strategien in Entwicklung und Produktion setzt sich aus der Vorlesung Strategien der Produktion und der Vorlesung Technologien in den Prozessketten des Automobilbaus zusammen.
Strategien der Produktion: Die Bedingungen des internationalen Wettbewerbs verursachen gegenwärtig eine starke Veränderung der Produktionsstrukturen in Deutschland. Deshalb muss in einem Unternehmen die Ressource Produktion zu Höchstleistungen fähig sein, um den Anforderungen eines Produkts auf dem Markt gerecht werden zu können. Denn dieses muss besser, schneller, kostengünstiger und in Form eines maßgeschneiderten Leistungsbündels sein. Den Anforderungen an die Produktion sind viele Unternehmen noch nicht gewachsen.
In dieser Vorlesung werden ausgewählte technisch und organisatorisch orientierte strategische Ansätze vorgestellt, denen heute eine entscheidende Bedeutung bei der Reaktion auf und Gestaltung der Veränderungen zukommt. Mit Hilfe dieser Ansätze wird ein neuer Weg zu einer ganzheitlichen Unternehmensstrategie aufgezeigt, der die strukturelle Entwicklung der Produktion in die Unternehmensstrategie einbindet.
Im allgemeinen Teil werden die Rahmenbedingungen produzierender Unternehmen dargestellt sowie die Grundlagen der strategischen Planung im industriellen Unternehmen erörtert. Darauf aufbauend werden die verschiedenen strategischen Ansätze einer modernen Produktion und die Auswirkungen dieser Ansätze vertieft behandelt.
Dozent: Professor Thomas Bauernhansl, Vorlesungskoordination: Mirjam Holl/Michael Harmata
Technologien in den Prozessketten des Automobilbaus: Am Beispiel des Automobils werden die bisherigen, theoretisch vermittelten Lehrinhalte des Hauptfaches Fabrikbetrieb erörtert. Den Studierenden wird von der Wettbewerbssituation im Automobilbau über die Produktentstehung, die Produktplanung und das Wertschöpfungsnetzwerk bis hin zu den eingesetzten Technologien das Wissen an interessanten Fallbeispielen vermittelt.
Professor Thomas Weber – ehemaliges Vorstandsmitglied der Daimler AG – wird am Beispiel des Automobils die bisherigen, theoretisch vermittelten Lehrinhalte des Pflichtfaches Fabrikbetriebslehre erörtern.
Die Vorlesung ist gegliedert in eine Kompaktveranstaltung von zwei Tagen mit interessanten Fallbeispielen sowie zwei zusätzlichen Übungen zu den Vorlesungsinhalten. Zusätzlich wird eine Fachexkursion zu Daimler Standorten angeboten, um Einblicke in die Abläufe der Prozesskette und der hier eingesetzten Technologien zu geben.
Dozent: Professor Thomas Weber, Vorlesungskoordination: Mirjam Holl/Michael Harmata
Dieses Modul hat die werkstoff- und anwendungstechnischen Grundlagen organischer Beschichtungsstoffe und organischer Beschichtungen zum Inhalt. Weiterhin werden die Grundlagen der Polymerchemie als wichtige Basis für das Verständnis der Lackbindemittel berücksichtigt. Es werden die Eigenschaften und die Struktur-Eigenschaftsbeziehungen des Verbundmaterials organische Beschichtung (i.d.R. bestehend aus Pigmenten, Füllstoffen und Bindemitteln) erläutert. Anhand von Beispielen aus der Praxis werden Einsatzgebiete und –grenzen von organischen Beschichtungsstoffen aufgezeigt. Schwerpunkt ist die Prozesskette Rohstoffe – Lack – (Applikation) – Lackierung mit dem Ziel praktischer Nutzanwendungen.
- Herstellungsprozesse für Lacke
- Filmbildung unterschiedlicher Beschichtungsstoffe
- Oberflächenvorbehandlung und Oberflächenvorbereitung unterschiedlicher Substrate
- Grundlagen des Korrosionsschutzes bei Metallsubstraten
- Nutzen von Beschichtungsstoffen
- Eigenschaften unterschiedlicher Beschichtungen
- Technische Anwendungen, Lackapplikation und Beschichtungsprozesse
Dozent: Dr. M. Hilt
Fabrikplanung 1 (Wintersemester)
Wettbewerbsfähige Unternehmen müssen ihre Fabriken und Produktionen in einem turbulenten Umfeld betreiben und sind daher gezwungen ihre Strukturen und Prozesse kontinuierlich anzupassen und neu zu gestalten. Diese Anpassungsaufgaben bilden den Rahmen der Fabrikplanung und befassen sich schwerpunktmäßig mit Neu-, Erweiterungs- und Rationalisierungsplanungen. Der Vorlesungsablauf lehnt sich an der Vorgehensweise in der Fabrikplanung an, beginnend mit der Standortplanung bis hin zum fertig detaillierten Fabriklayout und orientiert sich an dem Lebenszyklus von Produkten, Betriebsmitteln, Gebäuden und Flächen. In den einzelnen Vorlesungen wird u.a. auf Themen wie Bestands- und Transportoptimierung, Produktionsprinzipien, Methoden des Wertstromdesigns sowie die Schnittstellenthemen „von der Planung zur Umsetzung" eingegangen. Die Vorstellung praxisnaher Projektbeispiele fördert das Verständnis für die theoretischen Methoden, Werkzeuge und Vorgehensweisen.
