31 Studien­gänge
71 Vertiefungs­richtungen
189 Wahl­module
8.600 Studier­ende

Modulauswahl

Im Folgenden wird eine Auswahl von Modulen bereitgestellt, die für die Partneruniversitäten der UA Ruhr geöffnet sind und auf das Studium an der Heimatuniversität anrechenbar sind. In der Spalte ‚Uni‘ ist die anbietende Universität angegeben. In der Spalte ‚Wählbar für‘ werden jene Universitäten ausgewiesen, deren Prüfungsausschüsse der Wahloption zugestimmt haben. Damit haben Sie die Möglichkeit, über das bereits bekannte Wahlmodulangebot der Heimatuniversität spannende Themenfelder an einer der Partneruniversitäten zu belegen.

Zunächst geben Sie die Universität, Vertiefungsrichtung bzw. Rubriken ein, die Sie interessieren. Daraufhin wird Ihnen eine geordnete Übersicht von Kursen angezeigt, die Sie an den jeweiligen Universitäten belegen können. Alternativ ist jedoch auch eine Volltextsuche möglich. Die Rubriken dienen zur besseren Übersicht über die verschiedenen Studienschwerpunkte und Themenfelder.

Wählen Sie eine oder mehrere Rubriken, um die Module gefiltert anzuzeigen. Mit einem Klick auf das grüne Symbol erscheint eine ausführliche Beschreibung des Moduls mit Informationen zum Inhalt, den Semesterwochenstunden, den Kreditpunkten, den Lehrenden, der Prüfungsform u.v.m. Indem Sie auf den Button „merken“ klicken, können Sie eine Vorauswahl treffen. Die von Ihnen ausgewählten Module werden unten angezeigt - auch beim nächsten Besuch der Website. Bitte beachten Sie, dass Ihnen in Abhängigkeit von der Universität, bei der Sie eingeschrieben sind, gegebenenfalls nicht alle Module zur Auswahl stehen, für die Sie sich interessieren. Die Kombinationsmöglichkeiten können Sie den standortspezifischen Modulhandbüchern entnehmen. Dort finden Sie außerdem Informationen zu allen weiteren Pflicht- und Wahlpflichtmodulen.

UniModulFachzuordnungCreditsSpracheSWSPersonWählbar fürBeschreibungLehrformLernzieleBemerkungVorleistungPrüfungTurnusInfolinkLiteratur
UniModulModulgruppeCreditsSpracheSWSPersonWählbar fürBeschreibungLehrformLernzieleBemerkungVorleistungPrüfungTurnusInfolinkLiteratur
TUDOVerdrängermaschinen IIFluidtechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Andreas BrümmerUDE, RUBDas Modul führt die Studierenden in die Details des Aufbaus, der Funktion und der Energiewandlung von Rotations-Verdrängermaschinen (Pumpen, Kompressoren, Vakuumpumpen) ein. Am Beispiel der Schraubenmaschine werden die besonderen Anforderungen an die Geometrie der Verzahnung vorgestellt. Darauf aufbauend wird die Spaltsituation in der Maschine analysiert, die eine Grundlage für die Abstraktion der Rotations-Verdrängermaschine zur Kammermodell-Simulation bildet (Analyse und Synthese von Kapazitäten und Verbindungen). Die strömungs- und thermodynamischen Eigenschaften der Spaltströmungen werden für verschiedene Knudsen-Zahlen von der molekularen Strömung über die Knudsen-Strömung bis zur Kontinuumsströmung eingehend behandelt. Anhand einer umfassenden Wirkungsgradkette werden die einzelnen Verlustmechanismen der Rotations-Verdrängermaschine abstrahiert, modelliert und deren Bedeutung diskutiert. Zur Vertiefung der erlernten Zusammenhänge werden die Studierenden eingeladen, an einem Strömungslabor teilzunehmen, in dem an verschiedenen Versuchsständen (z.B. Schraubenkompressor, Schraubenspindelvakuumpumpe) das Betriebsverhalten der jeweiligen Rotations-Verdrängermaschine analysiert werden kann.VorlesungNach der Teilnahme an dem Modul sind die Studierenden in der Lage, komplexe Rotations-Verdrängermaschinen hinsichtlich der Kinematik und Kinetik sowie der Strömungs- und Thermodynamik auszulegen. Insgesamt sind sie in der Lage, zukünftig an der weiteren Entwicklung und Erforschung dieser Maschinen mitzuwirken. Darüber hinaus findet das erworbene Methodenwissen über die Abbildung von Spaltströmungen in vielen ingenieurswissenschaftlichen Feldern außerhalb der Rotations-Verdränger Anwendung. Kenntnisse aus den Modulen Strömungsmaschinen I, Verdrängermaschinen I und Thermodynamik sind empfehlenswert.--Schriftliche KlausurWiSe-
TUDOSpanende Produktionstechnik IIFertigungstechnik5DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Dirk BiermannUDE, RUBDer Vorlesungsteil umfasst die Methoden zur Prozessbeurteilung und -gestaltung beim Einsatz von Betriebsmitteln, mit Ausblick auf die Thematik Industrie 4.0. Die Übung beinhaltet die Auslegung eines Produktionsprozesses für ein praxisorientiertes Bauteil durch die Studierenden.VorlesungDie Studierenden sind dazu in der Lage, die prinzipielle Funktionsweise gängiger Betriebsmittel in der spanenden Fertigung zu erläutern. Den Studierenden ist es möglich, Strategien und Ansätze zur Prozessauslegung und Bestimmung von Prozessfähigkeits- sowie Sicherheitsindizes zu beschreiben und auf konkrete Beispiele anzuwenden. Sie sind weiterhin in der Lage logistische und informationstechnische Zusammenhänge in Fertigungsabläufen zu formulieren. Für ein gegebenes Bauteil ist es den Studierenden möglich, einen Produktionsprozess zu konzipieren und diesen mithilfe geeigneter Methoden auszulegen und zu bewerten.--Schriftliche KlausurSoSewww.isf.de--
RUBApparatedesign6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Marcus GrünewaldIn der Vorlesung wird zunächst eine Übersicht über reale Reaktoren und Trennapparate gegeben. Hierzu werden zunächst Beispielprozesse besprochen, die in dem entsprechenden Apparat durchgeführt werden. Anhand der Beispiele werden die unterschiedlichen Betriebszustände, Stofftransport- und Wärmetransportphänomene diskutiert. Anschließend erfolgt die Herleitung einer Modellbeschreibung der "beobachteten" Phänomene. Das resultierende und in eine verfahrenstechnische Software zur Prozesssimulation (Aspen Custom Modeller) implementierte Gleichungssystem wird in den computergestützten Übungen bearbeitet. Mithilfe von Simulationsstudien werden die in der Vorlesung besprochenen Beispielfälle detaillierter analysiert. Als Abschluss einer Übungseinheit wird das Vorgehen bei der Auslegung erarbeitet und die Abhängigkeit der Apparatedimensionen von den Beispielprozessen demonstriert. Nach dem Erarbeiten der grundlegenden Möglichkeiten des Aspen Custom Modeller werden in 2er - 3er Gruppen selbstständig Projektthemen bearbeitet und die jeweiligen Fragestellungen mithilfe der zuvor in den Übungen erworbenen Kompetenzen, in einer Simulation gelöst.Vorlesung, Übung, Medienformen: Beamer, Active Whiteboard, Computerarbeitsplätze zur EigenarbeitLernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich der mathematischen Beschreibung der in der Verfahrenstechnik gängigen Apparate sowie der realen Reaktoren. • Die Studierenden können dabei die ingenieurtechnische Probleme modellieren und lösen, wie auch die Phänomene in diesen Reaktoren mithilfe von Modellen abbilden. • Sie können diese Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete ingenieurwissenschaftliche Problemstellungen des Apparatedesigns übertragen und bewerten.Arbeitsaufwände:- Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumkeineKlausur / 120 Minuten, Anteil der Modulnote : 100 %.SoSe1. Chemische Verfahrenstechnik. Berechnung, Auslegung und Betrieb chemische Reaktoren Klaus Hertwig und Lothar Martens; Oldenbourg-Verlag, 2007 2. Grundoperationen und chemische Reaktionstechnik. Einführung in die technische Chemie Manuel Jakubith; Wiley-VCH, 1998 3. Taschenbuch der Verfahrenstechnik; Karl Schwister; Carl-Hanser-Verlag, 2007
UDEKonstruieren mit Kunststoffen4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Ing. Reinhard SchiffersRUBKunststofftechnologie Vorlesung: - Methodisches Konstruieren - Anforderungslisten und Lösungskonzepte - Dimensionierungskennwerte - Werkstoffauswahl - Fertigungsverfahren - Fertigung und Eigenschaften - Werkstoffgerechte Konstruktion - Simulation der Fertigung - Simulation der Eigenschaften - Fügen und Verbinden - Rapid Prototyping - Spritzgießwerkzeuge - Qualitätssicherung - Produkterprobung - Kostenkalkulation Kunststofftechnologie Übung: - Methodisches Konstruieren, Anforderungslisten - Werkstoffauswahl, Fertigungsverfahren - Werkstoffgerechte Konstruktion - Fügen und Verbinden - Simulation in der Fertigung, - Simulation der Eigenschaften - Rapid Prototyping, Spritzgießwerkzeuge - Qualitätssicherung - Produkterprobung, KostenkalkulationPowerPoint-Präsentation, Vortrag, Themenrecherche und Präsentation durch die StudierendenDer Einsatz von Kunststoffen im täglichen Gebrauch oder auch als funktionales technisches Bauteil hängt sehr stark von der werkstoffgerechten und verarbeitungsgerechten Konstruktion ab. So erlernen die Studierenden in der Veranstaltung Kunststofftechnologie die schlechteren mechanischen Eigenschaften von Kunststoffen gegenüber anderen Werkstoffen (Metallen) durch intelligente Konstruktionen zu kompensieren. Sie sind nach dem Besuch der Veranstaltung z. B. in der Lage das Motto „Viel hilft viel!“ in Bezug auf die Anwendung von Kunststoffen begründet zu widerlegen und an Stelle dessen sinnvolle Lösungsmöglichkeiten für die oben genannten Anforderungen zu entwerfen.alter Titel: Kunststofftechnologiekeine; empfohlene Veranstaltung: KunststofftechnikKlausur (90 min.)SoSehttps://www.uni-due.de/vdb/pruefung/439/detailHopmann, Michaeli, Einführung in die Kunststoffverarbeitung, 2010, ISBN: 3-446-42488-1 Ehrenstein, Mit Kunststoffen konstruieren, 2015, ISBN: 3-446-41322-7 Erhard, Konstruieren mit Kunststoffen, 2008, ISBN: 3-446-41646-3 Osswald, Polymer Processing Fundamentals, 1998, ISBN: 3-446-19571-8
TUDOKunststoffverarbeitung IIKonstruktionstechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. N. N.RUBLehrinhalt dieser Veranstaltung sind erweiterte Verfahren der Kunststoffverarbeitung. Ferner wird ein besonderes Augenmerk auf die Werkzeugtechnik in der Kunststoffverarbeitung gerichtet. Ins-besondere die Konstruktion der Werkzeuge für den Spritzguss- und Extrusionsprozess stehen hier-bei im Vordergrund. Es werden verschiedene Konstruktionsprinzipien und Konstruktionslösungen für die Werkzeuge vorgestellt. Eine Berechnung der Werkzeuge hinsichtlich mechanischer und ther-mischer Belastung wird im Anschluss skizziert. Die Vorstellung der Konstruktionsprinzipien und Konstruktionslösungen erfolgt anhand von Anschauungsbeispielen aus der Fachliteratur. Die we-sentlichen Merkmale der Konstruktionen werden hierbei durch eigenständig durchgeführte Übun-gen abgeleitet. Die Grundlagen der Berechnung werden nach dem Stand der Technik erläutert und müssen von den Studierenden in eigenständigen Übungsaufgaben angewendet werden.VorlesungDie Studierenden sind nach erfolgreichem Abschließen der Lehrveranstaltung in der Lage erweiterte Kunststoffverarbeitungsprozesse zu beschreiben. Ferner kennen sie die Grundlagen, um Werkzeuge in der Kunststoffverarbeitung zu entwickeln und zu konstruieren. Ebenfalls sind sie in der Lage Werkzeugkonstruktionen hinsichtlich ihrer mechanischen und thermischen Belastung zu prüfen und über eine Konstruktionsänderung zu entscheiden.--Schriftliche KlausurSoSe
TUDOOberflächentechnik IIWerkstofftechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Wolfgang TillmannRUBModerne Beschichtungsverfahren erlangen einen immer wichtigeren Stellenwert bei der Verbesserung der Produkteigenschaften vieler Bauteile und Komponentengruppen, da sie nicht nur den Verschleiß verringern sondern auch Reibung mindern und somit die Effizienz drastisch steigern können. Während in Oberflächentechnik I die Grundlagen zur Tribologie, Korrosion und zur Oberflächen-modifikation behandelt werden, liegt der Themenschwerpunkt dieser Veranstaltung auf den Be-schichtungstechnologien zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften. Neben Dickschichtver-fahren wie das Auftragsschweißen werden auch das Chemical Vapour Deposition (CVD), das Phy-sical Vapour Deposition (PVD), die Galvanik und das Thermische Spritzen als Technologien zur Beschichtung von Bauteilen vorgestellt.VorlesungNach der Teilnahme an der Veranstaltung können die Studierende die behandelten Beschichtungsverfahren zum Verschleiß und Korrosionsschutz beschreiben und die verschiedenen Funktionsprinzipien erklären. Sie können Anforderungen und Ist-Zustände an Bauteilgruppen und Komponenten analysieren und bewerten, um hierdurch die richtigen Beschichtungsverfahren und geeignete Beschichtungswerkstoffe für die jeweiligen Bauteilanwendungen selektieren zu können. Der Einblick in den aktuellen Stand der Forschung ermöglicht den Studierenden im Beruf auch innovative Lösungskonzepte und daraus Beschichtungssysteme selbstständig zu entwickeln.Vor Besuch des Elementes 1 (Oberflächentechnik II) werden die Veranstaltungen 'Grundlagen der Werkstofftechnik' und 'Oberflächentechnik I' empfohlen.--Schriftliche KlausurSoSe
TUDOParameteridentifikationMechanik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Andreas MenzelUDE, RUBDie Modellierung des Verhaltens von Werkstoffen erfordert die Erstellung eines physikalischen Modells, welches in die Formulierung eines mathematischen Modells überführt wird. Die resultierenden mathematischen Modelle sind in der Regel sehr komplex und werden daher im Allgemeinen numerisch gelöst. Zu diesem Zweck werden algorithmische Methoden behandelt, mit denen die Materialparameter solcher Modelle anhand experimenteller Daten mit Hilfe eines Optimierungsproblems identifiziert werden können. Es werden die dazu notwendigen grundlegenden theoretischen und algorithmischen Konzepte der restringierten und unrestringierten nichtlinearen Optimierung diskutiert. Dabei werden sowohl gradientenbasierte als auch gradientenfreie Verfahren betrachtet. Während zunächst der Fokus auf homogenen Problemen liegt werden zum Abschluss die Methoden für inhomogene Probleme erweitert. In den Übungen dieses Moduls liegt der Fokus auf der Programmierung der behandelten Modelle und Methoden.VorlesungNach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul sind die Studierenden in der Lage, Methoden der Parameteridentifikation zu benennen und auf technisch relevante Problemstellungen anzuwenden. Darüber hinaus sind die Studierenden in der Lage, die erlernten Methoden und Vorgehensweisen anzuwenden, sie miteinander zu vergleichen, ihre jeweiligen Vor- und Nachteile zu analysieren und sich anwendungsspezifisch für eine präferierte Methode zu entscheiden.Vor Besuch des Elementes 1 (Parameteridentifikation) werden die Veranstaltungen 'Einführung in die Programmierung II', 'Einführung in die Programmierung I', 'Methode der Finiten Elemente I', 'Einführung in die Materialtheorie' und 'Tensorrechnung' empfohlen.--Schriftliche KlausurSoSe
TUDOWerkstoffe der Verkehrs- und MedizintechnikWerkstofftechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Frank WaltherUDE, RUBDen Studierenden werden Prinzipien und Techniken der Werkstoff- und Bauteilprüfung zur Charakterisierung des mechanisch-technologischen Verhaltens und Vorhersage des Einsatzverhaltens unter anwendungsrelevanten Umgebungsbedingungen in der Verkehrs- und Medizintechnik eingehend vermittelt. Basierend auf dem Grundlagenwissen zur zerstörenden Werkstoffprüfung werden vertiefende Details insbesondere zum Einfluss überlagerter mechanisch-medialer und -thermischer Belastungen für die Bereiche Automotive, Aerospace und Bio Medicine vorgestellt.VorlesungNach erfolgreichem Abschluss der Veranstaltung sind die Studierenden in der Lage, Anforderungen an Werkstoffe in der Verkehrs- und Medizintechnik zu beurteilen. Sie können auf Basis identifizierter Anforderungen geeignete Werkstoffe und -zustände auswählen und beherrschen die Prinzipien und Techniken zur anwendungsorientierten Charakterisierung des mechanisch-technologischen Werkstoffverhaltens unter relevanten Umgebungsbedingungen. Die Studierenden können weiterhin fachübergreifende Zusammenhänge zwischen mikrostrukturellen Eigenschaften eines Werkstoffs und dessen anwendungsrelevanten Eigenschaften insbesondere in der Verkehrs- und Medizintechnik (Automotive, Aerospace, Bio Medicine) verstehen und bewerten.--Schriftliche KlausurSoSe
TUDOZerstörungsfreie Werkstoff- und BauteilprüfungWerkstofftechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Wolfgang TillmannUDE, RUBIn vielen Bereichen der Instandhaltung und Qualitätssicherung insbesondere von sicherheitsrele-vanten Bauteilen können Prüfverfahren, die zerstörend wirken oder die Bauteileigenschaften be-einträchtigen, nicht angewandt werden. Diese Veranstaltung behandelt gängige zerstörungsfreie Prüfverfahren zur Werkstoff und Bauteilprüfung. Wie sie bspw. zur Rissdetektion in geschweißten Fügeverbindungen zum Einsatz kommen. Sie behandelt Oberflächen nahe Verfahren, wie die Sicht- und Wirbelstromprüfung, als auch volumetrische Verfahren, wie die akustische Ultraschall-prüfung und Röntgendurchstrahlung bzw. Computertomographie. Weiterhin werden verschiedene thermographische Techniken als auch die Schallemissionsanalyse und Terahertz-Prüfung vorge-stellt. Neben dem Stand der Technik im Bereich der zerstörungsfreien Prüfverfahren erlangen die Teil-nehmer auch Kompetenzen über aktuelle Forschungsarbeiten und Laborverfahren, so dass sie auch die zukünftigen Entwicklungen kennen und beurteilen können. In den Übungen wird das erlernte Wissen zum einen praktisch in Form von Versuchen aber auch theoretisch in Form von Fallbeispielen angewandt. Dies erfolgt insbesondere im Fall der prakti-schen Versuche in Teamarbeit.VorlesungNach Abschluss des Moduls sind die Teilnehmer in der Lage, selbständig die Anforderungen an ein zerstörungsfreies Prüfverfahren zur Qualitätsüberwachung zu analysieren und basierend auf dieser Analyse auch unter Berücksichtigung von wirtschaftlichen und produktionstechnischen Aspekten zu konzipieren. Sie können ausgehend von der zu detektierenden Fehlerart bzw. Bauteileigenschaft die korrelierenden physikalischen Eigenschaften bestimmen. Nachfolgend können die Studenten aufgrund ihrer erlangten Kompetenz bezüglich der physikalischen Prinzipien und Einschränkungen der zerstörungsfreien Prüfverfahren nun Prüfstrategien für die angestrebte Qualitätsprüfung entwickeln.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDOSpanende Produktionstechnik IFertigungstechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Dirk BiermannUDE, RUBDer Vorlesungsteil umfasst die Methoden zur Prozessbeurteilung und -gestaltung beim Einsatz von Betriebsmitteln, mit Ausblick auf die Thematik Industrie 4.0. Die Übung beinhaltet die Auslegung eines Produktionsprozesses für ein praxisorientiertes Bauteil durch die Studierenden.VorlesungDie Studierenden sind dazu in der Lage, die prinzipielle Funktionsweise gängiger Betriebsmittel in der spanenden Fertigung zu erläutern. Den Studierenden ist es möglich, Strategien und Ansätze zur Prozessauslegung und Bestimmung von Prozessfähigkeits- sowie Sicherheitsindizes zu beschreiben und auf konkrete Beispiele anzuwenden. Sie sind weiterhin in der Lage logistische und informationstechnische Zusammenhänge in Fertigungsabläufen zu formulieren. Für ein gegebenes Bauteil ist es den Studierenden möglich, einen Produktionsprozess zu konzipieren und diesen mithilfe geeigneter Methoden auszulegen und zu bewerten.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDOAnalytische und experimentelle Methoden in der UmformtechnikFertigungstechnikDeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Erman TekkayaUDE, RUBIn diesem Modul werden den Studierenden analytische Methoden (z. B. Gleitlinientheorie, Schrankenverfahren etc.) vermittelt, die zur Modellierung von umformtechnischen Verfahren herangezogen werden können. Zur Übertragung der vermittelten Grundlagen werden zusätzliche praktische Versuche, wie beispielweise der Streifenzugversuch zur Ermittlung von Reibwerten und die Anwendung der Ähnlichkeitstheorie mit Plastelin, in den Laborräumen des IUL von den Studierenden durchgeführt. Zudem wird ein Einblick in halbanalytische Methoden (z. B. visioplastische Untersuchungen) gegeben. Den Abschluss bildet eine Einführung numerischer Berechnungsverfahren anhand der Methode der Finiten Elemente.VorlesungNach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul können die Studierenden umformtechnische Problemstellungen mithilfe analytischer Verfahren, wie der Gleitlinientheorie oder Schrankenverfahren, beschreiben und lösen.--Schriftliche KlausurSoSe
TUDOMikroskopie und MikroanalytikWerkstofftechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Frank WaltherUDE, RUBDen Studierenden werden vertiefend Methoden der Mikroskopie und Mikroanalytik mit allen zugehörigen Präparationsschritten vermittelt. Basierend auf dem Grundlagenwissen zur mikrostrukturellen Analytik werden weiterführende Prüfmethoden zur in-situ- und volumenorientierten Prüfung vorgestellt. Darüber hinaus wird den Studierenden ein grundlegendes Verständnis über die ablaufenden Mikrostrukturprozesse und -mechanismen unter Beanspruchung vermittelt und an Beispielen aus der Praxis vertieft.VorlesungNach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, geeignete Methoden der Mikroskopie und Mikroanalytik zur Charakterisierung von mikrostrukturellen Eigenschaften sowie Verformungs- und Versagensmechanismen auszuwählen. Die Studierenden können weiterhin fachübergreifende Zusammenhänge zwischen der Mikrostruktur eines Werkstoffs und dessen makroskopischem Verhalten sowie belastungsinduzierte Mikrostrukturveränderungen verstehen und bewerten.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDOAdvanced Simulation Techniques in Metal Forming IIFertigungstechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Erman TekkayaUDE, RUBFür die Analyse umformtechnischer Prozesse mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM) werden sowohl in der Forschung als auch in der industriellen Anwendung kommerzielle Programmsysteme eingesetzt. Die in der Umformtechnik auftretenden physikalischen Phänomene erfordern die Nutzung der nichtlinearen FEM in der Prozesssimulation. Dazu wird detailliert auf die verschiedenen Arten, wie Material- Struktur- und Kontaktnichtlinearitäten, eingegangen. Zunächst werden Materialmodelle für (Elasto-) Plastizität vorgestellt. Einen weiteren Schwerpunkt stellt die für die Massivumformung bedeutende FEM für starr-plastisches Materialverhalten dar. Auf Basis dessen werden weitere wichtige Aspekte, wie Elementtechnologien, Neuvernetzungsansätze und thermomechanische Kopplung, berücksichtigt. Um den Bezug zur Umformtechnik zu verstärken, wird die Umsetzung der Theorie in kommerziellen Programmen illustriert. Hierfür werden Simulationen verschiedener Umformverfahren durchgeführt.Nach erfolgreicher Teilnahme können die Studierenden nicht lineare FEM-Simulationen durchführen, beurteilen, bewerten und interpretieren.Vor Besuch des Elementes 1 (Advanced Simulation Techniques in Metal Forming II) wird die Veranstaltung 'Advanced Simulation Techniques in Metal Forming I' empfohlen.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDOSpanende Werkzeugmaschinen IFertigungstechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Dirk BiermannUDE, RUBZunächst werden verschiedene Bauarten und wesentliche Komponenten von spanenden Werkzeugmaschinen in der Veranstaltung behandelt. Dann folgen wichtige Betriebsmittel und Vorrichtungen mit ihren Funktionen und Schnittstellen. Das Baukastenprinzip für Vorrichtungen und hydraulische Vorrichtungen werden erläutert. Im Anschluss findet die Behandlung von Werkzeugen gefolgt von speziellen Konstruktionsmerkmalen für Werkzeugmaschinen zur Hochgeschwindigkeits- und Trockenbearbeitung statt.VorlesungDie Studierenden sind dazu in der Lage die prinzipiellen Funktionsweisen und die wesentlichen Komponenten von spanenden Werkzeugmaschinen sowie zugehörigen Vorrichtungen und Werkzeugen zu erläutern. Sie können unterschiedliche Bauarten von spanenden Werkzeugmaschinen unterscheiden. Den Studierenden ist es möglich, Bauarten und Maschinenkonzepte zu kategorisieren und für gegebene, auch spezielle Zerspanprozesse jeweils geeignete auszuwählen. Für einen gegebenen Zerspanprozess ist es den Studierenden möglich, Angebote für spanende Werkzeugmaschinen auf dem Markt einzuholen, diese anhand der technischen Spezifikationen und des Preises zu bewerten und ein konkretes optimales Maschinensystem auszuwählen.--Schriftliche KlausurSoSe
TUDOBusiness Engineering logistischer SystemeLogistik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Boris OttoRUBIn dem Modul „Business Engineering logistischer Systeme“ erlangen die Studierenden anhand von Fallstudien aus der Praxis vertiefte Kenntnisse der Transformation logistischer und produktionstechnischer Systeme durch den strategischen Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien. Die theoretischen Grundlagen für Transformationsprojekte liefert das Business Engineering. Business Engineering beschreibt die ingenieursmäßige Gestaltung von Geschäftsmodellen und ist ein modellbasierter und methodenorientierter Ansatz zur Transformation von Unternehmen. In der vorlesungsbegleitenden Übung lernen die Studierenden die Anwendung von im Business Engineering verwendeten Techniken (z. B. Kundenprozessentwurf, Informationsarchitekturentwurf, SWOT-Analyse etc.). Das Ziel der Übung besteht in der eigenständigen Bearbeitung einer Problemstellung mit Unterstützung des methodischen Rahmens des Business Engineering.Interdisziplinäre ProjektgruppenDie Studierenden sind nach Abschluss des Moduls in der Lage, Techniken des Business Engineering anzuwenden. Weiterhin können die Studierenden Konzepte des Business Engineering erklären und auf ihnen unbekannte Problemstellungen übertragen.Die studentische Teilnehmerzahl ist für dieses Modul beschränkt. Die aktuelle Kapazitätsgrenze entnehmen Sie bitte folgender Homepage: http://www.iim.mb.tu-dortmund.de/cms/de/Lehre/Lehrveranstaltungen/Business_Engineering_logistischer_Systeme/index.html--PräsentationWiSe
TUDOEinkauf und Supply ManagementLogistik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Michael HenkeUDE, RUBZiel der Veranstaltung ist es, ein vertieftes Verständnis von den Aufgaben, Funktionen, Prozessen und relevanten Methoden im Einkauf und Supply Management zu schaffen. Nach einer Einordnung des Einkaufs in die Prozesse im Unternehmen sowie in Supply Chains erfolgt die Abgrenzung von operativem und strategischem Einkauf. Darüber hinaus werden unterschiedliche Einkaufsstrategien und -konzepte sowie deren Charakteristika vorgestellt. Weiterhin werden die Kernaufgaben des Supply Managements (wie Prozesse und Aufgaben, Sourcing, Risikomanagement, Performance Measurement und Preismodelle, Angebote sowie Verträge) erläutert. Ebenso werden die Zielkonflikte und Interdependenzen der unterschiedlichen Kernaufgaben im Supply Management aufgezeigt und diskutiert. Zudem werden aktuelle Entwicklungen und Trends wie bspw. Individualisierung, Digitalisierung und Autonomisierung und damit einhergehende Veränderungen u.a. von Geschäftsmodellen, Beschaffungsportfolio und Ausgestaltung der Prozesse im Einkauf diskutiert. Es wird in diesem Zusammenhang auch die Frage nach der zukünftigen Rolle von Einkauf und Supply Management im Supply Chain Management beantwortet. Des Weiteren werden unterschiedliche Arten von distribute ledger Technologien und anschließend die Einsatzmöglichkeiten der Blockchain-Technologie im Einkauf aufgezeigt. Aufbauend wird die Funktionsweise von Smart Contract vorgestellt.VorlesungDie Studierenden sind in der Lage, Prozesse, Vorgehensweisen und Herausforderungen des Einkaufs und Supply Managements sowie des Bestandsmanagements zu verstehen und zu beschreiben sowie auf aktuelle und zukünftige Problemstellungen in der Praxis zu übertragen und diese kritisch zu bewerten. Die Studierenden können unterschiedliche Perspektiven diskutieren und ihre eigenen Ansichten artikulieren. Sie sind in der Lage sich selbstständig Wissen anzueignen, fachliche Fragestellungen in Teams zu bearbeiten sowie die Ergebnisse darzustellen und einem heterogenen Publikum über verschiedene Medienformen (z.B. Vortrag, Präsentation, Poster) zu kommunizieren.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDOInformationsaustausch produzierender UnternehmenIT5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Markus RabeUDE, RUBDas Modul befasst sich mit den zentralen Begriffen der Interoperabilität und des Informationsaustausches im Wertschöpfungsnetz entlang der Kette der Produktentstehung sowie im Zuliefer- und Distributionsnetz. Dazu werden verschiedene Techniken der Geschäftsprozessmodellierung vorgestellt sowie die Analyse von Prozessmodellen behandelt. Um die technischen Hintergründe zu verstehen, werden grundlegende Begriffe und Standards der Datenübertragung (z.B. Internet-Protokolle und Dienste), der Netzwerktechnik drahtlosen Technologien und regulären Ausdrücken behandelt. Außerdem wird ein Einblick in den Themenkomplex der Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) gegeben und hierfür relevante Sprachen und Normen vorgestellt. Weiter erhalten die Studierenden eine ausführliche Einführung in die Begriffswelt der relationalen Datenbanken zur Speicherung und Verwaltung von Informationen. Um mit relationalen Datenbanken arbeiten und Informationen bearbeiten und abfragen zu können wird die Datenbanksprache SQL vorgestellt. Ausgewählte Themen und Methoden der Vorlesung, insbesondere zur Modellierung und zu Datenbanken sowie zur SPS, werden in den Übungen weiter vertieft und an praxisnahen Beispielen diskutiert.VorlesungNach erfolgreichem Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage, zentrale Elemente von Geschäftsprozessen zu erfassen, abzubilden und zu strukturieren. Darüber hinaus können sie die Bedeutung von Daten und Informationen in einem Geschäftskontext einordnen und wichtige Themenfelder, wie bspw. der Datensicherheit, kritisch beleuchten und diskutieren. Sie können zudem fachübergreifende Zusammenhänge für die verbindende Technik, insb. im Bereich von Datenbanken, erläutern. Die Studierenden sind außerdem in der Lage, Prozesse in (Meta-)Modellen abzubilden und darzustellen. Darüber hinaus können sie die Grundlagen von integrierenden Ansätzen, insb. serviceorientierter Architektur (SOA) sowie Unternehmensanwendungsintegration (EAI) beschreiben.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDOMaterialflussrechnungLogistik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Michael ten HompelUDE, RUBDieses Modul vermittelt die einschlägigen analytischen Verfahren zur Analyse von Logistiksystemen. In der Materialflussrechnung werden wissenschaftlich etablierte und in der Praxis gängige Methoden zur Leistungsermittlung in Förder- und Lagersystemen behandelt. Einen Schwerpunkt hierbei bildet die Berechnung der mittleren Spielzeit in vollautomatischen Lagersystemen, wie beispielsweise Hochregallagern für Paletten oder automatischen Kleinteilelagern für Behälter. Hierfür werden entsprechende Berechnungsgrundlagen hergeleitet und Optimierungspotenziale durch Schnellläuferzonen diskutiert. Des Weiteren werden Methoden zur Ermittlung des Durchsatzes von Förderelementen, insbesondere von Weichen und Zusammenführungen, behandelt. Außerdem werden Grundlagen aus dem Bereich der Warteschlagentheorie vermittelt. Den Abschluss des analytischen Teils bilden verschiedene Methoden für die Verfügbarkeitsberechnung komplexer Materialflusssysteme.VorlesungDie Studierenden können fördertechnische Komponenten wie Weichen und Zusammenführungen und vollautomatische Lagersysteme in Bezug auf ihre Leistung nach bestehenden Richtlinien analysieren und in Bezug auf ihre Leistung geeignete Dimensionierungen ableiten. Darüber hinaus erlernen sie die Anwendung der vorgestellten Methoden auf Spezialfälle, um diese besser beurteilen und Lösungsansätze zur Berechnung im Hinblick auf ihre Leistung entwickeln zu können. Im Bereich der Verfügbarkeit sind sie in der Lage, komplexe Systeme soweit zu vereinfachen, dass eine Berechnung mit Hilfe erlernter Methoden möglich wird.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDODistributionslogistikLogistik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Uwe ClausenUDE, RUBDas Modul befasst sich mit den Prozessen der Warenverteilung vom Unternehmen zu dessen Kunden/Abnehmern: Neben der Vorgehensweise bei der Konzeption einer Distributionsstruktur werden die Bereiche der Transportplanung sowie der Bestandssteuerung in mehrstufigen Systemen thematisiert. Dazu werden die unterschiedlichen Gestaltungsprinzipien von Nachschub- und Versorgungskonzepten vermittelt sowie die Distributionskonzepte verschiedener Branchen erläutert. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Analyse und Optimierung vorhandener Distributionsstrukturen bei Unternehmen. Neben Anforderungen an Daten und Möglichkeiten der Datenerhebung werden Analyseverfahren (Kunden-, Aufkommens-, Sendungsstruktur-, Servicegrad-, Frachtkostenanalyse) und deren Einsatzgebiete vermittelt. In den Übungen werden die Vorlesungsinhalte anhand einer Fallstudie vertieft. Mittels mathematischer und simulativer Verfahren werden dabei unterschiedliche Distributionsstrukturen entwickelt und analysiert.VorlesungNach Abschluss des Moduls können Studierende unterschiedliche Distributionskonzepte und -strukturen gegenüberstellen und auf praktische Fragestellungen anwenden. Im Rahmen dessen lernen sie Algorithmen der Transportplanung anzuwenden und komplexe Entscheidungssituationen in der Distributionslogistik zu beurteilen.Als Zulassungsvoraussetzung ist eine Studienleistung, in Form der Bearbeitung einer Fallstudie o. Ä., zu erbringen. Die Details werden durch die jeweilige Dozentin / den jeweiligen Dozenten zu Beginn der Veranstaltung bekannt gemacht.Schriftliche KlausurSoSe1) Clausen, U.; Geiger, C. (Hrsg.) (2013). Verkehrs-und Transportlogistik. 2. Auflage. Springer Verlag. Berlin Heidelberg. 2) Arnold, D., Isermann, H, Kuhn, A., Tempelmeier, H.; Furmans, K. (Hrsg.) (2008): Handbuch Logistik, 3. Auflage, Springer-Verlag, Berlin et al. 3) Koether, R.(2012). Distributionslogistik. Effiziente Absicherung der Lieferfähigkeit. Springer Gabler, Heidelberg.
