• Softwarequalität
• Modellbildung und Regelung von technischen Zusammenhängen und technischen Prozessen
• Programmierung und Simulation unter Simulink, inklusive der Erstellung von physikalischen Modellen
• Programmierung und Simulation unter Matlab
• Modellierung von Entscheidungsroutinen mit dem Stateflow Tool
• Programmierung von Mikrocontrollern mit Matlab und Simulink
• Softwarelösungen zu Machine Learning und Deep Learning   

• Pietruszka, W. D., Glöckler, M.: MATLAB® und Simulink® in der Ingenieurpraxis; Modellbildung, Berechnung und Simulation. Vieweg, 2020
• Onlineressourcen Mathworks
• Matlab Onramp
• Simulink Onramp
• Stateflow Onramp
• Matlab Dokumentation https://de.mathworks.com/help/matlab/

• die Herausforderungen großer Stromnetze bezüglich der Energiewende differenziert zu betrachten.
• individuelle Aspekte, Vor- und Nachteile und Emissionen von Teilkomponenten zu unterscheiden.
• eigenständige Systemsimulationen in Matlab/Simulink zu erstellen.
• auf Basis dieser Simulationen einzelne Komponenten und spezifische Eigenschaften zu analysieren.

• sich mit Teilkomponenten vertiefend auseinandersetzen und sind in der Lage die Simulationen durch die neu gewonnenen Kenntnisse selbstständig zu verfeinern.
• auf Grundlage von Simulationen Konzepte zum Betreiben emissionsfreier Stromnetze entwickeln.
• Kosten von verschiedenen Stromnetzen betrachten und einschätzen.
• Ergebnisse der Einzelarbeit zielgerichtet darstellen und dem Kurs präsentieren.

• große Stromnetze und deren Teilkomponenten (Kraftwerke, regenerative Energien, Netze, Regelungen)
• Emissionen von großen Stromnetzen und deren Teilkomponenten
• Herausforderungen der Energiewende
• Simulationen in Matlab/Simulink

• Seminaristischer Unterricht

Formal: keine

Inhaltlich: keine

Die Modulprüfung setzt sich aus zwei Teilleistungen zusammen:

Teil 1:

Bei > 4 Teilnehmenden wird eine 75-minütige Klausur erbracht. In der Klausur werden die Kenntnisse zum deutschen Stromnetz, die systemischen Zusammenhänge des Stromnetzes und die Anwendungen des Gelernten auf weitere Themen abgefragt. Die Klausur fließt mit 100% in die Gesamtnote ein.

Bei < 4 Teilnehmenden wird eine 45-minütige mündliche Prüfung erbracht, die im Rahmen eines Fachgespräches stattfindet. Die Studierenden beweisen ihre Kenntnisse zum deutschen Stromnetz, Ihre Kenntnisse über die systemischen Zusammenhänge des Stromnetzes und wenden das Gelernte auf neue Themen an. Das Fachgespräch fließt mit 100% in die Gesamtnote ein.

Teil 2:

Die Studierenden erarbeiten semesterbegleitend ein individuelles Fachthema und ein entsprechendes zugehöriges Simulink-Simulationsmodell. Das Fachthema wird der Gruppe in einem 30-minütigen Vortrag präsentiert und das Simulationsmodell inkl. Dokumentation dem Kursleiter übergeben. Durch den Vortrag können 8% und durch das Simulationsmodell inkl. Dokumentation weitere 8% Bonuspunkte, bezogen auf die Gesamtpunktzahl des Moduls, erreicht werden.