Fabrikplanung 2 (Sommersemester)
Erfolgreiche Unternehmen verfolgen, neben der kontinuierlichen Anpassung ihrer Produktion-, Logistik- und Organisationsstrukturen, eine konsequente Umsetzung von Maßnahmen zur Produktionsoptimierung.
Als erster fachlicher Schwerpunkt, wird die fabrikplanungsspezifische Vorgehensweise in notwendigem Umfang wiederholt und mit umsetzungsrelevanten Aspekten wie Planungsdetaillierung und Architekturthemen ergänzt und vertieft.
Fabrikplanungsprojekte bedeuten gleichzeitig große Veränderungen vorhandener Fabrikstrukturen und bieten dadurch maximale Möglichkeiten zur Produktions-optimierung. Diese Thematik wird als zweiter fachlicher Schwerpunkt behandelt.
Neben den fachlichen Schwerpunkten ist in der Vorlesung auch spezifisches Methodenwissen bezüglich zwischenmenschlicher Zusammenarbeit berücksichtigt. Die Vorstellung praxisnaher Projektbeispiele fördert das Verständnis der erlernten theoretischen Inhalte.
Dozenten: Michael Lickefett und Silke Hartleif, Vorlesungskoordination: Hans Reinerth
Produktionsunternehmen müssen sich in globalen Märkten behaupten: Sinkende Differenzierungsmöglichkeiten über Funktionalität, Qualität oder Preis ihrer Produkte rücken die Logistikleistung als Wettbewerbsfaktor in den Vordergrund. Darüber hinaus erfordern turbulente Märkte eine permanente Anpassung der Strukturen und Prozesse. Damit wird das Auftragsmanagement – die Ablaufplanung und -steuerung im Produktionsunternehmen – zum Erfolgsfaktor (auch PPS oder SCM).
Die Modul Auftragsmanagement (AM I + II) vermittelt ein grundlegendes Verständnis zur Ablaufplanung und -steuerung von Produktionsunternehmen, typischen Praxisproblemen sowie Modelle, Methoden und Abläufe um diese zu lösen. Die Integration von Praxisbeispielen fördert das Verständnis für die theoretischen Methoden, Werkzeuge und Vorgehensweisen.
Schwerpunkte der Vorlesung AM 1: Ausgehend vom Grundverständnis zum Auftragsabwicklungsprozess werden die logistischen Grundlagen aus der Sicht der relevanten Analyseperspektiven sowie die wichtigsten Funktionen und Methoden zur Planung und Steuerung behandelt.
Dozent: Hans-Hermann Wiendahl
Biomechatronik 2 (Sommersemester):
Biomechanik und Anatomie, der menschliche Gang, Systematik Technische Orthopädie
Bewegungserfassung:
Natürliche Sensorik, Technische Sensorik, Bewegungsanalyse
Bewegungssteuerung:
Grundlagen neurologischer Steuerung, Technische verwendete Steuerungen
Bewegungserzeugung:
Aktive und passive Systeme, Grenzen des Standes der Technik
Anwendungen in der Prothetik und in technischen Lösungen am Arbeitsplatz am Beispiel von aktiven und passiven Exoskeletten
Anwendungen in der Rehabilitation:
Rollstuhltechnik, Mobilisationshilfen
Zukunft der Prothetik und Orthetik:
Exoskelette von morgen, Arbeitsschutz
Invasive versus nicht-invasive Systeme, Zukunft der Individualmobilität
Zukunft der Rehabilitation unterer besonderer Berücksichtigung zukunftsfähiger Arbeitsplätze
Rehabilitation Robotics
Neue Therapieroboter für erfolgreichere Rehabilitation
Die Lerninhalte werden im Rahmen der Vorlesung aus drei Richtungen betrachtet:
- Die medizinisch-therapeutische Dimension:
o Vertiefung in Neurobionik und mechatronischer Medizintechnologien am Körper, wie Endo- und Exoprothesen, Orthesen und Rollstühle
o Steuerungs- und Regelungsprinzipien für Exoskelette werden theoretisch und praktisch mit Lernexoskeletten erarbeitet unter Berücksichtigung der Sensorik und Aktorik.