TUDOKommissioniersystemeLogistik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Michael ten HompelUDE, RUBDie Veranstaltung behandelt aus einer planerischen Perspektive den Bereich der Kommissioniersysteme, wobei verschiedene Komponenten, Technologien und Anlagen des Förder- und Lagerwesens betrachtet werden. Dies umfasst den Aufbau, die Bestandteile und das Zusammenwirken dieser Komponenten im Generellen und die Vertiefung an konkreten Beispielen. Neben dem technischen Aufbau werden die Ablauf- und Aufbauorganisation von Kommissioniersystemen inklusive Informations- und Kommunikationssystemen behandelt, welche zum Betrieb und zur Einbindung in übergeordnete Produktions- und Logistiksysteme notwendig sind.VorlesungDie Studierenden sind in der Lage, Kommissioniersysteme zu analysieren, die Leistungsfähigkeit zu bestimmen und anforderungsgerecht und nach technisch-wirtschaftlichen Kriterien zu gestalten. Sie können Schwachstellen erkennen und Verbesserungspotenziale aufzeigen. Die einzelnen Geräte und Systemkomponenten können sie in ihrem Zusammenspiel bewerten und erhalten eine ganzheitliche Sicht der Technik.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDOAntriebstechnik IIKonstruktionstechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Bernd KünneRUBIn diesem Modul erhalten die Studierenden einen grundlegenden Überblick über die in technischen Produkten eingesetzten hydraulischen antriebstechnischen Komponenten, insbesondere über deren Funktion und Eigenschaften, Auslegung, Berechnung und Gestaltung. Nach einem Überblick über die Grundlagen der Ölhydraulik und die Fluide der Hydraulik werden die verwendeten Komponenten dargestellt. Hierzu gehören Pumpen (z. B. Pumpenbauarten, Kennlinien und Kennfeld), Ventile und Motoren. Es werden die Grundlagen hydraulischer Getriebe, hydrostatische Getriebe, hydrodynamische Leistungsübertragung, Wandler, Kupplungen, Bremsen und Retarder anhand typischer Anwendungen vorgestellt, und es wird die Zusammenarbeit dieser Komponenten im Antriebstrang behandelt.VorlesungNach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul sind die Studierenden in die Lage versetzt, antriebstechnische Sachverhalte im Überblick und insbesondere in der Hydraulik analytisch und strukturiert zu durchdenken und kritisch zu betrachten. Sie sind befähigt, auf dem Gebiet der Antriebstechnik auch umfangreichere Problemstellungen mittels natur- und ingenieurwissenschaftlicher Erkenntnisse zu strukturieren, zu bearbeiten und technisch umzusetzen. Sie können fachübergreifende Zusammenhänge erkennen, in Gesamtzusammenhängen denken und antriebstechnische Problemstellungen unter Einbeziehung konstruktiver und steuerungstechnischer Anforderungen lösen.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDONanowerkstoffeWerkstofftechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Wolfgang TillmannUDE, RUBDie Nanotechnologie zählt zu den Future Emerging- und Key Enabling Technologies des 21. Jahrhunderts. Sie besitzt nicht nur eine großes Potential zur Veränderung ganzer Technologiebereiche, sondern hat unser alltägliches Leben bereits nachhaltig (beispielsweise durch die Entwicklung von Nano-Chips in Smartphones) beeinflusst. Aus diesem Grund wird der Nanotechnologie sowohl aus wissenschaftlicher, industrieller wie auch gesellschaftlicher Sicht eine große Bedeutung beigemessen. Das Bestreben in der Nanotechnologie ist einerseits darauf ausgerichtet, die Abmessungen von Strukturen und Systemen immer weiter zu reduzieren, um so z.B. auf elektronischen Bauteilen mehr und leistungsfähigere Funktionseinheiten integrieren zu können. Andererseits bietet diese Technologie die Möglichkeit zur Entwicklung völlig neuartiger Hochleistungsmaterialen und -anwendungen mit bisher ungeahnten (bzw. auf konventionellem Weg nicht realisierbaren) Funktions- und Struktureigenschaften. Zu den Anwendungsbeispielen zählen transparente Werkstoffe und Suspensionen, elektrisch leitende oder verformbare Keramiken, neuartige Energiespeicherwerkstoffe (auf Basis von Carbon Nanotubes) und Halbleiterwerkstoffe (OLEDs, Quantum Dots) sowie hochfeste bzw. wärmeresistente Materialien und Beschichtungen. Nanowerkstoffe spielen hier eine Schlüsselrolle und bilden somit einen zentralen und übergeordneten Forschungsschwerpunkt im Bereich der Nanotechnologie. Das Vorlesungsmodul „Nanowerkstoffe“ vermittelt den Studierenden ein fundiertes Wissen über die Möglichkeiten und Grenzen von Nanowerkstoffen und Nanotechnologien. Angefangen von den physikalischen Grundlagen und phänomenologischen Effekten aus dem Nanokosmos über die Anwendung und Nutzen der Nanotechnologie bis hin zur Herstellung, Charakterisierung und Analyse von Nanowerkstoffen / Nanostrukturen werden alle wichtigen Themenstellungen aus diesem Bereich behandelt. Inhaltliche Schwerpunkte der Vorlesung bilden vor allem die Darlegung der Veränderung von Materialeigenschaften entlang der Größenskala sowie die Existenz und Nutzung von Nanoeffekten zur Herstellung neuer, leistungsfähiger Materialien und innovativer Anwendungen. Die Vorlesung zeigt anhand vieler praktischer Beispiele aus dem alltäglichen Leben, dass die Nanotechnologie hier bereits umfassenden Einzug erhalten hat bzw. dort nicht mehr wegzudenken ist. Ebenso widmet sich die Vorlesung dringlichen Fragestellungen zur Abschätzung von Risiken für Mensch und Umwelt sowie der sozioökonomischen Bedeutung der Nanotechnologie. Letzteres beinhaltet den derzeitigen Entwicklungsstand bzw. die Verbreitung der Nanotechnologie im wissenschaftlichen und industriellen Umfeld, die Entwicklung der Arbeits- und Absatzmärkte sowie die zurzeit gültigen gesetzlichen Regelungen.VorlesungNach Abschluss des Vorlesungsmoduls „Nanowerkstoffe“ sind die Studierenden in der Lage, Potentiale und Risiken von Nanotechnologien bzw. Nanomaterialien zu beschreiben. Des Weiteren können sie fundamentale Zusammenhänge zwischen der Strukturgröße von Materialien und ihren Eigenschaften bzw. ihrem Verhalten erklären. Die Vorlesung vermittelt den Studierenden außerdem viele nützliche (theoretische) Grundlagen, um später in Wissenschaft und Industrie neue Ansätze / Lösungen für die Werkstofftechnologie bzw. Produktionstechnik erarbeiten zu können. Dies betrifft insbesondere die Entwicklung und den Einsatz von neuartigen Werkstoffen, Anwendungen und Technologien.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDOStrömungsmaschinen IIIFluidtechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Andreas BrümmerUDE, RUBNeben der auf dem vermittelten Grundwissen basierenden Fachkompetenz und der Methodenkompetenz hinsichtlich der erlernten Abstraktion von realen, komplexen Problemstellungen auf das Wesentliche vermittelt das Modul insbesondere eine hohe Motivation sich eigenständig tiefergehend mit der Thematik der regenerativen Energiewandler zu befassen. Im Rahmen des Moduls erlernen die Studierenden die detaillierte Funktion, die Auslegung und das Betriebsverhalten verschiedener Bauarten von Wasserturbinen. Ausgehend von der geschichtlichen Entwicklung sowie der Betriebsrandbedingungen werden die strömungstechnischen, elektrotechnischen und konstruktiven Besonderheiten dieser regenerativen Energiewandler beschrieben. Hierbei wird die gesamte Energiewandlungskette von der Hydrodynamik bis zur elektrischen Netzanbindung und Wirtschaftlichkeit betrachtet. Die Betriebsgrenzen sowie die Steuerungs- und Regelungsarten der regenerativen Energiewandler „Wasserturbine“ werden aufgezeigt.VorlesungNach erfolgreicher Teilnahme der Modulveranstaltung sind die Studierenden in der Lage, das vermittelte tiefergehende Verständnis von Wasserturbinen zur Wandlung von regenerativen Energien sowohl zur Standortauswahl als auch zur ersten Auslegung der Maschinen und Anlage zu nutzen. Sie besitzen das Grundwissen, sowohl das stationäre als auch ansatzweise das instationäre Betriebsverhalten der Fluidenergiemaschinen zu verstehen und erforderlichenfalls gezielt zu beeinflussen.Kenntnisse aus den Veranstaltungen Strömungsmechanik I und Strömungsmaschinen I sind empfehlenswert.--Schriftliche KlausurSoSe
TUDOStrömungsmaschinen IVFluidtechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Andreas BrümmerUDE, RUBIm Rahmen des Moduls erlernen die Studierenden die detaillierte Funktion, die Auslegung und das Betriebsverhalten verschiedener Bauarten von Windturbinen. Ausgehend von der geschichtlichen Entwicklung sowie der Betriebsrandbedingungen werden die strömungstechnischen, elektrotechnischen und konstruktiven Besonderheiten dieser regenerativen Energiewandler beschrieben. Hierbei wird die gesamte Energiewandlungskette von der Aerodynamik bis zur elektrischen Netzanbindung und Wirtschaftlichkeit betrachtet. Die Betriebsgrenzen sowie die Steuerungs- und Regelungsarten der regenerativen Energiewandler „Windrturbine“ werden aufgezeigt.VorlesungNach erfolgreicher Teilnahme der Modulveranstaltung sind die Studierenden in der Lage, das vermittelte tiefergehende Verständnis von Windturbinen zur Wandlung von regenerativen Energien sowohl zur Standortauswahl als auch zur ersten Auslegung der Maschinen und Anlage sowie zur Netzankopplung zu nutzen. Sie besitzen das Grundwissen, sowohl das stationäre als auch ansatzweise das instationäre Betriebsverhalten der Fluidenergiemaschinen zu verstehen und erforderlichenfalls gezielt zu beeinflussen.Kenntnisse aus den Veranstaltungen Strömungsmechanik I und Strömungsmaschinen I sind empfehlenswert.--Mündliche PrüfungWiSe
TUDOArbeitssystemgestaltung IIProduktionssysteme5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Jochen DeuseUDE, RUBDie im Modul Arbeitssystemgestaltung I vermittelten Inhalte der Planung, Gestaltung und Optimierung von Arbeitssystemen werden im Modul Arbeitssystemgestaltung 2 vertieft und anhand eines Fallbeispiels praktisch umgesetzt, wobei die Studierenden eigenständig die verschiedenen Schritte zur Überführung der theoretischen Planungsstände in die Praxis durchführen und die Ergebnisse anschließend auswerten und präsentieren. Das Modul fokussiert dabei insbesondere die Planung und Auswahl eines geeigneten Arbeitssystemlayouts sowie die Verkettung einzelner Arbeitsplätze zu einem soziotechnischen Arbeitssystem. Darüber hinaus erlernen die Studierenden die Planung, Auswahl und praktische Umsetzung von Materialbereitstellungskonzepten und deren Einbindung in das konzipierte Arbeitssystem. Das Modul vermittelt zudem die Anwendung von Projektmanagementmethoden zur erfolgreichen Realisierung von Projekten sowie die Planung des Personalbedarfs und -einsatzes. Ferner erlernen die Studierenden die PDCA-Methodik zur kontinuierlichen Prozessverbesserung.VorlesungDie Studierenden verfügen nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls über fundierte Kenntnisse bzgl. der Planung, Gestaltung und Umsetzung soziotechnischer Arbeitssysteme. Die Studierenden sind in der Lage, Produkte und Arbeitsabläufe zu gliedern sowie Arbeitssysteme unter Berücksichtigung ergonomischer und wirtschaftlicher Gesichtspunkte zu konzeptionieren, zu gestalten und zu optimieren. Ferner können die Studierenden nach erfolgreichem Abschluss dieses Moduls die PDCA-Methodik anwenden, die eine kontinuierliche Prozessverbesserung sicherstellt. Die Studierenden besitzen außerdem vertieftes Wissen im Bereich des Projektmanagements und können Projekte in Kleingruppen eigenständig planen und durchführen.Vor Besuch des Elementes 1 (Arbeitssystemgestaltung II) wird die Veranstaltung 'Arbeitssystemgestaltung I' empfohlen.--Mündliche PrüfungWiSe
TUDOAusgewählte Kapitel der computerorientierten Mechanik IIMechanik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Andreas MenzelUDE, RUBIn dieser Veranstaltung werden den Studierenden forschungsnahe Themengebiete aus dem Gebiet der computerorientierten Mechanik vermittelt und die Anwendung auf ingenieurtechnische Problemstellungen aufgezeigt. Sie orientiert sich dabei an Bereichen wie erweiterten numerischen Methoden, Optimierungsalgorithmen, Strukturoptimierung, neuen Diskretisierungsmethoden oder Approximationen für die Beschreibung von Grenzflächen.VorlesungNach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul sind die Studierenden in der Lage, die grundlegenden Prinzipien der computerorientierten Mechanik zu benennen und auf technisch relevante Problemstellungen zu übertragen sowie anzuwenden und diese eigenständig zu lösen. Zudem sind die Studierenden in der Lage, alternative Methoden und Vorgehensweisen zu analysieren, sich anwendungsspezifisch für eine präferierte Methode zu entscheiden und eigene Erweiterungen zu konstruieren.Vor Besuch des Elementes 1 (Ausgewählte Kapitel der computerorientierten Mechanik II) werden die Veranstaltungen 'Einführung in die Programmierung II', 'Einführung in die Programmierung I', 'Methode der Finiten Elemente II', 'Methode der Finiten Elemente I', 'Einführung in die Materialtheorie' und 'Tensorrechnung' empfohlen.--Schriftliche KlausurSoSe
TUDOUnternehmenslogistik und Supply Chain ManagementLogistik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Michael HenkeUDE, RUBZiel der Veranstaltung ist es, ein vertieftes Verständnis von den zentralen Konzepten, Methoden und Herangehensweisen der Unternehmenslogistik, des Supply Chain Managements (SCM) sowie des Risikomanagements zu schaffen. Zunächst werden die Kernaufgaben im SCM thematisiert und dabei die strategischen, taktischen und operativen Entscheidungsprozesse erläutert. Diese sind essentiell für den Entwurf alternativer Netzwerkdesigns und die Optimierung der Einkaufs- und Produktionsplanung sowie des Bestandsmanagements. Es werden darüber hinaus wichtige betriebswirtschaftliche Kennzahlen und grundlegende Strategien für ein effektives, effizientes und agiles SCM dargelegt und diskutiert. Zudem wird die Relevanz der Simulation als Methode für die Entscheidungsunterstützung im SCM erläutert. Ein weiterer Themenkomplex des Moduls ist das Thema Risikomanagement, welches mit einem ganzheitlichen Anspruch betrachtet wird. Hier werden den Studierenden mögliche Arten von Störungen in einer Supply Chain sowie entsprechende Managementstrategien und Methoden zur Risikoanalyse und -bewertung aufgezeigt. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden die Aufgaben des Bestands- und Kapazitätsmanagements und entsprechende Modellierungstechniken erläutert und bearbeitet. Angereichert werden die Inhalte mit aktuellen und zukunftsorientierten Methodenkenntnissen im Kontext der Digitalisierung und Autonomisierung. Insbesondere werden hierbei innovative Technologien wie bspw. Distributed Ledger Technologien, u.a. die Blockchain-Technologie, thematisiert und im Kontext verteilter Systeme erläutert. Neben den Grundlagen und Funktionsweisen der Technologie werden beispielhafte Anwendungsfelder im SCM aufgezeigt.VorlesungNach dem Abschluss der Veranstaltung sind die Studierenden in der Lage, relevante Konzepte und Theorien für den Aufbau einer Supply Chain anzuwenden. Ferner können Sie erklären, welche Arten von Entscheidungen in einem Unternehmen getroffen werden und wie sich diese auf die gesamte Leistung der Supply Chain auswirken. Die Studierenden können unterschiedliche Perspektiven diskutieren und ihre eigenen Ansichten artikulieren. Sie werden weiterhin befähigt, sich selbstständig Wissen anzueignen, fachliche Fragestellungen in Teams zu bearbeiten sowie die Ergebnisse darzustellen und einem heterogenen Publikum über verschiedene Medienformen (z. B. Vortrag, Präsentation, Poster) zu kommunizieren.Als Zulassungsvoraussetzung ist eine Studienleistung, in Form der Bearbeitung einer Gruppenarbeit o. Ä., zu erbringen. Die Details werden durch die jeweilige Dozentin / den jeweiligen Dozenten zu Beginn der Veranstaltung bekannt gemacht.--Schriftliche KlausurSoSe
TUDOLogistik- und VerkehrsmanagementLogistik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Uwe ClausenUDE, RUBDie Veranstaltung Logistik- und Verkehrsmanagement thematisiert das Management von Verkehren und angeschlossenen logistischen Prozessen. Dabei werden Verkehrsplanung und -steuerung im makroskopischen, volkswirtschaftlichen Kontext, u.a. hinsichtlich Infrastruktur, Verkehrsdaten und Verkehrsfinanzierung, behandelt. Zudem werden in der Veranstaltung grundlegende, betriebswirtschaftliche Aspekte der Personal- und Produktplanung und -steuerung in der Logistik dargestellt. Die volks- und betriebswirtschaftlichen Themenbereiche werden verknüpft durch Inhalte, die als Querschnittsaufgaben die Schnittstelle zwischen unternehmerischem und gesellschaftlichem/politischen Handeln bilden. Hierzu zählen der Wirtschaftsverkehr und zugeordnete Aspekte der Raum- bzw. Stadtplanung unter logistischen Gesichtspunkten ebenso wie die ökologischer Wirkung und Verantwortung des Verkehrs. In den Übungen werden die Vorlesungsinhalte vertieft und auf Fragestellungen aus der Praxis übertragen und angewendet. Zudem werden vor allem die volkswirtschaftlichen und gesellschaftlichen Themenbereiche in Form von Präsentationen durch die Studierenden aufbereitet. Dazu werden aktuelle Fragestellungen in Form kurzer Vorträge präsentiert.VorlesungNach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul sind die Studierenden in der Lage komplexe Situationen bei der Planung oder dem Betrieb logistischer Knoten systematisch zu analysieren und geeignete Methoden zur Lösung anzuwenden. Die praktische Erprobung und Vertiefung der theoretischen Kenntnisse befähigt die Studierenden verkehrslogistische Fragestellungen zu lösen und ihr Vorgehen bei Projekten strukturiert zu organisieren.Als Zulassungsvoraussetzung ist eine Studienleistung, in Form der Bearbeitung einer Gruppenarbeit o. Ä., zu erbringen. Die Details werden durch die jeweilige Dozentin / den jeweiligen Dozenten zu Beginn der Veranstaltung bekannt gemacht.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDODatenanalyse und Wissensrepräsentation in der Produktion und LogistikIT5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Markus RabeRUBDie Studierenden erlernen in diesem Modul die Grundlagen der Datenanalyse in produktionslogistischen Unternehmen. Das Modul behandelt die gesamte Kette der Wissensentdeckung, von der Datenhaltung in NOSQL-Datenbanken über ausgewählte Verfahren des Data Minings bis hin zu Techniken der Wissensrepräsentation beispielsweise über semantische Netze. Die verschiedenen Einflussfaktoren und Randbedingungen für die Wissensentdeckung in der Produktionslogistik werden an ausgewählten Vorgehensmodellen erläutert. In den spezifischen Grundlagen des Data Minings werden Verfahren aus dem Bereich der Clusteranalyse, der Entscheidungsbäume sowie der Nearest-Neighbour-Klassifikation vorgestellt. Das Modul ordnet die eingeführten Themen in den Kontext aktueller produktionslogistischer Themen wie Big Data und Dezentralisierung ein und zeigt verschiedene Anwendungsmöglichkeiten auf. Hierbei werden auch unterstützende Konzepte wie Grid- und Cloud-Computing adressiert. Zudem werden in der Praxis benachbarte Gebiete wie Data-Security und Datenmigration diskutiert. Die Übung ist praxisorientiert gestaltet und behandelt neben der interaktiven Diskussion zu ausgewählten Themen der Veranstaltung eine grundlegende Einführung in die Konzeption verschiedener Datenbanksysteme. Ein weiterer Schwerpunkt der Übung ist durch die Anwendung von zuvor eingeführten Data-Mining-Verfahren gegeben, die von den Studierenden in Kleingruppen prototypisch angewendet werden.VorlesungMit erfolgreichem Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage, den Einsatz von Methoden der Datenanalyse und verwandten Techniken zu bewerten. Der Studierende verfügt über Grundkenntnisse der Wissensentdeckung und kann Fragestellungen zu diesem Themengebiet einordnen und in der Praxis bei der Lösungsentwicklung unterstützen. Des Weiteren verfügen die Studierenden über ein fundiertes Wissen zum Thema NOSQL-Datenbanken und deren Einsatzmöglichkeiten im produktionslogistischen Kontext. Sie sind darüber hinaus in der Lage, wesentliche Begriffe der Veranstaltung wie beispielsweise Datenmigration in praxisrelevanten Themen einzuordnen.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDOPlanung und Umsetzung von IT-ProjektenIT5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Markus RabeRUBDas Modul führt Vorgehensweisen zur Auswahl, Gestaltung und Einführung von Informationssystemen im Bereich der Produktionslogistik ein. Dafür werden zunächst Methoden zur Vorbereitung und Strukturierung von IT-Projekten behandelt. Die Planung des (spezifisch) einzusetzenden Systems von den Anforderungen aus dem Geschäftsprozess über Lasten- und Pflichtenheft sowie Aufwandsschätzung bis in die Projektplanung wird durchgängig behandelt. Weiter werden Techniken der Projektüberwachung im Kontext von IT-Systemen eingeführt sowie Methoden zur qualitätsorientierten Entwicklung von Software behandelt. Weitere Aspekte beinhalten verwandte IT-Themen wie Softwaremigration, Planungstools und Versionskontrollsysteme. In der Übung wird ein beispielhaftes IT-Projekt in Gruppen analysiert und geplant. Die Studierenden nehmen unterschiedliche Rollen innerhalb verschiedener Projektphasen ein und üben interaktiv die zuvor gelernten Techniken und Tools. Die Ergebnisse werden gruppenweise vorgestellt und gemeinschaftlich diskutiert.VorlesungNach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, Projekte zur Einführung von IT-Systemen in Unternehmen der Produktion und Logistik aufzusetzen und fachgerecht zu begleiten. Sie haben die Kompetenz, als Mittler zwischen der Fachabteilung und den Software-Spezialisten aufzutreten. Zudem können sie die korrekte Durchführung der Prozesse in der Projektabwicklung beurteilen sowie die Prozess- und Produktqualität der IT-Systeme qualifiziert überwachen. Des Weiteren sind die Studierenden in der Lage, die Struktur eines Migrationsprozesses für Software zu gestalten und Modelle für diesen Prozess nachzuvollziehen.--Schriftliche KlausurSoSe
TUDOIT-Gestaltung in der Produktion und LogistikIT5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Markus RabeRUBDie Studierenden erlernen in diesem Modul die Grundlagen zum Softwareentwicklungszyklus im Kontext der Produktion und Logistik. Dazu werden zunächst Programmierkonzepte zum eigenständigen Entwurf und Implementierung von Programmen unter Nutzung der Programmiersprache C++ vorgestellt und intensiv diskutiert. Darauf aufbauend werden die Grundlagen von Software-Entwicklungsmethoden behandelt. Dazu zählen typische Ansätze wie Top-Down und Bottom-Up sowie in der Praxis etablierte Vorgehensmodelle wie das V-Modell XT. Auf dieser Basis werden moderne Softwareentwicklungsmethoden in den Fokus gerückt. Schwerpunkt der Betrachtung ist die agile Software-Entwicklungsmethode SCRUM. Darüber hinaus erlernen die Studierenden die Bedeutung von Softwaretests im Kontext von Softwarequalität. Insbesondere sind dabei Verfahren zur Verifikation und Validierung der eingeführten Vorgehensmodelle sowie der Umgang mit Fehlern und die Fehlervermeidung Schwerpunkte des Moduls. Darüber hinaus werden Auszeichnungssprachen wie HTML und XML behandelt und die Kommunikation im Web diskutiert. Innerhalb der Übung wenden die Studierenden das gelernte Wissen praxisorientiert an. Dazu vertieft die Übung praktisches Programmieren und die agilen Softwareentwicklungsmethoden, welche die Studierenden in Kleingruppen selbstständig erarbeiten. Die Studierenden erlernen Methoden, um die Planung, Anpassung und Einführung von Informationssystemen insbesondere in logistischen und produktionslogistischen Anwendungen zu gestalten und zu begleiten. Sie werden in die Lage versetzt, Vorgehensweisen von IT-Anbietern kritisch zu beurteilen und erwerben Fähigkeiten zur effektiven Überwachung von IT-Projekten sowie zur Einführung geeigneter Monitoring-Mechanismen. Darüber hinaus werden Grundlagenkenntnisse für die selbständige Lösung von IT-Aufgaben erworben. Weiterhin werden Vorgehensmodelle zur Gestaltung von IT-Systemen sowie Methoden zur Modellierung von IT-Systemen einschließlich der grafischen Benutzungsschnittstellen aus Anwendungssicht und aus technischer Sicht diskutiert. Intensiv behandelt werden Fragen der Softwarequalität und des Softwaretests. Programmierkonzepte werden am Beispiel von C++ besprochen und weitere Sprachen sowie für Web-Anwendungen vorgestellt, wobei insbesondere auch die Konzepte von Auszeichnungssprachen wie HTML, CSS und XML sowie von Webservices behandelt werden. In der Übung setzen die Studierenden in Gruppen die erlernten Fähigkeiten an konkreten Beispielen um.VorlesungNach erfolgreichem Abschluss dieses Modules sind die Studierenden in der Lage, Vorgehensmodelle zur Softwareentwicklung zu verstehen und selbst anzuwenden. Sie sind außerdem fähig, ein gegebenes Softwareprodukt systematisch mit Hilfe selbst gewählter Verfahren zu verifizieren, validieren und zu testen. Weiterhin können die Studierenden eigenständig Programme entwerfen und umsetzen und dafür Softwareentwicklungsmethoden einsetzen. Darüber hinaus können sie Auszeichnungssprachen lesen und im Kontext der Webkommunikation einordnen.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDOVerbundwerkstoffe und WerkstoffverbundeKonstruktionstechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. N. N.UDEDie Lehrinhalte dieser Veranstaltung sind zum einen polymere Verbundwerkstoffe, zum anderen werden Werkstoffverbunde mit polymerer Komponente behandelt. Die Begriffe Verbundwerkstoff und Werkstoffverbund werden zunächst untereinander abgegrenzt und in zwei Teilen behandelt. Im ersten Teil der Lehrveranstaltung werden insbesondere kurz- und langfaserverstärkte polymere Verbundwerkstoffe behandelt. Bei dieser Art von Verbundwerkstoffen existiert ein direkter Zusammenhang zwischen Werkstoffverarbeitung und resultierenden Bauteileigenschaften. Schwerpunktmäßig werden die Verarbeitungsverfahren und der Einfluss des Produktionsprozesses auf die späteren Eigenschaften des Bauteils behandelt. Weiterhin werden Modellierungsansätze zur Berechnung der Verbundeigenschaften auf Basis der Verbundwerkstoffkomponenten vorgestellt. Den zweiten Teil der Lehrveranstaltung bilden die Werkstoffverbunde (Hybrid-Verbundbauteile). Ihre spezifischen Produktions- bzw. Fügetechniken und ihre Anwendungspotenziale in leichtbauoptimierten Strukturbauteilen werden vorgestellt.VorlesungDie Studierenden sind nach erfolgreichem Abschluss dieser Veranstaltung in der Lage, die unterschiedlichen polymeren Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde zu unterscheiden. Sie können materialspezifische Berechnungsverfahren durchführen und resultierendes Bauteilverhalten vorhersagen. Daneben können Sie verschiedene Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde kategorisieren und zugehörige Produktionsverfahren zuordnen.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDOAdvanced Simulation Techniques in Metal Forming IFertigungstechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Erman TekkayaUDEDie Vorlesung behandelt die erweiterten ingenieurtechnischen Anwendungen der Finite-Elemente-Methode für allgemein nichtlineare und räumlich dreidimensionale Problemstellungen, die insbesondere für Simulationen in der Umformtechnik relevant sind. Das Modul beginnt mit der Einführung genereller nichtlinearer Phänomene. Nach der Einführung der elementaren kinematischen Zusammenhänge liegt ein Schwerpunkt auf objektiven Zeitableitungen. Anschließend werden hyper- sowie hypoelastische Materialmodelle eingeführt und der Unterschied zwischen beiden Konzepten besprochen. Nach der Einführung des allgemeinen Finite-Elemente-basierten Rahmens zur Lösung konkreter Randwertprobleme werden spezielle Strukturelemente wie verschiedene Balkenformulierungen und Schalenelemente behandelt. Den Abschluss des Moduls bildet die Einführung verschiedener Formulierungen zur Lösung von Kontaktproblemen.VorlesungNach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul sind die Studierenden in der Lage, die grundlegenden Konzepte und Annahmen spezieller Finite-Elemente-basierter Simulationsmethoden für allgemeine nichtlineare Problemstellungen zu benennen und gezielt auf Problemstellungen der Umformtechnik zu übertragen sowie anzuwenden und diese eigenständig zu lösen. Darüber hinaus entwickeln die Studierenden Konzepte zur rechnergestützten Implementierung dieser Konzepte und der zugehörigen Methoden.Vor Besuch des Elementes 1 (Advanced Simulation Techniques in Metal Forming I) werden die Veranstaltungen 'Methode der Finiten Elemente II' und 'Methode der Finiten Elemente I' empfohlen.--Schriftliche KlausurSoSe
TUDOAusgewählte Kapitel der computerorientierten Mechanik IMechanik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Andreas MenzelUDEIn dieser Veranstaltung werden den Studierenden forschungsnahe Themengebiete aus dem Gebiet der computerorientierten Mechanik vermittelt und die Anwendung auf ingenieurtechnische Problemstellungen aufgezeigt. Sie orientiert sich dabei an Bereichen wie Homogenisierungsmethoden, Molekulardynamik, Schädigungs- und Bruchmechanik oder der Theorie poröser Medien.VorlesungNach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul sind die Studierenden in der Lage, die grundlegenden Prinzipien der computerorientierten Mechanik zu benennen und auf technisch relevante Problemstellungen zu übertragen sowie anzuwenden und diese eigenständig zu lösen. Zudem sind die Studierenden in der Lage, alternative Methoden und Vorgehensweisen zu analysieren, sich anwendungsspezifisch für eine präferierte Methode zu entscheiden und eigene Erweiterungen zu konstruieren.Vor Besuch des Elementes 1 (Ausgewählte Kapitel der computerorientierten Mechanik I) werden die Veranstaltungen 'Einführung in die Programmierung II', 'Einführung in die Programmierung I', 'Methode der Finiten Elemente II', 'Methode der Finiten Elemente I', 'Einführung in die Materialtheorie' und 'Tensorrechnung' empfohlen.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDOMaterialflusssimulationIT5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Markus RabeUDEDie Studierenden erlernen in diesem Modul die Grundlagen der ereignisdiskreten Simulation (discrete-event simulation, DES) sowie deren praktische Anwendung in Fragestellungen der Materialflusstechnik. Dazu wird das Vorgehensmodell für Simulationsstudien nach VDI 3633.1 diskutiert. In den spezifischen Grundlagen der Statistik werden insbesondere die zur Analyse und Generierung von Eingabedaten sowie die zur Einordnung und Bewertung der erzeugten Ausgabedaten verwendeten Verfahren behandelt. Zu den weiteren Themengebieten gehören die Experimentplanung und –auswertung sowie die Vorgehensmodelle und Techniken der Verifikation und Validierung. Dabei wird explizit die organisatorische Einbettung von Simulationsstudien in Planungsprojekten behandelt. Ausgewählte Themen und Methoden der Vorlesung, insbesondere zu der Modellerstellung, der Durchführung von Simulationsstudien und der Verifikation und Validierung, werden in den Übungen weiter vertieft und an praxisnahen Beispielen diskutiert. Die Simulationsmodelle werden von den Studierenden eigenständig erarbeitet. Die Simulationsstudien werden unter Nutzung eines Simulationswerkzeugs durchgeführt.VorlesungMit erfolgreichem Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage, den Einsatz von Simulationstechnik für Aufgabenstellungen der Materialflussplanung zu beurteilen, einzuordnen und im Projektumfeld zu leiten. Die Studierenden können des Weiteren vorliegende Problemstellungen analysieren und die Verhältnismäßigkeit eines Simulationseinsatzes bewerten. Außerdem können sie geeignete Simulationswerkzeuge auswählen sowie Schlussfolgerungen aus den Simulationsergebnissen ableiten. Dadurch können die Studierenden die Durchführung von Simulationsstudien in der Praxis leiten und Untersuchungsergebnisse analysieren. Außerdem sind sie in der Lage, den Aufbau und die Funktionsweise von konkreten Simulationsmodellen zu verstehen und selbst Modelle zu entwickeln.--Schriftliche KlausurSoSe
TUDOMethoden der ZeitwirtschaftProduktionssysteme5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Jochen DeuseUDEDas Modul behandelt ergänzend zu den Grundlagen des Industrial Engineerings vertiefende Inhalte der Gestaltung, Bewertung und Optimierung von Arbeitssystemen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Methoden der Zeitwirtschaft zur Ermittlung von mitarbeiterbezogenen Kenngrößen (bspw. Vorgabezeit, Leistungsgrad etc.). Hierzu werden den Studierenden zunächst Grundbegriffe, stochastische Grundlagen und Verwendungszwecke im Kontext der Zeitwirtschaft sowie nachfolgend bedeutende Methoden der Zeitwirtschaft vermittelt. Hierzu zählen u.a. folgende Methoden: Multimoment-Studien, REFA-Zeitstudien, Systeme vorbestimmter Zeiten (z. B. MTM-UAS), Planzeitbausteine, Vergleichen und Schätzen, Simulation und Berechnen. Zusätzlich werden digitale Unterstützungsmöglichkeiten durch Software zur Ermittlung, Aufbereitung, Verwendung und Verwaltung von Zeitdaten (bspw. MTM-TiCon, ORTIM etc.) vermittelt.VorlesungDie Studierenden sind nach Abschluss des Moduls in der Lage, Grundbegriffe der Zeitwirtschaft zu erläutern und auf industrielle Prozesse zu übertragen. Des Weiteren können sie entsprechend der unternehmensspezifischen Rahmenbedingungen und des Verwendungszwecks geeignete Methoden der Zeitermittlung auswählen und zur zeitlichen Bewertung industrieller Prozesse anwenden. Zusätzlich kennen sie digitale Werkzeuge sowie ein mögliches, durchgängiges Konzept zur digitalen Unterstützung der Zeitwirtschaft.--Schriftliche KlausurSoSe
TUDOIndustrial Data Science IIT5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Jochen DeuseUDEDurch den zunehmenden Einsatz moderner Informations- und Kommunikationstechnologien in produzierenden Unternehmen werden fortlaufend Daten erfasst, deren Auswertung und Nutzung für die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen von entscheidender Bedeutung sind. Das Modul „Industrial Data Science 1“ behandelt die Grundlagen des Data Mining und des Datenmanagements sowie deren Anwendung in der industriellen Praxis, um Wissen aus den Daten zu gewinnen. Dabei sollen die speziellen Herausforderungen produzierender Unternehmen berücksichtigt und den Teilnehmern so das notwendige Wissen zur Lösung von Problemstellungen in der Praxis mittels Verfahren der Datenanalyse vermittelt werden. Ein besonderer Fokus liegt auf Verfahren des Datenmanagements, der Datenvorverarbeitung, der Modellerstellung sowie der Modellevaluierung. Das Modul wird für die Studierenden der Fakultät Maschinenbau sowie der Fakultäten Statistik und Informatik angeboten, um ein gemeinsames Lernen und einen interdisziplinären Wissensaustausch zu ermöglichen.VorlesungDie Studierenden verfügen nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls über grundlegende Kenntnisse bzgl. verbreiteter Verfahren des Data Mining und des Datenmanagements. Sie sind in der Lage industrielle Datenbestände für die Modellierung vorzuverarbeiten, relevante Modellierungsverfahren fallspezifisch auszuwählen und sie auf realtypische Übungsbeispiele aus der industriellen Produktion anzuwenden. Zudem kennen die Studierenden die speziellen Herausforderungen im industriellen Umfeld bzgl. Datenbeschaffung, -haltung und -aggregation und beherrschen den Umgang mit diesen mittels geeigneter Methoden.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDONichtlineare Finite-Elemente-MethodenMechanik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing Andreas MenzelUDEDie Vorlesung behandelt die Grundlagen und ingenieurtechnischen Anwendungen der Finite-Elemente-Methode für geometrisch nichtlineare und räumlich dreidimensionale Problemstellungen elastischer Festkörper. Zu Beginn des Moduls werden die Bilanzgleichungen in schwacher Form und in Bezug auf unterschiedliche Konfigurationen eingeführt, um diese dann bereichsweise zu diskretisieren. Zur Lösung des diskreten nichtlinearen Gleichungssystems mittels des Newton-Verfahrens wird der zugehörige Tangentenoperator hergeleitet und die algorithmische Formulierung der behandelten Finite-Elemente-Methode erläutert. Neben Hyperelastizität wird insbesondere die Finite-Elemente-Modellierung von Thermoelastodynamik behandelt. Darüber hinaus werden spezielle Lösungsverfahren wie z.B. Bogenlängenverfahren diskutiert. In den Übungen dieses Moduls liegt der Fokus auf der Programmierung der behandelten Methoden.VorlesungNach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul sind die Studierenden in der Lage, die grundlegenden Konzepte der Finite-Elemente-Methode für nichtlineare Problemstellungen zu benennen und auf relevante Problemstellungen der Kontinuumsmechanik zu übertragen sowie anzuwenden und diese eigenständig zu lösen. Darüber hinaus konzipieren die Studierenden die Implementierung dieser Finite-Elemente-Methode.Vor Besuch des Elementes 1 (Nichtlineare Finite-Elemente-Methoden) werden die Veranstaltungen 'Einführung in die Programmierung II', 'Einführung in die Programmierung I', 'Methode der Finiten Elemente II', 'Methode der Finiten Elemente I', 'Einführung in die Materialtheorie' und 'Tensorrechnung' empfohlen.--Schriftliche KlausurWiSe
TUDOSpanende Werkzeugmaschinen IIFertigungstechnik5,0DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing Dirk BiermannUDEDas Modul behandelt das grundlegende Vorgehen bei der Auswahl einer Werkzeugmaschine. Die Studierenden bearbeiten in Kleingruppen eine praxisnahe Aufgabenstellung aus dem Bereich der spanenden Fertigung. Die Themenstellung umfasst die virtuelle Beschaffung einer Werkzeugmaschine für ein spanend zu bearbeitendes Bauteil. Basierend auf einem aufgabenspezifischen Pflichtenheft und einem Arbeitsplan mit entsprechenden Zerspanungswerkzeugen holen die Studierenden, von ausgewählten Maschinenherstellern, Angebote für eine spanende Werkzeugmaschine ein. Zur Überprüfung der Leistungsfähigkeit erstellen die Studierenden abschließend ein Abnahmeheft.Interdisziplinäre ProjektgruppenDie Studierenden verfügen nach erfolgreichem Abschluss des Moduls über grundsätzliche Kenntnisse zur Planung und Auslegung eines Zerspanprozesses und zur Auswahl einer für den Prozess geeigneten WZM. Sie sind in der Lage für ein spanend zu bearbeitendes Bauteil einen Arbeitsplan mit entsprechenden Zerspanwerkzeugen aufzustellen und die für eine Maschinenauswahl relevanten Kenngrößen zu berechnen. Ferner ist es den Studierenden möglich WZM mithilfe technischer und wirtschaftlicher Kriterien zu bewerten und ein optimales Konzept für einen gegebenen Zerspanprozess zu erarbeiten. Die Studierenden sind in der Lage sich selbstständig Wissen anzueignen, fachliche Aufgabenstellungen in einem Team zu bearbeiten und Ergebnisse in Form von Präsentationen zu kommunizieren.Vor Besuch des Elementes 1 (Spanende Werkzeugmaschinen II) wird die Veranstaltung 'Spanende Werkzeugmaschinen I' empfohlen.--PräsentationWiSe