• Bitterlich; Lohmann: Gasturbinenanlagen. Komponenten, Betriebsverhalten, Auslegung, Berechnung, Springer Verlag, 2. Auflage, 2018
• Schäfer: Systemführung. Betrieb elektrischer Energieübertragungsnetze, Springer Verlag, 2022
• Strauß: Kraftwerkstechnik. Zur Nutzung fossiler, nuklearer und regenerativer Energiequellen, Springer Verlag, 6. Auflage, 2009
• MATLAB Onramp, Simulink Onramp: https://de.mathworks.com/support/learn-with-matlab-tutorials.html

• kennen weiterführende mathematische Konzepte und Techniken der linearen Algebra und mehrdimensionalen Analysis.
• sind in der Lage, abstrakte mathematische Strukturen der linearen Algebra (Vektorräume und damit zusammenhängende Begriffe) in konkreten Aufgabenstellungen zu erkennen und dazugehörige Elemente zu berechnen, wie z.B. Kern oder Bild einer linearen Abbildung, Eigenwerte, Eigenvektoren, Eigenräume, usw..
• sind in der Lage, Methoden der Differential- und Integralrechnung für Funktionen mehrerer Veränderlicher anzuwenden um Extremstellen mit Nebenbedingungen zu bestimmen, Kurven-, Flächen- und Volumenintegrale zu berechnen, ggf. unter Einsatz von Integralsätzen. 
• sind in der Lage, lineare Differentialgleichungen höherer Ordnung zu lösen, ggf. unter Einsatz der Laplace-Transformation.
• können sich selbstständig neue Gebiete erschließen, die ein hohes mathematisches Abstraktionsniveau erfordern.
• sind in der Lage, die Verbindung zwischen mathematischer Theorie und ingenieurwissenschaftlichen Problemstellungen herzustellen, insbesondere betreffend die Modellierung durch gewöhnliche oder partielle Differentialgleichungen, sowie der Einsatz von Fourierreihen und -Transformation. 

• Höhere lineare Algebra
• Vektoranalysis: Skalar- und Vektorfelder, Gradient eines Skalarfeldes, Divergenz und Rotation eines Vektorfeldes, kurven- und Flächenintegrale, Integralsätze von Gauß und Stokes und deren physikalische Bedeutung
• Laplace- und Fourier-Transformationen
• Extrema mit Nebenbedingnugen
• Differentialgleichungen (DGL): gewöhnliche DGL höherer Ordnung, Systeme linearer DGL
• Grundlagen partielle DGL: Anfangswertprobleme, Randwertprobleme

• Skript
• Formelsammlung (in Buchform) 
• nicht programmierbarer Taschenrechner

• Herrmann, N.: Mathematik für Ingenieure, Physiker und Mathematiker, Oldenbourg, 2007
• Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Bd.3, Vieweg, 2011

• Lean Methoden und Werkzeuge nach VDI 2870-1 anzuwenden und Maßnahmen zur Reduktion von Verschwendung in direkten und indirekten Bereichen
• die wichtigsten Produktionskennzahlen zu interpretieren und kritisch zu hinterfragen
• den Zustand eines Produktionsprozesses einer Produktfamilie hinsichtlich des Material- und Informa- tionsflusses visuell darzustellen und zu bewerten
• Synergien von Lean Management, Digitalisierung und ressourceneffizienter Produktion zu benennen

• Lean Production / Toyota Production System
• Gestaltungsprinzipien Ganzheitlicher Produktionssysteme:
  • Standardisierung  
  • Pull Prinzip 
  • Fließfertigung
  • Visuelles Management und Produktionskennzahlen
  • Vermeidung von Verschwendung
  • Null-Fehler-Prinzip
  • Mitarbeiterorientierung
• Prozessaufnahme und -analyse, Wertstromanalyse und -design
• Lean, Green & Digital: Fabrik der Zukunft

• Vorlesung: Skript des Lehrenden
• Bertagnolli, F.: Lean Management. Einführung und Vertiefung in die japanische Management-Philosophie, Springer Verlag, Berlin 2018
• Dombrowski, U., Mielke, T. (Hrsg.): Ganzheitliche Produktionssysteme. Aktueller Stand und zukünftige Entwicklungen (VDI Buch). Springer Verlag, 2015
• Westkämper, E.: Einführung in die Organisation der Produktion; Springer Verlag, Berlin 2006