- Die moderne präventive Arbeitsschutz-Dimension:
o Vertiefung zu Erhebung physiologischer Parameter
o Anwendungswissen zu präventiven Exoskeletten, Anwendungen in der modernen Fabrik.
- Die Entwicklungsdimension:
o Anwendungsverständnis für in der Medizingeräteentwicklung übliche Entwicklungsmethoden wie Morphologiematrix, Nutzwertanalyse, V-Modell und GreyBox und Besonderheiten des Design History Records durch die Medical Device Regulation.
o Basiswissen Studienmethoden und Evidenzbewertung
Blockkurs: "Biomechatronik Anwendungen (Wintersemester)
Die Vorlesung beinhaltet praktische Übungen nach einer Einführung in die faszinierende Welt der Biomechatronik mit Schwerpunkt auf die Biomechanik des menschlichen Gangs (Theorieblock) aus Medizin und präventiver Ergonomie.
Dozent Dr. Urs Schneider
Angebot an Modulen am IFF mit 3 ECTS
Heutige Technologien und etablierte Denkmuster in der Industrie sind ungeeignet für die Realisierung einer nachhaltigen Produktion. Um den notwendigen Wandel im Denken und Handeln zu vollziehen, wurde jüngst das Konzept der biointelligenten Produktion entwickelt, dass mittelfristig einen ähnlichen Stellenwert in Industrie, Gesellschaft und Politik einnehmen wird, wie heute die Digitalisierung. Die Vorlesung „Grundlagen der biointelligenten Produktion“ dient der Einführung in dieses sich rasch entwickelnde Feld. Es soll Studierende für Probleme heutiger Denkmuster in den Produktionswissenschaften sensibilisieren und sie mit einem Mind- und Toolset ausstatten, um selber aktiv den Wandel hin zu einer nachhaltigen Produktion zu gestalten. Die vermittelten Ansätze, die sich aus Elementen der Ingenieur-, Informations- und Lebenswissenschaften speisen, dienen nicht der ultimativen Lösungen für eine gesamtgesellschaftliche Herausforderung, sondern der Anregung des wissenschaftlichen Diskurses. Die Vorlesung richtet sich an Studierende in produktionsorientierten Wissenschaftsbereichen mit geringer Erfahrung in den Lebenswissenschaften und der Nachhaltigkeit.
Dozent: Dr.-Ing. Robert Miehe
Die Studierenden können die im industriellen Einsatz üblichen additiven Fertigungsverfahren bewerten, und deren Vor- und Nachteile in Bezug auf konkrete Anwendungsfälle eigenständig analysieren.
Die notwendigen digitalen und realen Prozessschritte, welche für eine Bauteilfertigung auf Basis additiver Verfahren notwendig sind, können ausgehend von den geforderten Produkteigenschaften und Fertigungsrandbedingungen definiert werden. Die Studierenden kennen Möglichkeiten und Abläufe der verfügbaren Software-Werkzeuge für die verfahrensgerechte Auslegung von Bauteilen und können diese bedarfsgerecht auswählen und anwenden. Additive Fertigungsprozesse können in Bezug auf Ihre Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit analysiert und bewertet werden.
Die Möglichkeiten und Herausforderungen einer industriellen Implementierung der additiven Fertigung sind bekannt und die Studenten sind in der Lage, eigenständig entsprechende Umsetzungen zu erarbeiten und zu bewerten. Dies umfasst auch die eigenständige Analyse der Nutzbarkeit der Technologie für aktuelle, industrielle Anwendungen.
Dozent: Oliver Refle
Schwerpunkte der Vorlesung AM 1: Ausgehend vom Grundverständnis zum Auftragsabwicklungsprozess werden die logistischen Grundlagen aus der Sicht der relevanten Analyseperspektiven sowie die wichtigsten Funktionen und Methoden zur Planung und Steuerung behandelt.
Dozent: Hans-Hermann Wiendahl
Diese Lehrveranstaltung vermittelt Studierenden die wesentlichen Theorien, Methoden und praktischen Fähigkeiten die für die Analyse, Bewertung und Verbesserung der Produktqualität in industriellen Umgebungen erforderlich sind. Durch eine Kombination von Vorlesungen und Fallstudien werden die Studenten ein umfassendes Verständnis von Qualitätsmanagement, statistischen Prozesskontrollmethoden, sowie Qualitätsprüfungs-, Qualitätsprognose-, und Qualitätsoptimierungstechniken entwickeln.