RUBModul Offroad Maschinen: SystemanalyseKonstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 4hProf. Dr.-Ing. Jan ScholtenUDENach einer kurzen allgemeinen Einführung wird zunächst am Beispiel einer Grabenwalze durch die Auswertung von Beschleunigungsmessungen und die dynamische Modellierung des Maschine-Boden-Systems das Themenfeld Verdichtungskontrolle behandelt. Anschließend werden am Beispiel des Tiefenrüttlers verschiedene Verdichtungsverfahren sowie die notwendigen Grundlagen der Bodenmechanik vermittelt. Darauf aufbauend werden für den maschinellen Grabvorgang die relevanten Erdstoffparameter behandelt und verschiedene Grabkraftmodelle und die daraus abzuleitenden Konstruktions- und Systemparameter für die Grabwerkzeuge bzw. die Baumaschine insgesamt abgeleitet. Aufbauend auf den Erkenntnissen findet ein Exkurs in die Simulationstechnik der diskreten Elemente statt, die zur simulationsgestützten Abbildung von Partikelsystemen verwendet wird. Durch die Diksussion der Simulationsergebnisse kann vertiefendes Verständnis für den Einfluss der Erdstoffparameter generiert werden. Einen eigenen Schwerpunkt bildet das Themenfeld Unterwagen, hier werden sowohl die konstruktiven Details von Reifen und Raupenfahrwerken diskutiert als auch die sich aus der Schnittstelle mit dem Boden ergebenden Fahrwiderstände und Lastannahmen. Ein weiterer Schwerpunkt dient der Einführung in die Maschinenakustik mit den Unterpunkten Schallentstehung und –übertragung, Messung von Innen- und Außengeräuschen sowie akustische Analyse und Optimierung von Offroad-Maschinen. Zum Abschluss des Moduls folgt schließlich das Themenfeld Mobilhydraulik, hier werden neben einer spezifischen fundierten Einführung insbesondere in die Elemente der Hydraulik weiterführend Aspekte hinsichtlich Wirkungsgrad, Pulsationsanregung und Leistungssteuerung (LUDV, load sensing) angesprochen.Vorlesung mit Übung, Exkursion• Den Studierenden wird anhand von Anwendungsbeispielen aus der Praxis der Offroad-Maschinen systemanalytisches Denken in Bezug auf komplexe maschinenund anwendungstechnische Zusammenhänge näher gebracht. • Bekannte ingenieurwissenschaftliche Methoden werden auf diesen Anwendungsfall am Beispiel der Modellierung und Entwicklung von Interaktionsmodellen zwischen Maschine und Umgebung angewandt und vertieft. Die Studierenden erstellen physikalische Modelle, die die Wechselwirkung zwischen Substrukturen von Maschinensystemen (Bsp. Arbeitsausrüstungen, Reifen- und Raupenfahrwerke) und dem System Boden abbilden. Nach kritischer Hinterfragung der erarbeiteten Ansätze und ggf. erforderlichen Vereinfachungen können so Lastannahmen und Randbedingungen hergeleitet und mit Daten aus Anwendung und Forschung verifiziert werden. Zusätzlich wird ein Grundverständnis für die Maschinenakustik und die besonderen Anforderungen an die Mobilhydraulik im Bereich der Offroad- Maschinen vermittelt. • Die Studierenden erwerben Methodenkompetenzen, um komplexe reale Maschinensysteme zu analysieren und relevante Interaktionen zu modellieren. Weiterhin werden sie in die Lage versetzt, Maschinen hinsichtlich Geräuschquellen und -übertragung akustisch zu bewerten und für verschiedene Einsatzfälle den Aufbau der Mobilhydraulik zu bewerten um mögliche Optimierungspotenziale zu identifizieren.Arbeitsaufwände: - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium - Präsenzzeit: 60 h PräsenzstudiumKlausur / 90 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSe
RUBComputational Fracture MechanicsMechanik6EnglischVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr. Alexander HartmaierUDESubject aims • Phenomenology of fracture/Fracture on the atomic scale • Concepts of linear elastic fracture mechanics • Concepts of elastic-plastic fracture mechanics • R curve behavior of materials • Concepts of cohesive zones (CZ), extended finite elements (XFEM) and damage mechanics • Finite element based fracture simulations for static and dynamic cracks • Application to brittle fracture & ductile failure for different geometries and loading situationsThe students understand the fundamental physical principles of fracture such that they can study the relevant literature independently and are able to solve simple problems in fracture mechanics with mathematical models. The students attain the ability to independently simulate fracture processes with finite element models for elastic materials and for elasticplastic materials. Based on the acquired understanding of fracture mechanics and the different types of brittle fracture and ductile failure of materials, the students can select the most appropriate model for a given material and loading condition. They are enabled to implement the appropriate models in a finite element environment. On an engineering level, the students are able to discriminate between situations, where cracks in a structure or component can be tolerated or under which conditions cracks are not acceptable.Arbeitsaufwände: - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium - Präsenzzeit: 60 h PräsenzstudiumKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %. Abhängig von der Teilnehmerzahl findet eine schriftliche oder eine mündliche Prüfung statt. Die Dauer der mündlichen Prüfung beträgt 30 Minuten.WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.phpD. Gross, T. Seelig, „Fracture Mechanics. With an Introduction to Micromechanics“, Springer, 2010 T. L. Anderson, „Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications”, CRC Press, Taylor and Francis Group, 2005
RUBOffroad Maschinen: ProduktverifikationKonstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Jan ScholtenUDEAuf Grund von Materialeinsparungen im Leichtbau, der geforderten Zuverlässigkeit von Maschinensystemen und dem steigenden Drang zur Kostenreduzierung sind Simulationstechniken in der Industrie von immer entscheidenderer Bedeutung. In Anbetracht dieser Aspekte stellt die Methode der Finiten-Elemente in der strukturmechanischen Auslegung und Verifikation von Bauteilen und Systemen einen unverzichtbaren Simulationsansatz dar. Zu Beginn des Moduls wird zunächst die Theorie der FEM am Beispiel der Abbildung eines Stabes anwendungsorientiert vorgestellt. Anschließend erfolgt der Vergleich von Balken-, Schalen- und Volumenelementen anhand der Modellierung eines gewinkelten I-Profilträgers, um hier insbesondere die sich daraus ergebenden Unterschiede in der Lasteinleitung, hinsichtlich möglicher Singularitäten diskutieren zu können. Um die Grenze des einfachen Materialgesetzes aufzuzeigen werden Zugstäbe modelliert, die die Nichtlinearität des elastischen Anteils bei Polymeren, die irreversible Deformation sowie Verfestigung bei Plastizität und die transversalen Isotropie bei Faserverstärkung abbilden. Aufbauend auf diesen einfachen Beispielen wird im nächsten Schritt die Abbildung eines Monoblockauslegers eines Hydraulikbaggers erarbeitet. Besonderes Augenmerk gilt hier dem Festlegen der Randbedingungen, der Lasteinleitung sowie der Möglichkeit, durch hybride Ansätze (Volumen-Schalen-Anbindung) im Sinne der Rechenzeit sowie der Abbildungsgüte geeignet zu vernetzen. Abschließend erfolgt eine Einführung in die Modellierung mit Kontaktelementen und das Aufzeigen realer Praxisbeispiele, wobei am Beispiel einer vorgespannten Schraubenverbindung die dabei zu berücksichtigenden Besonderheiten diskutiert werden. Als Abschluss des Themengebiets Strukturmechanik wird die Methode der Submodellierung zur Berechnung örtlicher Spannungen eingesetzt. Die anschließende Behandlung der Strukturdynamik mittels FE wird zunächst durch die Einführung der Grundlagen am Beispiel eines Zwei- Massenschwingers vorbereitet, bevor am Beispiel eines Kabinen-Bodenblechs bzw. einer vollständigen Fahrerkabine eines Mobilkrans die Methode und die praktische Relevanz einer Modalanalyse thematisiert wird. Zur Abrundung findet am Ende des Moduls eine Vorstellung von Anwendungsbeispielen aus den verschiedenen Bereichen der Offroad- Maschinen auf Basis der vermittelten Verfahren zur Produktverifikation statt.Tafel, Präsentation, interaktive Übung am PC• Auf Basis von aktuellen Forschungsergebnissen und Anwendungsbeispielen aus dem Bereich der Offroad-Maschinen lernen die Studierenden modernste Methoden und Verfahren zur Verifizierung von Produkten kennen. Durch das selbstständige Nachvollziehen dieser Beispiele werden dabei auch ingenieurwissenschaftliche Grundlagen vertieft. • Die aktive Einbindung der Studierenden innerhalb des Moduls fördert ein grundlegendes Verständnis der Anwendung der FE-Methode als etabliertes Verfahren zur Lösung komplexer mathematischer Problemstellungen in physikalischen Systemen. Dabei liegt ein besonderer Schwerpunkt im kritischen Hinterfragen der Simulationsergebnisse. Die statischen sowie die dynamischen FE-Simulationen beziehen sich durchgehend auf in ihrem Komplexitätsgrad stetig zunehmende praktische Anwendungsbeispiele aus dem Bereich der Offroad-Maschinen. • Den Studierenden wird die Fähigkeit vermittelt, für praxisrelevante Fragestellungen den sinnvollen Einsatz von Verfahren zur Produktverifikation beurteilen zu können, aber auch vorliegende Simulationsergebnisse hinsichtlich Modellierung, Randbedingungen, Lastannahmen und Ergebnisgüte kritisch bewerten und hinterfragen zu können. Durch die interaktive Gestaltung des Moduls erlangen die Studierenden neben der Methodenkompetenz auch Basiskompetenzen in der selbstständigen Anwendung von kommerziellen FE-Softwarepaketen.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumMündlich / ca. 90 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBProzessführung und OptimalsteuerungKonstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Martin MönnigmannUDEDie unterrichteten Methoden und Werkzeuge schließen an den optimierungsbasierten Entwurf von Zustandsrückführungen, die im Bachelor-Studium unterrichtet wurden, an. Im Einzelnen werden die folgenden Themen behandelt: • Einführung in die Optimalsteuerung, Aufgabenklassen (u.a. zeitoptimale Aufgaben, Aufgaben mit und ohne Restriktionen), Aufgaben mit stückweise extremalen Lösungen (Bang-bang-Lösungen) • Klassen und Eigenschaften von Optimierungsaufgaben und zugehörige Lösungsmethoden (lineare, quadratische und nichtlineare Programme mit und ohne Nebenbedingungen, Optimalitätsbedingungen, Konvexität, lokale und globale Optima) • Modellprädiktive Regelung, Stabilität, linear-quadratische Aufgabe Explizite modellprädiktive Regelung, Zusammenhang zum Riccati-Regler • Methoden zur Analyse nichtlinearer dynamischer Systeme (Phasenportraits, Hartman- Grobman, Bifurkationen, Lyapunov-Stabilität, direkte und indirekte Methode nach Lyapunov) • Exakte Linearisierung, Lie-Ableitungen, Systeme mit und ohne interner Dynamik, Zusammenhang zur Steuerbarkeit linearer Systeme • Flachheit, flache Vorsteuerungen, zwei-Freiheitsgrade-Struktur• Kernaspekt ist es, den Studierenden im Bereich ihres Studienschwerpunkts modernste Methoden und Verfahren der Regelungstechnik/der Ingenieurwissenschaften sowie Anwendungsbeispiele zu vermitteln. • Weiterhin wird exemplarisch im Bereich des Studienschwerpunkts der Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung aufgezeigt. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Sie praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken, so dass Erkenntnisse/ Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen werden können. • Ein wichtiger Aspekt ist, dass die Studierenden vertiefte auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erwerben und diese situativ angepasst anwenden können. So werden auch komplexe regelungstechnische/mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) mit geeigneten Methoden gelöst. • Die Studierenden lernen so vertiefte, ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich ihres Studienschwerpunkts kennen. • Die Studierenden können als Nebeneffekt komplexe ingenieurtechnische Probleme (ggf. fachübergreifend) modellieren und lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen.Arbeitsaufwände: - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium - Präsenzzeit: 60 h PräsenzstudiumKlausur / 180 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBBeispiele der simulationsgestützten ProzessentwicklungEnergietechnik6DeutschVorlesung: 1h,
Übung: 3h
Prof. Dr.-Ing. Marcus GrünewaldUDEDie Studierenden lernen mit Hilfe des Simulationsprogramms Aspen Plus™ Aufgabenstellungen aus der Prozessentwicklung mithilfe der Simulationssoftware zu lösen und bereits bestehende Prozesse zu optimieren. Aufbauend auf dem Wissen aus dem Modul Prozesstechnik werden die ‚einfachen‘ Methoden der Prozessentwicklung überprüft und der Unterschied zur simulationsgestützten Prozessentwicklung herausgearbeitet. Den Schwerpunkt bildet dabei die selbstständige verfahrenstechnischen Prozessentwicklung, in der alle bisher erworbenen Grundlagen aus dem Bereich Verfahrenstechnik Anwendung finden. Für einen komplexen Prozess mit Reaktion und mehrfacher Stofftrennung wird zuerst die strategische Vorgehensweise beim Entwurf des Prozesses mit den Ansätzen der Prozesssynthese mittels heuristischer Regeln diskutiert. Hierzu dienen existierende Prozesse als Beispiele. Dazu werden die für eine erfolgreiche Lösung des Problems einzuhaltenden prozesstechnischen Randbedingungen erarbeitet und anschließend in einer Gesamtsimulation umgesetzt. Nach der Abbildung des Prozesses in Aspen Plus™ wird dieser anhand einer Parameterstudie optimiert. Dabei werden die Aspekte, unter denen eine solche Optimierung erfolgen kann, diskutiert und von den Studierenden priorisiert.Vorlesung, Übung, Medienformen: Beamer, Active-BoardDie Studierenden kennen im Bereich des Designs von Prozessen exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung einschließlich entsprechender Prozesssimulationstools. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritisch zu denken und sind in der Lage etablierte Methoden bei er Prozesssynthese auszuwählen, anzuwenden und Prozesse zu entwerfen. • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten dabei auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumMündlich / ca. 20 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %, Gruppenprüfung je Teilnehmer 20 minSoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBReaktortheorieEnergietechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Marco K. KochUDEÜberblick über die Kerntechnik und die physikalischen Grundlagen. Grundlegende Merkmale des Kernreaktors und seine Anwendung in der Kernkraftwerkstechnik. Struktur der Materie. Kernaufbau, Bindungsenergie, Kernumwandlung, Arten der Radioaktivität. Kernspaltung, Energiefreisetzung, Neutronenerzeugung, Bildung von Spaltprodukten. Globale Betrachtung des Generationszykluses der Neutronen, Kernspaltung als Kettenreaktion, Multiplikationsfaktor (Vier-Faktor-Formel). Neutronenflussdichteverteilung, Neutronendiffusion. Diffusions-, Mehrgruppen- und Transporttheorie.Vorlesung, Übung, Medienformen: Power-Point Präsentation, TafelDie Studierenden kennen: • die wesentlichen Aspekte der Kerntechnik und die physikalischen Grundlagen, • exemplarisch den Stand moderner Forschung, • modernste Methoden und Verfahren, Fachvokabular und Anwendungsbeispiele. Ferner können die Studierenden • komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen fachübergreifend mit geeigneten Methoden lösen, • Erkenntnisse auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen, • komplexe ingenieurtechnische Probleme fachübergreifend modellieren und lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. Die Studierenden haben • die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden, • vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumKlausur / 90 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBEnergieaufwendungen und ÖkobilanzierungEnergietechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Hermann-Josef WagnerUDEEinführung in die durch die Energieumwandlung bedingten Emissionen und ihre Minderungsmöglichkeiten sowie Grundlagen der Ökobilanzierung: Entstehung von Luftschadstoffen und Klimagasen, Ausbreitung von Luftschadstoffen, gesundheitliche Auswirkungen, Grenzwerte, Stoffströme, kumulierter Energieaufwand und kumulierte Emissionen, methodisches Vorgehen beim Life Cycle Assessment, Definition von Wirkungskategorien, Ökobilanzierung.Vorlesung, Übung, Medienformen: Power-Point Präsentation, Tafel, Overhead-ProjektorDie Studierenden kennen: • die Entstehungsmechanismen von energiebedingten Luftschadstoffen und Klimagasen, • Methoden zur Bilanzierung kumulierter Energieaufwendungen und darauf aufbauend der Ökobilanzierung kennen lernen und die Kompetenz zu haben sie anwenden zu können, • exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung, • Fachvokabular und Anwendungsbeispiele. Ferner können die Studierenden • komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen fachübergreifend mit geeigneten Methoden lösen, • Erkenntnisse auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen, • komplexe ingenieurtechnische Probleme fachübergreifend modellieren und lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. Die Studierenden haben • die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden, • vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumKlausur / 90 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBIntegrierte HochdruckverfahrenEnergietechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Dr. rer. nat. Sabine KarethUDEIn der Vorlesung Integrierte Hochdruckverfahren werden moderne Entwicklungen auf dem Gebiet der Naturstofftechnologie, der Herstellung und Verarbeitung von Polymeren, der Lebensmitteltechnologie und der Pharmazie vorgestellt. Die Vorteile der Anwendung erhöhter Drücke im Rahmen von Gesamtprozessen werden erläutert. Ferner werden spezielle Gesichtspunkte und Randbedingungen der Verfahrensentwicklung vermittelt. Hierzu zählen z.B. die Berücksichtigung der Bedürfnisse des Verbrauchers, der sorgfältige und schonende Umgang mit Ressourcen, betriebliche und volkswirtschaftliche Sicherheitsaspekte und das Verständnis für Entscheidungsabläufe oder Anforderungen hinsichtlich geschlossener Stoffkreisläufe und „life-cycle“ Betrachtungen für die erzeugten Produkte.Vorlesung, ÜbungDie Studierenden kennen den Stand der Forschung zu Hochdrucksystemen und Hochdruck-Phasengleichgewichten sowie die modernsten Methoden und Verfahren im Bereich der thermo- und fluiddynamischen Stoffdaten in der Hochdruckverfahrenstechnik. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem, kritischem und interdisziplinären Denken ausgebaut und sind in der Lage die speziellen Eigenschaften von Hochdrucksystemen zu nutzen, etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und auf komplexe verfahrenstechnische Problemstellungen anzuwenden. • Die Studierenden können die gewonnenen Erkenntnisse auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen und so das Verhalten von Stoffgrößen wie z.B. Viskosität, Grenzflächenspannung und Dichte von Reinstoffen und Gemischen unter hohen Drücken beurteilen.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumKlausur / 60 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %. Ab einer Teilnehmerzahl <= 10 Teilnehmer kann die Prüfung mündlich durchgeführt werdenWiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBKernkraftwerkstechnikEnergietechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Marco KochUDEDie Reaktortypen werden nach ihren Merkmalen klassifiziert und bezüglich ihrer wirtschaftlich-technischen Einsatzfähigkeit als Kraftwerksreaktoren besprochen. Internationale Entwicklungen sowie evolutionäre und innovative Reaktorkonzepte werden vorgestellt. Breiten Raum nimmt die Beschreibung des konstruktiven Aufbaus des Reaktorkerns und der -kühlkreisläufe ein, wärmetechnische Aspekte der einzelnen Reaktortypen werden behandelt. Anlagenbereiche außerhalb des eigentlichen Reaktors unter Berücksichtigung der radiologischen und anlagentechnischen Gesichtspunkte werden diskutiert. Im Rahmen des Brennstoffkreislaufs werden auch die Einrichtungen zum Wechsel und zur Lagerung der Brennelemente erläutert. Ein umfangreiches Kapitel bildet die geschlossene Darstellung der Reaktorsicherheit, die Funktionen der verschiedenen Strahlungsbarrieren, insbesondere die Funktion des Containments werden erläutert. Die Sicherheitsforderungen und –maßnahmen werden diskutiert.Vorlesung, ÜbungDie Studierenden kennen : • Reaktortypen, Reaktorkonzepte und die geschlossene Darstellung der Reaktorsicherheit, • exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung, • modernste Methoden und Verfahren der Ingenieurwissenschaften • Anwendungsbeispiele und das entsprechende Fachvokabular. Ferner können die Studierenden • komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen fachübergreifend mit geeigneten Methoden lösen, • Erkenntnisse auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen, • komplexe ingenieurtechnische Probleme fachübergreifend modellieren und lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. Die Studierenden haben • die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden, • vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Medienformen: Power-Point Präsentation, TafelKlausur / 90 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBProzesstechnikEnergietechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Marcus GrünewaldUDEAufbauend auf den Vorlesungen „Grundlagen der Verfahrenstechnik“ und „Reaktionsund Trennapparate“ befasst sich die Vorlesung „Prozesstechnik“ mit den Prinzipien der Verfahrens- und Prozessentwicklung. Dazu wird auf die grundsätzlichen Methoden der Prozessentwicklung eingegangen, die Anhand von Entwicklungsstufen, wie Prozessauswahl auf Basis der thermophysikalischen Stoffdaten, Umwelt- und Sicherheitsdaten, Experimenten in Labor und Technikum und Heuristiken der ProzessSynthese, verdeutlicht werden. In der zweiten Semesterhälfte werden den Studierenden anhand einzelner ausgesuchter Beispiele zu Herstellverfahren chemischer Zwischen- und/oder Endprodukte die im ersten Teil der Vorlesung erlernten Methoden/Heuristiken zur Prozessentwicklung verdeutlicht. Dabei sollen die charakteristischen Merkmale der Syntheseroute und prozesstechnischen Auslegung, sowie die Besonderheiten der ausgewählten Beispiele erarbeitet und herausgestellt werden. Unterstützend werden hierzu computergestützte Übungen mit einem Prozesssimulationstool (z. Z. AspenPlus) angeboten. Vorlesung, Übung• Die Studierenden kennen im Bereich der Prozesstechnik exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung. Sie haben die Fähigkeit Methoden zur Produkt- und Prozessgestaltung zu erkennen und auszuwählen. • Die Studierenden praktizieren dabei wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden können ihre Erkenntnisse und Fertigkeiten auf konkrete und neue prozesstechnische Problemstellungen übertragen und kritisch bewerten bzw. diskutieren.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBVer- und Entsorgungstechnik von KraftwerkenEnergietechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Viktor SchererUDEDie Vorlesung „Ver- und Entsorgungstechnik von Kraftwerken“ behandelt die unterschiedlichen Techniken zur Versorgung von Kraftwerken mit den Arbeitsmedien Wasser, Luft und Brennstoff sowie die Entsorgung der anfallenden Reststoffe. Ausgangspunkt der Vorlesung ist die Wasseraufbereitung und Konditionierung mit ihren chemischen Grundlagen. Die Kühlung solcher Anlagen incl. der Kühlturmauslegung und die Brennstoffversorgung werden besprochen. Die Entsorgung von Kraftwerken beinhaltet die Rauchgasbehandlung durch chemische und physikalische Verfahren sowie die Ausbreitung von Schadstoffen in der Atmosphäre. Eine Übersicht über die Schadstoffbildungsmechanismen schließt die Veranstaltung ab. Vorlesung, ÜbungDie Studierenden kennen: • die unterschiedlichen Techniken zur Versorgung von Kraftwerken mit den Arbeitsmedien Wasser, Luft und Brennstoff sowie die Entsorgung der anfallenden Reststoffe, • exemplarisch den Stand moderner Forschung, • modernste Methoden, Anwendungsbeispiele und das entsprechende Fachvokabular. Ferner können die Studierenden • komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen fachübergreifend mit geeigneten Methoden lösen, • Erkenntnisse auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen, • komplexe ingenieurtechnische Probleme fachübergreifend modellieren und lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. Die Studierenden haben • die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden, • vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. • Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken. Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls können Studierende • Sinnvolle Annahmen über Anlagenparameter abschätzen und zur Auslegung notwendige Informationen beschaffen. • die Dimensionen von zu- und abzuführenden Stoffströmen energietechnischer Anlagen abschätzen und grundlegende Konzepte zur Behandlung einzelner Ströme entwerfen. • Einzelne Auslegungsvarianten quantitativ bewerten. • Umweltwechselwirkungen prüfen. • Kosten-Nutzen-Zusammenhänge untersuchen.Arbeitsaufwände: - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium Medienform: Vorlesungsfolien (pdf/Powerpoint)Klausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Skript Ver- und Entsorgungstechnik von thermischen Kraftwerken 2. Adrain, F., Quittek, C., Wittoch, E., Fossil beheizte Dampfkraftwerke, Handbuch Energie (Hrsg. T. Bohn), Technischer Verlag Resch, 1986. 3. Baumbach, G., Luftreinhaltung, 2. Auflage, Springer-Verlag , Berlin, 1992. 4. Fritz, W., Kern, H., Reinigung von Abgasen, 3. Auflage, Vogelverlag, Würzburg, 1992. 5. Strauß, K., Kraftwerkstechnik, Springer-Verlag, 5. Aufl., 2006. 6. Wieland, G., Wasserchemie, 12. Auflage, Vulkan-Verlag, Essen, 1998.
RUBAuslegung hybrider AntriebssträngeKonstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang EiflerUDE, TUDOBeginnend mit der Vorlesung werden die Grund-Hybridformen (seriell, parallel und leistungsteilend) und deren Mischformen betrachtet. Alle wesentlichen Komponenten (Verbrennungskraftmaschine, E-Maschine, Hochvoltbatterie, etc.) innerhalb des Antriebsstrangs werden in möglichst einfacher mathematischer Form beschrieben, so dass sie für eine mathematisch, simulationsorientierte Optimierung zugänglich sind. Ein wesentliches Kriterium für eine erfolgreiche Simulation und Auslegung ist die Granulierung der Modelle. Die Studierenden lernen die wesentlichen Vor-und Nachteile von einfachen Mittelwertmodellen bis hin zu komplexen dynamischen Modellen kennen, sowie den Einfluss wichtiger Größen wie z.B. Temperatur. Des Weiteren wird die Unterscheidung zwischen einer Strukturoptimierung, Parameteroptimierung und Regleroptimierung vermittelt. Der zweite Teil der Vorlesung widmet sich der Optimierung der zuvor mathematisch beschriebenen Antriebssträngen. Den Studierenden wird eine Einführung in die statische und dynamische Optimierung gegeben mit der Behandlung von State-ofthe-Art Lösungsverfahren. Anhand von praxisrelevanten Beispielen wird gezeigt, wie diese Optimierungsverfahren ihren Einsatz bei der Struktur- und Parameteroptimierung finden. Den Studierenden wird gezeigt, dass für eine Minimierung des Kraftstoffverbrauchs nicht nur die Auslegung der Hardwarekomponenten sondern auch die der Regelungen eine Rolle spielen. Anhand der Optimalsteuerungstheorie lassen sich recht einfach analytische, verbrauchsoptimale Steuerungen herleiten, die für eine Echtzeit-Realisierung geeignet sind. Abgerundet wird das Thema mit der numerischen Behandlung von schaltenden Systemen, wie sie in Fahrzeugen unzählig vorhanden sind.Vorlesung, ÜbungKonventionelle Otto- und Dieselmotoren werden noch über Jahrzehnte die wesentlichen Antriebsaggregate für Straßenfahrzeuge darstellen. Das Modul baut auf dem im Bachelormodul „Kfz-Motoren“ erworbenen Basiswissensstand auf und vertieft die Herleitung von einfachen aber realistischen mathematischen Modellen zur Beschreibung von Komponenten und deren Synthese zu hybriden Antriebssträngen. Es wird gezeigt, wie diese Modelle benutzt werden können, um mit verschiedenen Optimierungsstrategien die optimale Antriebsstrangkonfiguration bzw. das optimale Energiemanagement zu finden. Die Studierenden kennen die vertieften ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen im Bereich der Fahrzeugantriebstechnik und exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung auf diesem Gebiet. Sie kennen hierbei modernste Methoden und Verfahren der Fahrzeug-Powertrain-Ingenieurwissenschaften und kennen Anwendungsbeispiele. Die Studierenden verfügen über die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken. Sie praktizierten erste Ansätze wissenschaftlichen Lernens und Denkens, können ingenieurtechnische Probleme modellieren und lösen. Mit geeigneten Methoden können komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) gelöst werden. Die Studierenden verfügen in Bezug zur Kfz-Antriebtechnik über fachübergreifende Methodenkompetenz. Sie können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete maschinenbauliche / ingenieurwissenschaftliche Problemstellungen übertragen und haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. Die Veranstaltung vermittelt: Fachkompetenz 50%, Methodenkompetenz 30%, Systemkompetenz 15%, Sozialkompetenz 5%.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Medienformen: Blackboard, (zukünftig Moodle)Klausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 50 %, Hausarbeit / 120 Zeitstunden , Anteil der Modulnote : 50 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBGetriebetechnik 1Konstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Peter TenbergeUDEDie Vorlesung behandelt zunächst Zahnradgetriebe und geht insbesondere auf Umlaufgetriebe ein. Umlaufgetriebe sind häufig lastungsverzweigend und weisen aufgrund dieser Eigenschaft eine sehr hohe Leistungsdichte und einen hohen Wirkungsgrad auf. Im industriellen Bereich sind diese Eigenschaften besonders bei großen Getrieben, beispielsweise bei Windkraftgetrieben, interessant. Der Wirkungsgrad steht unmittelbar im Zusammenhang mit der Stromproduktion und das geringe Gewicht erleichtert die Montage und reduziert die Werkstoffkosten. Bei mobilen Anwendungen in Baumaschinen oder in Kraftfahrzeugen ist stets das geringe Gewicht Haupteinsatzgrund. Das geringe Gewicht und der gute Wirkungsgrad reduzieren den Kraftstoffverbrauch. Aus diesen grundlegenden Überlegungen lassen sich eindeutige wirtschaftliche Vorteile in bestimmten Anwendungssegmenten nachweisen. Im Einzelnen behandelt die Vorlesung die Kinematik, Drehmomente und Leistungsflüsse in elementaren, gekoppelten und reduzierten Umlaufgetrieben. Außerdem werden Wirkungsgradberechnungen, Selbsthemmungsfragen und verschiedene konstruktive Ausführungen eingehend erläutert.Vorlesung, Übung• Die Studierenden besitzen erweiterte Kenntnisse der theoretischen Grundlagen und der methodischen Arbeitstechniken, Umlaufgetriebe zu entwerfen, zu berechnen und die Leistungsverzweigung für die Konstruktion gewichtssparender Getriebe zu nutzen. • Die Studierenden haben die Fähigkeit, Getriebekonzepte und Leistungsflüsse grundlegend zu analysieren und Getriebe kostengünstig und funktionssicher zu gestalten. • Die Studierenden erwerben die Fähigkeit, Getriebetypen für eine gegebene Antriebssituation richtig auszuwählen, elementare Umlauf- und Planetengetriebe mit Einfach-, Doppel- und Stufenplaneten kinematisch zu analysieren, Drehmomente, Leistungsflüsse und Wirkungsgrade zu ermitteln, gekoppelte und reduzierte Umlaufgetriebe zu analysieren und konstruktive Ausführungen unterschiedlicher Umlaufgetriebe zu beurteilen. Allgemeine Ziele und Kompetenzen: • Die Studierenden kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung. • Die Studierenden kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts modernste Methoden und Verfahren der Ingenieurwissenschaften/des Maschinenbaus und kennen Anwendungsbeispiele. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen. • Die Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich ihres Studienschwerpunkts. • Die Studierenden können komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) mit geeigneten Methoden lösen. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. • Die Studierenden können komplexe ingenieurtechnische Probleme (ggf. fachübergreifend) modellieren und lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBLaserfertigungstechnikKonstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Cemal EsenUDE, TUDOIn dieser Vorlesung werden die Lasermaterialbearbeitungs- und Veredelungsverfahren behandelt. Nach einer Einführung in die Lasergrundlagen mit Behandlung der wichtigsten Laser für die Materialbearbeitung erfolgt die Diskussion von Laserstrahlformungsund führungsmethoden. Anschließend werden die gängigen Laserverfahren wie Schneiden, Schweißen und Beschriften behandelt. Die Eigenheiten der Laserverfahren im Vergleich mit herkömmlichen Methoden werden diskutiert. Auch Methoden der lasergestützten Oberflächenveredelung wie Laserhärten oder Laserlegieren werden vorgestellt. Schließlich werden auch einige Spezialverfahren wie Rapid Prototyping und Mikrobearbeitungstechniken sowie die Lasersicherheit behandelt.Vorlesung, ÜbungKenntnisse: • Die Studierenden kennen Verfahren zur Lasermaterialbearbeitung- und Veredelung, exemplarisch den Stand moderner Forschung, Anwendungsbeispiele und verfügen über das entsprechende Fachvokabular. Fertigkeiten: • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken. Kompetenzen: • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen. Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumMündlich / ca. 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Hügel, H. Graf, T.: Laser in der Fertigung, Vieweg, Wiesbaden, 2009. 2. Poprawe, R.: Laser für die Fertigung, Springer, Berlin, 2005.
RUB3D-Simulation in der AutomatisierungstechnikKonstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Bernd KuhlenkötterUDENach einer allgemeinen Einführung in die Anforderungen und Möglichkeiten der 3DSimulation in der Automatisierungstechnik erlernen die Studierenden die verschiedenen Schritte, die sich von der Idee über die Modellierung der Arbeitszelle und Programmierung der Automatisierungskomponenten bis zur Virtuellen Inbetriebnahme erstrecken. Ein besonderes Augenmerk wird in dieser Vorlesung auf die Industrielle Robotik gelegt, die in zahlreichen Beispielen und Anwendungen thematisiert wird. Die Vorlesung deckt dabei die folgenden Themenbereiche ab: · Simulation in der Automatisierungstechnik – Anforderungen und Möglichkeiten · Grafische 3D-Simulation · CAD-basierte Arbeitszellenmodellierung und 3D-Datenaustausch · Roboterprogrammierung · Offline-Programmierung und Virtuelle Inbetriebnahme · Grundlagen und Leistungsmerkmale von grafischen 3D-Simulationssystemen im industriellen Einsatz Die begleitende Übung besteht aus der praktischen Umsetzung der genannten Modellierungs-, Programmierungs- und Simulationsaufgaben mit einem kommerziell verfügbaren und industriell eingesetzten 3D-Robotersimulations- und OfflineProgrammiersystem.Vorlesung, ÜbungLernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden beherrschen die Grundlagen der 3D-Simulationstechnik. • Sie erwerben die Fähigkeit, automatisierungstechnische Aufgabenstellungen vorab über eine 3D-Simulation abzubilden und abzusichern. • Sie kennen die wichtigsten Methoden und Softwaresysteme zur Lösung simulationstechnischer Probleme. Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Empfohlene Vorkenntnisse: Besuch der Vorlesung „Grundlagen der Automatisierungstechnik“Klausur / 90 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %. Bei geringer Teilnehmerzahl kann die Prüfung auch mündlich (30 min.) angeboten werden.WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBGetriebetechnik 2Konstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Peter TenbergeUDEDie Vorlesung behandelt zunächst tribologische Fragen und macht den Hörern deutlich, dass der Schmierstoff ein ganz wesentliches Maschinenelement ist, und dass seine richtige Auswahl nicht nur für Getriebe, sondern ganz allgemein für Maschinen von entscheidender Bedeutung ist. Durch die Wahl des geeigneten Schmierstoffes lassen sich Reibung und Verschleiß entscheidend mindern. Der Einsatz ungeeigneter Schmierstoffe zerstört ein Getriebe in wenigen Minuten. Ein weiterer Teil der Vorlesung beschäftigt sich mit akustischen Grundlagen, die wiederum nicht nur für Getriebe, sondern für Maschinen allgemein interessant sind. Nach der Klärung der akustischen Grundbegriffe behandelt die Vorlesung Fragen der Geräuschentstehung und Geräuschminderung. Niedrige Geräuschpegel sind heute für Firmen ein wichtiges Verkaufsargument. Ein weiteres Kapitel geht unter Berücksichtigung der tribologischen Kenntnisse auf Wirkungsgradoptimierungen ein. Wirkungsgrade von Windkraftgetrieben oder Kfz-Getrieben sind heute von großer Bedeutung, da sie in direktem Zusammenhang mit der erzeugten Strommenge oder dem Kraftstoffverbrauch stehen. Weiterhin vergleicht die Vorlesung die Eigenschaften verschiedener Winkelgetriebe miteinander. Zu ihnen gehören Schneckengetriebe, Schraubradgetriebe und Kegelradgetriebe. Diese vergleichenden Betrachtungen zeigen, dass alle genannten Getriebe ihre Daseinsberechtigung haben. Welcher Getriebetyp wirtschaftlich einsetzbar ist, lässt sich in vielen Fällen durch einfache Überlegungen und Eigenschaftsvergleiche klären.Vorlesung, ÜbungLernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden erwerben die erweiterten Kenntnisse der theoretischen Grundlagen und der Arbeitstechniken, um die Wirkungsgmechanismen der Getriebeschmierung zu verstehen und ein Schmierungssystem anforderungsgerecht auszuwählen. • Die Studierenden erwerben die Fähigkeit, tribologische Zusammenhänge zu verstehen, geeignete Schmierstoffe auszuwählen, die wichtigsten akustischen Grundbegriffe zu erläutern, Probleme der Geräuschentstehung und der Geräuschminderung zu diskutieren, Wirkungsgrade zu optimieren und verschiedene Winkelgetriebetypen für typische Anwendungen aufgrund ihrer Eigenschaften auszuwählen und auszulegen. Allgemeine Lernziele und Kompetenzen • Die Studierenden kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung. • Die Studierenden kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts modernste Methoden und Verfahren der Ingenieurwissenschaften/des Maschinenbaus und kennen Anwendungsbeispiele. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen. • Die Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich ihres Studienschwerpunkts. • Die Studierenden können komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) mit geeigneten Methoden lösen. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. • Die Studierenden können komplexe ingenieurtechnische Probleme (ggf. fachübergreifend) modellieren und lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Klausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBSynthese biomechanischer KonstruktionenKonstruktionstechnik3DeutschVorlesung: 2hProf. Dr.-Ing. Ulrich WitzelUDEDas Zuggurtungsprinzip und die biegungsarme Knochenbelastung, WolffTransformationsgesetz der Knochen: Atrophie, Hyertrophie und Nekrose, temporäre und permanente Implantate, biokompatible und Implantatwerkstoffe; Zahnwurzelimplantate; Hüftendoprothesen, Knieendroprothesen, Schulterendoprothesen. FESS: Finite-ElementeStruktur-Synthese, virtuelle Schädelsynthesen. Funtioneller Evolutionsdruck. Vorlesung, Übung• Die Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich ihres Studienschwerpunkts und exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung. • Sie können komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) mit geeigneten Methoden lösen und praktizierten wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. • Ihre Erkenntnisse/Fertigkeiten können die Studierenden auf konkrete und neue Problemstellungen übertragenArbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 30 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 60 h EigenstudiumMündlich / ca. 45 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBService EngineeringKonstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Jens PöppelbußUDEIndustrielle Dienstleistungen dienen der langfristigen Differenzierung von Wettbewerbern, der Steigerung von Gewinnmargen und der Erhöhung der Kundenbindung. Damit sind sie für Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus zum unverzichtbaren Wettbewerbsvorteil avanciert. Über die Wachstumsempfehlung in Form von industriellen Dienstleistungen hinaus sind jedoch Product-Service Systems (PSS) die wahre Vision einer seit Ende der 1990er Jahre stetig wachsenden internationalen Forschungsgemeinschaft. Auf der Basis neuartiger Geschäftsmodelle adressieren diese innovativen Leistungsbündel den Verkauf von Nutzen und stellen damit das Offerieren reiner Produkte oder einzelner Dienstleistungen in den Hintergrund. In der Vorlesung Service Engineering werden dementsprechend die folgenden Inhalte adressiert: grundlegende Definitionen, Motivationen und Trends aus den Bereichen PSS und Service Engineering, die Entwicklung, Modellierung und Simulation von Geschäftsmodellen, erforderliche Fähigkeiten, Methoden und Werkzeuge für den Wandel vom Technologieanbieter hin zum Anbieter von industriellen Dienstleistungen und PSS sowie Grundlagen zum Thema Lean Thinking im Kontext von industriellen Dienstleistungen und PSS. Vorlesung, Übung• Die Studierenden kennen im Bereich der Product-Service Systems und dem Service Engineering exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung, Anwendungsbeispiele und das entsprechende Fachvokabular. • Die Studierenden können die gewonnen Erkenntnisse und Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen innerhalb des Service Engineering übertragen. • Die Studierenden kennen Grundlagen angrenzender, für den Maschinenbau relevanter Ingenieurwissenschaften und relevante ökonomische und organisatorische Aspekte. • Die Studierenden haben einen Überblick über die Zusammenhänge zwischen den Fächern des Maschinenbaus und über Anknüpfungspunkte zum Fachwissen der vertriebsorientierten Disziplinen aus den Bereichen Wirtschaftswissenschaft, Psychologie und Jura. Allgemeine Ziele und Kompetenzen: • Die Studierenden kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts modernste Methoden und Verfahren. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. • Die Studierenden besitzen umfassende und fundierte Kenntnisse im Bereich des Vertriebswesens und des Produktmanagements. • Die Studierenden verfügen über eine vertiefte Kompetenz, um die Schnittstellenkommunikation zwischen Forschung & Entwicklung, Produktion und Kunde zu analysieren, durchzuführen und zu verbessern. • Die Studierenden sind in der Lage, in Projektteams zu arbeiten und komplexe Projekte zu analysieren, zu planen, zu strukturieren und durchzuführenArbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBAdvanced Characterisation MethodsWerkstofftechnik6EnglischVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Gunther EggelerUDE, TUDODieses Modul wendet sich an fortgeschrittene Studierende und vermittelt vertiefte Kenntnisse im Bereich der Rasterelektronenmikroskopie (REM) und der Durchstrahlungselektronenmikroskopie (TEM). Dazu wird die Theorie der Bildentstehung und der Beugung von Elektronen an Festkörpern vertieft. Dann werden fortgeschrittene Verfahren besprochen und eingeübt. Dazu gehört die Bestimmung von Kristallitorientierungen im REM (OIM/EBSD) und TEM. Außerdem wird besprochen, wie man im Durchstrahlungselektronenmikroskop Versetzungsstrukturen (gb-Analyse) analysieren kann und welche Besonderheiten beim Arbeiten unter Höchstauflösungsbedingungen zu beachten sind. Es werden sowohl Vorlesungen als auch Übungen an den Instrumenten durchgeführt.Vorlesung, Übung• Die Studierenden kennen vertiefte Kenntnisse im Bereich der Rasterelektronenmikroskopie (REM) und der Durchstrahlungselektronenmikroskopie (TEM). • Sie kennen exemplarisch den Stand der modernen Forschung, verfügen über entsprechendes Fachvokabular und kennen modernste Methoden und Verfahren. • Die Studierenden können komplexe Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) mit geeigneten Methoden lösen. • Sie haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden können hierüber komplexe ingenieurtechnische Probleme lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Medienformen: Projektor und TafelKlausur / 180 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBMEMS & NanotechnologieWerkstofftechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Alfred LudwigUDE• Überblick zu Konzepten und Technologien des Micro-Engineering • Einführung in aktuelle Gebiete der wissenschaftlichen Forschung in unterschiedlichen Bereichen des Micro-Engineering (MEMS, BioMEMS) mit besonderem Blick auf die ingenieursgemäße Umsetzung der Ergebnisse in technische und biomedizintechnische Anwendungen • Schnittmengen zwischen Technik und Biologie (Biosensorik, Bionik, Biomimetik) • Relevante Grundlagen der Biologie und der biomedizinischen Technik • Konzepte der Nanotechnologie (u.a. “bottom up”, “top down”) • Methoden zur Herstellung und Charakterisierung nanoskaliger Systeme • Nanoskalige Werkstoffe (z.B. Carbon Nanotubes) • Nanostrukturierte Oberflächen (z.B. mittels GLAD hergestellte Nanosäulen) • Anwendungen aus dem Bereich NanotechnologieVorlesung, Übungernziele/Kompetenzen: • Das Modul MEMS & Nanotechnologie vermittelt vertiefte Kenntnisse über den Einsatz von Mikrosystemen (Mikro-Elektro-Mechanische Systeme, MEMS) in aktuellen Gebieten der Ingenieurtechnik und der biomedizinischen Technik sowie über die Konzepte, Methoden und Werkstoffe der Nanotechnologie. • Zentraler Aspekt der Vorlesung ist, den Studierenden vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen in diesen Bereichen zu vermitteln. • Anhand von zahlreichen Beispielen lernen die Studierenden den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung im Bereich MEMS & Nanotechnologie kennen. Desweiteren erwerben die Studierenden vertiefte, auch interdisziplinäre, Methodenkompetenz und können diese nach der Vorlesung auch situativ angepasst anwenden. • Im Rahmen der angebotenen Übungen praktizieren die Studierenden wissenschaftliches Lernen und Denken und lernen die Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen zu übertragen. • Das Modul bereitet die Studierenden auf die Durchführung einer Masterarbeit vor.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBDünne Schichten und Hochdurchsatzmethoden in der MaterialforschungWerkstofftechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Alfred LudwigUDE• Überblick zu verschiedenen Herstellungstechniken von dünnen Schichten (PVD, CVD, …) • Welchen Einfluß haben die Herstellungsparameter auf die Eigenschaften der Schichten? • Welchen Einfluß haben Prozessierungsparameter wie z.B. nachträgliches Glühen? • Charakterisierungsmethoden für dünne Schichten • Kombinatorische Materialentwicklung mit Hilfe dünner Schichten • Design of Experiment • Herstellung und Charakterisierung von Dünnschicht-Materialbibliotheken • Datenvisualisierung in Form von Zusammensetzungs-Prozessierung-StrukturFunktions-Diagrammen • Data Mining • Anwendungen dünner SchichtenVorlesung, ÜbungDas Modul „Dünne Schichten & Hochdurchsatzmethoden in der Materialforschung“ vermittelt. • Vertiefte Kenntnisse über die Herstellung und die Anwendung von dünnen Schichten in Materialforschung und der Ingenieurtechnik und über den Einsatz von Hochdurchsatzmethoden in der (kombinatorischen) Materialforschung. • Zentraler Aspekt der Vorlesung ist, den Studierenden vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen in diesen Bereichen zu vermitteln. • Anhand von zahlreichen Beispielen lernen die Studierenden den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung im Bereich dünner Schichten und kombinatorischer Materialforschung kennen. • Desweiteren erwerben die Studierenden vertiefte, auch interdisziplinäre, Methodenkompetenz und können diese nach der Vorlesung auch situativ angepasst anwenden. • Das Modul bereitet die Studierenden auf die Durchführung einer Masterarbeit vor.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBMaterials for Aerospace ApplicationsWerkstofftechnik6EnglischVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Marion BartschUDE, TUDOThe substantial requirements on materials for aerospace applications are „light and reliable“, which have to be fulfilled in most cases under extreme service conditions. Therefore, specially designed materials and material systems are in use. Furthermore, joining technologies play an important role for weight reduction and reliability of components. Manufacturing technologies and characterization methods for qualifying materials and joints for aerospace applications will be discussed. Topics are: • Loading conditions for components of air- and space crafts (structures and engines) • Development of materials and material systems for specific service conditions in aerospace applications (e.g. for aero-engines, rocket engines, thermal protection shields for reentry vehicles, light weight struc-tures for airframes, wings, and satellites) • Degradation and damage mechanisms of aerospace material systems under service conditions • Characterization and testing methods for materials and joints for aerospace applications • Concepts and methods for lifetime assessment.Vorlesung, ÜbungStudents will gain a comprehensive overview of high performance materials for aerospace applications, which includes the well introduced materials and material systems as well as new developments and visionary concepts. They understand how materials and material systems are designed to be ‘light and reliable’ under extreme service conditions such as fatigue loading, high temperatures, and harsh environments. The students will know about degradation and damage mechanisms and learn how characterization and testing methods are used for qualifying materials and joints for aerospace applications. They learn about concepts and methods for lifetime assessment. General understanding of procedures in selecting and developing of material systems for aerospace applications; overview of manufacturing technologies and characterization methods for qualifying materials and joints for aerospace applications; understanding of methods for evaluating material systems for aerospace applications.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Medienformen: Projektor und TafelKlausur / 180 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUB Multiscale Mechanics of MaterialsWerkstofftechnik6EnglischVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr. Alexander HartmaierUDE• Introduction to problems in materials mechanics that involve multiple length and time scales • Overview on concepts of concurrent and hierarchical multiscale modeling of materials • Principles of effective theory construction and its realisability in numerical modeling (extracting and passing information in hierarchical models); coarse graining and homogenisation • Bridging scales in plasticity (continuum plasticity, crystal plasticity, dislocation dynamics) • Numerical models and technical aspects of hierarchical multiscale simulationsVorlesung, ÜbungStudents possess a fundamental understanding of the multiscale nature of the mechanical behaviour of materials and of the different approaches to take this into account in mechanical modelling of microstructures. They can identify the relevant length- and timescales of the microscopic processes that lead to meso-/macroscopic structure-property relationships. The students understand the principles of effective theory construction, coarse graining and homogenisation methods, and they can apply them to identify, analyse and model multiscale problems, such as plastic deformation, hardening behaviour, and fracture of microstructures. They are familiar with state of the art numerical and theoretical scale-bridging modelling methods. They can apply numerical tools on different length scales, and understand the underlying principles (atomistic modelling, discrete dislocation dynamics, crystal and continuum plasticity). Finally, students build up the skill to independently develop scale- bridging models that integrate all necessary scales and employ these models to describe and predict mechanical properties of materials under given conditions.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 % oder mündliche Modulabschlussprüfung von 30 min (abhängig von Teilnehmerzahl)WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBSurface Science and CorrosionWerkstofftechnik6EnglischVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Gunther EggelerUDE, TUDOGegenstand der Vorlesung ist daher das Verhalten von Werkstoffen in Gegenwart flüssiger aggressiver Medien oder heißer korrosiver Gase. Nach einer kurzen Einführung zur wirtschaftlichen Bedeutung der Korrosion befasst sich die Vorlesung zunächst mit den physikalisch-chemischen Grundlagen der elektrolytischen Korrosion und der Hochtemperaturkorrosion. Dabei werden insbesondere die Thermodynamik und Kinetik von heterogenen Reaktionen unter besonderer Berücksichtigung vonelektrochemischen Reaktionen diskutiert. Es folgen die verschiedenen Arten und Erscheinungsformen der Korrosion, z. B. die gleichmäßige Flächenkorrosion, Lochfraß, selektive Korrosion, interkristalline Korrosion, Spannungs- und Schwingungsrisskorrosion, Erosionskorrosion und Hochtemperaturoxidation. Bei allen Korrosionsarten werden neben den theoretischen Grundlagen die wissenschaftlichen Untersuchungsmethoden, technologischen Prüfverfahren und allgemeine und spezielle Gegenmaßnahmen erörtert. Insgesamt vermittelt die Lehrveranstaltung sowohl wichtige Grundlagen für eine spätere Forschungstätigkeit auf dem Gebiet der Korrosion als auch für die Bearbeitung von Korrosionsproblemen im technischen Bereich. Vorlesung, ÜbungZiel der Vorlesung ist es, das für das volkswirtschaftlich und sicherheitstechnisch relevante Gebiet der Korrosion und der Vermeidung von Korrosionsschäden notwendige Grundlagenwissen zu vermitteln. • Die Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich Werkstoff-Engineering. • Sie kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung und kennen modernste Methoden und Verfahren der Ingenieurwissenschaften und Anwendungsbeispiele. • Die Studierenden können komplexe Problemstellungen in physikalischen Systemen mit geeigneten Methoden lösen. • Sie haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Die Studierenden praktizieren somit wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden können hierüber komplexe ingenieurtechnische Probleme lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. • Die Studierenden werden auf der Basis von Grundlagen der Korrosion in die Lage versetzt, Korrosionsvorgänge an Werkstoffen durch den Angriff unterschiedlicher Medien zu verstehen bzw. Maßnahmen zum Schutz zu ergreifen. Sie haben Kenntnisse über die Anwendung spezifischer Prüfverfahren zur Vorhersage des Werkstoffverhaltens unter realen korrosiven Bedingungen. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen.Arbeitsaufwände: - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium - Präsenzzeit: 60 h PräsenzstudiumKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBAlternative Kfz-AntriebeKraftfahrzeugantriebstechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang EiflerUDE, TUDOEinführung, globales und lokales Umfeld, Markt, Energiepolitik; Status der KfzAntriebstechnologie, gesetzliche Regelungen; Alternative Prozessführungen für thermische Energiewandler (Motoren); Alternative Mechanik für Motoren; Konventionelle Kraftstoffe: Vergleichsbasis für alternative Kraftstoffe; Energieträger und Kraftstoffe (XtL: Gase und Kraftstoffe aus Erdgas); Energieträger und Kraftstoffe (XtL: Kraftstoffe auf Kohlebasis); Energieträger und Kraftstoffe (XtL: Biokraftstoffe); Zertifizierung und Substitutionspotenziale; Wasserstoff und Einsatz im Verbrennungsmotor; Grundlagen der Brennstoffzellen für den Mobil-Einsatz Inhalte der Übung: Für die verschiedenen Kreisprozessverfahren werden Rechnungen zur theoretischen Arbeitsfähigkeit und Wirkungsgraden der jeweiligen Kreisprozesse durchgeführt und jeweils den konventionellen Motorenprozessen gegenübergestellt. Für die vielfältig vorhandenen alternativen Kraftstoffformen werden stöchiometrische und energetische Berechnung im Vergleich zu Otto- und Dieselkraftstoff durchgeführt. Mit der Modellvorstellung des vollkommenen Motors werden Analysen zu gasförmigen, gemischten und regenerativen Kraftstoffen durchgeführt. Bei den alternativen Mechaniken werden im Vergleich die zusätzlich auftretenden Massenwirkungen und der Ausgleichsbedarf Motoren berechnet. Zum Kapitel Wasserstoff im Hubkolbenmotor wird eine Gesamtbilanz Well-to-Wheel demonstriert. Abschließend werden grundlegende Berechnungen des elektroche-mischen Verhaltens von Fahrzeug-PEM-Brennstoffzellen ausgeführt und die Gesamtsysteme bewertet.Vorlesung, ÜbungKonventionelle Otto- und Dieselmotoren werden in verschiedenen Varianten und Adaptionen noch über Jahrzehnte die wesentlichen Antriebsaggregate für Straßenfahrzeuge darstellen. Um die sich verschärfenden gesetzlichen Anforderungen an zukünftige Verbrauchs-, CO2- und Emissionsvorschriften zu erfüllen, werden aktuell eine Vielzahl von alternativen Mechaniken, Kreisprozessen, Kraftstoffen und Abgasnachbehandlungssystemen untersucht und in Pkw und Nutzfahrzeuge integriert. Selbst wenn Motoren z. B. nach einem Stirlingprozess-Prinzip derzeit als Hauptantriebsquelle undenkbar erscheinen, so kann dieses Verfahrensprinzip beispielsweise zur Integration in Waste-Energy-Recovery-Systeme im Abgasstrang zur Optimierung der Wirkungsgrade genutzt werden. Die Vorlesung schafft die theoretischen und praxisorientierten Grundlagen von alternativen Energiewandlungssystemen, um aktuelle Entwicklungen zu erläutern und das Potential für eine Praxisumsetzung zu bewerten. Zu Beginn der Vorlesung erläutert eine zusammenfassende Darstellung der aktuellen energie- und klimapolitischen Situation in Deutschland und im globalen Umfeld, die Notwendigkeit zur Adaption der mobilen Systeme und zur Einführung von verbesserten Antrieben, bis hin zu den vollständig regenerativen Konzepten. Durch die Beschreibung des Entwicklungsstandes moderner Antriebskonzepte werden die Anforderungsprofile und Lösungsvarianten erläutert, die zur Dominanz der konventionellen Antriebe geführt haben. Ausgehend vom Potential und der Systematik der konventionellen Kfz-Antriebe werden die alternativen Antriebskonzepte und Kraftstoffe definiert und Beispiele zu historischen Entwicklungen vermittelt. Aus der Gesamtzahl der theoretisch möglichen thermodynamischen Kreisprozessverläufe werden die verschiedenen alternativen Antriebssysteme abgeleitet und bewertet. Neben dem Einsatz direkt im Verbrennungsmotor können die spezifischen Kreisprozesse mit ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen auch in Anbauteilen und Erweiterungen im Abgasstrang Verwendung finden. Das Thema Waste-Energy-Recovery Abgas- und Kühlwasserenergie stellt aktuell hier einen der wichtigsten Entwicklungstrends dar. Nach über 150 Jahren kontinuierlicher mechanischer Weiterentwicklung von Verbrennungsmotoren nach dem Hub- oder Drehkolben-Prinzip sind alternative Mechaniken nur noch für spezifische Einzelteile des Triebwerks sinnvoll denkbar. Nichtsdestotrotz resultieren aus diesen Weiterentwicklungen mögliche Prozessvorteile, wie dies beispielsweise durch starke Desachsierungen oder ungewöhnliche Kurbelgetriebe in Verbindung mit Miller- oder Atkinsonverfahren gegeben ist. Einen Überblick über die Alternative Mechanik bei Motoren gibt das vierte Kapitel der Vorlesung wieder. Aufgrund der spezifischen Vorteile von Gasen hinsichtlich Emissionierung und CO2- Emissionen erscheinen die Gasmotoren in den verschiedenen Varianten als eine sinnvolle Brückentechnologie für die Zukunft. Das Kapitel Motoren für Gasbetrieb erläutert die spezifischen Anforderungen, Eigenschaften und Adaptionsnotwendigkeiten für diesen Motorentyp. Ein weiterer Megatrend sind die alternativen Ottomotoren-Kraftstoffe wie Alkohole oder im allgemeinen XtL- Kraftstoffe. Ein eigenständiges Kapitel behandelt die Eigenschaften dieser Kraftstoffe und die Notwendigkeit die Motoren entsprechend dahingehend anzupassen. Die Motorsteuerungssysteme und die spezifischen Aktuatoren müssen im Detail erläutert werden. Ebenso werden moderne Dieselmotoren zunehmend mit alternativen Flüssigkraftstoffen wie gepresste Öle, Bio-Diesel, DME, OME usw. betrieben. Im Nachgang zu den bekannt gewordenen Emissionsproblemen der Dieselmotoren hinsichtlich Stickoxid und Rußpartikel können bei diesen durch den Einsatz dieser Kraftstoffe deutliche Vorteile erreicht werden. Langfristig wird sich die Mobilität vor allem durch die beiden Technologien „reine Elektromobilität“ und „Wasserstoff-Mobilität“ gewährleisten lassen. Der Wasserstoff wird hierbei die Technologie der „Mittel- und Langstrecke“ werden. In einem Teilkapitel werden die Herstellung, die Eigenschaften, die Speicherung und die Applikation in konventionellen Hubkolben-Gasmotoren erläutert. Hubkolbenmotoren werden mittelfristig durch Brennstoffzellen eine vollständige Ablösung erfahren. Den Abschluss der Vorlesung bildet eine Einführung in die Technik und Applikation von Brennstoffzellen für die mobilen Anwendungen. Es wird der Stand der Technik erläutert und ein Ausblick für die Zukunft gegeben. Die Studierenden erhalten einen umfangreichen Fragenkatalog als Repetitorium zum umfangreichen Themenfeld. Kenntnisse: Aufbauend auf den Vorlesungen zu konventionellen Motoren und Kraftstoffen wird ein Wissensstand zu den derzeit in Diskussion und Entwicklung befindlichen Alternativen und Weiterentwicklungen für mobile Antriebe erarbeitet. Die Studierenden werden in die Lage versetzt, Entwicklungen kritisch zu bewerten und sinnvolle Alternativen zu erarbeiten. Die Studierenden kennen die vertieften Ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen im Bereich der Fahrzeugantriebstechnik und Motorsteuerungselektronik und exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung auf diesem Gebiet. Sie kennen hierbei modernste Methoden und Verfahren der Fahrzeug-PowertrainIngenieurwissenschaften und kennen Anwendungsbeispiele. Fertigkeiten: Die Studierenden verfügen über die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken. Sie praktizierten erste Ansätze wissenschaftlichen Lernens und Denkens, können ingenieurtechnische Probleme modellieren und lösen. Mit geeigneten Methoden können komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) gelöst werden. Kompetenzen: Die Studierenden erwerben die Fähigkeit, unkonventionelle Antriebssysteme in ihren konstruktiven und thermodynamischen Einzelheiten zu verstehen und zu bewerten. Sie werden durch die grundlegenden Darstellungen und Anwendungsbeispiele in die Lage versetzt, in der Praxis an der Weiterentwicklung dieser Systeme mitzuarbeiten und technisch sinnvolle von politischen Alternativen zu unterscheiden. Zudem kennen die Studierenden den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung und können komplexe Probleme im Bereich alternativer Fahrzeugantriebe modellieren und lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und anwenden. Durch die Vorlesung und Übung können die erlangten Erkenntnisse und Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen werden. Die Studierenden verfügen in Bezug zur Kfz-Antriebtechnik über fachübergreifende Methodenkompetenz. Sie können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete maschinenbauliche / ingenieurwissenschaftliche Problemstellungen übertragen und haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. Die Veranstaltung vermittelt: Fachkompetenz 50%, Methodenkompetenz 30%, Systemkompetenz 15%, Sozialkompetenz 5%. Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Medienformen: Powerpoint-Folien, Vorlesungspodcasts, Animationen, Videos und reale Bauteile. Alle Informationen und umfangreiche Zusatzliteratur im Blackboard-System der RUB. Teilnahme an den Vorlesungen und Übungen, Empfohlene Vorkenntnisse: Kenntnisse in allgemeiner Motorentechnik, Motorthermodynamik und Kreisprozesse, Mechanik der VerbrennungsmotorenKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Pischinger R., Klell M. , Sams, T. - Thermodynamik der Verbrennungskraftmaschine - dritte Auflage - Springer 2009 2. Stan, Cornel - Alternative Antriebe für Automobile - Springer 2006 3. Van Basshuysen, R. , Schäfer, F. - Handbuch Verbrennungsmotor - 4. Auflage 2008 - Vieweg 4. Puls, T. Alternative Antriebe und Kraftstoffe – Forschungsberichte IDW – Nr. 15 – 2006 5. Dingel, O. (Hrsg.) – Gasfahrzeuge II – Expert-Verlag 2006 6. Schleder , F. – Stirlingmotoren , 2 Auflage - Vogel-Verlag – 2004 7. Karamanolis - Brennstoffzellen - Vogel Fachbuch 2003 8. Eichlseder, H., Klell, M. - Wasserstoff in der Fahrzeugtechnik , Vieweg 2009 9. Stan, Cornel - Thermodynamik des Kraftfahrzeugs, Springer 2003 10. Zima, S.; Ficht, R.: Ungewöhnliche Motoren - Vogel Verlag , 3. Aufl. 2010
RUBEntwicklung von MotormanagementsystemenKraftfahrzeugantriebstechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang EiflerUDE• Momenten- und Funktionsstruktur von Motorsteuergeräten • Aktuatoren und Sensoren am Fahrzeug • Hardware von Steuergeräten • Einspritzung beim Otto- sowie Dieselmotor • Zündkerzen und Zündsysteme • Motoraufladung und Ladedruckregelung • Signalaufbereitung • Bussysteme und KommunikationEinführung in Matlab & Simulink zur Steuergeräteprogrammierung in Fahrzeugen • Einführung in Branchentypische Parametrierungswerkzeuge wie (ETAS INCA, Schaeffler-Engineering MARC, Vector Canape)Vorlesung, ÜbungNach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls • kennen Studierende den Aufbau sowie die Funktionsweise der sich im Fahrzeug befindenden Sensorik und Aktorik und die Funktionsweise der Hard- und Software von Motorsteuergeräten, • analysieren Studierende Steuerung- und Regelalgorithmen sowie die funktionale Struktur von Motormanagementsystemen, • interpretieren Studierende die Ergebnisse, die mittels Versuchs- und Messtechnik protokolliert werden, • erstellen Studierende mithilfe von grafischen Programmierwerkzeugen (Matlab & Simulink) Funktionen für Motorsteuergeräten und parametrieren diese mit branchenüblichen Werkzeugen (Schaeffler Marc, ETAS Inca, Vector Canape) an einem Fahrzeugdemonstrator auf einem Versuchsgelände. Die Studierenden lernen komplexe Funktionsstrukturen zu analysieren und diese zu bewerten. Darüber hinaus sind Sie nach erfolgreichem Abschluss der Lehrveranstaltung in der Lage, Funktionsmodelle zu erstellen, diese am Computer und am Fahrzeug zu testen sowie anschließend die Ergebnisse zu visualisieren. Die Ergebnisse werden in der Gruppe diskutiert und den Kommilitonen präsentiert.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumEmpfohlene Vorkenntnisse: Kennen und Anwenden der Inhalte der Bachelorvorlesungen KraftfahrzeugmotorenKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBMotormanagementsystemeKraftfahrzeugantriebstechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang EiflerUDEEinführung, Umfeld, elektronische Systeme; Motorsteuerung, Momenten basierte Funktionen; Luftpfad Ottomotoren, Saugrohr und Gasdynamik; Luftpfad Variable Ventiltriebe; Luftpfad Aufladung; Luftpfad Abgasrückführung; Kraftstoffpfad Otto-motoren mit Saugrohreinspritzung; Kraftstoffpfad Ottomotoren mit Benzin-Direkteinspritzung; Kraftstoffpfad Dieselmotoren; Zündung und Verbrennung bei SRE- und BDE-Ottomotoren; Zündung und Verbrennung bei Dieselmotoren; Homogene kalte Verbrennung bei Otto-und Dieselmotor; Onboard-Diagnose im KFZ - allgemeine Regelungen; Onboard-Diagnose im KFZ - spezifische Funktionen Otto- und Dieselfahrzeuge Inhalte der Übung: Intensive Durchsprache der Syntax und Struktur von Funktionsrahmen. Erläuterung von wichtigen Algorithmen zur Motorsteuerung. Durchführung von Tätigkeiten mit EMS-Applikationsystemen (z. B. INCA). Durchführung von HIL- und EMS-Prüfstandsversuchen. Konstruktionsübung mit Auslegung eines EMS-Systems. Fagenkatalog zur Vertiefung und WissenstandssicherungVorlesung, ÜbungKonventionelle Otto- und Dieselmotoren werden noch über Jahrzehnte die wesentlichen Antriebsaggregate für Straßenfahrzeuge darstellen. Da konstruktionsseitig nur noch schwer wesentliche Verbesserungen hinsichtlich Verbrauch und Emissionierung zu erwarten sind, liegt der Schwerpunkt der Entwicklung bei modernen Kfz-Powertrains seit Jahren auf der Optimierung der elektronischen Motorsteuerung. Verbesserte Bestückungen mit Sensorik, Aktuatorik und optimierte Software-Algorithmen nutzen die noch brach liegenden Potenziale des Antriebsstrangs unter Ausnutzung der thermodynamischen Vorgaben zunehmend aus. Motoreningenieure benötigen zur Weiterentwicklung der zukünftigen Antriebskonzepte einen Wissensstand, der weit über die thermodynamischen Zusammenhänge hinausgeht. Die notwendige Umsetzung der thermodynamischen und basismotorischen Anforderungen in moderne mechatronische Konzepte erfordert im ersten Schritt ein solides Verständnis des Regelungs- und Steuerungsverhaltens von modernen Otto- und Dieselmotoren. Erst danach können diese Anforderungen in ein elektronisch gesteuertes Motormanagementsystem umgesetzt werden. Im Rahmen der Vorlesung werden die drei wesentlichen Beeinflussungspfade für konventionelle Motoren und die Auswirkungen auf die Fahrbarkeitsfunktionen erläutert und hierfür die Berechnungsgleichungen für Füllung, Drehmoment und Leistung hergeleitet. Für den Luftpfad, den Kraftstoffpfad und den Zündungs- oder Wirkungsgradpfad wird anschließend die mechatronische EMS-Bestückung erläutert. Bei den Ottomotoren wir hierbei zwischen Saugrohr- und Direkteinspritzung unterschieden. Bei Dieselmotoren stehen moderne Hochdruck-Common-Rail-Systeme im Vorder-grund. Neben der Leistungsstellung wird jeweils erläutert, wie Emissionierungsmaßnahmen (Abgasrückführung, Gemisch- und Zündungskorrektur, Tankentlüftung) in der Regel Wirkungsgrad reduzierend auf die Steuergrößen Einfluß nehmen. Das Kapitel Emissionierung erläutert die aktuell gängigen Abgasnachbehandlungsmaßnahmen der homogen- und inhomogengeschichteten Motorentechnik. Es werden Technologien wie Dreiwege-Katalysatoren, Partikelfilterung, selektive katalytische Reduktion und NOx-Speicherung erläutert. Im Vordergrund stehen bei den Betrachtungen auch hier jeweils die mechatronische Umsetzung der Anforderungen. Moderne EMS-Systeme sind aktuell stets mit Momentenstrukturen aufgebaut. Ausgehend von den vorausgegangenen Erläuterungen zur Leistungs- und Emissionseinstellung wird das System in groben Zügen erläutert und anhand von Auszügen aus realen Funktionsrahmen erläutert. Den Abschluß der Vorlesung bildet das Kapitel zur Onboard-Diagnose in der Motorsteuerung. Es werden die gesetzlichen Grundlagen vorab dargestellt und erläutert, welche Anforderungen und Auswirkungen die OBDII für die Motorentechnik und das gesamte Antriebskonzept haben. Abschließend wird der erforderliche Zusatzaufwand an Mechatronik und Softwarealgorithmen erläutert und grundlegende Funktionen im Detail beschrieben. In der Übung wird anhand von konkreten Beispielen die Standard-Softwarebeschreibung in den Motorsteuerungen durchgesprochen. Die Studierenden werden in die Lage versetzt, einen EMS-Funktionsrahmen zu lesen und zu verstehen. Auf Basis des Vorlesungsstoffes werden von den Studierenden eigenständig Motorsteuerungskomponenten ausgelegt und an einen vorgegebenen „Ernstfall“ angepasst. Durch die Vorlesung und Übung können die erlangten Erkenntnisse und Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen werden. Im einem umfangreichen Repetitorium wird der komplexe und umfangreiche Stoff wiederholt und das Verständnis sichergestellt. Kenntnisse: Die Studierenden kennen die vertieften Ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen im Bereich der Fahrzeugantriebstechnik und Motorsteuerungselektronik und exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung auf diesem Gebiet. Sie kennen hierbei modernste Methoden und Verfahren der Fahrzeug-PowertrainIngenieurwissenschaften und kennen Anwendungsbeispiele. Fertigkeiten: Die Studierenden verfügen über die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken. Sie praktizierten erste Ansätze wissenschaftlichen Lernens und Denkens, können ingenieurtechnische Probleme modellieren und lösen. Mit geeigneten Methoden können komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) gelöst werden. Kompetenzen: Die Studierenden verfügen in Bezug zur Kfz-Antriebtechnik über fachübergreifende Methodenkompetenz. Sie können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete maschinenbauliche / ingenieurwissenschaftliche Problemstellungen übertragen und haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. Die Veranstaltung vermittelt: Fachkompetenz 50%, Methodenkompetenz 30%, Systemkompetenz 15%, Sozialkompetenz 5%.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Medienformen: Powerpoint-Folien, Vorlesungspodcasts, Animationen, Videos und reale Bauteile. Alle Informationen und umfangreiche Zusatzliteratur im Blackboard-System der RUB. Teilnahme an den Vorlesungen und Übungen, Empfohlene Vorkenntnisse: Kenntnisse in allgemeiner Motorentechnik, Regelungstechnik, Elektronik, MotorthermodynamikKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Robert Bosch GmbH - Ottomotor-Management - 3. Auflage - Vieweg 2. Robert Bosch GmbH - Dieselmotor-Management - 4. Auflage – Vieweg 3. Hiereth, H. , Prenninger, P. - Aufladung der Verbrennungskraftmaschine - Springer 2003 4. van Basshuysen (Hrsg.) – Ottomotor mit Direkteinspritzung – 1. Auflage 2007 – Vieweg 5. Eichlseder, H. ; Klüting, M.; Piock, W. : Grundlagen und Technologien des Ottomotors, Springer - der Fahrzeugantrieb , 2008 6. Pucher H., Zinner K. - Aufladung von Verbrennungsmotoren, 4. Auflage 2012, Springer Vieweg 7. Angermann, A., Beuschel, M., Rau M., Wohlfahrt U. - Matlab-Simulink-Stateflow, Oldenbourg 2004 8. Reif, K. – Automobilelektronik - Vieweg 2006 9. Schäufele, J. , Zurawka, T. – Automotive Software Engineering – 3. Auflage 2006 - Vieweg 10. Ribbens, William B. , Understanding Automotive Electronics – Newnes-Elsevier – 2003 11. Kiencke, U. , Nielsen. L. – Automotive Control Systems – 2. Ed. Springer 2005 12. Wallentowitz, Reif (Hrsg) – Handbuch Kraftfahrzeugelektronik – Vieweg 2006 13. Predelli, O.(Hrsg.) – Onboard-Diagnose – Expert-Verlag 2005 14. Rokosch, Uwe – Onboard-Diagnose Vogel Fachbuch/Service Fibel 2006
RUBTechnologie des modernen VerbrennungsmotorsKraftfahrzeugantriebstechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang EiflerUDE, TUDOInhalte der Vorlesung: Einführung, Reglementierung und Technologie-Status 2017, Grundlegende thermodynamische Optimierungspotenziale, Thermodynamik und Grundlagen des Downsizing, Ladungswechseloptimierung und variable Ventiltriebe, Reibungsreduzierung am Verbrennungsmotor, Theorie und Praxis der Aufladung des Verbrennungsmotors, Abgase des Fahrzeugs – Vorschriften, Messtechnik und Gesetze, Abgasnachbehandlung bei Ottomotoren und Dieselmotoren, Onboard-Diagnose (OBDII) – Gesetzgebung und technische Umsetzung Inhalte der Übung: Aufgabenstellungen zur allgemeinen Auslegung von Otto- und Dieselmotoren (Drehmoment, Leistung, Ladungswechsel, Wirkungsgrad); Berechnungen zum Betrieb von Motoren mit mechanischer Aufladung, Arbeiten mit Turbinen- und Verdichterkennfeldern, nachgeschaltete Kreisprozesse und Waste-Energy-Recovery. Umfangreicher Fragenkatalog als Repetitorium des Vorlesungsstoffes zur Vertiefung und Festigung des erlernten Basiswissens.Vorlesung, ÜbungKonventionelle Otto- und Dieselmotoren werden noch über Jahrzehnte die wesentlichen Antriebsaggregate für Straßenfahrzeuge darstellen. Durch den stetigen Druck zur weiteren Verbrauchs- und Abgasreduktion kommen neben der zunehmenden Elektrifizierung aktuell komplexe Technologien in den Bereichen Thermodynamik und Downsizing, Ladungswechsel und variable Ventiltriebe, Reibungsreduktion, Aufladung und Brennprozessoptimierung sowie Abgasnachbehandlung und Diagnose zum Einsatz. Das Modul baut auf dem im Bachelormodul der Studienschwerpunkte Energietechnik und Konstruktionstechnik angebotenen Vorlesungsinhalten „Kfz-Motoren“ und „Mechanik der Verbrennungsmotoren““ erworbenen Basiswissensstand zu den konventionellen Verbrennungsmotoren auf und vertieft die Themen der Bereiche, in denen weitere maßgebliche Potenziale zur Verbesserung zu erwarten sind. Den Beginn der Vorlesung stellt eine Beschreibung der aktuellen Technologie der modernen Verbrennungsmotoren (Ottomotoren und Dieselmotoren) der letzten 5 Jahre dar. Darüber hinaus werden die sich schnell ändernden gesetzlichen Vorschriften und Reglementierungen zu den PKW und NFZ erläutert. Hieraus ergibt sich das Wirkungsfeld für die notwendigen weiteren Optimierungen. Auf Basis der von der Thermodynamik der Kreisprozesse vorgegebenen Möglichkeiten werden die aktuell eingeschlagenen Weiterentwicklungsmöglichkeiten und deren Umsetzung in aktuelle Motorenkonzepte beschrieben. Wesentlicher Treiber der aktuellen Trends ist hier das Down- bzw. Rightsizing, die direkte Gemischbildung bei Ottomotoren und die Möglichkeit der starken Ladungsverdünnung durch inhomogene Gemischbildung mit Abmagerung oder Zufuhr von AGR. Bei den Dieselmotoren scheint das thermodynamische Effizienzpotential bereits vollständig ausgenutzt und erfordert aufgrund der Emissionsanforderungen eine Nachkorrektur in entgegengesetzter Richtung. Standardausrüstung fast aller modernen Otto- und Dieselmotoren sind unterschiedliche Systeme für Saugsystemvariation und Variabilitäten im Ventiltrieb - bis hin zum vollvariablen Ventiltrieb in mechanischer, elektrischer oder hydraulischer Ausführung. Hierdurch werden die effektive Steuerung der Füllung, des Restgasgehaltes und die Integration von Atkinson- und Miller-Prozessen ermöglicht. In Verbindung mit optimierten Saug- und Abgassystemen sowie Aufladung ist eine Reduktion der Verbrauchswerte unter Beibehaltung der Abgasqualität möglich. Obwohl der Hubkolbenmotor in seiner Grundkonstruktion sei langem technisch ausgereift erscheint, bestehen in fast jedem Teilbereich des Motors Optimierungsmöglichkeiten in Bezug zur Reibungs- und Verschleißoptimierung. Neue Materialien und Möglichkeiten zur Simulation und Berechnung ermöglichen bisher für nicht „schöpfbar“ gehaltene Verbrauchspotenziale. Die Technik des Downsizing und Downspeeding der Motoren erfordert unter der Prämisse der Beibehaltung der Fahrleistungen die Aufladung der Motorenkonzepte. Obwohl nahezu jeder Ottomotorentyp heute mit einem Aufladegerät erhältlich ist und 100% aller Dieselmotorenneuentwicklungen aufgeladen sind, ist das dynamische Verhalten dieser Motoren ein steter Kritikpunkt. Das Resultat der Bemühungen ist daher der Einsatz komplexer Mehrfachaufladesysteme in Serien-, Parallel- und gemischter Schaltung. Die Adaption dieser Systeme ist nicht trivial und erfordert intensives Basiswissen über die Thermodynamik der Aufladung und die Integration von Verdichter und Turbine in den KfzPowertrain. Die drei letzten Kapitel behandeln das Thema Abgasemissionen, Vorschriften, Technik der Reduktion bei homogenen und inhomogenen sowie mager betriebenen Motoren und abschließend die Überwachung der Funktionalitäten und Systeme auf der Motoren- und Abgasseite (OBD2). Kenntnisse: Die Studierenden kennen die vertieften ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen im Bereich der Fahrzeugantriebstechnik und exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung auf diesem Gebiet. Sie kennen hierbei modernste Methoden und Verfahren der Fahrzeug-Powertrain-Ingenieurwissenschaften und kennen Anwendungsbeispiele. Fertigkeiten: Die Studierenden verfügen über die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken. Sie praktizierten erste Ansätze wissenschaftlichen Lernens und Denkens, können ingenieurtechnische Probleme modellieren und lösen. Mit geeigneten Methoden können komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) gelöst werden. Kompetenzen: Die Studierenden verfügen in Bezug zur Kfz-Antriebtechnik über fachübergreifende Methodenkompetenz. Sie können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete maschinenbauliche / ingenieurwissenschaftliche Problemstellungen über-tragen und haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. Die Veranstaltung vermittelt: Fachkompetenz 50%, Methodenkompetenz 30%, Systemkompetenz 15%, Sozialkompetenz 5%.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Medienformen: PowerPoint-Folien, Vorlesungspodcasts, Animationen, Videos und reale Bauteile. Alle Informationen und umfangreiche Zusatzliteratur im Blackboard-System der RUB.Teilnahme an den Vorlesungen und Übungen, Empfohlene Vorkenntnisse: Kenntnisse in allgemeiner Motorentechnik, technischer Mechanik, Thermodynamik, Chemie, StrömungsmechanikKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Hiereth, H. , Prenninger, P. - Aufladung der Verbrennungskraftmaschine - Springer 2003 2. Golloch, Rainer - Downsizing bei Verbrennungsmotoren - Springer 2006 3. van Basshuysen (Hrsg.) – Ottomotor mit Direkteinspritzung – 1. Auflage 2007 – Vieweg 4. Skopil, Mario Arno - Moderne Turboaufladung , Expert Verlag - 2. Auflage 2007 5. Stoffregen, Jürgen - Motorradtechnik (populär), Vieweg + Teubner, 7. Auflage 2010 6. Pucher H., Zinner K. - Aufladung von Verbrennungsmotoren, 4. Auflage 2012, Springer Vieweg.