• die Instrumente der Projektplanung, -steuerung und -kontrolle in unterschiedlichen Projekten sicher      anzuwenden und zu bewerten
• für komplexere Projekte einen Projektstrukturplan zu entwickeln, daraus Arbeitspakete abzuleiten und      diese anhand geeigneter Attribute zu planen
• Verantwortlichkeiten, Kosten und Ressourcen für komplexere Projekte zu beurteilen
• Konfliktsituationen in Projekten einzuschätzen und Lösungswege aufzeigen
• Kreativitätstechniken einzusetzen, um innovative technische Probleme zu lösen
• das Scrum-Framework und das Kanban Board in der Planung und Steuerung von Projekten in der Praxix einzusetzen
• die Instrumente und Prozesse zur Abstimmung und Steuerung eines Projektportfolios zu erklären

• Erstellen wissenschaftlicher Publikationen
• Präsentationsgestaltung und Präsentation
• Wissenschaftliche Disputation der eigenen Projektbeiträge
• Teamarbeit und Konfliktmanagement
• Selbstmanagement
• Weiterentwicklung technischer Kenntnisse und deren Vernetzung in den Themen Fertigung, Simulation, Konstruktion, Thermodynamik, Mechanik, Dynamik, Testing, Elektronik, Elektrotechnik
• Umsetzungskompetenz bei der Anwendung unterschiedlicher fachlicher Themen des Maschinenbaus

• Themenstellungen aus den Veranstaltungsbereichen des Masterstudienganges Maschinenbau werden von Dozenten zur Bearbeitung ausgegeben
• Der Umfang der Arbeit ist an die zur Verfügung stehende Workload angepasst

• Projektcontrolling, Planung, Steuerung und Kontrolle
• Erfolgsfaktoren in Projekten (Ausgewählte Handlungsbereiche: Projektteam, Stakeholdermanagement, Unternehmens- und Projektkulturen, Kommunikation, Konfliktmanagement)
• Problemlösungs- und Kreativitätstechniken
• Projektdokumentation, Projektabschluss und -präsentation
• Multiprojektmanagement und Projektportfoliomanagement
• Unterschiedliche Methoden des Projektmanagements
  • Traditionelles Projektmanagement
  • Agiles Projektmanagement
  • Hybridformen

• Bearbeitung der Themen durch die Studierenden möglichst in einer Arbeitsgruppe
• In einer schriftlichen Arbeit werden der Entwurf sowie die Durchführung z.B. der erforderlichen Berechnungen und/oder Messungen und Ergebnisse über einen Transfernachweis nach IPMA dokumentiert
• Abschlusspräsentation der Arbeitsergebnisse

• Andler, N.: Tools für Projektmanagement, Workshop und Consulting: Kompendium der wichtigsten Techniken und Methoden, 6. Auflage, Publicis Erlangen 2015
• Bruno, J.: Projektmanagement - Das Wissen für eine erfolgreiche Karriere, Vdf Hochschulverlag 2003
• Jakoby, W.: Projektmanagement für Ingenieure - Ein praxisnahes Lehrbuch für den systematischen Projekterfolg, 3. Auflage, Wiesbaden 2015
• Kusay-Merkle: Agiles Projektmanagement im Berufsalltag: Für mittlere und kleine Projekte, Springer 2018
• Schelle, H.: Projekte zum Erfolg führen. Projektmanagement systematisch und kompakt. 6. Auflage, DTV-Beck 2010
• Schwaber, K.; Sutherland J.: Der Scrum Guide – Der gültige Leitfaden für Scrum: Die Spielregeln, 2013

• Grundlagen der Produktentwicklung
• vertiefte Einführung in die Baugruppenkonstruktion mittels parametrischer Konstruktion und über Bauräume und Referenzen
• Parametrische Flächenmodellierung
• FE-Berechnungsmethoden auf Basis von CAD-Modellen
• Anwendung auf statische Berechnungen von Konstruktionsmodulen und Baugruppen

• ausgedruckte Vorlesungsunterlagen ohne gerechnete Übungen
• Taschenrechner

• Bonitz, P.:  Freiformflächen in der rechnerunterstützten Karosseriekonstruktion und im Industriedesign, Springer, 2009
• Piegl and Tiller, The Nurbs Book, 2. Auflage, Springer
• Sandor, V. et. al., CAx für Ingenieure, 3.Auflage, Springer Vieweg