Im Einzelnen werden in der Vorlesung folgende Inhalte behandelt:
- Einführung in Qualitätsmanagement I: Was ist Qualität? Wie sieht der QM-Prozess aus? Was sind gängige QM-Methoden? Was sind gängige Qualitätsstandards (z.B. ISO 9001)?
- Einführung in Qualitätsmanagement II: Messprozess, -unsicherheiten, -mittelfähigkeit, angewandte Statistik
- 2D und 3D Machine Vision
- Datenqualität und digitaler Qualitätszwilling
- Datenaugmentierung und synthetische Daten
- Versuchs- und Messplanung
- Analytische Methoden und klassische Signalverarbeitung
- Qualitätsprüfung als Machine Learning-Problem
- Qualitätskonstanz (Prozessstabilität) durch Qualitätsprognose, Maschinenparameteroptimierung, Prozesskontrolle
- Fallstudie I: Oberflächenprüfung in der Produktion
- Fallstudie II: Condition Monitoring und Predictive Maintenance
- Ausblick: Funktionale Sicherheit, Kausalität und Root-Cause-Analyse, Qualifizierung von KI-basierten Qualitätssicherungsmethoden
Ziel der Veranstaltung ist es, die Studenten darauf vorzubereiten, wirksame Qualitätsprüfungssysteme zu implementieren, die Fehler minimieren, Kosten reduzieren und zu organisatorischen Spitzenleistungen beitragen
Dozent: Professor Marco Huber
Wettbewerbsfähige Unternehmen müssen ihre Fabriken und Produktionen in einem turbulenten Umfeld betreiben und sind daher gezwungen ihre Strukturen und Prozesse kontinuierlich anzupassen und neu zu gestalten. Diese Anpassungsaufgaben bilden den Rahmen der Fabrikplanung und befassen sich schwerpunktmäßig mit Neu-, Erweiterungs- und Rationalisierungsplanungen. Der Vorlesungsablauf lehnt sich an der Vorgehensweise in der Fabrikplanung an, beginnend mit der Standortplanung bis hin zum fertig detaillierten Fabriklayout und orientiert sich an dem Lebenszyklus von Produkten, Betriebsmitteln, Gebäuden und Flächen. In den einzelnen Vorlesungen wird u.a. auf Themen wie Bestands- und Transportoptimierung, Produktionsprinzipien, Methoden des Wertstromdesigns sowie die Schnittstellenthemen „von der Planung zur Umsetzung" eingegangen. Die Vorstellung praxisnaher Projektbeispiele fördert das Verständnis für die theoretischen Methoden, Werkzeuge und Vorgehensweisen.
Dozenten: Michael Lickefett und Silke Hartleif, Vorlesungskoordination: Hans Reinerth, Mark Dürr
Die Vorlesung vermittelt die allgemeinen Grundlagen der Oberflächen- und Beschichtungstechnik. Dabei werden vor allem die industrierelevanten und technologisch interessanten Beschichtungsverfahren aus der Lackiertechnik und Galvanotechnik vorgestellt und besondere Aspekte der Schicht-Funktionalität, Qualität, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit behandelt. Der Stoff wird darüber hinaus praxisnah durch Besuche in den institutseigenen Versuchsfeldern veranschaulicht. Die Einführung in die Beschichtungsverfahren behandelt Themen wie Vorbehandlungsverfahren, galvanische Abscheideverfahren, industrielle Nass- und Pulver-Lackierverfahren, Trocknungssysteme, Simulation, Fördertechnik und Logistik. Schwerpunkte sind auch Energieeffizienz und Sicherheitstechnik beim Lackieren. Themen der Vorlesung „Oberflächen- und Beschichtungstechnik II“ sind thermokinetische Beschichtungsverfahren sowie das Aufbringen von keramischen Schichten aus chemischen Prekursoren.
Die "Oberflächen und Beschichtungstechnik I" wird im WS vom IFF im Spezialisierungsfach Intelligente Produktion angeboten.
Die Vorlesung "Oberflächen und Beschichtungstechnik II" wird am IFKB im SS gehalten. Die Prüfung Oberflächen- und Beschichtungstechnik beinhaltet den Stoff der Vorlesungen Oberflächen- und Beschichtungstechnik I und II.
Dozent: Dr. Oliver Tiedje
Cornelia Schott
Ansprechpartnerin Lehre