RUBAbwasserreinigungVerfahrenstechnik3DeutschProf. Dr.-Ing. Marcus GrünewaldUDEDie in den letzten Jahren gestiegene Forderung nach einer umweltfreundlichen Produktion von Gütern in der Industrie sowie das Bewusstsein, dass unsere Lebensqualität nur durch ein hohes Maß an Umweltschutz gehalten werden kann, hat dazu geführt, dass ständig innovative Techniken neben Standardlösungen eingesetzt werden. In der Vorlesung werden mechanische, biologische und chemische Abwasserreinigungsverfahren angesprochen; so z.B. Adsorption, Desorption, Membranverfahren, Oxidationsverfahren, Filtersysteme, Fällung, Flockung, Siebung, Ionenaustausch, Biofilter, Biowäsche usw.Blockseminar• Die Studierenden kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung. • Die Studierenden kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts modernste Methoden und Verfahren der Ingenieurwissenschaften / des Maschinenbaus und kennen Anwendungsbeispiele. • Die Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich ihres Studienschwerpunkts. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden können komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) mit geeigneten Methoden lösen. • Die Studierenden können komplexe ingenieurtechnische Probleme (ggf. fachübergreifend) modellieren und lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 30 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 60 h Eigenstudium Medienformen: Beamer, Tafelvortrag Mündlich / ca. 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik, Band IV-VII; Ernst-Verlag Berlin (1985/86) 2. Kunz, P.: Behandlung von Abwasser; Vogel-Verlag Würzburg (1992) 3. Bank, M.: Basiswissen Umwelttechnik; Vogel-Verlag Würzburg (1993)
RUBAnlagen- und Logistikplanung in der ChemieindustrieEnergietechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Marcus GrünewaldUDEIm Team arbeiten können und Projektarbeit kennenlernen. Eigenständig kurze Berichte abfassen können, welche die Arbeitspakete beschreiben, für die Verantwortung übernommen wurde. Selbige Inhalte in Präsentationsform zusammenfassen und darstellen können. Interdisziplinär andere Projektmitglieder verstehen können und eigene Ergebnisse interdisziplinär verständlich kommunizieren können. Eigene Ergebnisse und Fragen den Anforderungen einer verteilten, u.U. asynchronen Kommunikation und Kommunikation über Videokonferenzen entsprechen aufarbeiten zu können. Anlagen- und Logistikplanung theoretisch zu verstehen und praktisch anwenden zu können.Vorlesung, ÜbungDie Studierenden kennen im Bereich der Anlagen- und Logistikplanung modernste Methoden und Verfahren und kennen Anwendungsbeispiele. Sie sind in der Lage: • Im Team Projekte zu bearbeiten. • Eigenständig kurze Berichte abfassen zu können, welche die Arbeitspakete beschreiben, für die Verantwortung übernommen wurde. Selbige Inhalte in Präsentationsform zusammenzufassen und darstellen zu können. • Interdisziplinär andere Projektmitglieder verstehen zu können und eigene Ergebnisse interdisziplinär verständlich kommunizieren zu können. • Eigene Ergebnisse und Fragen den Anforderungen einer verteilten, u.U. asynchronen Kommunikation und Kommunikation über Videokonferenzen entsprechend aufarbeiten zu können. • Anlagen- und Logistikplanung theoretisch zu verstehen und praktisch anzuwenden zu können und auf neue Problemstellungen zu übertragenArbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumMündlich , Anteil der Modulnote : 100 %, Portfolioprüfung: Gruppenpräsentation (40%) und individueller Bericht als Management Review mit kurzem Reflexionsteil (60%)SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBArbeits- und Anlagensicherheit (WP-E06)Verfahrenstechnik3DeutschVorlesung: 2hProf. Dr.-Ing. Marcus GrünewaldUDEGefahrstoffe, Primäre und Sekundäre Schutzsysteme, Freisetzung und Ausbreitung, Risikoanalyse, Zuverlässigkeit, Brand- und Brandschutz, Sicherheitstechnische Kenngrößen, Explosionen und Explosionsschutz, Schall und Lärmschutz, LaserDie Studierenden kennen im sicherheitstechnischen Bereich exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren im technischen und organisatorischen Arbeitsschutz auszuwählen und auf analoge Beispiele systematisch und praxisgerecht anzuwenden. • Sie haben dabei auch eine interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 30 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 60 h Eigenstudium Medienformen: Beamer, TafelvortragKlausur / 90 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %, Mündliche Prüfung (30 Minuten) nur bei kleiner 10 TeilnehmernWiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBBusiness DevelopmentSales Engineering5DeutschVorlesung: 3hProf. Dr.-Ing. Eckhard WeidnerUDE, TUDOTechnische Produktinnovationen und die Erschließung neuer Geschäftsfelder bieten immense Chancen und zeitgleich Risiken. Die Lehrveranstaltung vermittelt einen Leitfaden für die Entwicklung und Evaluation von Ideen und deren Überführung in neue Geschäftsfelder bzw. in die Weiterentwicklung bestehender Geschäftsfelder. Die Basis bildet die Definition von Faktoren, die ein Unternehmen dazu bewegen, das bestehende Geschäftsmodell zu verändern. Darauf aufbauend wird erarbeitet, wie Geschäftsfelder zielführend erweitert oder erschlossen werden. Beispielhaft genannt werden die 635-Methode, Design Thinking, die Osborne-Checkliste, Cross-Industry Analogies, Reifegradmodell-basiertes Management, die Morphologische Matrix, die Nutzwertanalyse etc. Das Erlernte soll in Gruppenarbeiten mit Hilfe realitätsnaher Szenarien und Beispielen gefestigt werden. In einer Hausarbeit wird ein Unternehmensprofil erarbeitet (vor allem in Hinblick auf die Art und Weise wie im jeweiligen Unternehmen Innovationen geschaffen und umgesetzt werden) und der Gruppe im Rahmen der Vorlesung vorgestellt. Diese Veranstaltung eignet sich für Masterstudierende der Fachrichtungen Maschinenbau und Sales Engnieering and Product Management. Vorlesung, ÜbungDas Modul Business Development richtet sich an Studierende, die im industriellen Umfeld die strategische Geschäftsfeldentwicklung gestalten wollen. Die Studierenden erlangen umfassendes Grundlagenwissen zur methodischen Erschließung und Entwicklung neuer Geschäftsfelder und ein grundsätzliches Verständnis des kontinuierlichen Wandels in dem sich moderne am internationalen Markt erfolgreiche Unternehmen stets befinden. Das Erlernte wird an konkreten Beispielen erläutert. Die Einbringung Ihrer fachlichen Kompetenzen ist gewünscht, um in möglichst interdisziplinären Gruppen aktiv Fallbeispiele bzw. Szenarien zu bearbeiten, zu diskutieren und zu präsentieren. Grundlagen der Betriebswirtschaft und/oder der Wirtschaftswissenschaften und des technischen und nichttechnischen Produktdesigns sind vorteilhaft.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 56 h Präsenzstudium - Hausarbeiten: 9 h Eigenstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 85 h Eigenstudium Medienformen: Beamer, Flipchart- und TafelanschriebMündlich, Produktpräsentation und Lernportfolio , Anteil der Modulnote : 100 %WiSe & SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBCO2-Abscheidungen aus IndustrieprozessenEnergietechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Viktor SchererUDEAufbauend auf der Definition, den Ursachen und Auswirkungen von Klimawandel werden Arten von CO2-Quellen und alternative Energieträger betrachtet. Das Konzept der CO2- Abtrennung und Speicherung wird erläutert. Technische Maßnahmen zur CO2-Abtrennung wie Post-Combustion, Oxy-Fuel-Combustion und Pre-Combustion Capture werden diskutiert. Hierbei werden rechtliche Aspekte und Kosten betrachtet. Der Transport per Pipeline und Schiff wird behandelt. Risiken, Sicherheitsaspekte und Überwachung werden für die genannten Verfahren diskutiert. Als Speicherarten werden geologische Speicherung sowie die Speicherung im Ozean betrachtet. Karbonatbildung sowie die stoffliche Nutzung von CO2 werden diskutiert. Abschließend werden Komponentenkosten und Carbon Capture-and-Sequestration-Nutzungsszenarien betrachtet.Vorlesung, ÜbungZielsetzung: Die Vorlesung vermittelt ein Grundverständnis über CO2 als Treibhausgas und zugehörige CO2-Quellen. Der Entwicklungsstand und Perspektiven von Abtrennverfahren werden angesprochen. Der Einfluss der Abtrennung auf Transport und Speicherung wird aufgegriffen und wirtschaftliche, legislative und gesellschaftliche Aspekte werden diskutiert. Kompetenzen: Die Studierenden erwerben die Fähigkeit, die einzelnen Prozessschritte der CO2-Abscheidung und Lagerung bzw. Nutzung zu bewerten und kritisch einzuordnen. Sie werden in die Lage versetzt, Bezüge zu anderen Vorlesungen herzustellen und dort Gelerntes einzubringen. Eine Anwendung des neu erlernten Wissens erfolgt in einer kleineren vorlesungsbegleitenden Projektarbeit. Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumKlausur / 90 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBComputeranwendungen in der ProzessentwicklungEnergietechnik6DeutschProf. Dr.-Ing. Marcus PetermannUDE• Die Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich der Prozesssimulation. • Die Studierenden kennen im Bereich der Prozesssimulation exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung. • Die Studierenden kennen im Bereich der Prozesssimulation modernste Methoden und Verfahren und können die Prozesssimulationstools einsetzen. • Die Studierenden können komplexe Problemstellungen in Prozesssimulationstools umsetzen und mit geeigneten Methoden lösen. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage die Ergebnisse der Prozesssimulation zu reflektieren und zu hinterfragen. • Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken und üben dies an Beispielprozessen mit Hilfe der Prozesssimulation. • Die Studierenden können komplexe Problemstellungen in Prozesssimulationstools umsetzen und sind in der Lage eigene Lösungsansätze zu entwickeln und umsetzen. • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten aus den vorgestellten Prozessen auf konkrete und neue Problemstellungen in der Prozesssimulation übertragen. BlockseminarDie Auslegung und Optimierung von industriellen Prozessen wird heute zunehmend durch Prozesssimulationsprogramme wie z.B. Aspen Plus durchgeführt. Im Vergleich zur klassischen Optimierung an Versuchanlagen können dabei erheblich Zeit und Kosten eingespart werden. Für die Abbildung der Prozesse müssen zunächst thermodynamische Kenngrößen in die Tools implementiert werden. Dabei muss immer eine Verifizierung zu experimentellen Daten erfolgen. Erst im Anschluss können Gesamtprozesse mit allen Produkt- und Energieströmen in derartigen Programmen sinnvoll abgebildet werden und zur Optimierung der Prozesse genutzt werden. Das Seminar erläutert zunächst die theoretischen Grundlagen von Trennprozessen und greift anschließend die Modellierung thermodynamsichen Größen mit vorhandenen Gleichungssystemen auf. Es werden einfache Trennprozesse in Aspen Plus abgebildet und dabei Sensitivitätsanalysen zur Beurteilung der Einflussgrößen eingesetzt. In Gruppenarbeit werden anschließend Studierende an die Nutzung des Simulationstools Aspen Plus herangeführt und müssen dabei aktuelle industrielle Prozesse der Verfahrenstechnik analysieren und optimieren. Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumSeminar / 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %, Es handelt sich um ein Blockseminar in dem sowohl die Umsetzung und Lösung einer spezifischen Aufgabe in Apsen Plus als auch die abschließende Präsentation der Ergebnisse und die Qualtität eines Handouts als Zusammenfassung bewertet wird.WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBDigitalisierung in Entwicklung und Produktion am Beispiel von LernfabrikenProduktionssysteme6DeutschProf. Dr.-Ing. Bernd KuhlenkötterUDEDas Tutorium soll als übergreifendes Kursangebot in drei unterschiedlichen Lernfabriken stattfinden. Jede der Lernfabriken fokussiert sich dabei auf einen anderen Zeitpunkt des Produktlebenszyklus. Die ESB Business School der Hochschule Reutlingen beschäftigt sich vor allem mit den Bereichen Logistik und Materialmanagement, das PTW der TU Darmstadt setzt den Schwerpunkt in der Produktionsplanung und Fertigung und die LPS Lernfabrik der Universität Bochum konzentriert sich unter anderem auf die Montage und das Thema Assistenzsysteme. Die Studierenden lernen so Methoden, Technologien und Instrumente zur Digitalisierung der Entwicklung und Produktion kennen. In jeder Lernfabrik werden ca. 3 Tage absolviert. Dabei wird zwischen Theorie- und Praxisteilen gewechselt. In Übungen in den Lernfabriken werden die Studierenden das gelernte Wissen in Lehr-Lern- Arrangement, bestehend aus Problem- und Aufgabenstellung, anwenden. Für weitere Informationen besuchen Sie die Webseite des Lehrstuhls für Produktionssysteme. (www.lps.rub.de) Blockseminar, ExkursionMit Industrie 4.0 als Zukunftsvision des deutschen Produktionsstandorts stellt sich die Frage, wie bestehende Produktionssysteme mit neuen, digitalen Möglichkeiten vereint bzw. weiterentwickelt werden können. Die Fertigkeiten und Fähigkeiten im Bereich der Bewertung, Umsetzung und Einführung digitalisierter Prozesse sind für Unternehmen dabei von herausragender Bedeutung. Die Studenten werden dazu befähigt, Methoden und Instrumente im Rahmen der Digitalisierung der Produktion anzuwenden. Haptisch erfahrbar werden die Veränderungen durch Übungen in 3 verschiedenen Lernfabriken in Deutschland gemacht (Ruhr-Universität Bochum, TU-Darmstadt, Hochschule Reutlingen)Teilnahmevoraussetzungen: Teilnahmebeschränkung, Anmeldung erfolgt über den Lehrstuhl Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBEinführung in die RheologieEnergietechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Eckhard WeidnerUDE, TUDOBei der Betrachtung von Flüssigkeiten wird in vielen Fällen ein sehr vereinfachtes Fließverhalten zugrunde gelegt. Für eine Auslegung vieler Anwendungen und Prozesse ist dies jedoch nicht ausreichend. In der Vorlesung Rheologie sollen die Hörer mit verschiedenen Arten des Fließverhaltens und daraus resultierenden Effekten vertraut gemacht werden. Nach einer Einführung in die Rheologie wird dabei insbesondere auf nicht-newtonsche Flüssigkeiten eingegangen. Es werden Methoden der Viskosimetrie und Rheometrie vorgestellt. Der Stoff wird anhand verschiedener praktischer Beispiele veranschaulicht und entwickelt. Die Studierenden praktizierten wissenschaftliches Lernen und Denken im Rahmen eines Praxistages im Labor und wenden Erlerntes in einem Versuch zur Viskosimetrie an.Vorlesung, Übung• Die Studierenden sind mit den Grundlagen der Rheologie und den damit verknüpften physikalischen Größen vertraut. • Die Studierenden haben ein Gefühl für die Größenordnung der Viskosität verschiedener Stoffe. • Die Studierenden kennen die verschiedenen Grundtypen des Fließverhaltens. • Die Studierenden kennen die technischen Schwierigkeiten beim Umgang mit nichtwasserähnlichen Flüssigkeiten. • Die Studierenden beherrschen im Bereich der Rheometrie modernste Methoden und Verfahren der Messtechnik und Analyse und kennen Anwendungsbeispiele. • Die Studierenden kennen im Bereich der Rheologie den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung. • Die Studierenden sind in der Lage, etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Die Studierenden können komplexe Strömungsprobleme in physikalischen Systemen mit geeigneten mathematischen Methoden lösen. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Medienformen: PowerPoint und TafelvortragKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. W. M. Kulicke, Fließverhalten von Stoffen und Stoffgemischen, Hüthig & Wepf Verlag, Basel [u.a.], 1986 2. T. G. Mezger, Das Rheologie Handbuch, Vincentz Network, Hannover, 2010 3. G. Schramm, Einführung in Rheologie und Rheometrie, Thermo Haake GmbH, Karlsruhe, 2002
RUBElektrochemische EnergiewandlerEnergietechnik4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Viktor SchererUDEDie Lehrveranstaltung vermittelt grundlegende Inhalte über Aufbau und Funktion elektrochemischer Energiewandler wie Brennstoffzelle und Elektrolysezelle. Es werden die thermodynamischen Grundlagen dieser Wandler erklärt. Darauf aufbauend werden unterschiedliche Zell- und Zellstapelaufbauten vorgestellt. Es wird auf die komplexen Wechselwirkungen innerhalb solcher Systeme eingegangen, diese sind geprägt von diffusiven Transportvorgängen in porösen Schichten, den elektrischen Eigenschaften der Komponenten (Kontaktierung und Leitung), der elektrochemischen Umsetzung an Katalysatorschichten und des ionischen Transportes im Elektrolyten. Die technische Realisierung solcher Systeme wird erläutert. Behandelt werden alkalische Elektrolyse, Polymerelektrolyt-Elektrolyse und Hochtemperatur-Elektrolyse sowie Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen, Phosphorsaure-Brennstoffzellen, Schmelzkarbonat Brennstoffzellen und Oxidkeramische-Brennstoffzellen. Dabei wird auch auf Aufbau und Verschaltung der notwendigen peripheren Systemkomponenten eingegangen. Die Herstellung der Zell- und Stackkomponenten wird grob umrissen. Einerseits wird das physikalisch-technische Verständnis der Zusammenhänge und Wechselwirkungen im jeweiligen elektrochemischen System vermittelt, zum anderen werden die energiewirtschaftlichen Randbedingungen und Potentiale besprochenen. Die begleitende Übung vertieft den Lehrstoff durch Rechenbeispiele. Vorlesung, Übung• Die Studierenden kennen den Aufbau und die Funktion kontinuierlich arbeitender elektrochemischer Energiewandler. • Ihnen sind die komplexen Wechselwirkungen innerhalb von elektrochemischen Zellen, Stacks und Systemen bewusst. • Die Studierenden verfügen über Wissen, welche Kraftstoffe in solchen Wandlern genutzt werden können und welche Anforderungen an die Kraftstoffe gestellt werden. Ein zentrales Thema ist die Erzeugung, Nutzung und Bevorratung von Wasserstoff. Ferner können die Studierenden • Stoff- und Energieströme in elektrochemischen Wandlern bilanzieren. • Systeme und Komponenten zur elektrochemischen Energiewandlung geeignet dimensionieren. • Die Effizienz und die Beeinflussung durch die eingesetzten Komponenten rechnerisch ermitteln. • Fragestellungen, die sich in technischen Systemen ergeben, abstrahieren und mit geeigneten fachübergreifenden Methoden lösen sowie Verfahren auswählen und anwenden.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 45 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 75 h EigenstudiumMündlich / ca. 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %. Ab einer Teilnehmerzahl > 20 wird eine schrifltiche Prüfung durchgeführt.WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBFortgeschrittene TransmissionselektronenmikroskopieWerkstofftechnik3DeutschVorlesung: 2hProf. Dr.-Ing. Gunther EggelerUDEDie Vorlesung beschäftigt sich zuerst mit dem Aufbau und der Funktionsweise moderner TEMs. Dies beinhaltet die verwendeten Elektronenquellen, aber auch den Einsatz als konventionelles TEM inklusive Elektronenbeugung, hochauflösendes TEM und Raster-TEM (STEM). Es werden die Grundlagen der elastischen und inelastischen Wechselwirkungen von Elektronenstrahlen mit Werkstoffen behandelt und die Bildentstehung im konventionellen und hochauflösenden TEM gelehrt. Der Einfluß von Linsenfehlern auf die Abbildung wird erläutert und die nun mögliche Korrektur der sphärischen Aberration durch Cs-Korrektoren besprochen. Das physikalische Konzept der Kontrasttransferfunktion und die Auflösungsgrenzen moderner TEM stellen weitere Themenschwerpunkte der Vorlesung dar. Im Rahmen der Vorlesung wird die Interpretation von TEM Abbildungen und Beugungsaufnahmen vermittelt.VorlesungZielsetzung: Die Vorlesung vermittelt den Aufbau und die Funktionsweise moderner Transmissionselektronenmikroskope. Die Studierenden verstehen die Funktionsweise im TEM als auch im Raster-TEM (STEM) Betrieb. Neuentwicklungen, wie die Funktionsweise eines sphärischen Aberrationskorrektors werden erlernt. Die Studierenden sollen die Grundlagen der Feinbereichsbeugung und Defektanalyse aber auch der hochauflösenden TEM (Phasenobjekt, Kontrasttransferfunktion) durchdringen mit dem Ziel die abbildenden Möglichkeiten des TEMs für Mikrostrukturuntersuchungen zu verstehen und (S)TEM Abbildungen interpretieren zu können. Kompetenzen: Die Studierenden lernen die Funktionsweise eines TEM für (i) konventionelle und (ii) hochauflösende Mikroskopie und (iii) des STEM kennen und verstehen die Unterschiede in der jeweiligen Bildgebung. Darauf aufbauend werden Einsatzmöglichkeiten moderner TEM Methoden zur Mikrostrukturcharakterisierung von Werkstoffen vermittelt und die Studierenden erlernen die Interpretation und Auswertung von TEM Aufnahmen. Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 30 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 60 h Eigenstudium Medienformen: Projektor und TafelMündlich / ca. 45 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBGasmesstechnikEnergietechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Roland SpanUDEDie Vorlesung Gasmesstechnik vermittelt zunächst einen grundlegenden Einblick in das Erdgasversorgungssystem und geht hierbei auch auf die Veränderungen im Rahmen der Energiewende ein. Die Einbindung regenerativer Energieträger, wie Biogas oder aus überschüssigem „Windstrom“ erzeugter Wasserstoff, in das Gasnetz stellt ein großes Potential aber auch eine große Herausforderung an die Gasinfrastruktur und die Gasanwendungen dar. Vor diesem Hintergrund werden in der Veranstaltung unterschiedlichste Mess- und Analyseverfahren entlang der gesamten Prozesskette (Gasaufbereitung, Gastransport, Gasanwendungen) behandelt. Gleichzeitig werden zukunftsorientierte Fragestellungen diskutiert, beispielsweise wie das Gasnetz zur Speicherung von elektrischer Energie genutzt werden kann. Begleitet wird die Vorlesung durch eine Übung, in der das vermittelte Wissen an praxisnahen Beispielen vertieft wird. Im Einzelnen werden folgende Inhalte behandelt: • Beschaffenheit von Erdgas • Gasqualität / Gaskennwerte • Thermodynamische Zustandsgrößen • Messtechnik Volumen • Messtechnik Gasbeschaffenheit (Kalorimetrie / Chromatografie) • Metrologie, Messunsicherheit • Einspeisung von Wasserstoff aus „Power-to-Gas“ Anlagen • GasbeschaffenheitsverfolgungVorlesung, Übung• Die Studierenden kennen die Definitionen der wichtigsten Gaskennwerte und verstehen die Relevanz in Bezug auf die verschiedenen Gasanwendungen. • Die Studierenden kennen die grundlegenden Messverfahren und können die Leistungsfähigkeit für den jeweiligen Anwendungsfall beurteilen. • Die Studierenden können Messergebnisse auswerten und bewerten. • Die Studierenden können die Unsicherheit von Messergebnissen bestimmen und verstehen wie man Messunsicherheiten optimieren kann. • Die Studierenden können thermodynamische Zustandsgleichungen anwenden, vergleichen und beurteilen Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumMündlich / ca. 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBIndustrielles Kunden-ManagementSales Engineering5DeutschVorlesung: 2hProf. Dr. phil. Joachim ZülchUDEIn den Veranstaltungen zum Industriellen Kunden-Management werden Theorien, Modelle und Ansätze dargestellt und anhand von Fallstudien und Business-Episoden vertieft und reflektiert. Die Veranstaltung orientiert sich an der zyklischen Bearbeitung von 12 wesentlichen Management-Kompetenzfeldern zum ganzheitlichen Kunden-Management. 12 Episoden bzw. Management-Kompetenzfelder: 1. Innovationsmanagement 2. Technologiemanagement 3. F&E Management 4. Prozessmanagement 5. Qualitätsmanagement 6. Produktmanagement 7. Marketingmanagement 8. Vertriebsmanagement 9. Servicemanagement 10. Projektmanagement 11. Change Management 12. KundenmanagementVorlesung, ÜbungZeilsetzung: Die Studierenden kennen Grundlagen angrenzender, für den Maschinenbau relevanter Ingenieurwissenschaften, wie Wirtschaftsingenieurwesen und Wirtschaftspsychologie und relevante ökonomische und organisatorische Aspekte. Die Studierenden sollen zentrale Methoden des Industriellen Kunden-Managements in den relevanten Management-Komponenten aktiv anwenden können und theoriegeleitet wissenschaftliche (Fall-)Studien bearbeiten, kritisch darstellen und präsentieren. Die Studierenden verfügen über die Fähigkeit zu vernetztem Denken, sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden und daraus kritisches Managementhandeln abzuleiten. Dazu zählt, den Studierenden spezifische Kenntnisse des industriellen Kunden-Management aus prozessualer, organsisatorischer und strategischer Sicht zu vermitteln. Kompetenzen: Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompentenz erworben und können diese situativ anwenden. Dabei lernen die Studierenden die Grundlagen, Methoden und Verfahren der wirtschaftsingenieurund verhaltenswissenschaftlichen Ansätze in Praxis und Forschung im Bereich des IKM kennen. Dies beinhaltet die Analyse, Bewertung und Gestaltung der Aufbau- und Ablauforganisation und der Geschäftsmodelle unterschiedlicher Organisationen sowie wesentliche Elemente der kundenorientierten Strategieentwicklung. Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 45 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 105 h EigenstudiumMündlich / ca. 90 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %, Mündliche (Gruppen-)PrüfungSoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBInstationäre Gasdynamik des FahrzeugmotorsKraftfahrzeugantriebstechnik5DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Beate BenderUDEIn der Veranstaltung „Instationäre Gasdynamik des Fahrzeugmotors“ wird im ersten Abschnitt die thermodynamische Modellierung des Zylinderprozesses vorgestellt. Um den Ladungswechsel beschreiben zu können werden im zweiten Abschnitt die drei Erhaltungssätze (Masse, Energie und Impuls) der eindimensionalen instationären Strömung hergeleitet. Es folgt die Vorstellung des linearen akustischen Lösungsverfahrens für diese partiellen Differentialgleichungen (Erhaltungssätze), die im dritten Schritt gefolgt wird von der Besprechung mehrerer nichtlinearer Verfahren. Aktuelle Themengebiete der Motorenentwicklung wie Aufladung oder Direkteinspritzung werden an den passenden Stellen vorgestellt. Vorlesung, ÜbungDie Studierenden sollen sollen im Detail folgende Fähigkeiten erwerben: • Grundsätzliches Verständnis der Modellbildung bei technischen Berechnungen • Detaillierte Darstellung des In-Cylinder Prozesses • Tiefgehendes Verständnis der instationären kompressiblen Strömung • Kenntnisse der unterschiedlichen Lösungsverfahren • Überblick über Zusatzeinrichtungen an modernen Verbrennungsmotoren (Turboaufladung etc.) Allgemeine Ziele und Kompetenzen: • Die Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich ihres Studienschwerpunkts. • Die Studierenden kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung. • Die Studierenden kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts modernste Methoden und Verfahren der Ingenieurwissenschaften / des Maschinenbaus und kennen Anwendungsbeispiele. • Die Studierenden können komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) mit geeigneten Methoden lösen. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Die Studierenden praktizierten wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden können komplexe ingenieurtechnische Probleme (ggf. fachübergreifend) modellieren und lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 45 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 105 h EigenstudiumMündlich / ca. 45 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBIntroduction to Three-dimensional Materials Characterization TechnicsWerkstofftechnik4EnglischVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Alfred LudwigUDE• X-ray tomography • Electron tomography • Focused ion beam slicing/scanning electron micrscopy 3D tomography • 3D Energy-dispersive X-ray spectroscopy • 3D-Field ion microscopy • Atom probe tomographyVorlesung, ÜbungThis course provides an introduction to a range of three-dimensional nanoscale and atomic scale materials characterization technique, e.g. 3D X-ray microscopy, electron tomography, and atom probe tomography etc. The working principles of each technique will be covered in detail. The students will learn how to use the three-dimensional materials characterization technique to solve scientific questions related with material science. Applications in a vast range of applications, such as engineering alloys, catalyst materials, semiconductors will be introduced. The students will acquire a good understanding of threedimensional nanoscale and atomic scale materials characterization methods, which are currently extremely important in both industry and academia. Additionally the students will achieve some basic hands-on experience on sample preparation and sample analysis on one of these technique (depends on the availability of instrument). During the semester each student will be assigned a current topic on which the student has to give a talk.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 40 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 80 h EigenstudiumKlausur, Three-dimensional Nanoscale Materials Characterization / 60 Minuten , Anteil der Modulnote : 80 %. Seminar / 15 Minuten , Anteil der Modulnote : 20 %, Seminar TalkWiSe & SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBKonstruktion in der AntriebstechnikKonstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Peter TenbergeUDEDie Vorlesung baut auf den grundlegenden Vorlesungsinhalten zur Konstruktions- sowie Antriebstechnik auf. Sie vertieft den Stoff durch die Betrachtung konkreter Beispiele sowie aller Randbedingungen der Praxis im Umfeld der Konstruktionsarbeiten. Hierzu gehören Lastenhefte, Konzeptstudien und Anforderungen des Wettbewerbs, von Schutzrechten, von Marktzielen, von Produktionsbedingungen sowie von Kosten und Stückzahlen. Die Vorlesung behandelt • das Erstellen und Pflegen eines Lastenheftes • die Bewertung des eigenen Konzepts im Vergleich zum Stand der Technik • Methoden zur Analyse des Stands der Technik • Methoden zur Ausarbeitung eines Konzepts bis zur Konstruktionsstudie • einen Überblick über benötigte Berechnungen und Nachweise • das Erstellen von Dokumenten für die technische Kommunikation Diese Aspekte werden anhand von ausgearbeiteten Konstruktionen erläutert. Praxisbeispiele zur technischen Kommunikation ergänzen die Vorlesung. In den Übungen sowie in Eigenarbeit erstellen die Teilnehmenden in Kleingruppen Konzeptstudien und konstruktive Entwürfe. Hierzu können Teilnehmende auch Themenvorschläge einbringen. Ergebnisse der Gruppenarbeit werden in den Übungseinheiten präsentiert und diskutiert. Die aktive Mitarbeit in den Projektteams bereitet effektiv auf die Prüfung vor. Vorlesung, Übung• Die Studierenden vertiefen die Inhalte der grundlegenden Vorlesungen zur Konstruktions- und Antriebstechnik und wenden den Lernstoff unter praxisgerechten Bedingungen auf konkrete Beispiele selbst an. • Die Studierenden verstehen die wechselseitigen Beziehung zwischen den Arbeitsschritten Erstellen eines Lastenheftes, Entwicklung eines Konzeptes, Gestaltung der Konstruktion, Nachweis der Tragfähigkeit sowie Beurteilung des dynamischen Verhaltens für konkrete Antriebslösungen. • Die Studierenden können Antriebskonzepte nach dem Stand der Technik sowie den Wettbewerbs- und Produktionsbedingungen bewerten sowie optimieren. • Die Studierenden können Konstruktionssoftware im Rahmen eines Entwicklungsprozesses effizient einsetzen. Allgemeine Ziele und Kompetenzen: • Die Studierenden kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung. • Die Studierenden kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts modernste Methoden und Verfahren der Ingenieurwissenschaften/des Maschinenbaus und kennen Anwendungsbeispiele. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen. • Die Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich ihres Studienschwerpunkts. • Die Studierenden können komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) mit geeigneten Methoden lösen. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. • Die Studierenden können komplexe ingenieurtechnische Probleme (ggf. fachübergreifend) modellieren und lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBLasermedizintechnikWerkstofftechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Cemal EsenUDEIn dieser Vorlesung werden die Lasermethoden im Bereich der medizinischen Diagnose und Therapie behandelt. Nach einer Einführung in die Lasergrundlagen mit Behandlung der wichtigsten Laser für die Medizintechnik erfolgt die Diskussion von Laserstrahlformungs- und –führungsmethoden sowie die Besonderheiten der Wechselwirkung von Laserstrahlung mit Gewebe. Anschließend werden die wichtigsten Diagnoseverfahren wie Fluoreszenz oder Ramanspektroskopie besprochen. Weitere Kapitel widmen sich den wichtigsten Anwendungen des Lasers in der Therapie wie Dermatologie, Augenheilkunde, Zahnmedizin und Chirurgie. Die Eigenheiten der Laserverfahren im Vergleich mit herkömmlichen Methoden werden diskutiert Vorlesung, ÜbungKenntnisse: Die Studierenden kennen die Lasermethoden im Bereich der medizinischen Diagnose und Therapie, exemplarisch den Stand moderner Forschung und Anwendungsbeispiele. Fertigkeiten: Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken. Kompetenzen: Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen. Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumMündlich / ca. 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBLasertechnikKonstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Andreas OstendorfUDEIn dieser Vorlesung werden Basiskenntnisse über Lasersysteme, deren Funktionsweise und Eigenschaften vermittelt. Im ersten Teil dieser Vorlesung werden die physikalischen Grundlagen behandelt, die zum Verständnis der Laseremission notwendig sind. Dazu gehören die Eigenschaften optischer Resonatoren, die die Strahleigenschaften von Lasern entscheidend mitbestimmen. Ein weiterer Teil der Vorlesung befasst sich mit Laserkomponenten, also Laserspiegeln, Güteschaltern, Blitzlampen, Polarisatoren, usw. Im dritten Teil werden gängige Lasertypen, wie sie in der Lasermesstechnik und in der Laserfertigungstechnik eingesetzt werden behandelt. Es wird hier auf den konstruktiven Aufbau, den Leistungsbereich und die Betriebsweise der einzelnen Typen eingegangen. Die Grundlagen der Nichtlinearen Optik und ihre wichtigsten Anwendungen werden vorgestellt. Vorlesung, ÜbungKenntnisse: • Die Studierenden kennen Lasersysteme, deren Funktionsweise und Eigenschaften, exemplarisch den Stand moderner Forschung, Anwendungsbeispiele und verfügen über das entsprechende Fachvokabular. Fertigkeiten: • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken. Kompetenzen: • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen. Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumMündlich / ca. 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Eichler, J.; Eichler, H.-J.: Laser: Laser- Bauformen, Strahlführung, Anwendungen, Springer, Berlin, 2010. 2. Meschede, D.: Optik, Licht und Laser, Teubner, Stuttgart. 2008. 3. Kneubühl, F. K.; Sigrist M.W.: Laser, Teubner, Stuttgart. 2005.
RUBManagement nicht erneuerbarer u. erneuerbarer RessourcenEnergietechnik3DeutschVorlesung: 2hProf. Dr.-Ing. Eckhard WeidnerUDEIm Rahmen der Vorlesung werden zunächst die Grundlagen, Ziele und Methoden des Stoffstrommanagement, der Stoffstromanalyse sowie der Stoffstrombewertung vorgestellt. Dies vollzieht sich auf der Basis des Konzepts der „nachhaltigen Entwicklung“. Eine kurze Einführung in der Rohstoffbewirtschaftung innerhalb von Wirtschaftssystemen soll illustrieren, wie alle Lebensbereiche von einer intelligenten Rohstoffnutzung profitieren. Im Anschluss werden die Rohstoffpotenziale der nicht-erneuerbaren Ressourcen sowie ihre Bedeutung als stoffliche und energetische Quelle diskutiert. Dabei werden die fossilen Rohstoffe und ihre Rolle in der globalen Rohstoffversorgung dargestellt. Der nächste Vorlesungsteil widmet sich den Verfügbarkeiten und Bewirtschaftungsgrundsätzen von natürlichen und erneuerbaren Ressourcen. Dabei stehen die Produktion von Biomasse und das nutzbare Ertragspotenzial im Vordergrund. Darüber hinaus wird die Rohstoff- und Energiepolitik in den internationalen Wirtschaftsbeziehungen dargestellt.An konkreten Beispielen wird erläutert, welche Rohstoffinformationen in industriellen Entscheidungsprozessen in welcher Weise verarbeitet werden müssen, um das Ressourcenmanagement unter verschiedenen gegebenen Zielstellungen möglichst optimal zu realisieren. Als Vorlesungsmaterial dient der Ausdruck der Präsentationsfolien. VorlesungDie Studierenden sollen in der Lage sein: • Globale, nationale und lokale Verfügbarkeiten und Nutzungspfade von nichterneuerbaren und erneuerbaren Ressourcen kennen und verstehen zu lernen, • die Bedeutung einer nachhaltigen Ressourcenbewirtschaftung für Wirtschaftssysteme zu verstehen, • die Grundlagen des Stoffstrommanagements auf gegebene Aufgabenstellungen zur – industriellen - Ressourcenbewirtschaftung selbständig anzuwenden und • die Kompetenz zu erwerben, das Einsatzpotenzial von nicht-erneuerbaren und erneuerbaren Ressourcen für gegebene industrielle Aufgabenstellungen abschätzen, berechnen und bewerten zu können.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 30 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 60 h Eigenstudium Medienformen: Beamer, TafelvortragMündlich / ca. 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Barsch, H.; Bürger, K.: Naturressourcen der Erde und ihre Nutzung, Gotha Pertes 1996 2. Endres, A.; Querner, I.: Die Ökonomie natürlicher Ressourcen, Darmstadt 1993 3. Eyerer, P. (Hrsg.): Ganzheitliche Bilanzierung, Springer Verlag, Berlin – Heidelberg, 1996 4. Wicke, L. et.al.: Betriebliche Umweltökonomie, Verlag Vahlen, München, 1992 5. Internetseiten und Publikationen des BMU und der FNR www.bmu.de, www.fnr.de