• Grundlagen der Spanbildung
  • Spanbildungsmodelle
  • Mechanische und thermische Kenngrößen
  • Zusammenhänge zwischen Werkstoffen und Spanbildung
• Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide
  • Verfahren und deren Varianten (Drehen, Bohren, Fräsen)
  • Werkzeuge (Schneidstoffe, Beschichtungen)
  • Werkzeugmaschinen
• Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide
  • Verfahren und deren Varianten (Schleifen, Honen, Finishen)
  • Werkzeugaufbau (Schneidstoffe, Binder)
  • Werkzeugmaschinen
• Sondergebiete der spanenden Fertigungstechnik
  • Mikrobearbeitung
  • Verzahnungsherstellung
  • Kombinationsbearbeitungen
• Spanende Produktionssysteme
  • Vorstellung spanender Fertigungsprozessketten
  • Interaktion von Prozesseinzelschritten
  • Analyse und Bewertung spanender Fertigungsprozesse (Prozessfähigkeit, OEE,…)

• Übung: Verfahrens- und Arbeitsanweisungen im Downloadbereich des Lehrenden.
• Vorlesung: Skript im Downloadbereich des LehrendenWeck, M.; Brecher, C.: Werkzeugmaschinen: Maschinenarten und Anwendungsbereiche. 6. Auflage, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg, 2009
• Conrad, K.-J.: Taschenbuch der Werkzeugmaschinen. 2. Auflage, Carl-Hanser-Verlag, München/Wien, 2006
• Denkena, B.; Tönshoff, H.K.: Spanen – Grundlagen. 2. Auflage. Springer Verlag, Berlin/ Heidelberg, 2003
• König, W.; Klocke, F.: Fertigungsverfahren Band 1: Drehen, Fräsen, Bohren. 8. Auflage, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg, 2008
• König, W.; Klocke, F.: Fertigungsverfahren Band 2: Schleifen, Honen, Läppen. 4. Auflage, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg, 2008
• N.N.: DIN 8589ff. Fertigungsverfahren Spanen. Beuth Verlag, Berlin, 2003

• Urformverfahren
  • Metallkundliche Grundlagen
  • Halbzeug- und Stahlherstellung
  • Additive Verfahren
• Umformtechnische Grundlagen
  • Grundlagen
  • Plastizitätstheorie
  • Kennwertermittlung
  • Tribologie
• Umformtechnik Blechumformung[SA1] 
  • Verfahrenstechnische Eigenschaften/Besonderheiten
  • Methodenplanung/Auswahl
  • Werkzeug- und Anlagentechnik
• Umformtechnik Massivumformung[SA2] 
  • Kalt-/Warmumformung
  • Stadienpläne und Bauteilgestaltung
  • Werkzeugbau und Maschinentechnik
• Simulation in der Umformtechnik
  • Einführung in FEM
  • FE-Analysen von umformtechnischen Fragestellung

• Vorlesung: Skript im Downloadbereich des Lehrenden
• Übung: Verfahrens- und Arbeitsanweisungen im Downloadbereich des Lehrenden.

• Bauser et al.: Strangpressen, Aluminium Fachbuchreihe, Aluminium Verlag, 2001
• Doege, E., Behrens, B.-A.: Handbuch Umformtechnik, Springer-Verlag, 2010
• Hill, R.: The Mathematical Theory Of Plasticity (Oxford Classic Texts In The Physical Sciences), Clarendon Press, Oxford, 1948
• Kopp, R., Wiegels H.: Einführung in die Umformtechnik. Verl . Mainz, Aachen, UB Dortmund Sig . L Tn 20/2.
• König, W.: Fertigungsverfahren. Band 5: Blechumformung. VDI Verlag , 1986
• Lange, K.: Umformtechnik Grundlagen, Springer Verlag, 2002, (Auflage 1983 UB Dortmund Sig. T 11561 1)
• Lange, K.: Umformtechnik – Band 3: Blechumformung. Springer-Verlag, Berlin, 1990
• Ostermann, F.: Anwendungstechnologie Aluminium, Springer Verlag, 2007

