Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen Gründungsveranstaltung Bielefeld, 15. Oktober 1999.

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2 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen Gründungsveranstaltung Bielefeld, 15. Oktober 1999

3 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 2 Tagesordnung n 14:00 UhrAnton Klar (FH Bielefeld): Eröffnung n 14:15 UhrHarald Loose (FH Brandenburg): Mechatronik-Ausbildung an Fachhochschulen, Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen n 14:40 Uhr Wilhelm Caninenberg (FH Bochum): Mechatronik-Konzepte an der FH Bochum n 15:00 UhrDiskussion mit den Schwerpunkten Erfahrungen mit den neu eingerichteten Studienangeboten Mechatronik, Neue Lehrformen in der Ausbildung Internationalisierung und Einrichtung von Bachelor-/Master- Studiengängen Organisation des Arbeitskreises (Leitung und Termine) n 17:00 Uhr Ende der Diskussion und Abschluß

4 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 3 Themen der Arbeit des Arbeitskreises Erfahrungsaustausch zu neu eingerichteten Studienangeboten Mechatronik, Informations- und Erfahrungsaustausch zu neuen Lehrformen in der Mechatronik, Information und Abstimmung in Fragen der Internationalisierung und des Aufbaus von Bachelor-/Master-Studiengängen über die Grenzen der Bundesländer hinaus, Vertretung gemeinsamer hochschulpolitischer Interessen innerhalb der Hochschullandschaft und gemeinsame Darstellung und Werbung der Mechatronik- Angebote im Internet

5 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 4 Curricula n Vergleichende Übersicht über alle FH- Mechatronik-Angebote n Wie wird Mechatronik gelehrt ? n Lösung des Widerspruchs zwischen breiter Grundlagenausbildung, der Ausprägung praktischer Fertigkeiten und der notwendigen mechatronischen Vertiefung n Wie wird interdisziplinäres Denken und Fühlen ´rübergebracht ?

6 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 5 Lehrveranstaltung Mechatronik n Mechatronik I-III n Methoden der Mechatronik n Projekt Mechatronik n Mechatronik-Praktikum n Spezialseminare Mechatronik

7 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 6 Neue Lehrformen n Interdisziplinäre Projekte –als Blockseminare, z.B. Uni-GH Paderborn –als reguläre Lehrform, z.B. Simultaneous Engineering n Praktische Mechatronik –RobotBuildingLab an FH Brandenburg n Praktika Mechatronik n Projektorientierte Ausbildung

8 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 7 CAx- und Simulationtechniken n Virtuelles Engineering als wichtiger Baustein der Mechatronik n Welche Werkzeuge in welchen Disziplinen ? n Welche Lehrformen ? Grundlagen, Systemkenntnis und praktische Erfahrung n Mixed-Model-Simulation

9 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 8 Bachelor-/Master-Studiengänge n Strukturen n Akkreditierung n nationale und internationale Kooperation

10 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 9 Organisation und Leitung des AK n Regelmäßige Workshops zu konkreten Themen (1x im Semester oder 1x im Jahr) n Workshops im Umfeld von Fachtagungen (z.B. September 2000 - 4. Brandenburger Workshop Mechatronik) n Vorsitz: Reiner Dudziak - FH Bochum Stv.:Harald Loose - FH Brandenburg

11 Mechatronics Education in German Universities of Applied Sciences (Fachhochschulen) Harald Loose Fachhochschule Brandenburg International Workshop on Education in Mechatronics, Bochum, 18.-19.3.99 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen

12 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 11 Contents n Was ist Mechatronik ? n Mechatronics at Fachhochschulen n Main problems of designing the courses n Analysis of some Curricula - commons and differences n Curriculum of an ideal Course n New elements in Education

13 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 12 Stadt Brandenburg im Land Brandenburg Land Brandenburg Stadt Brandenburg

14 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 13 Erste Antwort: Mechatronik ist eine neue Qualität technischer Systeme, deren Eigenschaften erst in der Wechselwirkung aller Komponenten (Hard- und Software) zum tragen kommen. In solchen Systemen dominiert die Informations- verarbeitung über den primären Funktionen der Material- und Energieumformung. Ihre Intelligenz und Flexibilität ist wesentlich größer als in herkömmlichen elektro-mechanischen Systemen.

15 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 14 Zweite Antwort: Mechatronik ist eine qualitativ neue Entwurfsmethode und Produktphilosophie. Sie erfordert das Umdenken der Entwickler, der Projektanten und der Manager in den Unternehmensführungen. Das gemeinsame Handeln in allen Projektetappen ist für die optimale Gestaltung des Produkts notwendig.

16 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 15 Dritte Antwort: Mechatronik ist eine qualitativ neue Methodik mit neuen Werkzeugen des Maschinenbauers, Elektrotechnikers und Informatikers. Rechnerunterstützte Verfahren, Simulationstechniken werden ebenso wie der PC zum alltäglichen Handwerkszeug des Ingenieurs. Mechatronik ist moderner Maschinenbau.