RUBManagement und Organisation von Arbeit - Teil 1 und 2Sales Engineering6DeutschProf. Dr.-Ing. Bernd KuhlenkötterUDE, TUDOWintersemester: Teil 1: Management und Organisation von Arbeit - Theoretische Grundlagen Die Wandlungsfähigkeit der Beschäftigten nimmt zunehmend die Rolle einer Schlüsselqualifikation in der Erwerbsarbeit ein. Wandlungsfähigkeit ist die schnelle Anpassung von Technik, Organisation und Mensch. Vor dem Hintergrund sich wandelnder Arbeitsbeziehungen in einer zunehmend komplexeren, globalisierten Arbeitswelt werden Basiskonzepte der Arbeitsbeziehungen vorgestellt. Betriebsverfassung, Tarifvertragswesen und transnationale Arbeitsbeziehungen werden jeweils hinsichtlich ihrer Strukturen, Akteure und zentralen Handlungsfelder erarbeitet. Zudem werden neue Formen von Organisation, Management und Führung aufgezeigt und diskutiert. Es handelt sich um eine praxisorientierte Vorlesung, die gemeinsam von der Fakultät für Sozialwissenschaft, der Gemeinsamen Arbeitsstelle RUB/IGM und des Lehrstuhls für Produktionssysteme für Studierende des Studiengangs Maschinenbau und SEPM. Sommerstemester: Teil 2: Management und Organisation von Arbeit - Praxistransfer Durchführung eines praxisorientierten Projektes in Unternehmen (Diskussionen ausgewählter aktueller Problemfelder mit Arbeitgeber-/Arbeitnehmervertretern). Die im Rahmen des ersten Teils ("Teil 1") erarbeiteten Basiskonzepte werden im zweiten Teil anhand praktischer Beispiele - in Form von Diskussionen mit Arbeitgeber- und Arbeitnehmervertretern sowie Betriebsexkursionen und Betriebsprojekten - konkretisiert, veranschaulicht und vertieft. Hierzu muss über das SoSe eine 25 seitige Hausarbeit angefertigt sowie eine Abschlusspräsentation gehalten werden.WS: Vorlesung, SS: Projekt• Die Studierenden kennen vertiefte ingenieur- und sozialwissenchaftliche Grundlagen im Bereich des Managements und der Organisation von Arbeit. • Die Studierenden kennen im Bereich der Erwerbstätigkeit, der Wandlungsfähigkeit von Produktionssystemen, des Change Management, der Führung von Personal und der Lean Management exemplarisch den Stand moderner ingenieur- und sozialwissenchaftlichen Forschung. • Die Studierenden kennen im Bereich der betrieblich mitbestimmungspflichtigen Aspekte und des Lean Managements modernste Methoden und Verfahren der Ingenieurwissenschaften / des Maschinenbaus und kennen Anwendungsbeispiele. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden können komplexe ingenieurtechnische Probleme (ggf. fachübergreifend) modellieren und lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen. Arbeitsaufwände: - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 60 h Eigenstudium - Präsenzzeit: 30 h PräsenzstudiumKlausur / 60 Minuten. Bonuspunkte in Höhe von 10 % der Endnote. Hausarbeit / 3 Monate , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBMaschinen für die EnergiewendeEnergietechnik3DeutschVorlesung: 2hProf. Dr. Francesca di MareUDEDie Vorlesung vermittelt einen anwendungsorientierten Überblick über den Einsatz von Turbomaschinen in einer defossilisierten Industrie und Energieversorgung. • Turbomaschinen in Energiespeicher-Systemen • Turbomaschinen in Industrieprozessen für CO2-Nutzung • Verdichter für CCS und CCU-Anwendungen • Power-to-X Anwendungen • Wasserstoff als Energieträger und Strömungsmedium in Turbomaschinen VorlesungDie Studierenden kennen den Status der Energiewende in Deutschland / Europa / Weltweit. Sie verstehen die komplexen Zusammenhänge zwischen volatiler Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen und dem kontinuierlichen Bedarf von industriellen Prozessen. Die Studierenden erkennen Schlüsselkomponenten in industriellen Prozessen und können Problemstellungen fachübergreifen mit geeigneten Methoden lösen. Sie haben die Fähigkeit zu kritischem und vernetztem Denken erweitert und können etablierte und innovative Methoden auswählen und einsetzen. Empfohlene Vorkenntnisse: Turbomaschinen, Thermodynamik, Energiewirtschaft Arbeitsaufwände: - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 60 h Eigenstudium - Präsenzzeit: 30 h Präsenzstudium Mündlich, Klausur / ca. 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %. Ab einer Teilnehmerzahl >= 10 kann die Prüfung schriftlich durchgeführt werdenSoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBMechanische Eigenschaften in kleinen DimensionenWerkstofftechnik3DeutschProf. Dr.-Ing. Gunther EggelerUDE, TUDODas Werkstoffspektrum umfasst sowohl Materialien mit kleinem Materialvolumen (z.B. dünne Schichten), aber auch Massivmaterialien mit kleinen Korngrößen (z.B. nanokristalline Werkstoffe). Zuerst wird kurz auf die Herstellung und Charakterisierung mikro- und nanoskaliger Werkstoffe eingegangen. Anschließend werden ausführlich die Ursachen für Spannungen in Schichten vermittelt, Methoden zur Messung von Spannungen in Schichten vorgestellt und die entsprechenden Verformungsmechanismen (Versetzungsplastizität, Zwillingsbildung, eingeengtes Diffusionskriechen) besprochen. Die weiteren Inhalte befassen sich mit den Konzepten zur Festigkeitssteigerung und Erhöhung der Bruchfestigkeit von dünnen Schichten und mikro- und nanoskaligen Werkstoffen. Mechanische Größeneffekte hinsichtlich der Fließspannung, der Festigkeit, des Bruch- und des Ermüdungsverhalten werden vorgestellt und auf geometrische und mikrostrukturelle Einengungseffekte zurückgeführt.Blockseminar• Die Studierenden kennen den Bereich der mikro- und nanoskaligen Werkstoffe, das entsprechende Fachvokabular, exemplarisch den Stand moderner Forschung und kennen modernste Methoden und Verfahren und Anwendungsbeispiele. • Die Studierenden können komplexe Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) mit geeigneten Methoden lösen. • Sie haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Die Studierenden praktizieren somit wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden können hierüber komplexe ingenieurtechnische Probleme lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 30 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 60 h Eigenstudium Medienformen: Projektor und Tafel Mündlich / ca. 45 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBPorous MaterialsEnergietechnik6EnglischVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Jun.-Prof. Dr.-Ing. Sulamith FrerichUDE, TUDO• Nach erfolgreichem Abschluss dieses Fachs besitzen die Studierenden erweiterte Kenntnisse über klassische und aktuelle ingenieurwissenschaftliche Theorien zur Beschreibung von porösen Materialien sowie ihre Entwicklung im Kontext der internationalen Diskussion. Sie verfügen über Expertise im systematischen Theorienvergleich auf der Basis wissenschaftstheoretischer Kompetenz und kennen methodische Vorgehensweisen. • Dank der Fähigkeit, eigenständige Fragestellungen zu entwickeln und diese in Form kleiner Forschungsarbeiten theoretisch und praktisch zu bearbeiten, vermögen die Studierenden, fremde Studien- und Forschungsergebnisse auf der Grundlage ihrer Expertise im Bereich quantitativer und/oder qualitativer ingenieurwissenschaftlicher Methoden kritisch zu reflektieren. Zusätzlich sind sie in der Lage, ingenieurwissenschaftliche Analysen in wissenschaftlicher Fachliteratur nachzuvollziehen und kritisch zu prüfen. • Auf diese Weise können die Studierenden ihr angeeignetes theoretischen und methodisches Wissen auf unterschiedliche themenspezifische Anwendungsgebiete übertragen und im interdisziplinären Zusammenhang der Fächer Wärmeund Stoffübertragung, Verfahrenstechnik und Materialwissenschaft neue Forschungsansätze entwickeln. • Die internationale Ausrichtung der Veranstaltung ermöglicht es den Studierenden, ihre Kenntnisse mit besonderer internationaler Perspektive zu reflektieren und sie auf verschiedene Praxis- und Berufsfelder anzuwenden. Sie sind sich der Verantwortung eines Ingenieurs für die gesellschaftliche Weiterentwicklung bewusst und können entsprechende Aufgaben effizient als Individuum und im Team lösen.Vorlesung, ÜbungDie Veranstaltung “Porous Materials” betrachtet verschiedene Ansätze zur Charakterisierung und mathematischen Beschreibung poröser Materialien als Systeme aller Aggregatzustände. Neben unterschiedlichen Herstellverfahren werden auch die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten und Einsatzgebiete behandelt. Die Durchführung von Berechnungen zur Bestimmung von Wärme- und Stofftransportmechanismen runden die Veranstaltung ab.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Medienformen: Beamer, Overhead-Projektor,TafelvortragMündlich / ca. 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Civan, F., Porous media transport phenomena, John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, New Jersey, 2011 2. Nield, D.A., Bejan, A., Convection in Porous Media, Springer, New York, 2011 3. Stevenson, P. (Ed.), Foam Engineering - fundamentals and engineering, John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, New Jersey, 2012
RUB Process DesignEnergietechnik4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Marcus GrünewaldUDEHochtechnologische Werkstoffe, Agrar-Chemikalien und Pharmazeutika sind essentiell, um einer wachsenden Weltbevölkerung Nahrung, Gesundheitsvorsorge und Konsumgüter zur Verfügung zu stellen. Es ist die grundlegende Aufgabe des Prozessdesigns, chemische Prozesse zu entwerfen und auszulegen, welche Rohmaterialien in die o.g. Produkte umwandeln. Der Prozessentwurf wird in späteren Entwicklungsstufen als Grundlage für das Detail Engineering und schlussendlich die Konstruktion der Chemieanlage herangezogen. In der Vergangenheit konnten detaillierte Geschäftspläne die Angebots- und Nachfrageseite, Rohstoff- und Energieversorgung und Konkurrenzsituationen über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts verlässlich vorhersagen. Heutzutage wird in einer komplexer werdenden Welt die Fähigkeit, Prozesse flexibel an sich ändernde Randbedingungen anpassen zu können, zu einem wichtigen, zusätzlichen Kriterium. Zu den sich ändernden Randbedingungen gehören beispielsweise unerwartete und plötzliche Änderungen in der Rohstoffversorgung oder der Nachfrage. Das neue, übergeordnete Ziel der Prozessdesigns liegt daher nun in der Entwicklung sog. „no-regret-solutions“, also auf Prozessgestaltungen, die auf eine optimale Performance in diversen Zukunftsszenarien statt auf eine optimale apparative Auslegung abzielen. Im Rahmen der Lehrveranstaltung werden die wesentlichen methodischen Aspekte thematisiert, die zur Entwicklung von robusten, ökologisch und ökonomisch nachhaltigen Prozessdesigns führen. Die Vertiefung der gelernten Ansätze erfolgt durch die ausführliche Diskussion verschiedener Beispiele von industrieller Relevanz. Vorlesung, ÜbungDie Studierenden kennen im Bereich des Process Designs modernste Methoden und Verfahren der Ingenieurwissenschaften / des Maschinenbaus und kennen Anwendungsbeispiele zu: • Methoden zur Prozessgestaltung anhand industriell relevanter Beispiele kennenlernen, • diese Methoden in aktuellen Problemen unter Berücksichtigung der Randbedingungen von Prozessintegration und -intensivierung identifizieren, • in der Lage sein, sog. „no regret-solutions“, also Prozessgestaltungen, die auf eine optimale Performance statt auf eine optimale apparative Auslegung abzielen, für verschiedene Prozessbeispiele zu entwickeln, • Die Studierenden können entsprechende Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen. Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 45 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 75 h Eigenstudium Medienformen: BeamerMündlich, Klausur / ca. 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Blass, E.: Entwicklung verfahrenstechnischer Prozesse (1997) 2. Douglas, J.: Conceptual Design of Chemical Processes (1988) 3. Smith, R.: Chemical Process - Design and Integration (2004) 4. Baerns, M. et. al.: Technische Chemie (2013)
RUBProduktkonfektionierung in der Lebensmitteltechnologie und PharmazieEnergietechnik6DeutschSeminar: 4hProf. Dr.-Ing. Eckhard WeidnerUDEZiel der Produktkonfektionierung ist die Erzeugung innovativer Produkte. Hierbei ist die Wissenschaft der Produktkonfektionierung ein extrem vielfältiges Gebiet. Zur Erzeugung innovativer wirtschaftlicher Produkte ist die Kenntnis der gängigen verfahrenstechnischen Grundoperationen sowie der Stoffeigenschaften der verwendeten Substanzen erforderlich. Im Rahmen dieser Veranstaltung wird jedoch auf eine grundlegende Erklärung der verfahrenstechnischen Grundoperationen bewusst verzichtet, da dies Gegenstand zahlreicher anderer Vorlesungen ist. Es werden vielmehr produktorientiert ausgewählte Verfahren aufgezeigt, die zur Konfektionierung einzelner Beispielprodukte genutzt werden können. Hierzu werden Beispiele aus dem Bereich der Lebensmitteltechnologie und Pharmazie vorgestellt. Ziel dieses Vorgehens ist es, den Teilnehmern dieses Kurses einen Einblick in die Möglichkeiten der Produktkonfektionierung zu geben.Vorlesung, Übung• Die Studierenden kennen wesentliche verfahrenstechnische Prozesse, Apparate und Methoden der Produktkonfektionierung und lernen diese gezielt einzusetzen. • Die Studierenden können die gewonnenen Erkenntnisse auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen und wenden diese durch eine vertiefte Methodenkompetenz situativ angepasst an. • Die Studenten werden in besonderem Maße zu vernetztem, interdisziplinären und kreativen Denken angeregt. Arbeitsaufwände: - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium Medienformen: Beamer, TafelvortragSeminar , Anteil der Modulnote : 100 %. Schriftlicher Seminarbeitrag und PräsentationSoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Heiss, Rudolf: Lebensmitteltechnologie. Biotechnologische, chemische, mechanische und thermische Verfahren der Lebensmittelverarbeitung, Springer Verlag, 1996 2. Kessler, Heinz-Gerhard: Lebensmittel- und Bioverfahrenstechnik, Molkereitechnologie, Verlag A. Kessler, 1996 3. Stieß, M.: Mechanische Verfahrenstechnik I, II, Springer Verlag, Berlin, 1997
RUBProzesssimulation energietechnischer AnlagenEnergietechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Roland SpanUDEAusgehend von der bereits in verschiedenen Vorlesungen eingeübten manuellen Berechnung energietechnischer Prozesse werden gemeinsam mit den Studierenden die grundlegenden Anforderungen an ein Programm zur Simulation energietechnischer Prozesse herausgearbeitet. Die vier Hauptelemente solcher Programme (Benutzeroberfläche, nichtlinearer Gleichungslöser, Modelle der einzelnen Komponenten, Stoffdatenpakete) werden exemplarisch vorgestellt, Vor- und Nachteile verschiedener Lösungen werden diskutiert. In Interaktion mit den Studierenden werden erste Modelle einfacher energietechnischer Prozesse (Gasturbinen- und Dampfkraftprozesse) aufgebaut. Der Einfluss der wichtigsten Betriebsparameter wird anhand der selbst aufgebauten Modelle erläutert. Möglichkeiten zur systematischen Variation von Betriebsparametern werden vorgestellt, Parametervariationen durchgeführt. Als Sonderfälle werden die Verwendung von Simulationsprogrammen zur Beurteilung komplett neuer Prozessvarianten (wissenschaftliche Anwendung) und die Anwendung auf Basis von gemessenen Prozessparametern (Prozessleittechnik, Validierung der Messwerte, überbestimmte Systeme) diskutiert.Vorlesung, Übung• Die Studierenden können aufbauend auf dem im Bachelor-Studium vermittelten grundlegenden Verständnis für energietechnische Anlagen bestehende und neuartige (in der wissenschaftlichen Literatur diskutierte) Anlagen mit modernen Simulationstools selbstständig modellieren. • Die Studierenden können Leistung und Effizienz von energietechnischen Anlagen beurteilen und Einflussgrößen identifizieren. • Die Studierenden können das Betriebsverhalten von realen oder hypothetischen energietechnischen Anlagen analysieren und bewerten. • Die Studierenden können die Bedeutung anlagenspezifischer Parameter anhand von Parameterstudien beurteilen. • Die Studierenden kennen mathematische und thermodynamische Grundlagen von Simulationsprogrammen. • Die Studierenden können anspruchsvolle Simulationsprogramme anwenden und auf ihre Leistungsfähigkeit hin beurteilen (Vor- und Nachteile, Möglichkeiten und Grenzen).Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Klausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %. Bei Teilnehmerzahl kleiner 10 kann der Prüfer statt einer Klausur eine mündliche Prüfung anbieten.WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBTechnische InnovationenKonstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Jan T. SehrtUDEDie wettbewerbliche Position eines Betriebs hängt von einer regelmäßigen Erneuerung des Produkts und der Prozesse im Unternehmen ab. Diese Innovationen lassen sich systematisch erarbeiten, organisieren und umsetzen. Dazu wird im Rahmen der Veranstaltung die Entwicklung einer Innovationsstrategie behandelt. Außerdem wird mit der Theorie der Erfinderischen Problemlösung (TRIZ) eine Analysemethode vorgestellt, die zur Optimierung des Erfolges eines Betriebes beisteuert. Die Werkzeuge systematischer Innovation sind vielfältig und stets lösungsorientiert. In der Praxis sind solche strukturierten Vorgehensweisen unumgänglich für den langfristigen Erfolg eines Unternehmens.Vorlesung, Übung• Die Studierenden praktizieren systematisches Lernen und Denken. • Die Studierenden erlangen Kenntnisse zur Optimierung eines wirtschaftlichen Betriebs. • Die Studierenden kennen und erkennen komplexe organisatorische Zusammenhänge. • Die Studierenden können ausgewählte Märkte und Produkte nach ihrem wirtschaftlichen Potenzial bewerten. • Die Studierenden können die Relevanz von Entwicklungen bewerten. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage, etablierte Methoden und Verfahren zur Koordination und Entwicklung von technischen Innovationen auszuwählen und anzuwenden. • Die Studierenden erlangen Werkzeuge, mit denen sich die wettbewerbliche Position eines Betriebs ausbauen lässt.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Medienformen: PowerPointKlausur / 60 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Granig, P.; Hartlieb, E.; Lercher, H. (Hrsg.): Innovationsstrategien – Von Produkten und Dienstleistungen zu Geschäftsmodellinnovationen. 1. Auflage. Springer Gabler Verlag, Wiesbaden, 2014. ISBN: 978-3-658-01031-7 2. Koltze, K., Souchkov, V.: Systematische Innovation - TRIZ-Anwendung in der Produkt- und Prozessentwicklung. 2., überarbeitete Auflage. Carl Hanser Verlag, München, 2017. ISBN: 978-3-446-45127-8
RUBTransmission electron microscopy of crystal defects I (Advanced Users)Werkstofftechnik3EnglischProf. Dr.-Ing. Gunther EggelerUDE, TUDODiese Vorlesung wendet sich an fortgeschrittene Studierende, die die Grundlagen der Durchstrahlungselektronenmikroskopie beherrschen und die diese Methode im Rahmen ihrer Forschungsarbeiten einsetzen. Die Vorlesung wird in kleinen Gruppen hauptsächlich am Mikroskop durchgeführt. Sie vermittelt praktische Fähigkeiten im Umgang mit dem TEM-System, die nur durch regelmäßige Weiternutzung (etwa zwei Sitzungen pro Woche) aufrechterhalten werden können. Es geht um die Beherrschung des Beugungskontrasts. Zunächst wird noch einmal das Zustandekommen von Beugungsbildern und von Kikuchi-Linien-Maps erläutert. Dann wird praktisch vermittelt, wie man mit Hilfe von Kikuchi Linien Maps kristalline Proben orientiert, wie man einen Zweistrahlfall einstellt und wie man die Parameter bestimmt, die Versetzungsstrukturen kennzeichnen (Gleitebene, Richtung des Linienelements, Burgers- Vektoren). Es werden die Grundlagen der Stereomikroskopie am TEM besprochen. Außerdem wird die analytische Durchstrahlungselektronenmikroskopie (EDAX, Mikrobeugung und Z-Kontrast besprochen). Die Vorlesung findet als Blockveranstaltung im Sommersemester statt. Die Vergabe der begrenzten Anzahl von Plätzen wird über ein Losverfahren entschieden. Blockseminar• Die Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich Werkstoff-Engineering. • Sie kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung und kennen modernste Methoden und Verfahren der Ingenieurwissenschaften und Anwendungsbeispiele. • Die Studierenden können komplexe Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) mit geeigneten Methoden lösen. • Sie haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Die Studierenden praktizieren somit wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden können hierüber komplexe ingenieurtechnische Probleme lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen. Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 30 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 60 h Eigenstudium Medienformen: Projektor und TafelKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBTransmission electron microscopy of crystal defects II (Advanced Users)Werkstofftechnik3EnglischProf. Dr.-Ing. Gunther EggelerUDE, TUDODiese Vorlesung wendet sich an fortgeschrittene Studierende, die die Grundlagen der Durchstrahlungselektronenmikroskopie beherrschen und die diese Methode im Rahmen ihrer Forschungsarbeiten einsetzen. Die Vorlesung wird in kleinen Gruppen hauptsächlich am Mikroskop durchgeführt. Sie vermittelt praktische Fähigkeiten im Umgang mit dem TEM-System, die nur durch regelmäßige Weiternutzung (etwa zwei Sitzungen pro Woche) aufrechterhalten werden können. Behandelt wird die Versetzungsanalyse und wie man die Parameter bestimmt, die Versetzungsstrukturen kennzeichnen (Gleitebene, Richtung des Linienelements, Burgers- Vektoren). Es werden die Grundlagen der Stereomikroskopie am TEM besprochen. Außerdem wird die analytische Durchstrahlungselektronenmikroskopie (EDAX, Mikrobeugung und Z-Kontrast besprochen). Die Vorlesung findet als Blockveranstaltung im Sommersemester statt. Die Vergabe der begrenzten Anzahl von Plätzen wird über ein Losverfahren entschieden.Blockseminar• Die Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich Werkstoff-Engineering. • Sie kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung und kennen modernste Methoden und Verfahren der Ingenieurwissenschaften und Anwendungsbeispiele. • Die Studierenden können komplexe Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) mit geeigneten Methoden lösen. • Sie haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Die Studierenden praktizieren somit wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden können hierüber komplexe ingenieurtechnische Probleme lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen.Arbeitsaufwände: - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 60 h Eigenstudium - Präsenzzeit: 30 h Präsenzstudium Medienformen: Projektor und Tafel Klausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBUmweltrisiken 1 und 2Energietechnik6DeutschVorlesung: 2hProf. Dr.-Ing. Marcus GrünewaldUDESommersemester: Einhergehend mit der ansteigenden Technisierung rücken zunehmend die Fragen des Ressourcenverbrauchs in den Mittelpunkt. Dies wird deutlich daran, dass eine Verdoppelung des weltweiten Energiebedarfes bis zum Jahr 2050 prognostiziert wird, der allein auf den Anstieg der Weltbevölkerung unter der Annahme eines nur geringen Wohlstandszugewinnes zurückgeführt wird. Der Klimawandel bedingt zum Teil dramatische Änderungen der Ökosysteme mit Konsequenzen z.B. für die Landwirtschaft aber auch Extremwetterereignisse mit gravierenden Folgen. Durch den Anstieg des Meeresspiegels werden Lebensräume bedroht und die Verknappung von Trinkwasser beschleunigt. Im Mittelpunkt der Vorlesung stehen systemische Zusammenhänge der Ressourcenversorgung und des Klimawandels sowie Strategien, mit denen dem Klimawandel zu begegnen ist. Dabei wird auf die Risiken, die mit der Ressourcenbereitstellung und der Nutzung einhergehen, fokussiert. Es wird auf die Risiken, die durch konventionelle, nichtkonventionelle und alternative Ressourcen entstehen, eingegangen. Ein Schwerpunkt ist hier im Bereich der nachwachsenden Rohstoffe gesetzt. In Europa existieren seit vielen Jahrzehnten nationale und internationale Initiativen, mit denen die Basis für Regelungen zur Minderung von Umweltrisiken geschaffen werden sollen. Es wird daher das rechtliche und technische Regelwerk im Umweltbereich behandelt. Neben der Struktur des Regelwerkes wird exemplarisch auf das Chemikalienrecht (REACH), den Emissionshandel und umweltrelevante Genehmigungsverfahren eingegangen, die heute oft in partizipative Prozesse münden. Gliederung: Einführung • Hintergründe und Inhalte der Vorlesung • Einführung in die Thematik • Einleitende Begriffe und Definitionen • Lernziele Ressourcen und Klimawandel Klimawandel und Ressourcen • Klimawandel und Ressourcen • Risiken der Produktion fossiler Energieträger • Risiken nachwachsender Rohstoffe Angewandter Umweltschutz • Technisches und rechtliches Regelwerk • Genehmigungsverfahren Wintersemester: Der heutige Lebensstandard westlicher Nationen ist zum Vorbild und Ziel für die Schwellenund Entwicklungsländer geworden. Viele Produkte, die in diesem Umfeld entstehen und genutzt werden, sind von Chemikalien geprägt, die während der Herstellung, störungsbedingt, während der Nutzung oder bei der Entsorgung in die Umwelt gelangen. Verunreinigungen der Umwelt mit Chemikalien haben zum Teil sehr langfristige, heute oftmals noch nicht absehbare Folgen. So wird durch die Emission von Arzneimittelresten wie z.B. Antibiotika der medizinische Fortschritt aufgrund wachsender Resistenzen von Keimen in Frage gestellt. Hormonähnlich, kanzerogen oder mutagen wirkende Substanzen können in schon kaum messbar geringen Konzentrationen langfristige Auswirkungen auf Ökosysteme und den Menschen aufweisen. Umso bedeutsamer ist die frühzeitige Analyse und Bewertung von Chemikalien, um möglichst vor der Verbreitung in der Umwelt Klarheit über die Risiken zu schaffen. In der Veranstaltung werden Wirkmechanismen, Bewertungsmethoden und -kriterien sowie Gegenmaßnahmen in Bezug auf die genannten Umweltrisiken diskutiert. Es werden Methoden zur Ermittlung und zur vergleichenden Bewertung sowie Hinweise zur Einordnung von Umweltrisiken gegeben. Gliederung: Einführung • Hintergründe und Inhalte der Vorlesung • Einführung in die Thematik • Einleitende Begriffe und Definitionen • Lehrziele und Gliederung der Vorlesung Stoff- und prozessbezogene Risiken • Chemikalien in der Umwelt/ Umweltrelevanz von Chemikalien Störungsbedingte Risiken • Prozessrisiken: Anatomie von Störfällen • Ausbreitung von Stoffen im Boden Risiko und Risikobewertung • Methoden zur Risikoeinschätzung und -quantifizierung • Risikowahrnehmung VorlesungDie Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich der „Umweltrisiken“ Sie haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken dabei ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren zur Minderung der Risiken auszuwählen und entsprechend anzuwenden bzw. Gegenmaßnahmen einzuleiten. Die Studierenden können diese Erkenntnisse auf dem Feld der Risiken auch auf konkrete und neue bzw. analoge Problemstellungen übertragen und bewerten. Sommersemester: Die Studierenden sollen nach der Veranstaltung in der Lage sein, Umweltrisiken im Kontext industrieller Produktion und Ressourcenbereitstellung zu identifizieren, sowie Kenntnisse über das relevante Regelwerk und den Ablauf von Genehmigungsverfahren für umweltrelevante Maßnahmen haben. Wintersemester: Die Studierenden sollen nach der Veranstaltung in der Lage sein, Umweltrisiken aufgrund von Chemikalien, die aus Produkten, nutzungs- oder prozessbedingt freigesetzt werden, zu identifizieren und Möglichkeiten der Risikoabschätzung und -einordnung haben. Arbeitsaufwände: - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 60 h Eigenstudium - Präsenzzeit: 30 h Präsenzstudium Medienformen: BeamerSoSe: Mündlich / ca. 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 50 %. WiSe: Mündlich / ca. 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 50 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBÜbungen zu Fortgeschrittene TransmissionselektronenmikroskopieWerkstofftechnik3DeutschProf. Dr.-Ing. Gunther EggelerUDEIn Anlehnung an die Vorlesung Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) für Fortgeschrittene werden die theoretischen Grundlagen der Elektronen-Probe Wechselwirkungsmechanismen geübt. Diese Mechanismen sind grundlegend, um die unterschiedlichen Abbildungsmechanismen im Transmissionselektronenmikroskop und deren physikalischen Grundlagen zu verstehen. Die Grundlagen und Unterschiede der elastischen, inelastischen, kohärenten und inkohärenten Streuung werden erläutert und berechnet. Ein weiterer Schwerpunkt der Übung stellt die Betrachtung von Linsenfehlern der elektromagnetischen Linsen und die Linsenfehlerkorrektur dar. Die theoretischen Grundlagen der Beschreibung von Linsenfehlern werden rechnerisch betrachtet und ein Bezug zur praktischen Bestimmung um Kompensation der Fehler wird erläutert. Weiterführend wird auf die Grundlagen der Elektronen-Energieverlustspektroskopie und deren Bezug zur elektronischen Struktur von Materialien geübt. Ein Ausblick auf die Simulationstechniken in der TEM und scanning TEM (STEM) auf Basis der Multi-Slice Methode werden dargestellt.BlockseminarZielsetzung: Die Übung beschäftigt sich explizit mit den modernen Methoden im Bereich der Elektronenmikroskopie und deren theoretischen Grundlagen. Die Studierenden erlenen und berechnen die grundlegenden Mechanismen der fortgeschrittenen Transmissionselektronenmikroskopie, zuerst im Bereich der Elektronen-Probe Wechselwirkungsmechanismen. Danach wird im Detail auf die unterschiedlichen Streuprozesse, wie elastische, inelastische, kohärente und inkohärente Streuung und deren Bedingungen eingegangen. Die erlernten theoretischen Grundlagen werden auf die unterschiedlichen Abbildungsbedingungen übertragen und an konkreten Beispielen geübt. Zusätzlich werden Simulationstechniken in der Transmissionselektronenmikroskopie, wie die Multi-Slice Simulation, betrachtet. Die Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich Werkstoff-Engineering. Sie kennen im Bereich ihres Studienschwerpunkts exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung und kennen modernste Methoden und Verfahren der Ingenieurwissenschaften und Anwendungsbeispiele. Die Studierenden können komplexe Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) mit geeigneten Methoden lösen. Sie haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. Die Studierenden praktizieren somit wissenschaftliches Lernen und Denken. Die Studierenden können hierüber komplexe ingenieurtechnische Probleme lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. Kompetenzen: Die Studierenden erlernen und üben die Grundlagen im Bereich der fortgeschrittenen Elektronenmikroskopie für (i) konventionelle, (ii) hochaufgelöste, aberrationskorrigierte und (iii) analytische Methoden. Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst werden. Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 30 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 60 h Eigenstudium Medienformen: Projektor und TafelMündlich / ca. 45 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBComputeranwendungen in der ProzessentwicklungEnergietechnik6DeutschProf. Dr.-Ing. Marcus PetermannUDEDie Auslegung und Optimierung von industriellen Prozessen wird heute zunehmend durch Prozesssimulationsprogramme wie z.B. Aspen Plus durchgeführt. Im Vergleich zur klassischen Optimierung an Versuchanlagen können dabei erheblich Zeit und Kosten eingespart werden. Für die Abbildung der Prozesse müssen zunächst thermodynamische Kenngrößen in die Tools implementiert werden. Dabei muss immer eine Verifizierung zu experimentellen Daten erfolgen. Erst im Anschluss können Gesamtprozesse mit allen Produkt- und Energieströmen in derartigen Programmen sinnvoll abgebildet werden und zur Optimierung der Prozesse genutzt werden. Das Seminar erläutert zunächst die theoretischen Grundlagen von Trennprozessen und greift anschließend die Modellierung thermodynamsichen Größen mit vorhandenen Gleichungssystemen auf. Es werden einfache Trennprozesse in Aspen Plus abgebildet und dabei Sensitivitätsanalysen zur Beurteilung der Einflussgrößen eingesetzt. In Gruppenarbeit werden anschließend Studierende an die Nutzung des Simulationstools Aspen Plus herangeführt und müssen dabei aktuelle industrielle Prozesse der Verfahrenstechnik analysieren und optimieren. Blockseminar• Die Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich der Prozesssimulation. • Die Studierenden kennen im Bereich der Prozesssimulation exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung. • Die Studierenden kennen im Bereich der Prozesssimulation modernste Methoden und Verfahren und können die Prozesssimulationstools einsetzen. • Die Studierenden können komplexe Problemstellungen in Prozesssimulationstools umsetzen und mit geeigneten Methoden lösen. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage die Ergebnisse der Prozesssimulation zu reflektieren und zu hinterfragen. • Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken und üben dies an Beispielprozessen mit Hilfe der Prozesssimulation. • Die Studierenden können komplexe Problemstellungen in Prozesssimulationstools umsetzen und sind in der Lage eigene Lösungsansätze zu entwickeln und umsetzen. • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten aus den vorgestellten Prozessen auf konkrete und neue Problemstellungen in der Prozesssimulation übertragen.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumSeminar / 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %. Es handelt sich um ein Blockseminar in dem sowohl die Umsetzung und Lösung einer spezifischen Aufgabe in Apsen Plus als auch die abschließende Präsentation der Ergebnisse und die Qualtität eines Handouts als Zusammenfassung bewertet wird.WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUB Prozess- und MischphasenthermodynamikEnergietechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Roland SpanUDEExergetische Betrachtung von Prozessen der Kälte- und Wärmetechnik • Exergetische Betrachtung von Wärmekraftprozessen • Pinch-Punkt, Wärmekaskade und Gitternetztechniken zur Optimierung von Wärmeübertragernetzwerken • Berechnung von Stoffdaten für energietechnische Prozesse (Zustandsgleichungsmodelle, Stoffdaten von Wasser und Dampf als Sonderfall, ideale Mischung realer Gase) • Zustandsgrößen von Gemischen, Darstellung als Exzessgrößen und als partielle molare Größen • Grundlagen von Mischungseffekten auf molekularer Ebene • Modelle für die Exzess-Gibbs-Energie und den Aktivitätskoeffizienten • Phasengleichgewichte mit Flüssigkeiten, Feststoffen und GasenVorlesung, Übung • Die Studierenden können energie- und verfahrenstechnische Prozesse energetisch und exergetisch analysieren und optimieren. • Die Studierenden können die Werkzeuge der thermodynamischen Analyse auch auf komplexe technische Prozesse anwenden. • Die Studierenden kennen energie- und verfahrenstechnisch relevante Charakteristika von Gemischen. • Die Studierenden kennen Modelle zur Berechnung verschiedener Stoffdaten von Reinstoffen und Gemischen. • Die Studierenden können Modelle zur Stoffdatenberechnung anwenden, vergleichen und beurteilen. Arbeitsaufwände: - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium - Präsenzzeit: 60 h PräsenzstudiumKlausur / 180 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Skript 2. Prausnitz et al.: Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase-Equilibria. Prentice-Hall, 1986 3. Stephan und Mayinger: Thermodynamik Bd. 2, Mehrstoffsysteme und chemische Reaktionen. Springer, 1988 4. Pfennig: Thermodynamik der Gemische, Springer, 2004
RUBDemand and Supply in Energy MarketsEnergietechnik6EnglischVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Valentin BertschUDEDer Kurs Demand and Supply in Energy Markets vermittelt den Studierenden einen strukturierten Überblick über die verschiedenen Arten von Energiemärkten für verschiedene Energieträger sowie deren Zweck und Funktionalität. Der Kurs konzentriert sich auf die Interdependenzen zwischen Märkten und der Nachfrage- und Angebotsseite und vermittelt ein Verständnis für die wichtigsten Treiber der Energienachfrage, einschließlich technologischer und sozioökonomischer Faktoren. So wird beispielsweise diskutiert, wie Marktpreise Anreize für Veränderungen des Energiebedarfs schaffen können, z.B. im Zeitverlauf oder zwischen Energieträgern. Besonderes Augenmerk wird auf die Auswirkungen des technologischen Fortschritts und Wandels (z.B. die Umstellung auf erneuerbare Energien, Entwicklungen bzgl. Energieeffizienz sowie sektoren- und skalenübergreifende Energiesystemintegration) auf Energiebedarf und -angebot innerhalb und zwischen Energieträgern gelegt. Insgesamt sind die Erkenntnisse aus dem Kurs daher sehr relevant für die Planung des Energieübergangs. Vorlesung, ÜbungDie Studierenden sind in der Lage, • verschiedene Arten von Energiemärkten für verschiedene Energieträger zu benennen • den Zweck und die Funktionalität der verschiedenen Energiemärkte zu erläutern • die wichtigsten technologischen und sozioökonomischen Einflussfaktoren auf die Energienachfrage zu benennen • zu erläutern, wie die wichtigsten technologischen und sozioökonomischen Einflussfaktoren den Energiebedarf im über die Zeit oder zwischen Energieträgern verändern • zu erörtern, wie sich der Ausbau erneuerbarer Energiequellen, Energieeffizienz sowie eine sektoren- und skalenübergreifende Energiesystemintegration auf die Energienachfrage und das Energieangebot innerhalb und zwischen Energieträgern auswirken • Ergebnisse aus den im Kurs diskutierten Fallstudien zu interpretieren und Schlussfolgerungen für die Planung der Energiewende zu ziehen.Arbeitsaufwände: - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium Medienformen: Power-Point Präsentation Tafel, Overhead-Projektor, Smartboard Klausur / 90 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBDynamic Structures and Active ControlMechanik6EnglischVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Tamara NestorovicUDEVorlesung, ÜbungArbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h EigenstudiumKlausur / 150 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBEmbedded SystemsKonstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Martin MönnigmannUDEZunächst wird ein Überblick über kommerziell verfügbare Hardware zur Umsetzung von Einbaurechnern gegeben und auf den Mangel an Standardisierung im Bereich Embedded Systems eingegangen. Verschiedene Typen von Hardware wie Mikrokontroller oder programmierbare logische Schaltungen werden hinsichtlich ihrer rechnerischen Leistungsfähigkeit, ihrer elektrischen Leistungsaufnahme, ihrer Baugröße, ihrer Verlässlichkeit und ihres Preises klassifiziert. Im Gegenzug wird die Komplexität unterschiedlicher steuerungs- und regelungstechnischer Aufgaben diskutiert, um Entscheidungshilfen für die Wahl geeigneter eingebetteter Systeme abzuleiten. Entwurfsansätze und –werkzeuge werden vorgestellt und im Kontext von Validierungstechniken diskutiert. Grundlegendes Wissen über Schnittstellen, Protokolle und Echtzeitanforderungen wird vermittelt. Methoden für zeitdiskrete Systeme, die für die Modellierung und Programmierung von eingebetteten Systemen relevant sind, werden eingeführt. Ein zentrales Anwendungsbeispiel ist die Lagebeobachtung mit Hilfe von Inertialsensoren.Vorlesung, Übung• Kernaspekt ist es, den Studierenden im Bereich ihres Studienschwerpunkts modernste Methoden und Verfahren der Regelungstechnik/der Ingenieurwissenschaften sowie Anwendungsbeispiele zu vermitteln. • Weiterhin wird exemplarisch im Bereich des Studienschwerpunkts der Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung aufgezeigt. Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden. • Sie praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken, so dass Erkenntnisse/ Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen werden können. • Die Studierenden haben zudem vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. So können Sie komplexe regelungstechnische/mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) mit geeigneten Methoden lösen. • Als Nebeneffekt können die Studierenden zu diesen komplexen ingenieurtechnischen Problemen eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. • Sie kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen im Bereich ihres Studienschwerpunkts. • Die Studierenden erwerben einen Überblick über die Arten, Stärken und Schwächen von aktuellen Einbaurechnern und lernen Ansätze und Werkzeuge zum Entwurf von eingebetteten Systemen kennen. • Die Studierenden sind in der Lage, für eine gegebene steuerungs- und regelungstechnische Aufgabe einen geeigneten Typ von Einbaurechner anhand von Kriterien wie Baugröße, numerischer Leistungsfähigkeit oder elektrischen Leistungsanforderungen auszuwählen. • Die Studierenden kennen die aktuellen Ansätze zur softwaretechnischen Umsetzung von Steuerungen und Regelungen auf Einbaurechnern und können exemplarische Werkzeuge zur Umsetzung einsetzen.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Klausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %WiSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBGanzheitliche Planung energietechnischer AnlagenEnergietechnik4DeutschVorlesung: 2hProf. Dr.-Ing. Viktor SchererUDE• Kraftwerksanlage als Ganzes • Ausgewählte Nebensysteme • Ausführungsplanung • Planungswerkzeuge und -hilfsmittel • Technische Optimierung versus wirtschaftliche Optimierung • Vergabemodelle • Projektmanagement • Bauleitung • Qualitätssicherung • Inbetriebnahme • Betriebsführung, Betriebsoptimierung, KKS-Kennzeichnungssystem • AnlagendokumentationVorlesung, ExkursionDie Studierenden kennen im Bereich der Anlagenplanung in der Energietechnik: • vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen, • exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung, • verfügen über entsprechendes Fachvokabular und kennen Anwendungsbeispiele. Ferner können die Studierenden • komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen fachübergreifend mit geeigneten Methoden lösen, • Erkenntnisse auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen. Die Studierenden haben • die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut und sind in der Lage etablierte Methoden und Verfahren auszuwählen und anzuwenden, • vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken.Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 40 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 80 h EigenstudiumMündlich / ca. 30 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %. Exkursion (ersatzweise ganztägiges Onlinemodul): Im Rahmen einer Pflichtexkursion in ein Kraftwerk bzw. in dem Planungsbereich (je nach Verfügbarkeit), die in Hausarbeit vorzubereiten ist, werden beispielhaft Themen der Vorlesung aufgegriffen und vertieft.SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