• CAD-Systeme, Geometriemodellaufbau, Schnittstellen

• Digitalisierverfahren, Datenreduktion, Flächenrekonstruktion

• Werkzeugdefinition, Festlegung der Fertigungsstrategie, Schnittwertermittlung, Vorrichtungen

• Mehrseitenbearbeitung, 3-Achs-Fräsbearbeitung von Freiformflächen, 5-Achs-Simultanbearbeitung

• Abtrags-/Eingriffssimulation, Maschinenkinematik, Prozesssimulation

• alle Hilfsmittel, außer digitale Endgeräte

• Vorlesung: Skript im Downloadbereich des Lehrenden.
• Laborpraktikum: Arbeits- und Verfahrensanweisungen sowie Infoschriften im Downloadbereich des Lehrenden.
• Hehenberger, P.: Computerunterstützte Fertigung. Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg. 2011
• Kief, H. B.; Roschiwal, H. A.; Schwarz, C.: CNC-Handbuch. Carl Hanser Verlag, München. 2017
• N.N.: Konstruieren und Fertigen mit SolidWorks und SolidCAM. VDW-Nachwuchsstiftung, Stuttgart. 2012

• höheren Mechanik und deren Analyseverfahren.
• Methode der Mehrkörpersimulationen sowie deren Möglichkeiten und Grenzen.

• Mehrkörpersysteme mit analytischen und numerischen Methoden analysieren.
• den Nutzen von Mehrkörpersimulationen bei der Untersuchung von technischen Problemen richtig einschätzen und geeignete Fragestellungen für den Einsatz der Methode entwickeln.
• technische Probleme lösen durch analytisches und interdisziplinäres Denken.
• strukturiert Arbeiten und Ihre Ergebnisse im Zuge der seminaristischen Vorlesung präsentieren und diskutieren.

• Kinematik von Mehrkörpersystemen,
• Numerische Methoden zur Untersuchung von kinemat. bestimmten Systemen,
• Lagrange-Mechanik von Mehrkörpersystemen
• Analytische und numerische Methoden zur Untersuchung der Bewegungsgleichungen
• Implementation von num. Methoden in Computerprogrammen

• keine Einschränkung

• Dahmen, W. u. Reusken, A.: Numerik für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Springer-Verlag
• Shabana, A.A.: Einführung in die Mehrkörpersimulation. Wiley-VCH
• Vorlesungsskript
• Woernle, C: Mehrkörpersysteme. Springer-Verlag

• Bürstenlose Gleichstrommotoren (auch Kleinstmotoren),
• Synchronmaschinen,

• Asynchronmaschinen

• Grundlagen für die Ansteuerung elektromechanischer Aktuatoren
• Grundlagen von Frequenzumrichtern und ihrer Ansteuerung
• Entstehung eines Drehfeldes
• U/f- Kennliniensteuerung der Drehstrom-Asynchronmaschine
• Grundprinzip der feldorientierten Regelung
• Anwendungsbeispiele: Elektromotoren in konventionellen Fahrzeugapplikationen und in der Elektromobilität für 48V und Hochvoltsysteme
• Elektrische und hybride Traktionsantriebe: Konzepte; Struktur des Antriebsstranges; Komponenten des Antriebsstranges;
• Sondermaschinen: Geschaltete Reluktanz-Maschine, Schrittmotoren

• Bauelemente der Leistungselektronik
  • Leistungsdioden (Sperr-, Durchlass- und Reverse Recovery Verhalten)
  • MOSFET / Bipolar Transistor
  • IGBT (Funktionsweise, Schaltverhalten, Ansteuerung und Schutz)
  • Neuartige Si-Leistungshalbleiter
  • Wide-Bandgap-Leistungshalbleiter (Eigenschaften, SiC Dioden, Transistoren)
  • Module (Aufbau- und Verbindungstechnik, Zuverlässigkeit/Lastwechselfestigkeit)
  • Qualifikation von leistungselektronischen Komponenten