17 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 16 Vierte Antwort: Mechatronik ist ein neues Bildungsangebot und keine Modeerscheinung. Ausgehend von den Anforderungen der Praxis muß ein abgestuftes Bildungsangebot geschaffen werden: FacharbeiterMontage und Service IndustrietechnologenIngenieurunterstützung FH-IngenieureProduktionsvorbereitung Universitäre AusbildungEntwicklung Weiterbildung

18 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 17 Mechatronics at Fachhochschulen n Bochum (1994) n Merseburg n Brandenburg n Lippe n Aachen n others n Esslingen (Precision Mechanics, Automation, Electronics) n Furtwangen n Kiel (Precision Mechanics) CoursesDepartments Special Courses n Bielefeld (Product Design) n Köln (Special Courses)

19 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 18 Mechatronics at FH Bochum Courses of Mechatronics at the department of Mechanical Engineering in co-operation with the department of Electrical Engineering since 1994 Classical Courses 8 semesters with 1 practical and diploma semester Co-operative Courses 10 semesters with 1 practical and diploma semester + profession at a company International Courses 8 semesters with 1 foreign and diploma semester + 2 nd degree

20 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 19 MECHATRONIK Elektronische Systeme Informations- technik Mechanische Systeme Maschinenbau Feinwerktechnik Apparatebau Systemtheorie Modellbildung Automatisierungs- technik Softwaretechnik KünstlicheIntelligenz k Mikroelektronik Leistungselektroni Sensorik Aktorik Betriebswirtschaft Produktionsorganisation Marktforschung Marketing Produkt-Design Qualitätssicherung

21 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 20 Main problems of designing of courses In 6 semesters n basic knowledge and practical skills in multiple fields (mathematics, physics and informatics; mechanics, construction, materials, dynamics of machines and drives; electrical engineering and electronics; control, sensors, actuators and automation) n understanding and feeling of the interdisciplinarity of mechatronics (robotics or mechatronic systems) generalistspecialist

22 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 21 Main problems of designing of courses Soft Skills n project management n team working n foreign languages n special languages

23 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 22 What is the problem ? Basic knowledge Practical skills Special knowledge Practical skills Basic knowledge Practical skills Basic knowledge Practical skills Basic knowledge Practical skills Special knowledge Practical skills Basic knowledge Practical skills Basic knowledge Practical skills Soft skills Excellent knowledge in 1 or... fields

24 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 23 How to solve the problem ? n Quality ? n Duration ? n Amount of lectures ? n Specialisation ? n Practical skills ? n specialisation in 1 or 2 fields ? n new forms of teaching and learning ? n more projects and practical experiments ?

25 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 24 Basic Courses

26 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 25 Main Courses

27 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 26 The mix Mathematics, Physics, Informatics 19 % Mechanical Engineering 24 % Electrical Engineering 20 % Soft skills 11 % Specialisation 13 % Mechatronics 13 %

28 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 27 Special Courses at FH Köln (Prof. Dr.- Ing. Hermann Henrichfreise) n Mechatronics 1/2 n Selected Topics from Mechatronics n CAE-Tools in Mechatronics and Control Engineering n Robotics n Project Mechatronics, Controls Friction Wheel for additional friction EMPS with Elastic Positioning Arm

29 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 28 Robotics (Bochum, Köln, Merseburg, Brandenburg,...) Topics: Robots and their Components (Drives, Actuators, Sensors, Joints) Applications Programming Fundamentals (Transformations, Kinematics, Kinetics, Control)

30 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 29 Simulation (Köln, Merseburg, Brandenburg,...)

31 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 30 Practical Mechatronics: Robot Building Lab (FH Brandenburg Laboratory of Artifical Intelligence) Components: LEGOs Technic with wheels, joints, gear boxes, DC drives, batteries, sensors, processor board with analo- gous and digital inputs & outputs, IC-programming language, IDEAS Project: Build an Autonomous Robot

32 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 31 Conclusion n good proportions in the average n a small dominance of mechanical engineering and a small deficit of practical informatics n specialisation in one or two fields, maybe in the last two semesters related modules of specialisation including seminars and studies

33 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 32 Conclusion n new forms of teaching and learning like interdisciplinary projects at different stages of the studies n teams have to solve practical technical problems with limited resources in team work n transport some ideas and a feeling for project management, team work, calculation of costs, interdependence of system components, necessity of planing and system optimisation indirectly in a short time without a great amount of lectures

34 Arbeitskreis Mechatronik an Fachhochschulen, Bielefeld, 15.09.99 33 Conclusion n the realised curricula are able to produce an engineer who can be employed as a specialist or as a system engineer and who is able to learn, to train himself in mechatronics and its disciplines n courses of mechatronics can be successfully introduced in Fachhochschulen as –classical, co-operative and international courses –post gradual master of science - courses