RUBProzesse der VerbrennungsmotorenKraftfahrzeugantriebstechnik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang EiflerUDESystematik der Verbrennungsmotoren bzw. Aufbau und mechanische Grundlagen von Hubkolbenmotoren; energietechnische Grundlagen; einfache offene und geschlossene Kreisprozesse; Kraftstoffe mit Stöchiometrie und Heizwertberechnung; Prozessanalyse des realen Motors; Wärmedurchgang im Zylinder; Realer Motor, Kennfelder, Wirkungsgradketten; Ladungswechsel; Gemischbildung, Verbrennung, Reaktionskinetik und innermotorische Emissionsausbildung; Zündvorgänge, Verbrennung und innermotorische Emissionsbildung, alternative Brennverfahren Inhalte der Übung: Aufgabenstellungen zur allgemeinen Auslegung von Otto- und Dieselmotoren (Drehmoment, Leistung, Ladungswechsel, Wirkungsgrad); Einfache Kreisprozessberechnungen; Berechnung des Wandwärmeübergangs und der Kühlung; Umfangreicher Fragenkatalog als Repetitorium des Vorlesungsstoffes zur Vertiefung und Festigung des erlernten BasiswissensKonventionelle Otto- und Dieselmotoren werden noch über Jahrzehnte die wesentlichen Antriebsaggregate für Straßenfahrzeuge darstellen. Das Modul baut auf den in den beiden Bachelormodulen „Energie- und Verfahrenstechnik und Konstruktionsund Automatisierungstechnik“ erworbenen Basiswissenstand im Bereich der Kolbenmaschinen und Kfz-Motoren auf und vertieft die Themen der Thermodynamik und Kreisprozesse, die Gemischbildungsvorgänge, den Wärmedurchgang und die energieund schadstoffrelevanten Vorgänge bei Otto- und Dieselmotoren. Das Modul stellt für alle Masterstudenten des Studienschwerpunkts Kfz-Antriebstechnik die grundlegende Mastervorlesung hinsichtlich der Motorverfahrenstechnik dar. Die Studierenden erwerben das vertiefte Wissen über die Methoden und Verfahren bei der Energiewandlung in Verbrennungskraftmaschinen, von der im Kraftstoff chemisch gebundenen Energie bis hin zur Abgabe der mechanischen (Nutz-)Energie an der Kupplung. Dabei werden die Unterschiede im Prozess zwischen Otto- und Dieselmotoren im Detail erläutert und die zum aktuellen Zeitpunkt vorhandenen Entwicklungsschwerpunkte in der Brennprozessoptimierung und Emissionierung herausgearbeitet. Die Vorlesung ist anwendungsorientiert aufgebaut und stellt stets den Bezug zu aktuellen Problempunkten (der globalen CO2-Reduzierung, der Ressourcenverfügbarkeit und der Umweltverschmutzung durch mobile technische Anlagen) heraus. In der Übung werden vertiefend Kreisprozessrechnungen (Momente und Wirkungsgrade) durchgeführt. Aus den Berechnungen ergeben sich grundlegende Hinweise zur konstruktiven Auslegung der Maschinen und der thermodynamischen Prozessführung. Es werden weiter Berechnungen zur Auslegung der allgemeinen motortechnischen Kenngrößen und Gesamtprozessanalysen durchgeführt. Repetitoriumsfragen zum Vorlesungsstoff sichern den Lernerfolg und vertiefen das Verständnis für die Thematik. Kenntnisse: Die Studierenden kennen die vertieften Ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen im Bereich der Fahrzeugantriebstechnik und exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung auf diesem Gebiet. Sie kennen hierbei modernste Methoden und Verfahren der Fahrzeug-Powertrain-Ingenieurwissenschaften und kennen Anwendungsbeispiele. Fertigkeiten: Die Studierenden verfügen über die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken. Sie praktizierten erste Ansätze wissenschaftlichen Lernens und Denkens, können ingenieurtechnische Probleme modellieren und lösen. Mit geeigneten Methoden können komplexe mathematische Problemstellungen in physikalischen Systemen (ggf. fachübergreifend) gelöst werden. Kompetenzen: Die Studierenden verfügen in Bezug zur Kfz-Antriebtechnik über fachübergreifende Methodenkompetenz. Sie können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete maschinenbauliche / ingenieurwissenschaftliche Problemstellungen übertragen und haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. Die Veranstaltung vermittelt: Fachkompetenz 50%, Methodenkompetenz 30%, Systemkompetenz 15%, Sozialkompetenz 5%.Empfohlene Vorkenntnisse: Kenntnisse in allgemeiner Motorentechnik, technischer Mechanik, Thermodynamik, Chemie, Strömungsmechanik Arbeitsaufwände: - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium Medienformen: Powerpoint-Folien, Vorlesungspodcasts, Animationen, Videos und reale Bauteile. Alle Informationen und umfangreiche Zusatzliteratur im Blackboard-System der RUB. Teilnahme an den Vorlesungen und ÜbungenKlausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Pischinger R., Klell M. , Sams, T. - Thermodynamik der Verbrennungskraft-maschine - dritte Auflage - Springer 2009 2. Schmidt, F.A.F. – Verbrennungskraftmaschinen -Vierte Auflage - Springer 1967 3. Heywood, John B – Internal Combustion Engine Fundamentals – McGraw-Hill 1988 4. Eifler.W., Schlücker. E., Spicher. U., Will. G. - Küttner Kolbenmaschinen - Vieweg 2009 5. Stan, Cornel - Thermodynamik des Kraftfahrzeugs, Springer 2003 6. Merker, Günter, Schwarz, Christian - Grundlagen Verbrennungsmotoren - 4. Auflage 2009 - Vieweg - Praxis 7. Eichlseder, H. ; Klüting, M.; Piock, W. : Grundlagen und Technologien des Ottomotors, Springer - der Fahrzeugantrieb , 2008 8. Warnatz, J. , Maas, U. , Dibble, R.W. – Combustion - 4. Auflage 2006 - Springer 9. Stiesch, G. - Modelling Engine Spray and Combustion Process - 1. Auflage 2003 - Springer 10. Gerlinger, P. – Numerische Verbrennungssimulation – Springer – 2005 11. Joos, Franz - Technische Verbrennung - Springer 2006
RUBAdditive Fertigung - MetalleKonstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Jan T. SehrtTUDODie Vorlesung Additive Fertigung - Metalle setzt sich mit den Verfahrensgrundlagen zur schichtweisen Herstellung metallischer Bauteile auseinander. Die Grundlage dieser Vorlesung bildet die Einteilung Additiver Fertigungsverfahren in die sieben Prozesskategorien, die Klassifizierung in Rapid Prototyping, Rapid Tooling und Rapid Manufacturing sowie die Generierung der Fertigungsdaten (Preprocessing). Eine ausführliche Übersicht über die aktuell fertigbaren Werkstoffe und Energiequellen, bestehend aus Laserstrahl, Elektronenstrahl und Lichtbogen führt zu einem tiefen Verständnis der darauffolgenden Additiven Fertigungsverfahren für die Verarbeitung metallischer Werkstoffe. Es folgt die Beschreibung, Erläuterung und Diskussion der etablierten, heute kommerziell verfügbaren Schichtbauverfahren. Hierzu zählen u. a. die pulverbettbasierten Verfahren Laser-Strahlschmelzen und Elektronen-Strahlschmelzen, Direct Energy Deposition, Binder Jetting und Material Extrusion. Weitere Bestandteile der Vorlesung umfassen die additiv-gerechte Konstruktion, Qualitätssicherung und Wirtschaftlichkeit. Ein Überblick über aktuelle Forschungsschwerpunkte runden die Vorlesung ab. Die Vorlesung wird durch Übungen ergänzt, die das theoretische Wissen der Studierenden vertieft und überdies die Additive Fertigung praxisbezogen veranschaulicht. Vorlesung, ÜbungNach Abschluss der Vorlesung Additive Fertigung - Metalle sind die Studierenden in der Lage, die verschiedenen und metallbasierten additiven Fertigungsverfahren zu erklären, einzuordnen und die zugehörigen Konzepte kritisch zu hinterfragen. Neben den gängigsten, additiven Fertigungsverfahren im Metallbereich werden auch die vor- und nachgelagerten Prozessschritte sowie Werkstoffe und Konstruktionsrichtlinien für die Prozesse ergründet. Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Medienformen: Veranschaulichung mit Powerpoint, Folien und Videos Klausur / 60 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %. Bonuspunkte i.H.v. 5% können während der Vorlesung erbracht werden.SoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php1. Gebhardt, A., Additive Fertigungsverfahren - Additive Manufacturing und 3D Drucken für Prototypen - Tooling - Produktion. Carl Hanser Verlag München, 2016. ISBN: 978-3-446-44401-0. 2. Gibson, I., Additive Manufacturing Technologies 3D Printing, Rapid Prototyping and Direct Digital Manufacturing, 2nd Edition, Springer, New York 2015; ISBN 978-1-4939-2112-6 3. Milewski, John O. Additive Manufacturing of Metals – From Fundamental Technology to Rocket Nozzles. Springer Verlag 2017. ISBN 978-3-319-58205-4 4. Eichler, Hans. J. Laser – Bauformen, Strahlführung, Anwendung. Springer Verlag, Berlin 2015. ISBN 978-3-642-41437-4 5. Wohlers, T. T., Wohlers Report 2018. Fort Collins, CO, USA : Wohlers Associates Inc., 2018. ISBN 978-0-9913332-4-0
RUBSimulationstechnik in der ProduktherstellungKonstruktionstechnik6DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr.-Ing. Bernd KuhlenkötterTUDOIn der Veranstaltung wird zunächst erläutert, warum die Simulation eine Schlüsseltechnologie für die Zukunft ist. Viele Anwendungsbeispiele zeigen die heutigen Einsatzmöglichkeiten auf, gleichzeitig werden aber auch die Grenzen und Probleme verdeutlicht. In einem weiteren Kapitel werden die Bausteine der Digitalen Fabrik behandelt. Nach der Vorstellung der unterschiedlichen Simulationstechnologien und der Charakterisierung am Markt verfügbarer Simulatoren wird ausführlich das Vorgehen bei einer Simulationsstudie betrachtet. Dabei werden die Felder Problemdefinition, Datenerhebung, Modellbildung, -implementierung, -verifizierung und -validierung schwerpunktmäßig besprochen. Im Kapitel Prozessmanagement geht es um die Optimierung von Geschäftsprozessen mit Hilfe der Simulation. Weitere Inhalte bilden die Themen Agentensteuerung sowie Optimierungsstrategien. Ein weiterer Schwerpunkt ist das Thema Virtuelle Inbetriebnahme. Abgerundet wird das Vorlesungsangebot durch industrienahe Gastvorträge, die direkte Einblicke in die praktische Anwendung von Simulationswerkzeugen bieten. In mehreren Übungen im Simulationslabor können die Studierenden mit den am Lehrstuhl vorhanden Simulationstools in den Bereichen Materialfluss, Logistik, Prozesse, Workplace, Human, Geschäftsprozesse und Robotik sowie im Bereich der Virtuellen Inbetriebnahme umfangreiche Erfahrungen sammeln. Vorlesung, Übung• Die Studierenden kennen vertiefte ingenieurwissenschaftliche Grundlagen für die simulationstechnische Betrachtung diverser Problemstellungen im Kontext der Produktherstellung. • Die Studierenden kennen exemplarisch den Stand moderner ingenieurwissenschaftlicher Forschung im Bereich der Simulationstechnik und kennen unterschiedliche Simulationstechnologien und -werkzeuge. • Die Studierenden kennen modernste Methoden und Verfahren der Simulation im Kontext der Produktherstellung sowie deren Anwendungsbereiche und -beispiele. • Die Studierenden haben die Fähigkeit zu vernetztem und kritischem Denken ausgebaut, kennen Stärken sowie Schwächen von Simulationen und sind in der Lage, eine Simulationsstudie mit entsprechenden Simulationstools durchzuführen. • Die Studierenden praktizieren wissenschaftliches Lernen und Denken. • Die Studierenden können komplexe Problemstellungen abstrahieren und lösen, sowie eigene Ansätze entwickeln und umsetzen. • Die Studierenden haben vertiefte, auch interdisziplinäre Methodenkompetenz erworben und können diese situativ angepasst anwenden. • Die Studierenden können Erkenntnisse/Fertigkeiten auf konkrete und neue Problemstellungen übertragen. Arbeitsaufwände: - Präsenzzeit: 60 h Präsenzstudium - Vor und Nachbereitung (einschl. Prüfung): 120 h Eigenstudium Klausur / 120 Minuten , Anteil der Modulnote : 100 %. Optional wird eine vorlesungsbegleitende Projektarbeit angeboten, mit der Bonuspunkte i.H.v. 10% für die Klausur erworben werden könnenSoSehttps://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php
UDEDie Methode der finiten Elemente 1Mechanik4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Wojciech KowalczykRUBDie Methode der finiten Elemente (FEM) hat sich zum Standardwerkzeug der Festigkeitslehre entwickelt. Die Vorlesung gibt einen Einblick in die theoretischen Grundlagen der Methode. Den Hauptteil der Lehrveranstaltung bilden Rechenübungen und selbstständig zu bearbeitende praktische Aufgaben am Computer. Dabei werden ausgewählte Probleme der Festigkeitslehre mit dem FE-Programmsystem Z88Aurora bearbeitet. Der Schwerpunkt liegt bei der Behandlung linearer, statischer Probleme.PowerPoint, PCDie Lehrveranstaltung stellt das Verständnis für die grundlegenden mathematischen Methoden zur Behandlung von linearen Problemen her. Die Studierenden sind in der Lage, die geeignete Finite Elemente Formulierung vorzunehmen, um eine Fragestellung aus linearer Elastostatik selbständig zu definieren und zu lösen.Klausur (120 min.)SoSehttps://www.uni-due.de/vdb/pruefung/419/detailKlein: FEM Zienkiewicz: Methode der finiten Elemente. Hanser Verlag Zienkiewicz, Taylor: The Finite Element Method. McGraw-Hill Gross, Hauger, Schnell, Wriggers: Technische Mechanik. Band 4: Hydromechanik, Elemente der Höheren Mechanik, Numerische Methoden. Springer Betten: Finite Elemente für Ingenieure 1. Grundlagen, Matrixmethoden, Elastisches Kontinuum. Springer
UDEIntermodale DistributionsnetzeLogistik4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Ing. Bernd NocheRUB, TUDOIn logistischen Distributionsnetzen werden Transporte häufig intermodal durchgeführt. Die Gestaltung intermodaler Distributionsnetze und Optimierung von Transportketten sind Gegenstand dieser Veranstaltung. Dabei werden insbesondere verschiedene Verfahren des Operations Research zur Lösung von Transportproblemen, die Routenplanung mittels dynamischer Optimierung und genetischer Algorithmen sowie die Lösung von Problemen der Tourenplanung behandelt. Außerdem wird die mehrstufige Entscheidungsplanung unter Unsicherheit betrachtet und Anwendungsszenarien wie die Transportoptimierung eines Container Netzwerks vorgestellt.Präsenzveranstaltung mit Einsatz von Powerpoint und downloadbaren Skripten.Die Studierenden können Aspekte zur Gestaltung intermodaler Distributionsnetze erläutern. Sie kennen Lösungsverfahren für verschiedene logistische Optimierungsprobleme, können ihre Anwendbarkeit einschätzen und die Ergebnisse interpretieren.alter Titel: Intermodale TransportkettenHausarbeitKlausur (90 min.)SoSehttps://www.uni-due.de/vdb/pruefung/438/detailDomschke, W.; Drexl, A.; Klein, R.; Scholl, A.: Einführung in Operations Research, Springer, 2015 Hopp, W.; Spearman, M.: Factory Physics, McGraw-Hill, 2008 Arnold, D.; Furmans, K.; Isermann, H.; Kuhn, A.: Handbuch Logistik; Springer-Verlag, 2008
UDENanotechnologie für Maschinenbauer und VerfahrenstechnikerMicroengineering4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Ing. Markus WintererRUBDie Nanotechnologie stellt ein schnell wachsendes Gebiet in Wissenschaft und Technik dar. Es wird erwartet, daß die nanotechnologischen Konzepte sich in den nächsten Jahren und Jahrzehnten in vielen Anwendungen durchsetzen. Ziel dieser Vorlesung ist die Einführung von grundlegenden Konzepten der Nanotechnologie. Unter anderem werden die verschiedenen Nanostrukturen und deren Herstellungsverfahren, ihre Charakterisierung und die vielfältigen Eigenschaften, die sich zum Teil dramatisch von konventionellen Materialien unterscheiden, behandelt. 1. Einführung 2. Größeneffekte - Grenzflächenthermodynamik 3. Größeneffekte - Quantenmechanik 4. Herstellung - Molekularstrahlepitaxie 5. Herstellung - Lithographie 6. Herstellung – Kolloide / Aerosole 7. Verarbeitung - Sintern 8. Verarbeitung - Kolloide 9. Charakterisierung - Partikeloberfläche und Größe 10. Charakterisierung – Beugung und Spekroskopie 11. Charakterisierung – Mikroskopie und Rastersonden-Verfahren 12. Eigenschaften und Anwendungen - Mechanisch 13. Eigenschaften und Anwendungen - Magnetisch 14. Eigenschaften und Anwendungen - Ober- und GrenzflächenVortrag mit PowerPoint und Übungsaufgaben. Die Lösungen werden in der Übungsstunde präsentiert. Die Folien der Vorlesung stehen den Teilnehmern online zur Verfügung.Studierende kennen die grundlegenden Größeneffekte, welche Eigenschaften mit ihnen verändert oder erzeugt werden können und in welchen Anwendungen entsprechende Nanostrukturen oder Nanomaterialien eingesetzt werden können. Die Studierenden sind vertraut mit Herstellungs- und Verarbeitungsmethoden von Nanostrukturen und Nanomaterialien sowie geeigneten Charakterisierungsmethoden.Klausur (90 min.)WiSeA. S. Edelstein, R. C. Cammarata, \"Nanomaterials: Synthesis, Properties and Applications\", IOP, Bristol 1996 und Aktuelle Original-Literatur
UDEObjektorientierte Methoden der Modellbildung und SimulationMechanik4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Ing. Dieter SchrammRUBUnter Verwendung des Ansatzes der objektorientierten Modellbildung ist es möglich, Modelle komplexer Systeme mit verhältnismäßig wenig Aufwand zu erstellen und zu simulieren. Durch die daraus resultierende Kostenersparnis wird dieser Ansatz im industriellen Umfeld immer populärer. Darüber hinaus sind die erstellten Modelle in der Regel sehr effizient, was den Einsatz bei virtuellen Inbetriebnahmen sowie in Simulatoren erlaubt. In dieser Vorlesung werden die Paradigmen der objekt-orientierten Modellbildung ebenso erklärt, wie notwendige Algorithmen zum Vereinfachen und Simulieren der entsprechenden Modelle. Inhalte im Einzelnen: Begriffsbildung Grundlagen der Objekt-orientierte Modellierung • Symbolische Algorithmen für Generierung effizienter mathematischer Modellen Numerische Methoden für die Simulation von mathematischen ModellenVorlesung mit Folien und Tafel-Anschrieb sowie RechnerübungDie Studierenden haben die Paradigmen der objekt-orientierten Modellbildung verstanden. Sie sind in der Lage die Folgen der Modellstruktur für die Gleichungsverarbeitung abzusehen und können somit unter Verwendung einer objekt-orientierten Modellierungssprache effiziente Modelle komplexer mechatronischer Systeme erstellen. Die Übungen zu der Vorlesung werden als Rechnerübungen durchgeführt. Dabei lernen die Studierenden Modelica-basierte Simulationstools (Dymola, OpenModelica) für die Modellbildung und Simulation komplexer Systeme zu verwenden.Klausur (90 min.)SoSehttps://www.uni-due.de/vdb/en_EN/pruefung/441/detail
UDEQuantitative bildgebende Messtechniken in StrömungenStrömungsmaschinen4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Ing. Sebastian KaiserRUBDie Vorlesung behandelt bildgebende Messtechniken, die in Strömungen eingesetzt werden können, um quantitativ und berührungslos physikalische und chemische Eigenschaften ab zu bilden. Z.B. kann mit der laserinduzierten Fluoreszenz (LIF) die Kraftstoffkonzentration in einem Motor vermessen werden. Messprinzipien, Hardware (z.B. Kameratechnologie), und Datenverarbeitung werden erläutert. Im begleitenden Praktikum (separat aufgeführte Veranstaltung) bauen die Studenten einen klassischen Versuch der turbulenten Strömungslehre auf, führen ihn durch, und werten die Ergebnisse aus: 2D-Messung des Konzentrationsfeldes im turbulenten Freistrahl. Die Studenten dokumentieren Vorgehen und Ergebnisse in einem Praktikumsbericht. Inhalte: Vorlesung und Übung: 1) Warum laser-basierte Messmethoden in Strömungen? Vorführen eines typischen Experimentes im Labor. 2) Bildgebende Strömungsmessung: Methoden, Anwendungen, Beispiele 3) Einfache Optik: Strahlenoptik, Polarisation, Interferenz, Filter 4) Laser: Physik, Laserarten, Baugruppen. LEDs. 5) Bildformung: Auflösung, Objektive, Abbildungsfehler. 6) Kameras und Detektoren: CCD, ICCD, CMOS, Photodiode, PMT. Sensorgüte und Rauschen. 7) Bildverarbeitung: Photometrie, Filtern, Statistische Analyse. Praktikum (Fluoreszenz-basierte Abbildung eines turbulenten Freistrahls): Literaturüberblick Aufbau des Experimentes Datenerfassung, Bearbeitung und Auswertung BerichtPräsenszveranstaltung mit Powerpoint, Vorrechenübungen am Projektor. Bereitstellung von Präsentationen und Übungen zum Download über Moodle.Die Studierenden verstehen die Grundlagen und Anwendungen quantitativer bildgebender Messverfahren in reaktiven Strömungen, insbesondere die dazu gehörigen Technologien wie Kamerasysteme und Lichtquellen. Sie können grundlegende Parameter der Bildgebung in typischen Anwendungen abschätzen.Die Teilnahme am Praktikum ist verpflichtend.Schriftliche und mündliche Präsentation der Laborversuche Klausur (90 min.)WiSehttps://www.uni-due.de/vdb/pruefung/451/detailEckbreth, Laser diagnostics for combustion temperature and species, Gordon and Breach, Amsterdam, 1996 Demtröder, Laserspektroskopie. Grundlagen und Techniken, Springer, Berlin-Heidelberg-New York, 2000
UDEThermische Systeme: Analyse, Modellierung und DesignThermodynamik4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. rer. nat. Burak AtakanRUBDie Veranstaltung bespricht anhand exemplarischer Beispiele (u.a. Wärmeübertragernetzwerk, Wärmespeicher, thermische Behandlung von Werkstoffen) die Analyse thermischer Systeme im Hinblick auf die erzeugte Entropie bzw. den Exergieverlust im Hinblick auf erforderliche Randbedingungen. Die Modellbildung solcher Systeme wird beginnend mit der stationären Modellierung über die instationäre- bis hin zur eindimensional-instationären Modellierung im Hinblick auf die Parameteranalyse, Sensitivität auf verschiedene Parameter, bis hin zum akzeptablen Design besprochen und von den Studierenden durchgeführt. Ausgehend vom akzeptablen Design wird die Parameteroptimierung im Hinblick auf ein optimales Design behandelt. Die Veranstaltung beinhaltet einen großen Teil Computer-Übungen, in denen die praktische Umsetzung der erlernten Methoden im Vordergrund steht. Inhalt: - Einführung - Python, eine objektorientierte Skriptsprache und ihr Einsatz bei wissenschaftlich-technischen Problemstellungen - Analyse und Modellierung thermischer Systeme - Design thermischer Systeme: akzeptables Design - Entropieproduktion als Kriterium zur Beurteilung thermischer Systeme - Ausblick: Design thermischer Systeme: optimales Design - Ausblick: Ökonomische Erwägungen - ZusammenfassungDie Präsenzveranstaltung beinhaltet eine flexible Kombination von Vorlesung und Übung. Die Vorlesung wird hauptsächlich mit Overheadprojektor gehalten, zum Teil werden unterstützende Powerpoint-Präsentationen genutzt. Es wird auf eine starke Beteiligung der Studierenden u.a. durch Diskussionen Wert gelegt. Die Übungen sind hauptsächlich Computerübungen, in denen die Studierenden Problemstellungen in kleine Computerprogramme übertragen, um damit Parametervariationen untersuchen zu können. Zum Teil werden auch Computerprogramme zur Verfügung gestellt, die von den Studierenden variiert und erweitert werden sollen.Der/Die Studierende kennt nach erfolgreicher Teilnahme der Veranstaltung die wichtigsten Kriterien zur Auslegung und zum Design thermischer Systeme und kann sie aktiv auf vorliegende Problemstellungen anwenden. Er/Sie hat die Bedeutung der mathematischen Modellbildung verstanden und ist in der Lage für eine gegebene Aufgabe zu entscheiden, welche Art von Modell (Dimensionalität) zur ausreichenden Beschreibung notwendig ist. Er/Sie ist in der Lage ein entsprechendes Modell zunächst mathematisch zu formulieren und es dann in eine Computersprache (in der Regel Python/Numpy/SciPy) zu übertragen, sowie Parameterstudien daran durchzuführen. Den Studierenden ist der Weg vom akzeptablen zum optimalen Design bekannt und er/sie ist in der Lage ein Modell so zu formulieren, dass es mit gebräuchlichen Optimierungsroutinen unter Einhaltung vorgegebener Parameterbereiche optimiert werden kann. Neben den rein thermodynamischen Optimierungskriterien (Entropieerzeugungs-Minimierung, Pinch Methode) ist auch die Bedeutung der Optimierung anhand ökonomischer Kriterien bekannt.Thermodynamik (1 & 2) möglichst: Wärme- und StoffübertragungDie Prüfungsleistung besteht aus drei Hausaufgaben, die aus je einer Analyse, einer Modellbildung und einem Designvorschlag für ein einfaches thermisches System bestehen. Es wird neben dem Schreiben eines Computerprogramms (in einer wählbaren Programmiersprache: Python, MATLAB, C++, Fortran), ein kurzer Text mit Erläuterungen des Programms und einer Interpretation der Ergebnisse erwartet. Diese werden benotet, hieraus ergeben sich 70% der Gesamtnote. Eine Mündliche Prüfung von ca. 30 min. über die drei Hausaufgaben ergeben die weiteren 30% der Gesamtnote.WiSe moodle.uni-due.de/course/view.php?id=154- Jaluria, Yogesh : Design and optimization of thermal systems .- 2. ed. . - Boca Raton [u.a.] : CRC Press , 2008 ISBN: 978-0-8493-3753-6 - Bejan, Adrian; Moran, Michael J.; Tsatsaronis,George : Thermal design and optimization . - New York [u.a.] : Wiley , 2010 ISBN: 0-471-58467-3 - Bejan, Adrian : Advanced engineering thermodynamics .- 3. ed. . - Hoboken, NJ : Wiley , 2006 ISBN: 978-0-471-67763-5 - Langtangen, Hans Petter : A Primer on Scientific Programming with Python - Berlin, Heidelberg : Springer Berlin Heidelberg , 2009 . - ISBN: 9783642024757. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-02475-7
UDEAdsorption - Charakterisierung und ModellierungThermodynamik4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Dr. Christian BläkerRUBDie Vorlesung Adsorption II baut auf der Vorlesung Adsorptionstechnik / Industrial Adsorption Technology auf und behandelt vertieft zwei spezielle Aspekte der Adsorption. Erster wesentlicher Aspekt ist die detaillierte Betrachtung von Adsorptionsprozessen auf molekularer Ebene. Die Adsorption an porösen Feststoffen (Adsorbentien) erfolgt aufgrund anziehender Kräfte zwischen den Wechselwirkungszentren auf der Oberfläche und denen der Moleküle in der Gas- oder Flüssigphase. Die Art und Anzahl an Wechselwirkungszentren auf der Oberfläche von Adsorbentien werden maßgeblich durch deren strukturelle Eigenschaften und Oberflächenchemie beeinflusst. In diesem Zusammenhang werden vertieft bereits etablierte und neuartige Mess- und Charakterisierungsmethoden vermittelt. Der zweite wesentliche Aspekt ist die Modellierung und Simulation von Adsorptionsprozessen. Dies beinhalt sowohl eine vertiefte Betrachtung der Adsorptionsthermodynamik und –kinetik inklusive Isothermen-Modellen als auch Modellierungen bzw. computergestützte dynamische Simulationen von Adsorptionsprozessen. Im Einzelnen werden folgende Themenkomplexe behandelt: Wechselwirkungen bei Adsorptionsprozessen Mess- und Charakterisierungsmethoden Thermodynamik der Adsorption Ein- und Mehrkomponentenisothermenmodelle Transportphänomene bei der Adsorption Simulation und Modellierung von Adsorptionsprozessen Begleitend zur Vorlesung wird eine Übung angeboten, bei der die Teilnehmer in einem Praktikumsversuch eine Adsorptionsanlage selbstständig aufbauen, betreiben und die Messdaten anschließend auswerten.Power Point Präsentation und selbständige Bearbeitung von ÜbungsaufgabenDie Studenten kennen im Detail die wichtigsten Methoden zur Charakterisierung von Adsorbentien. Des Weiteren sind sie in der Lage, Adsorptionsmechanismen auf molekularer Ebene zu diskutieren und Adsorptionsprozesse in der notwendigen Detailtiefe zu modellieren oder auch mit komplexen DGL-Systemen zu simulieren.Mündliche Prüfung (45 min.)Mündliche Prüfung (45 min.)WiSeAdsorbents: Fundamentals and Applications Ralph T. Yang John Wiley & Sons (2003) Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics Duong D. Do Imperial College Press (1998) Adsorption, Surface Area and Porosity S.J. Gregg, K. S. W. Sing Academic Press (1982) Adsorption: Theory, Modeling and Analysis József Tóth Marcel Dekker, Inc. (2001) Characterization of porous Solids and Powders: Surface Area, Pore Size and Density S. Lowell, Joan Shields, Martin Thomas, Matthias Thommes Springer Science+Business Media (2004) Diffusion in Zeolites and other Microporous Solids Jörg Kärger, Douglas Ruthven John Wiley & Sons (1992) Principles of Adsorption and Adsorption Processes Douglas Ruthven John Wiley & Sons, New York (1984)
UDEElektrochemische Prozesse und elektrochemische MesstechnikVerfahrenstechnik2DeutschVorlesung: 2hDr. Ludwig JörissenRUBElektrochemische Prozesse sind allgegenwärtig. Man setzt sie sowohl zur Gewinnung von Materialien (z.B. Chlor, Aluminium, Kupfer etc.) als auch für die Behandlung von Oberflächen z.B. durch galvanische Verfahren oder Elektropolitur aber auch zur Herstellung von Formkörpern durch elektrophoretische Abscheidung von Pulvern, zur Reinigung von Abwässern und Böden sowie für viele andere Prozesse ein. Ein eher unerwünschter elektrochemischer Prozess ist die Metallkorrosion. Elektrochemische Verfahren bieten Einblicke in die Zusammensetzung und die Reaktivität von Materialien zur Energiespeicherung. Außerdem werden elektrochemische Sensoren (pH-Elektrode, Lambda-Sonde etc.) zur Steuerung von Prozessen eingesetzt und elektrochemische Verfahren dienen zur Analyse von Spuren umweltrelevanter Stoffe. Allen elektrochemischen verfahren ist gemeinsam, dass Elektronen über eine Phasengrenze hinweg ausgetauscht werden und so Reduktions- oder Oxidationsprozesse bewirken. In der Vorlesung werden die grundlegenden Überlegungen zum Verständnis elektrochemischer Prozesse erörtert und ihre praktische Relevanz an ausgewählten technischen Verfahren gezeigt. Der Inhalt der Vorlesung gliedert sich wie folgt: Einführung in elektrochemische Prozesse - Thermodynamik - Kinetik - Arten elektrochemischer Reaktionen Elektrochemische Analyseverfahren - Coulometrie - Voltammetrie - Impedanzspektroskopie Elektrochemische Prozesse zur Stoffgewinnung und -reinigung - Chlorproduktion - Metallgewinnung (z.B. Aluminium) - Metallraffination (z.B. Kupfer) - Beschichtung (Galvanik) KorrosionVorlesung basierend auf Powerpoint-PräsentationenDie Studierenden lernen elektrochemische Verfahren zur Herstellung und Reinigung von Stoffen sowie elektrochemische Mess- und Analysemethoden kennen. Die Studierenden lernen die industrielle Bedeutung elektrochemischer Prozesse und im Vergleich zu anderen Verfahren zu bewerten. Sie lernen außerdem die Bedeutung elektrochemischer Analysenmethoden zur Bewertung von Materialeigenschaften und für die elektrochemische Energietechnik kennen. Sie erlangen so vertiefte Kenntnisse in den Themenfeldern Energie und Werkstoffe.Mündliche Prüfung (30-60 min.)WiSeCarl H. Hamann, W. Vielstich Elektrochemie Eliezer Gileadi Physical Electrochemistry Präsentationsfolien zur Vorlesung Elektrochemische Prozesse und elektrochemische Messtechnik
UDEFormulierungs-, Druck- und Beschichtungstechnologien für partikuläre ProdukteProduktionssysteme4DeutschVorlesung: 2h,
Seminar: 1h
Prof. Dr. Ing. Doris SegetsRUBNahezu immer finden partikuläre Produkte nicht als Pulver ihre endgültige Anwendung, sondern müssen zu (multi)funktionalen dünnen Filmen oder Schichten verarbeitet werden. Dies gilt insbesondere für energetische Funktionsmaterialien wie sie in Brennstoffzellen, Batterien, aber auch LEDs und Solarzellen, d.h. Anwendungen der Energie- und Verfahrenstechnik sowie der Nanotechnologie, zum Einsatz kommen. Innerhalb der Vorlesung soll daher die gesamte Prozesskette von der Formulierung druckbarer Tinten bis zum Beschichtungsprozess betrachtet werden. Vortrag mit Powerpoint oder Präsentationsfolien, Illustrationen an der Tafel, Bereitstellung von Präsentationsfolien über Moodle.Studierende verstehen nach dem Besuch der Vorlesung die komplexen Zusammenhänge zwischen dem Suspendieren von Pulvern und deren Formulierung zu maßgeschneiderten Tinten. Die angestrebten Eigenschaften letzterer können mit den spezifischen Randbedingungen unterschiedlicher Druck- und Beschichtungsverfahren in Verbindung gebracht werden. Ebenso sind gängige Methoden zur Charakterisierung von Trocknungsprozessen und partikulären Schichten bekannt und können hinsichtlich der Vor- und Nachteile diskutiert werden.Mündliche Prüfung (20 min.)WiSeKistler, S.F., Schweizer, P.M. (Eds.), 1997. Liquid film coating: scientific principles and their technological implications. Chapman & Hall. Cohen, E.D., Gutoff, E.B., 1992. Modern Coating and Drying Technology. John Wiley & Sons. Meichsner, G., Mezger, T., Schröder, J., 2016, Lackeigenschaften messen und steuern Schweizer, P., Liquid Film Coating
UDERegenerative Energietechnik 2Energietechnik4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. rer. nat. Angelika HeinzelRUBIm Rahmen der Vorlesung werden die physikalischen und systemtechnischen Grundlagen der Nutzung der Windenergie (Leistungsdichte des Winds, Windmessung, Windenergiekonverter), der Wasserkraft (Aufbau und Komponenten einer Wasserkraftanlage, Pumpspeicherkraftwerke), Meeresenergie (Leistung von Wasserwellen, Meeresströmungskraftwerke), Gezeitenenergie (Entstehung von Ebbe und Flut, Gezeitenkraftwerke) und der Geothermie (oberflächennahe und hydrothermale Erdwärmenutzung, heiße Gesteinsschichten) behandelt. Ein weiteres Schwerpunktthema bildet die Photosynthese und die Möglichkeiten der energetischen Biomassenutzung (Verbrennung, Vergasung, Pyrolyse, Biogaserzeugung, Äthanolherstellung). Bei jeder Technologie wird auf den erreichten Stand der Technik eingegangen sowie die technischen und wirtschaftlichen Potentiale diskutiert. Vorlesung mit ÜbungDer Student ist in der Lage, regenerative Energiesysteme auf Basis Wind, Wasserkraft, Geothermie, und Biomasse technisch und ökonomisch zu bewerten. Das zukünftige Potential und der Stand der Technik sind bekannt.Klausur (120 min.)SoSe • Martin Kaltschmitt, Andreas Wiese, „Erneuerbare Energien“, Springer Verlag • Manfred Kleemann, Michael Meliß, „Regenerative Energiequellen“, Springer Verlag • Jochen Fricke, Walter Borst, „ Energie – Ein Lehrbuch der physikalischen Grundlagen“, R. Oldenbourg Verlag
UDENanopartikel EntstehungsvorgängeMicroengineering4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Ing. Christof SchulzRUBDie Veranstaltung beschäftigt sich detailliert mit den physikalisch-chemischen Grundlagen der Partikelbildung (Keimbildung, Wachstum, Ostwald-Reifung, Sinterung, Kondensation) und ihrer modellhaften Beschreibung. Im Wesentlichen werden die Synthese auf nasschemischem Weg (Sol-gel-Verfahren , Fällungsreaktionen u.a.), durch Gashasensynthese (homogene/heterogene Partikelbildung in der Gasphase, Spraypyrolyse u.a.) und durch physikalische Verfahren in ihren Grundlagen behandelt.Präsenzveranstaltung mit Einsatz von Powerpoint, zuzüglich Seminar mit Aufgaben, die individuell zu lösen sind und deren Lösung in einer gemeinsamen Veranstaltung präsentiert werden.Die Studierenden sind in der Lage, die Modelle zur Partikelbildung sowie ihre physikalisch-chemischen Grundlagen zu erklären und zu bewerten.Mündliche Prüfung (30 min.)WiSe- G. Schmid (Hrsg.), Nanoparticles: From Theory to Application, Wiley-VCH, Weinheim 2003 - T. T. Kodas and M. Hampden-Smith, Aerosol processing of materials, Wiley-VCH, New York, 1999 - A. S. Edelstein and R. C. Cammarata (eds.), Nanomaterials: Synthesis, Properties and Applications, IOP, Bristol 1996
UDEAdsorption TechnologyVerfahrenstechnik4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Ing. Dieter BathenRUBAdsorber werden in einer Vielzahl von technischen Produkten und Prozessen eingesetzt. Die Bandbreite reicht von Kleinsystemen wie Geruchsfiltern in Autos oder Aquarienfiltern bis zu Großsystemen zur Reinigung von Trinkwasser oder zur Aufbereitung von Wasserstoff in Raffinerien. Allen Prozessen gemeinsam ist, dass sie auf der besonderen Trennwirkung von hochporösen Feststoffen wie Aktivkohlen oder Silikagelen beruhen. Die Vorlesung befasst sich mit der gesamten Bandbreite der Adsorption in der Gas- und Flüssigphase, wobei der Schwerpunkt auf den praktischen industriellen Anwendungen liegt. Die theoretischen Grundlagen werden nur im für das Verständnis der Adsorption notwendigen Maße vermittelt. Begleitend zur Vorlesung wird eine Übung angeboten, bei der die Teilnehmer in einem Praktikumsversuch eine Adsorptionsanlage kennen lernen und anschließend selbstständig betreiben. Im Einzelnen werden folgende Themenkomplexe behandelt: - Grundlagen von Adsorption und Desorption - Mathematische Beschreibung und Simulation - Adsorptionsgleichgewichte - Kinetik der Adsorption - Technische Adsorbentien - Technische Desorptionsverfahren - Industrielle Gasphasen-Adsorptions-Prozesse - Industrielle Flüssigphasen-Adsorptions-Prozesse Power Point Präsentation und selbständige Bearbeitung von ÜbungsaufgabenDie Studenten kennen im Detail sämtliche Bauformen und -typen von Adsorbern, die wichtigsten industriellen Anwendungen sowie die verwendeten Adsorbentien und deren Einsatzfelder. Daneben sind sie in der Lage, Adsorptionsprozesse in der notwendigen Detailtiefe zu modellieren, zu berechnen oder auch mit komplexen DGL-Systemen zu simulieren. alter Titel: AdsorptionstechnikKlausur (60 min.)WiSe & SoSeDieter Bathen, Marc Breitbach; Adsorptionstechnik Springer (VDI-Buch) (2001) Crittenden, Thomas; Adsorption Technology & Design Butterworth-Heinemann, Oxford (1998) Jörg Kärger, Douglas Ruthven; Diffusion in Zeolites and other Microporous Solids John Wiley & Sons, New York (1992) Ruthven, Farooq, Knaebel; Pressure Swing Adsorption VCH-Verlag. New York (1994)
UDEKreiselpumpenEnergietechnik4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Ing. Dieter BrillertRUBNach der Einteilung der Kreiselpumpen entsprechend der spezifischen Drehzahl werden die möglichen Fördermedien eingehend besprochen. Es folgen Beispiele für Kreiselpumpenanlagen. Nach der Besprechung der thermodynamischen Grundlagen von Kreiselpumpen wird die Energieumsetzung in Kreiselpumpenlaufrädern hergeleitet. Die Ansätze zur Berücksichtigung des Minderleistungsfaktors und die auftretenden Verluste komplettieren die Berechnung der Zustandsänderung der Strömung und ermöglichen die Auslegung und Berechnung von Kreiselpumpen und ihren Komponenten. Nach einem Überblick über die Behandlung von Kavitation wird die Berechnung von Pumpen- und Anlagenkennlinien vermittelt und der Betrieb von Pumpen in verschiedenen Anlagen betrachtet.Vortrag mit Präsentationsfolien oder Powerpoint. Ergänzende Illustrationen an der Tafel bzw. auf Overhead-Projektor. Maschinenmodelle und Kopien wissenschaftlicher Veröffentlichungen zur ergänzenden Veranschaulichung des Vorlesungsstoffes. Bereitstellung von Präsentationsfolien und Übungen als Download auf den Webseiten des Lehrstuhles.Die Studierenden lernen die Arbeitsweise und Energieumsetzung von Kreiselpumpen im Detail kennen. Sie beherrschen die Klassifizierung von Kreiselpumpen nach verschiedenen Kriterien und sind in der Lage, die Strömung in KP nach den gängigen Methoden zu berechnen. Damit sind sie auch in der Lage, KP für bestimmte Anwendungszwecke zu entwerfen und deren Betriebsverhalten zu beschreiben. Sie sind über die wichtigsten Spezifika von KP (Kavitation, instationäre Strömungszustände) informiert.Empfohlene Voraussetzung für diese Lehrveranstaltung ist der Abschluss eines Bachelorstudiums Maschinenbau mit guten Kenntnissen in Thermodynamik und Wärme-, Kraft- und Arbeitsmaschinen.Klausur (120 min.) Mündliche Prüfung (30-45 min.)WiSeStrömungsmaschinen, Grundlagen und Anwendungen, Herbert Sigloch, Fachbuchverlag Leipzig, 2013 Kreiselpumpen, Johann Friedrich Gülich, Springer Verlag, 2004 Centrifugal Pumps, Johann Friedrich Gülich, Springer Verlag, 2010
UDESektorenkopplungEnergietechnik4EnglischVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Ing. Klaus GörnerRUBDie Sektorenkopplung kann als die fortgeschrittene Phase der Energiewende bezeichnet werden. Dabei konzentrieren sich die Aspekte der Dekarbonisierung und Flexibilität nicht nur auf den Stromsektor, sondern erstrecken sich auch auf den Transport-, Wärme- und Industrie-/Chemiesektor. In diesem Zusammenhang beschreibt die „Sektorenkopplung“ die weitere Verlagerung von fossilen zu erneuerbaren Brennstoffen, indem der Primärenergiebedarf verändert und der endgültige CO2-Fußabdruck von Energie in mehreren Sektoren beeinflusst wird. Diese Vorlesung bietet einen Überblick über die technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen der Kopplung von Strom, Wärme und Brennstoffen für eine kohlenstoffarme Wirtschaft unter dem Namen Power-to-X-Technologien. Auf dieser Grundlage werden die theoretischen Grundlagen und eine Übersicht von Power-to-Power, Power-to-Heat und Power-to-Fuel Technologien auf dem neuesten Stand der Technik analysiert. Vorlesungsmodule und Schwerpunkte (12 Vorlesungen im Wintersemester): • Vorlesungsmodul 1: Einleitung in Sektorenkopplung o 1.1 Definition von Power-to-X o 1.2 Einführung in Power-to-X-Technologien • Vorlesungsmodul 2: Power-to-Power-Technologien: o 2.1 Batterien, o 2.2 Topping cycles o 2.3 Brennstoffzellen o 2.4 Technoökonomische Analyse von Pumped Hydro, Druckluftspeicher und Flüssigluftspeicher • Vorlesungsmodul 3: Power-to-Heat-Technologien o 3.1 Grundlagen der Wärmespeicherung o 3.2 Wärmepumpen • Vorlesungsmodul 4: Power-to-Fuel und Power-to-Chemicals-Technologien o 4.1 H2-Produktion o 4.2 CO2-Abscheidung und -Handhabung o 4.3 Kraftstoffsynthese o 4.4 Gesetzgebung-Sektorenkopplung-REDII o 4.5 Lebenszyklusanalyse und Berechnung des CO2-FußabdrucksPower Point Präsentation und Bearbeitung von Übungsaufgaben.Die Studierenden können alle Arten von Power-to-X-Technologien sowie ihre Anwendungsbereiche in der Industrie kennenlernen. Sie werden in der Lage sein, technoökonomische Aspekte dieser Technologien zu bewerten und den CO2-Fußabdruck des Endprodukts zu berechnen.Klausur (120 min.)WiSe & SoSeWHITE PAPER Sector Coupling: Concepts, State-of-the-art and Perspectives, Marie Münster, Daniel Møller Sneum, Rasmus Bramstoft, Fabian Bühler and Brian Elmegaard, Spyros Giannelos, Xi Zhang and Goran Strbac, Mathias Berger and David Radu, Damian Elsaesser and Alexandre Oudalov, Antonio Iliceto, ETIP SNET 2020, https://www.etip-snet.eu/wp-content/uploads/2020/02/ETIP-SNEP-Sector-Coupling-Concepts-state-of-the-art-and-perspectives-WG1.pdf Energiewende "Made in Germany", Low Carbon Electricity Sector Reform in the European Context Christian von Hirschhausen, Clemens Gerbaulet, Claudia Kemfert, Casimir Lorenz, Pao-Yu Oei, Springer Nature Switzerland AG 2018, https://doi.org/10.1007/978-3-319-95126-3 Elektromobilität und Sektorenkopplung, Infrastruktur- und Systemkomponenten, Komarnicki Przemyslaw, Haubrock Jens, Styczynski Zbigniew A, Springer Vieweg 2020, ISBN 978-3-662-62036-6 Agora Energiewende. 2018. Energiewende 2030: The Big Picture – Megatrends, Targets, Strategies and a 10-Point Agenda for the Second Phase of Germany’s Energy Transition. Impulse. Berlin. Agora Energiewende, and Agora Verkehrswende. 2018. The Future Cost of Electricity-Based Synthetic Fuels. Study. Berlin.