• Entwärmung von Leistungshalbleitern:  Thermische Ersatzschaltungen, Wärmequellen, Betriebspunktberechnung, Kühlungsmethoden
• Mehrquadrantensteller: Aufbau, Funktionsweise, Anwendung zur Steuerung einer Gleichstrommaschine
• Tiefsetzsteller: Aufbau, Funktionsweise, dynamische Modellierung
• Hochsetzsteller: Aufbau, Funktionsweise, dynamische Modellierung
• Umrichter mit Gleichspannungs-Zwischenkreis: Aufbau, Funktionsweise, Ansteuerverfahren, Wirkungsgrad
• Pulsweiten- und Raumzeigermodulationsverfahren
• Anwendungsbeispiele: Aufbau und Funktion von Stromrichtern und DC/DC Konvertern für Fahrzeugelektronik und Elektromobilität

• Formelsammlung aus der Vorlesung 
• nicht programmierbarer Taschenrechner

• Babiel, G., Elektrische Antriebe in der Fahrzeugtechnik: Lehr und Arbeitsbuch, 3. Auflage, Springer Vieweg Verlag, 2014
• Binder, A., Elektrische Maschinen und Antriebe: Grundlagen und Betriebsverhalten, 2. Aufl., Springer V., 2012
• Fräger, K. Permanentmagnet-Synchronantriebe im Feldschwächbetrieb, bulletin.ch, Heft
• Hofmann, P., Hybridfahrzeuge : Ein alternatives Antriebssystem für die Zukunft, Springer Vienna, 2014 Liebl, J., Der Antrieb von Morgen 2017, Proceedings 11. Internat. MTZ Fachtagung Zukunftsantriebe, Springer Vieweg Verlag, 2017
• Tschöke,H. ;Gutzmer, P.; Pfund, T., Elektrifizierung des Antriebsstrangs, Grundlagen vom Mikrohybrid zum vollelektrischen Antrieb, Springer Vieweg Verlag, 2019

• Babiel, G.; Thoben, M., Bordnetze und Powermanagement, ISBN: 978-3-658-38023-6 , Springer Verlag, 2022
• Jäger, R.; Stein, E., Leistungselektronik: Grundlagen und Anwendungen, VDE-Verlag, 6. Auflage, 2011
• Jäger, R.; Stein, E., Leistungselektronik: Übungen zur Leistungselektronik, VDE-Verlag, 2. Auflage, 2012
• Krüger, M., Grundlagen der Kraftfahrzeugelektronik Schaltungstechnik; 4. Auflage, ISBN: 978-3-446-46320-2 , Hanser Verlag, 2020
• Lutz, J., Halbleiter-Leistungsbauelemente Physik, Eigenschaften, Zuverlässigkeit, Springer V., 2. Auflage, 2012
• Probst, U., Leistungselektronik für Bachelors, Grundlagen und praktische Anw., 4. Auflage, C. Hanser V., 2020
• Reif, K., Generatoren, Batterien und Bordnetze / Konrad Reif, ISBN: 978-3-658-18102-4 , Springer Vieweg Verlag
• Schröder, D., Leistungselektronische Schaltungen: Funktion, Auslegung und Anw., 3. Auflage, Springer V., 2012

• Bauweisen des Leichtbaus
• Werkstoffe und Fertigungsverfahren des Leichtbaus
• Faserverbund Werkstoffe (GFK, CFK), dünnwandige Profilstäbe
• Berechnung von Schubfedern und dünnwandigen Profilstäben
• Vernetzungsstrategien in der FEM und Vergleich von Volumen- und Schalenelementen
• FEM-Berechnung von -bauteilen aus Faserverbundmaterialien
• höhere Finite-Elemente-Methode und Topologieoptimierung

• Baier / Seeßelberg / Specht: Optimierung in der Strukturmechanik, Vieweg-Verlag, 1994
• Bendsoe : Optimization of Structural Topology, Shape and Material, Springer-Verlag, 1995
• Degischer / Lüftl: Leichtbau, Wiley-VCH-Verlag, 2009
• Dreyer: Leichtbaustatik, Teubner-Verlag, 1982
• Fischer: Konstruktion, Berechnung und Bau eines Leichtbau­fahrzeuges mit Hilfe computergestützter Methoden (CAD, FEM, MKS), Forschungsbericht FH Dortmund, 2005
• Fischer: Konstruktive Umsetzung der mit Hilfe der Finite-Elemente-Methodeoptimierten Designvarianten in fertigungsgerechte Bauteile, Forschungsbericht FH Dortmund, 2005
• Fischer: Leichtbau in der Fahrzeugtechnik, Berufsbildungs­wissenschaftliche Schriften, Leuphana-Seminar-Schriften zur Berufs- und Wirtschaftspädagogik, Band 4: Die BBS Friedenstraße auf dem Weg zu einer nachhaltigen Entwicklung, 2010
• Fischer: Zur Berechnung des Rißausbreitungsverhaltens in Scheiben und Platten mit Hilfe eines gemischten finiten Verfahrens, VDI-Verlag, 1991
• Friedrich: Leichtbau in der Fahrzeugtechnik, Springer Vieweg - Verlag, 2017
• Harzheim: Strukturoptimierung, Verlag Harri Deutsch, 2008
• Henning / Moeller: Handbuch Leichtbau, Hanser-Verlag, 2011
• Hill: Bionik – Leichtbau, Knabe-Verlag, 2014
• Issler / Ruoß / Häfele: Festigkeitslehre - Grundlagen, Springer-Verlag, 1997
• Kirsch: Structural Optimization, Springer-Verlag, 1993
• Klein und Gänsicke: Leichtbau-Konstruktion, 11. Auflage, Springer-Vieweg-Verlag, 2019
• Kossira: Grundlagen des Leichtbaus, Springer-Verlag, 1996
• Linke: Aufgaben zur Festigkeitslehre für den Leichtbau, Springer Vieweg - Verlag, 2018
• Linke, Nast: Festigkeitslehre für den Leichtbau, Springer Vieweg - Verlag, 2015
• Nachtigall: Biomechanik, Vieweg-Verlag, 2001
• Radaj, Vormwald: Ermüdungsfestigkeit, Grundlagen für Ingenieure, Springer, 3. Auflage
• Rammerstorfer: Repetitorium Leichtbau, Oldenbourg-Verlag, 1992
• Sauer: Bionik in der Strukturoptimierung, Vogel-Verlag, 2018
• Schürmann: Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden, Springer-Verlag, 2007
• Schumacher: Optimierung mechanischer Strukturen, Springer-Verlag, 2005
• Siebenpfeiffer: Leichtbau-Technologien im Automobilbau, Springer Vieweg - Verlag, 2014
• von Gleich: Bionik, Teubner-Verlag, 1998
• Wiedemann: Leichtbau, Band 1: Elemente, Springer-Verlag, 1986
• Wiedemann: Leichtbau, Band 2: Konstruktion, Springer-Verlag, 1989

• Fallstudie Viterbi-Decoder
• Entwicklungsprozesse für HW/SW Projekte
• Anforderungsanalyse, Testkonzepterstellung
• Systemmodellierung, Verifikation und Validierung
• Zielplattformen
• Systempartitionierung, Repräsentation mittels Graphen
• Systemsynthese, Codegenerierung, HW/SW Coverfikation
• Nutzung von SystemC, TLM, Mentor Vista
• Grundlagen Projektmanagement für Engineering-Projekte, Teamorganisation
• Schreiben einer (englischsprachigen) Veröffentlichung + Vortrag
• Beispiel eines komplexen realen HW/SW Projekts, Diskussion mit einem Industrievertreter

• Vorlesung in Interaktion mit den Studierenden, mit Tafelanschrieb und Projektion
• seminaristischer Unterricht mit Flipchart, Smartboard oder Projektion

Siehe jeweils gültige Prüfungsordnung (BPO/MPO) des Studiengangs.

schriftliche Klausurarbeit oder mündliche Prüfung (gemäß akt. Prüfungsplan)

bestandene Klausurarbeit oder bestandene mündliche Prüfung (gemäß akt. Prüfungsplan)