UDEAbsorption4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Dr. Michael LuckasRUBDie Vorlesung befasst sich vertieft mit der Beschreibung des Wärme- und Stofftransports in Wäschern unter Berücksichtigung chemischer Reaktionen sowie mit dem thermodynamischen Verhalten wässriger Elektrolytlösungen. Darauf aufbauend werden industrielle Absorptions-/Desorptionsprozesse detailliert analysiert. In der begleitenden Übung werden verschiedene Prozesse hinsichtlich ihrer wesentlichen Verfahrensparameter ausgelegt und durchgerechnet. Schwerpunkte: 1. Grundlagen der Absorption 2. Thermodynamik wässeriger Elektrolytlösungen 3. Experimentelle Bestimmung von Absorptionsgleichgewichten 4. Wärme- und Stofftransport in Absorbern 5. Rauchgasreinigung in Kraftwerken 6. Gasreinigung in der Müllverbrennung 7. Dekarbonisierung von Abgasen 8. Weitere industrielle AnwendungenVorlesung mit PowerPoint / Übung, in denen Aufgaben vorgerechnet werdenDie Studenten beherrschen die Grundlagen der Absorption/Desorption von Gasen in Lösungsmitteln (Gleichgewichte, Wärme- und Stofftransport, chemische Kinetik) und können die wesentlichen Apparate- und Prozessparameter bestimmen. Sie sind in der Lage, komplexe industrielle Absorptionsprozesse zu analysieren und hinsichtlich ihrer Einsatz- und Optimierungsmöglichkeiten zu diskutieren.alter Titel: Thermodynamik der ElektrolytlösungenGrundkenntnisse in Thermodynamik / Basic knowledge in thermodynamicsKlausur (90 min.)WiSeKlaus Sattler: Thermische Trennverfahren Wiley-VCH, 3. Auflage (2001) J.D. Seader, E.J. Henley: Separation Process Principles John Wiley & Sons, 2. Auflage (2006) M. Luckas, J. Krissmann: Thermodynamik der Elektrolytlösungen Springer Verlag (2001)
UDEMembrane Technology for Water TreatmentWasserbehandlung4EnglischVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Ing. Stefan PanglishRUB- Druckgetriebenen Membranverfahren - Elektrodialyse - Transportphänomene an und durch Membranen - Vor- / Nachbehandlung - Hybride Prozesse - Betrieb von Umkehrosmoseanlagen zur Entsalzung - Fouling und Scaling - Fallbeispiele von MembrananlagenPräsenzveranstaltung mit PowerPoint Präsentation und Tafelanschrieb für weitergehende Erläuterungen und Ergänzungen der Präsentationen. Die Vorlesungsunterlagen werden in einem Moodle Kursraum zum Download angeboten.Die Studierenden sind in der Lage, die Grundlagen der Membrantechnik (inkl. Transportphänomene an und durch Membranen, die speziellen Membraneigenschaften und die verschiedenen Membranprozesse mit ihren unterschiedlichen Aufbereitungszielen) zu erläutern und zu beschreiben. Weiterhin sind die Studierenden dazu fähig, verschiedene Membranprozesse grundlegend zu dimensionieren.Klausur (90 min.) Mündliche Prüfung (30-60 min.)WiSe Synthetic Membrane Processes: Fundamentals and Water Applications Belfort Academic Press Inc., Orlando (1984) Basic Principles of Membrane Technology Mulder Kluwer Academic Publisher (1991) Reverse Osmosis Technology; Applications for High-Purity-Water Production Ed.: B.S. Parekh Marcel Dekker Inc, New York (1988) Salt-Water Purification K.S. Spiegler Wiley&sons, Chichester (1962) Winston Ho, W. S.; Sirkar, K. K. Membrane Handbook Chapman & Hall New York, London 1992 Membranverfahren - Grundlagen der Modul- und Anlagenauslegung Thomas Melin Springer-Verlag 2007, ISBN 3-540-00071-2 Richard W. Baker Membrane Technology and Applications John Wiley & Sons Ltd.2004, ISBN: 0-07-135440-9 Wang, Chen, Hung, Shammas (eds.) Membrane and Desalination Technologies Volume 13 – Handbook of Environmental Engineering Springer 2011, ISBN: 978-1-58829-94
UDEEndabmessungsnahes GießenMetallurgie4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. rer. nat. Rüdiger DeikeRUB, TUDOSchwerpunkte der Vorlesung sind das Gießen mit metallischen Dauerformen. Daneben werden aber auch die Grenzen des Druckgusserfahrens aufgezeigt.- Präsenzvortrag an der Tafel - Overheadfolien - Filme - PowerPoint-PräsentationenIn dieser Veranstaltung erlangen die Studenten die Fähigkeit Konzeptionen für die Fertigung von Teilen nach dem Druckgussverfahren zu entwickeln. Insbesondere Gussteilkonstruktion, Formenkonzeption, Anschnittstechnik, Festlegung der Gießparameter für Teile aus Aluminiumlegierungen, Zinklegierungen, Cu-Basislegierungen und Magnesiumlegierungen. Eingeschlossen ist das Wissen über Peripherie und Nachbehandlung.Klausur (90 min.)SoSeE. Brunnhuber: Praxis der Druckgussfertigung. Fachverlag Schiele&Schön, 4. Auflage, 1991 ISBN: 3-7949-0535-0
UDEKonstruieren mit Guss aus Fe- und NE-MetallenMetallurgie5DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 2h
Prof. Dr. rer. nat. Rüdiger DeikeRUBSchwerpunkte für das Teilgebiet Konstruieren mit Fe-Gusswerkstoffen sind: - gießgerechte Konstruktionen für graphithaltige Fe-Gusswerkstoffe - gießgerechte Konstruktionen für graphitfreie Fe-Gusswerkstoffe - Anpassung von Konstruktionen aus Fe-Gusswerkstoffen an die Bedürfnisse des Maschinenbaus Schwerpunkte für das Teilgebiet Konstruieren mit NE-Gusswerkstoffen sind: - gießgerechte Konstruktionen für NE-Gusswerkstoffe - Anpassung von Konstruktionen aus NE-Gusswerkstoffen an die Bedürfnisse des Maschinenbaus - Fügetechniken für NE-GusswerkstoffePräsenzvortrag an der Tafel, Overheadfolien, Filme, PowerPointEisen- und Nichteisen-Gusswerkstoffe finden ihre Anwendung in allen Bereichen der Technik und des täglichen Lebens. Die Anwendung von Guss reicht vom Wasserhahn am Waschbecken, Rahmen für TV- und Radiogeräten, Hüft- und Kniegelenken bis hin zu Turbinenschaufeln in Einkristallausführung. Es gibt keinen Bereich, in dem es keine Gussstücke gibt. In dieser Vorlesung erlangen die Studenten die Kompetenz, die grundsätzlichen werkstoffspezifischen Konstruktionsregeln sowohl der Eisen-Kohlenstoff-Werkstoffe als auch der Nichteisenmetalle zu beherrschen. Sie müssen in der Lage sein, normale technische Konstruktionen des Maschinenbaus in gussgerechte Konstruktionen umzusetzen. Dabei müssen sie sowohl den Bedürfnissen des Maschinenbaus als auch den Bedürfnissen des Gießens gerecht werden und diese auf einander abstimmen können.Klausur (90 min.)SoSeWojtas, H.-J: Konstruieren mit Fe-Gusswerkstoffen. Internes Vorlesungsskript, Universität Duisburg-Essen, in Vorbereitung (SS 2007) Aluminium Taschenbuch: Aluminium-Verlag Marketing & Kommunikation GmbH, 2002 ISBN 3-87017-274-6 Magnesium Taschenbuch: Aluminium-Verlag Marketing & Kommunikation GmbH, 1998 ISBN 3-87017-264-9
UDEWerkstoffwissenschaftliche Vertiefung der Fe-GusswerkstoffeMetallurgie4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. rer. nat. Rüdiger DeikeRUBMetallurgie des Gusseisen: 1. Metallurgie des koksgefeuerten Kupolofens 2. Metallurgie des kokslosen Kupolofens 3. Metallurgie des Induktionsofens Metallurgie des Stahls: 1. Metallurgie des Lichtbogenofens 2. Metallurgie des Induktionsofens Metallurgie der Behandlungen 1. Computergesteuerte Prozessführung 2. Schmelzbehandlung/Legieren 3. Entschwefeln 4. Impfen 5. Mg-BehandlungOverheadfolien Power-Point-PräsentationenDiese Vorlesung soll den Studierenden die metallurgischen Themen der Eisengusswerkstoffe detailliert vermitteln. Die verfahrensmetallurgischen Zusammenhänge werden auf wissenschaftlicher Basis anschaulich und praxisnah dargestellt. Dabei werden die neuesten Entwicklungen bei den unterschiedlichen Schmelzverfahren und die technischen Verbesserungen bei der computergesteuerten Prozesskontrolle berücksichtigt. Ziel dieser Vorlesung ist es, den Studierenden die Kompetenz zu vermitteln, um die geforderten Produktqualitäten bei geringer Streubreite und geringem Ausschuss zu erreichen. Darüber hinaus sollen sie in die Lage versetzt werden, im betrieblichen Ablauf eigenständig weiterführende metallurgische Konzepte zu entwickeln und umzusetzen.Klausur (90 min.)SoSeWojtas, H.-J.: Metallurgie der FE- Gusswerkstoffe Internes Vorlesungsskript, Universität Duisburg-Essen, in Vorbereitung (SS 2007) Campbell J.: Castings Butterworth-Heinemann, 2003, 2. Auflage ISBN: 0-7506-4790-6 Froberg M. G.: Thermodynamik für Metallurgen und Werkstofftechniker Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 1980 ISBN: 152-915 114-81 Verein Deutscher Eisenhüttenleute: Die physikalische Chemie der Eisen- und Stahlerzeugung Verlag Stahleisen, 1964 Neumann F.: Gusseisen Expert-Verlag, 1999, 2. Auflage ISBN: 3-8169-1728-3 Elliott R.: Cast Iron Technology Butterworths, 1988 ISBN: 0-408-01512-8 Minkoff I.: The Physical Metallurgy of Cast Iron John Wiley and Sons, 1983 ISBN: 0-471-90006-0 Jernkontoret, Stockholm: A Guide to the Solidification of Steels Ljungberg Tryckeri AB, 1977 ISBN: 91-7260-156-6
UDERecycling of Oxidic and Metallic MaterialsMetallurgie4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. rer. nat. Rüdiger DeikeRUBMit Kriterien wie Rohstoffeffizienz und Energieproduktivität werden die Rahmenbedingungen für die technologische Entwicklung der Zukunft definiert. Die Veränderungen im Bereich der Verfügbarkeit sich nicht regenerierender Rohstoffe für die Produktion von Metallen wird unter Ressourcen und Kostengesichtspunkten dargestellt. Auf der Basis dieser Entwicklungen werden Abfallstoffe (Filterstäube, Schlämme usw.) in ihrer Zusammensetzung und ihrem mengenmäßigen Aufkommen diskutiert. Verfahren zur Extrahierung von Wertstoffen (z.B. Zink, Nickel usw.) aus diesen Konzentraten werden beschrieben. Dabei wird auf die metallurgischen Besonderheiten eingegangen, die in vielen Fällen die Entwicklungen komplexer Verfahrenstechniken bei hohen Temperaturen notwendig machen.Overheadprojektion, Folien, PowerpointDie Studierenden sind in der Lage zu beurteilen, welche Probleme beim Recycling von oxidischen (z.B. Filterstäube) im Vergleich zu metallischen (z.B. Schrott) Reststoffen existieren und welche Arten von Anlagen notwendig sind, um einen Recyclingprozess ökonomisch und ökologisch sinnvoll gestalten zu können.alter Titel: Recycling oxidischer und metallischer WerkstoffeAnalysis, Chemie, Physikalische ChemieKlausur (90 min.)SoSeFörstner, U.: Umweltschutztechnik, Springer 1995 Schlacken in der Metallurgie, GDMB Gesellschaft für Bergbau, Metallurgie, Rohstoff- und Umwelttechnik, Clausthal-Zellerfeld 1999 Koch, K.; Janke, D.: Schlacken in der Metallurgie, Verlag Stahleisen GmbH, 1984, Turkdogan, E.T.: Physicochemical properties of molten slags and glasses, The Metals Society, 1983 Richardson, F.D.: Physical Chemistry of Melts in Metallurgy (Vol 1 and 2) Academic Press, London and New York, 1974
UDEAutomotive Economics and Market ResearchAutomotive2DeutschÜbung: 2hProf. Dr. Ferdinand DudenhöfferRUBIn der Veranstaltung sollen Marktforschungs-Tools und Management-Tool geübt werden. Insbesondere die Auswertung von empirischen Daten steht im Fokus. Damit werden SPSS-Methoden vermittelt und geübt. Die Übungsbeispiele kommen u.a. aus Untersuchungen zum Fuhrpark-Management.Aufgabenbearbeitung anhand SPSSDer Studierende soll in die Lage sein, empirische Daten zu erheben und mit Standard-methoden auszuwerten.Aufgabenbearbeitung pro KursWiSeBellgardt, E., Statistik mit SPSS. 2. überarbeitete Auflage, Vahlen 2004 Ebel B, Hofer M., Al-Sibai J., Automotive Management, Berlin 2003. Jannsen J., Laatz W., Statistische Datenanalyse mit SPSS für Windows, Berlin 2007.
UDEInternationale RohstoffmärkteMetallurgie4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. rer. nat. Rüdiger DeikeRUBDie wirtschaftliche Entwicklung in den bevölkerungsreichen Schwellenländern führt zu einer extrem wachsenden Nachfrage nach Rohstoffen. Veränderte Rohstoffmärkte mit oligopolistischen und zum Teil monopolistischen Strukturen haben zu einer bisher nicht gekannten Volatilität der Märkte geführt. Die Produktion, der Handel und die Verwendung der wichtigsten Rohstoffe für die Eisen- und Stahl- sowie die NE-Metallindustrie werden ausführlich beschrieben. Der mit der wirtschaftlichen Entwicklung der Schwellenländer einhergehende Strukturwandel auf den Rohstoffmärkten für Metalle und mineralische Rohstoffe wird analysiert. Die zukünftige Rohstoffversorgung wird unter dem Aspekt der physischen sowie der politisch ökonomischen Verfügbarkeit diskutiert.Overhead-Folien, Powerpoint, Erstellung einer Präsentation in GruppenDie Studierenden sind in der Lage die strukturellen Veränderungen die auf den Rohstoffmärkten in den letzten 15 Jahren stattgefunden haben zu analysieren, sie zu bewerten und auf der Basis dieser Erkenntnisse Schlussfolgerungen für die zukünftigen Entwicklungen auf den globalen Rohstoffmärkten abzuleiten. Die Studierenden wissen wie Rohstoffe an den Börsen gehandelt werden und welche Bedeutung Warentermingeschäfte im Rohstoffhandel haben. Die Studierenden verfügen über Kenntnisse, Instrumente der Rohstoffpolitik zu bewerten.Klausur (90 min.)SoSeBundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe: Rohstoffwirtschaftliche Länderstudien (jährlich), E.Schweizerbart‘sche Verlagsbuchhandlung U.S. Geological Survey: Mineral Commodities, www.usgs.com London Metals Exchange: www.lme.com Tiess, G.: Rohstoffpolitik in Europa, Springer Verlag Wien, New York, 2009 Kleinmann, G.: Rohstoffe und Financial Futures handeln, FinanzBuch Verlag München, 2006 Rogers, J.: Rohstoffe, FinanzBuch Verlag München, 2007 European Commission: Raw materials policy 2009 annual report, http://trade.ec.europa.de/doclib/press
UDEErstarrungssimulation bei in Sandformen gegossenen Bauteilen4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
RUBWesentliche Bestandteile der Vorlesung sind: Verfahrensbeschreibung Methodenbeschreibung Vergleichende Betrachtung der Verfahren und MethodenVortrag an der Tafel Overheadfolien PowerPoint-Präsentation Filme Die Erstarrung von Metallen in Sandformen ist ein komplexer Vorgang, der durch thermophysikalische Daten des Formstoffes und denen der Metalle bestimmt wird. Eine möglichst genaue Vorhersage der Erstarrung und eventuell daraus resultierende Volumenfehler sind ein unabdingbares Instrument für eine fehlerfreie und kostengünstige Fertigung. Dem Studenten wird die Kompetenz zur Auswahl und weiteren Entwicklung dieser physikalisch-metallkundlichen Verfahren vermittelt. Klausur Mündliche PrüfungSoSePeriodika: • Giesserei-Erfahrungsaustausch Giesserei-Verlag GmbH, Düsseldorf • Giesserei Giesserei-Verlag GmbH, Düsseldorf • Giesserei Forschung Giesserei-Verlag GmbH, Düsseldorf • Giesserei-Praxis Fachverlag Schiele & Schön GmbH, Berlin
UDEKinematics of Robots and MechanismsRobotik4EnglischVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr.-Ing. Andrés KecskeméthyRUBSchwerpunkt der Veranstaltung ist die Kinematik von Getrieben und Robotern. Folgende Aspekte werden erläutert: - Vektorräume - Kinetostatisches Übertragungsprinzip, Dualität der Bewegungs- und Kraftübertragung - Räumliche Bewegungen - Beschreibung von Drehungen (Euler-Winkel, Drehzeiger, Rodrigues-Parameter, Quaternionen) - Infinitesimale Drehungen - Kinematik serieller Ketten und Roboter, Denavit-Hartenberg-Parametrisierung - Kinematik geschlossener Schleifen (Zählung von Freiheitsgraden mit Grübler-Kutzbach-Kriterium, Kopplung von mehrschleifigen Systemen, kinematische Netze, Methode der kinematischen Transformatoren)Vortrag mit Kreide an der Tafel; Veranschaulichungen mit Powerpoint, Folien und Computersimulationen; freiwillige Teilnahme an Praxiseinheiten im Labor Industrieroboter (Kuka KR15, Kuka KR6).Vermittlung der theoretischen Grundlagen der kinematischen Zusammenhänge serieller und paralleler Roboter und Mechanismen. Die Studierenden werden in die Lage versetzt, selbständig industrierelevante Probleme aus kinematischer Sicht zu erarbeiten.Klausur (120 min.)SoSeBottema , Roth: Theoretical Kinematics Dover Publications Hunt: Kinematic Geometry of Mechanisms Oxford Universits Press Altmann: Rotations, Quaternions and Double Groups Dover Publications Paul: Robot Manipulators: Mathematics, Programming and Control The MIT Press
UDEMechatroniklaborMechatronik4DeutschLabor: 3hProf. Dr.-Ing. Andrés KecskeméthyRUBStudierende können aus einem Katalog von Projektangeboten der Mechatronikbezogenen Lehrstühle Mechanik, Mechatronik und Regelungstechnik und Systemdynamik geeignete Projekte auswählen. Projektangebote können sein: (1) interdisziplinäre Teamprojekte mit einem Umfang von 3 SWS, in denen Studierende in Teams von ca. 5 Teilnehmern mit unterschiedlichen Spezialdisziplinen (z.B. Mechanik, Steuerungs- und Regelungstechnik, Systemdynamik, Sensorik, Informatik, Mechatronik) eine technische Lösung eines komplexen Problems gemeinsam bearbeiten, lösen, in Betrieb nehmen und dokumentieren. Neben einer Zielsetzung mit hohem Motivationsgrad wird hier der Umgang mit modernster industrieller Technologie erlernt. Beispiele: - Ball fangender Roboter - autonom fahrendes Fahrzeug - mobiler Roboter Adonis - skalierter Prototyp CARina für Fahrdynamikuntersuchungen. (2) Auswahl von 3 Praktikumseinheiten à 1 SWS aus den Angeboten der Lehrstühle. Solche Praktikumseinheiten können Zusammenstellungen von Einzelversuchen sein oder aus Begleitpraktika bestehen, die neben der Vorlesung und Übung für einzelne Fächer angeboten werden: Beispiele sind: - Hardware-in-the-Loop-Prüfstand für aktives Lenksystem - Zustandsregelung eines inversen Pendels - Beobachterbasierte Regelung eines Torsionsschwingers - Entwurf eines Störgrößenbeobachters für eine rotierende Welle - Begleitpraktikum Industrieroboter - Begleitpraktikum Fahrzeugtechnik und -dynamik - Begleitpraktikum Optimierung - Begleitpraktikum Mehrkörpersystemeapparatives LaborpraktikumStudierende erlernen anhand von ausgewählten praktischen Problemstellungen der Mechatronik den Umgang mit modernen Methoden der Systemanalyse und -realisierung sowie der Messdatenerfassung und -verarbeitung. Dabei findet ein Teil der Arbeiten an Prüfständen statt, so dass eine Hardware-Erfahrung auf jeden Fall sichergestellt werden kann.Bericht Versuchsdurchführung PräsentationWiSeProjekt- bzw. Versuchsbeschreibungen mit weiterführenden Literaturangaben
UDEDiagnosis and prognosisMechatronik4EnglischVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Ing. Dirk SöffkerRUBMethoden der Schadendiagnose I – Signalbasiert Methoden der Schadendiagnose II – Modellbasiert Methoden der Schadendiagnose III – Datenbasiert Vorhersage von Lebensdauer und Restlebensdauer Anwendungen Zur Veranschaulichung der Lehrinhalte werden Praktika und Übungen durchgeführt.Plenum (Vorlesung, z. T. Übung). Ein Teil der Übung findet interaktiv als Rechnerübung in Kleingruppen statt. Vorlesungs- und Übungsmanuskripte werden über die Lehrstuhlseiten für die Teilnehmer der Veranstaltung zur Verfügung gestellt. Die Vorlesung wird mittels Tablet-PC gehalten.Studierende erlernen die Grundprinzipien und Methoden der signal-, modell,- und datenbasierten Fehlererkennung und Schadendiagnose ebenso wie Prognosemethoden der Lebensdauer- bzw. Restlebensdauerbestimmung kennen und anzuwenden.KlausurSoSeGertler, J.J.: Fault detection and diagnosis in engineering systems. New York, Dekker, 1998 Isermann, R.: (Hrsg.): Überwachung und Fehlerdiagnose. Moderne Methoden und ihre Anwendung bei technischen Systemen. VDI Verlag, Düsseldorf, 1994 Klein, U.: Schwingungsdiagnostische Beurteilung von Maschinen und Anlagen. 2., überarbeitete Auflage. Düsseldorf, Stahleisen, 2000 Lunze, J.: Automatisierungstechnik, Oldenbourg, 2003 Weitere aktuelle Literatur vornehmlich aus Zeitschriftaufsätzen werden in den Veranstaltungsunterlagen benannt und aktualisiert.
UDESystemzuverlässigkeit und NotlaufstrategienMechatronik4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Dr. Krischan WoltersRUBMathematische Grundlagen der Statistik Systemzuverlässigkeit Notlaufkonzepte Anwendungen Zur Veranschaulichung der Lehrinhalte werden Übungen durchgeführt.Plenum (Vorlesung, Übung) Vorlesungs- und Übungsmanuskripte werden über die Lehrstuhlseiten für die Teilnehmer der Veranstaltung zur Verfügung gestellt. Die Vorlesung wird mittels Tablet-PC gehalten. Studierende erlernen die Grundlagen der Zuverlässigkeitstechnik einschließlich der notwendigen statistischen Grundlagen. Aufbauend auf diesen Methoden lernen die Studierenden den Entwurf von Maßnahmen zum Umgang mit ausfallenden Komponenten und Systemen bzw. den robusten Entwurf ausfallarmer bzw. -sicherer Systeme (Notlaufkonzepte) konzeptionell kennen. Die Studierenden werden in die Lage versetzt, die erlernten Methoden an Beispielen der industriellen Praxis wiederzuerkennen sowie in neuen Kontexten einzubringen.KlausurWiSeBertsche, B.; Lechner, G.: Zuverlässigkeit im Fahrzeug- und Maschinenbau, Springer, 2004 Echtle, K.: Fehlertoleranzverfahren http://dc.informatik.uni-essen.de/Echtle/all/buch_ftv/ Koch, M.; Schmidt M.: Deterministische und stochastische Signale. Bonn : Ferd. Dümmler, 1994 Meyna, A.; Pauli, B.: Taschenbuch der Zuverlässigkeits- und Sicherheitstechnik, Hanser, 2002 Montenegro, S.: Sichere und fehlertolerante Steuerungen, Fachbuchverlag, 1999 Rakowsky, U.K.: System-Zuverlässigkeit, LiLoLe, Hagen, 2002 Weitere aktuelle Literatur vornehmlich aus Zeitschriftaufsätzen werden in den Veranstaltungsunterlagen benannt und aktualisiert.
UDEBiofluidmechanikFluidtechnik4DeutschVorlesung: 1h,
Übung: 2h
Prof. Dr. Wojciech KowalczykRUBInhalte der Lehrveranstaltung: - Aufbau des Kreislaufsystems - Blut als Strömungsmedium - Transportphänomene - Bilanzgleichungen - Fluidmechanik der Blutströmung - Künstliche Organe, Implantate - Messung der Gefäßgeometrie und Strömungsparameter - Numerische Methoden - Fluid-Struktur-WechselwirkungPowerpoint, PCIn der Lehrveranstaltung werden grundlegende Kenntnisse und Zusammenhänge aus der funktionellen Anatomie insbesondere aus kardiologischer Sicht vermittelt. Die Studierenden sind in der Lage die biofluidmechanischen Probleme mittels experimenteller und numerischer Verfahren selbständig zu bearbeiten.Mündliche Prüfung (20 min.)SoSeMichael Schünke, Erik Schulte, Udo Schumacher: PROMETHEUS Lernatlas der Anatomie. Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, Thieme Fung Yuan-Cheng: Biodynamics. Circulation, Springer Waite: Biofluid Mechanics in Cardiovascular Systems, Mcgraw-Hill Spurk, Aksel: Strömungslehre. Einführung in die Theorie der Strömungen, Springer
UDEFahrerassistenzsystemeMechatronik4DeutschVorlesung: 1h,
Übung: 1h,
Labor: 1h
Dr. Gregor HiesgenRUBFahrerassistenzsysteme (FAS) leisten einen zunehmend größeren Beitrag zur Reduzierung von Unfallzahlen im Straßenverkehr. Die Entwicklung von passiven und aktiven FAS ist insbesondere aufgrund der Interaktion derartiger Systeme mit dem Menschen komplex und kann nicht ausschließlich mit den - in der Automobilindustrie etablierten -Entwicklungsmethoden realisiert werden. Neben umfangreichen Probandenstudien in Prototypfahrzeugen werden verstärkt Fahrsimulatoren im Entwicklungsprozess eingesetzt. Im Rahmen der Vorlesung werden aktuelle und zukünftige passive und aktive Fahrerassistenzsysteme im Detail diskutiert. Als Beispiele können die adaptive Geschwindigkeitsregelung bis in den Stillstand „ACC Stopp & Go“ oder Spurhalteassistenzsysteme, die den Fahrzeugführer in der Querführung durch Überlagerung von Lenkmomenten unterstützen, genannt werden. Ein besonderer Fokus wird auf die Funktionsstruktur und -realisierung der Systeme und auf die Kommunikation mit dem Menschen gelegt. Weiterhin werden die benötigten Hardwarekomponenten, wie Sensoren, Aktuatoren und Kommunikationsschnittstellen, behandelt. Die Inhalte werden anhand von Computerübungen in der etablierten Entwicklungsumgebung MATLAB/Simulink begleitet. Hier werden ausgewählte Algorithmen für die Echtzeitsimulation im Fahrsimulator und auf Prototyp-Steuergeräten erarbeitet. Zusätzlich werden vorlesungsbegleitende Vortragsübungen angeboten, in denen die Vorlesungsinhalte durch praktische Beispiele ergänzt werden.Vortragsübungen MATLAB/Simulink Computer-Lab Die Studierenden können die aktuellen Forschungsaktivitäten der Automobilhersteller (OEM) im Bereich Fahrerassistenzsysteme aufzeigen. Weiterhin beherrschen die Studierenden die spezielle Entwicklungsmethodik zur Realisierung von zukünftigen FAS in ihren Grundzügen. Insbesondere haben die Studierenden erweiterte Kenntnisse bezüglich des Einsatzes von Fahrsimulatoren im Entwicklungsprozess von Fahrerassistenzsystemen. Neben den theoretischen Grundlagen erlernen die Studierenden erweiterte Kenntnisse in der Entwicklungssoftware MATLAB/Simulink und sind beispielsweise in der Lage, neue Algorithmen in eine echtzeitfähige Fahrsimulator-Simulationsumgebung zu integrieren. Inhaltszusammenfassung: - Grundlagen aktueller und zukünftiger Fahrerassistenzsysteme - Grundlagen verschiedener Fahrsimulator-Technologien im Bereich Forschung & Entwicklung - Grundlagen zur Entwicklungsmethodik von zukünftigen Fahrerassistenzsystemen - Modellbildung und Simulation der Regelungsalgorithmen ausgewählter FAS - Modellbildung und Simulation von FAS mit MATLAB/Simulink - Integration der Algorithmen in die Fahrsimulator-Architektur des Lehrstuhls für Mechatronik (Echtzeitanwendungen)Mündliche Prüfung (30 min.)WiSe- Schramm, D.: Modellbildung und Simulation der Dynamik von Kraftfahrzeugen, Springer Verlag - Winner, H.: Handbuch Fahrerassistenzsysteme - Mitschke, M.: Dynamik der Kraftfahrzeuge, Springer Verlag - Willumeit, H.-P.: Modelle und Modellierungsverfahren in der Fahrzeugdynamik, Teubner Verlag
UDECognitive Robot SystemsRobotik6DeutschVorlesung: 3h,
Labor: 1h
RUBEin kognitives Robotersystem nimmt mit Sensoren die Umgebung und die eigene Körperlichkeit wahr, sammelt, strukturiert und verwendet selbständig Wissen, trifft darauf basierend sinnvolle Verhaltensentscheidungen, und reagiert/agiert mit Aktuatoren flexibel in Echtzeit. In der Vorlesung werden moderne Architekturkonzepte, Verfahren der Raumrepräsentation und zur Selbstlokalisierung, Systeme für visuell basiertes Greifen von Objekten, einfache Regelungsverfahren, Wegplanung zur Roboter-Navigation, Online-Roboterlernen sowie Robotik-Simulation behandelt. Im Rahmen der Übung werden ausgewählte Themen anwendungsbezogen vertieft. Inhalte im Einzelnen: Anwendungen von kognitiven Robotersystemen Kognitive Wahrnehmungs-Handlungs-Systeme Bestandteile von Robotersystemen Sensorsysteme als Grundlage für die Autonomie Koordinatensysteme und Transformationen Visuell-basierte Regelung eines Roboterarms Arten der Umweltbeschreibung Wegplanung zur Roboter-Navigation Probabilistische Ansätze zur Roboterlokalisierung Online lernende Verfahren zur Roboter-Navigation Robotik Simulation Programmierung kognitiver Robotersysteme Robot Operating SystemVorlesung als Präsenzveranstaltung inklusive Filme und Simulationen, und Praktikum inklusive Mobile Roboter, Sensoren/Kameras und dem Robot Operating SystemDie Studierenden sollen Architekturen von kognitiven Robotersystemen kennen lernen. Sie sollen Verfahren zur Roboterregelung, zur Wegplanung und Roboternavigation, zur Eigenlokalisierung, sowie zum Roboter-Lernen verstehen und realisieren können, inklusive den zugrundeliegenden mathematischen und probabilistischen Methoden. Für bestimmte Problemstellungen sollen sie in der Lage sein, potentielle Konfigurationen vorzuschlagen und zu bewerten.Klausur (90 min.) Mündliche Prüfung (30 min.)WiSe www.is.uni-due.de/crsR. Arkin: Behavior-Based Robotics, The MIT Press, 1998. H. Choset, at al.: Principles of Robot Motion, MIT Press, 2005. J. Latombe: Robot Motion Planning, Kluwer Academic Publishers, 1991. S. Niku: Introduction to Robotics, Prentice Hall, 2001. B. Siciliano, O. Khatib: Handbook of Robotics, Springer, 2008. Ausgewählte Zeitschriftenartikel. Aktuelle eigene Artikel sowie Bachelor-/Master-/Doktorarbeiten.
UDEKognitive technische SystemeMechatronik4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Ing. Dirk SöffkerRUB- Einführung - Motivation - Aufgabenfelder - Prinzipien - Agenten - Verhaltenskoordination (bei Agenten) - Verhaltensbeschreibung - Modellbildung menschlicher Interaktion - Kognitive Architekturen - Wissensrepräsentation - Planen, Handeln, Suchen - Lernen Tools I: Filterung Tools II: Klassifikation und Lernen Aktuelle Forschungsanwendungen des Lehrstuhls SRS aus dem Arbeitsbereich Kognitive Technische Systeme: - Situations-Operator-Modellbildung - Stabilisierung nichtlinearer dynamischer Systeme ohne Modellkenntnis - Personalisierte, lernfähige und interaktive Fahrerassistenz - Planungs- und Assistenzsysteme im Luftverkehr - Lernfähige mobile RobotikDas Vorlesungsmanuskript wird über die Lehrstuhlseiten für die Teilnehmer der Veranstaltung zur Verfügung gestellt. Die Vorlesung wird mittels Tablet-PC gehalten. Die der Veranstaltung zugrundeliegenden Publikationen werden als Hintergrundmaterial in Form von PDF-Dokumenten online zur Verfügung gestellt.Die Automatisierungstechnik ist – auf Grund ihres fachübergreifenden, system-orientierten Ansatzes – eine interdisziplinäre Ingenieurdisziplin. Das Ziel der Veranstaltung Kognitive Technische Systeme ist, die Studierenden mit den Grundlagen der modernen Informatik, mit Filtermethoden, mit Methoden der Künstlichen Intelligenz sowie der Kognitiven Technischen Systeme vertraut zu machen, so dass sie die Weiterentwicklung der Regelungs- und Automatisierungstechnik mit den Mitteln der kognitiven künstlichen Intelligenz im Sinne einer Erweiterung erkennen können, die zugrundeliegenden Methoden beherrschen und anwenden können.Alter Titel der Veranstaltung: "Mensch-Maschine-Systeme" Klausur (90 min.)SoSe Alpaydin, E.: Maschinelles Lernen, Oldenbourg, 2008. (idt.: Machine Learning, MIT Press, 2003). Cacciabue, P.C.: Modelling and Simulation of Human Behaviour in System Control, Springer, 1998. Ertel, W.: Grundkurs der Künstlichen Intelligenz, Vieweg, 2008. Görz, G. et al.: Handbuch der Künstlichen Intelligenz, Oldenbourg, 2003. Haykin, S.: Neural Networks and Learning Machines, Pearson, 2009. Johannsen, G.: Mensch-Maschine-Systeme, Springer, 1993. Russel, S.; Norvig, P.: Künstliche Intelligenz, Pearson, 2004. (idt.: Artificial Intelligence, Prentice Hall, 2003).
UDENeuroinformatik und Organic ComputingMechatronik6DeutschVorlesung: 3h,
Übung: 1h
RUBDie Veranstaltung behandelt wichtige Typen von vorwärts gerichteten Neuronalen Netzen, wie Mehrschicht-Perzeptron, Radiale Basisfunktionen Netze, Tiefe Faltungsnetze und Support Vektor Maschinen. Übergreifend werden das grundlegende Problem des algorithmischen Lernens vorgestellt, nämlich das Bias-Varianz-Dilemma, sowie Lösungen diskutiert. Bezug nehmend auf Organic Computing werden self-X Fähigkeiten untersucht. Ein besonderer Wert wird darauf gelegt, einen Zusammenhang zu grundlegenden Techniken aus anderen Disziplinen herzustellen, wie Gradientenabstieg, lineare und quadratische Optimierung, statistische Entscheidungstheorie. Typische Anwendungen werden exemplarisch behandelt, wie Signalfilterung, Mustererkennung, Roboterkontrolle. Inhalte im Einzelnen: Einführung McCulloch-Pitts Zelle, Perzeptron, Adaline Statistische Entscheidungstheorie Mehrschichtnetze, Tiefe Faltungsnetze Netze radialer Basisfunktionen Bias-Varianz-Dilemma Netze von Support Vektoren Organic ComputingVorlesung als Präsenzveranstaltung inklusive Berichte aus Anwendungen in Projekten, und Übung als Präsenzveranstaltung inklusive Programmierung in Machine Learning FrameworksDie Studierenden sollen für ausgewählte Typen von Neuronalen Netzen deren Struktur und Lernmethodik verstehen, die grundlegende mathematische Fundierung nachvollziehen können, die prinzipielle Wirkung und die mögliche Anwendbarkeit kennen. Sie sollen für ausgewählte Problemstellungen potentiell sinnvolle Netztypen und Lernverfahren vorschlagen können.Klausur (90 min.) Mündliche Prüfung (30 min.)SoSe www.is.uni-due.de/nio C. Bishop: Neural Networks for Pattern Recognition; Oxford Press, 1995. C. Bishop: Pattern Recognition and Machine Learning; Springer, 2006. I. Goodfellow, et al.: Deep Learning; MIT Press, 2016 T. Hastie, et al.: The Elements of Statistical Learning, Springer, 2003. M. Mohri, et al.: Foundations of Machine Learning; MIT Press, 2012. R. Rojas: Neuronale Netze; Springer-Verlag, 1996. Z. Zell: Simulation neuronaler Netze; Addison-Wesley, 1994. Aktuelle eigene Artikel sowie Bachelor-/Master-/Doktorarbeiten.
UDEMethoden der SytemtechnikLogistik4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Ing. Bernd NocheRUBThemenschwerpunkte der Veranstaltung sind: Entwicklung und Anwendung der Systemtechnik / Planung komplexer innovativer Systeme / Systemtechnischer Ansatz bei der Anlagenplanung / Systemtechnische Planungsmethodik / Planungs- und Problemlösungstechniken / Systemtechnische Methodenbank (SMB) / Bewertung und Auswahl von Systemen und Projekten / Spezielle Problemstellungen der Anlagenplanung / Fallstudien Vortrag und Diskussion, PPT, WorkshopDie Studierenden erhalten interdisziplinäre Fähigkeiten und Kenntnisse. Sie sind in der Lage, Methoden und Techniken der Systemtechnik auszuwählen und anzuwenden, in Teamarbeit eine wissenschaftliche Dokumentation zu erstellen und die Ergebnisse zu präsentieren und kritisch zu diskutieren. Mündliche Prüfung (60 min.)SoSeBachthaler, M.: Entwicklung und Anwendung der Systemtechnik bei komplexen innovativen Vorhaben sowie bei Mensch-Maschine-Systemen, Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 16, Nr. 114, VDI-Verlag, Düsseldorf 2000 Blanchard, Benjamin S.: System Engineering Management, 3rd Edition, John Wiley & Sons, 2003 Blanchard, Benjamin S.: Logistics Engineering and Management, 6. Edition, Prentice Hall International, New Jersey 2004 Ehrlenspiel, Klaus : Integrierte Produktentwicklung .- 2., überarb. Aufl. . - München [u.a.] : Hanser , 2003 Eversheim, W.; Schuh, G. (Hrsg.): Produktion und Management “Betriebshütte”, 7. Auflage, Springer Verlag, Berlin 1999 Haberfellner, R.: Systems engineering .- 11., durchges. Aufl. . - Zürich : Verl. Industrielle Organisation , 2002 Lindemann, Udo : Methodische Entwicklung technischer Produkte . - Berlin [u.a.] : Springer , 2005 Tompkins, James A.; White, John A.; Bozer, Yavoz A.; Tanchoco, J. M. A.: Facilities Planning, John Wiley & Sons, New Jersey 2003 Züst, Rainer : Einstieg ins Systems-Engineering .- 3. Aufl., vollst. neu bearb. . - Zürich : Verl. Industrielle Organisation , 2004 Züst, Rainer [Hrsg.]: Das Systems-Engineering-Case-Book . - Zürich : Verl. Industrielle Organisation , 2002
UDEStrategische LogistikplanungLogistik5DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h,
Labor: 1h
Prof. Dr. Ing. Bernd NocheRUBDer Aufbau von Erfolgspotentialen im Bereich der Logistik ist Gegenstand der Veranstaltung strategische Logistikplanung. Betrachtet werden Themen aus dem Bereich des Supply Chain Managements und Controlling, wie das SCOR-Modell, außerdem die Themenbereiche Risikomanagement in Lieferketten sowie die Trends Grüne Logistik und Nachhaltigkeit in der Logistik. Modelle zur Standortplanung und Strategien zur Gestaltung von Logistiknetzwerken sind ebenfalls Teil der Veranstaltung. Präsenzveranstaltung mit Einsatz von PowerPoint und downloadbaren Skripten.Die Studierenden kennen Instrumente der strategischen Logistikplanung, kennen Erscheinungsformen von Supply Chains und können Risikofaktoren für Logistiksysteme einschätzen. Außerdem können sie Modelle zur Standortplanung anwenden und kennen Konzepte des Themas Grüne Logistik und Nachhaltigkeit.alter Titel: Außerbetrieblicher TransportHausarbeitKlausur (90 min.)WiSeClausen, U.; Geiger, C.: Verkehrs- und Transportlogistik, Springer-Verlag, 2013 Gudehus, T.: Logistik 2: Netzwerke, Systeme und Lieferketten, VDI, 2012 Wegner, U.: Einführung in das Logistik-Management: Prozesse - Strukturen - Anwendungen, Springer, 2017 Pfohl, H.-C.: Logistikmanagement – Konzeption und Funktionen, Springer-Verlag, 2016 Lochmahr, A.; Boppert, J.: Handbuch grüne Logistik: Hintergründe und Handlungsempfehlungen, Huss, 2014 DIN EN 16258 - Methode zur Berechnung und Deklaration des Energieverbrauchs und der Treibhausgasemissionen bei Transportdienstleistungen (Güter- und Personenverkehr), 2013
UDEPlastomechanik und UmformverfahrenMetallurgie4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. rer. nat. Rüdiger DeikeRUBIn dieser Vorlesung werden die umformenden Fertigungsverfahren und die für sie relevanten Berechnungsmethoden behandelt. Auf der Basis der Elementaren Plastomechanik werden die Warm- und Kaltwalzverfahren zur Herstellung von Blechen und Bändern, ihrer Weiterverarbeitung durch Kaltwalzen und Oberflächenveredeln behandelt. Es folgen die Verfahren zur Berechnung der Massivumformverfahren sowie die Durchdrück- und Durchziehverfahren für Vollquerschnitte, Rohre und Profile. Die Anwendung höherer Rechenverfahren der Plastomechanik wird am Beispiel der Gleitlinientheorie und der Schrankenverfahren behandelt. Vortrag mit PowerPoint-Präsentation und Präsentationsfolien, Illustrationen an der Tafel Die Studierenden können Umformverfahren und ihre zugehörigen Berechnungsmethoden sowohl der elementaren als auch der höheren Plastomechanik einschätzen und anwenden.Klausur (90 min.)SoSeH. Pawelski, O. Pawelski Technische Plastomechanik, Kompendium und Übungen Verlag Stahleisen, Düsseldorf, 2000 A. R. Boer, N. Rebelo, H. Rydstad, G. Schröder Process modelling of metal forming and thermomechanical treatment Springer-Verlag, Berlin, 1986 W. Johnson, P. B. Mellor Engineering plasticity van Nostrand Reinhold Comp., London, 1978 R. Hill The mathematical theory of plasticity Oxford at the Clarendon Press, 1983 H. Ismar, O. Mahrenholtz Technische Plastomechanik Vieweg Verlag, Braunschweig, 1980 P. Hartley, I. Pillinger, C. Sturgess Numerical Modelling of Material Deformation Processes Springer-Verlag, London, 1992 G. W. Rowe, C.E.N. Sturgess, P. Hartley, I. Pillinger Finite-Element Plasticity and Metal Forming Analysis Cambridge University Press, Cambridge, 1991 S. Kobayashi, S.-I. Oh, T. Altan Metal Forming and the Finite-Element Method Oxford University Press, Oxford, 1989 D.R.J. Owen, E. Hinton Finite Elements in Plasticity Pineridge Press Ltd., Swansea, 1980
UDEProzesssimulation in der Metallurgie und UmformtechnikIT4DeutschVorlesung: 2h,
Übung: 1h
Prof. Dr. Johannes GottschlingRUBErstellung simulationsgerechter Prozess-Modelle, numerische Methoden zur Lösung von gewöhnlichen und partiellen DGL, Simulation metallurgischer Prozesse und Prozesse der Umformtechnik an ausgewählten Beispielen.Vorlesung: Pr