Master Informatik

• Teich, J.; Haubelt, C.: Digitale Hardware/Software-Systeme, Synthese und Optimierung, 2. Auflage, Springer, 2007
• Marwedel, P.: Eingebettete Systeme, Springer, 2008
• Martin, G.; Bailey, B.: ESL Models and their Application: Electronic System Level Design and Verification in Practice, Springer, 2010
• Schaumont, P.: A Practical Introduction to Hardware/Software Codesign, 2nd Edition, Springer, 2012
• Angermann, A.; Beuschel, M.; Rau, M.; Wohlfahrt, U.: MATLAB - Simulink - Stateflow, 5. Auflage, Oldenbourg, 2007
• Sammlung von Veröffentlichungen und Präsentationen im ILIAS

• Taschenrechner 
• 1 DIN A4 Blatt einseitig selbstgeschriebene Formelsammlung

• Henn/Sinambari/Fallen: Ingenieurakustik, Vieweg+Teubner Verlag, 2008
• Kollmann, Maschinenakustik, Springer-Verlag, 1993
• Möser: Technische Akustik, Springer-Verlag, 2015
• Pflüger, Brandl, Bernhard, Feitzelmayer: Fahrzeugakustik, SpringerWienNewYork, 2010
• Schirmer (Hrsg.): Technischer Lärmschutz, Springer, 2006
• Zeller: Handbuch Fahrzeugakustik, Springer Vieweg Verlag, 2018

• besitzen vertiefte Kenntnisse der Stoffeigenschaften, der Wärme- und Stoffübertragung sowie der Berechnung fluiddynamischer Prozesse in Kombination mit Wärme- und Stofftransport, mit und ohne Phasenwechsel.
• beherrschen die Modellierung von Anwendungsfällen von thermo- und fluiddynamischen Berechnungen.
• können die technische und gesellschaftfliche Bedeutung von kombinierten thermodynamischen und strömungsmechanischen Aufgabenstellungen beurteilen und ihr einen Stellenwert beimessen.
• können Aufgaben und Problemstellungen, die ihnen im Rahmen dieser Lehrveranstaltung gestellt werden, werden

• Wärmeleitung stationär und instationär, Wärmedurchgang, Wärmeübergang
• Instationäre Aufheiz- und Abkühlvorgänge, Strahlung und Absorption
• Ähnlichkeitstheorie des Wärmeübergangs, Pinch-Point-Methode
• Dimensionslose Kenngrößen zur Erfassung der Wärme- und Stoffübertragung in unterschiedlichen Strömungsformen
• Wärmeübertragearten und -bauformen
• Wärmeübertragung mit Phasenwechsel (Verdampfung und Kondensation) mit dimensionslosen Kenngrößen
• Verdampfung mit Blasensieden, Übergangssieden und Filmsieden
• Kondensation mit Tropfen- und Filmkondensation, Nusseltsche Wasserhauttheorie, Kondensatströmung
• Berechnungsverfahren für Stoffeigenschaften
• Analogie zum Stofftransport, Diffusion, Stoffübergang, Stoffdurchgang, Schichtenmodell
• Phasengrenzflächen und Grenzschichttheorie, Reibung
• Druckverlust unterschiedlicher Geometrien, Umströmung und Durchströmung, Stützkraftkonzept
• Diffusoren, Konfusoren, Laval-Düse
• Erhaltungsgleichungen, Bernoulli-Gleichung, Drallsatz, Impulssatz
• Grundlagen der Strömungsmaschinen
• Gasdynamik, Strömung kompressibler Fluide, Unter- und Überschallströmung anhand kritischer Verhältnisse

• Seminaristische Vorlesungen
• Übungen

• ein DIN A4 beidseitig selbstgeschriebene Formelsammlung
• nicht programmierbarer Taschenrechner

• Baer; Stephan: Wärme- und Stoffübertragung, Springer Verlag, 10. Auflage, 2019
• Sieckmann; Thamsen; Derda: Strömungslehre für den Maschinenbau, Springer Verlag, 2. Auflage, 2019
• Siegloch: Technische Fluidmechanik, Springer Verlag, 11. Auflage, 2022
• VDI-Wärmeatlas, Springer Verlag, 12. Auflage, 2019
• Wagner,W.: Wärmeaustauscher, Vogel Verlag, 4. Auflage, 2009

1. zentrale Umweltindikatoren (v.a. CO₂-Äquivalente) im Kontext technischer Produkte und Prozesse korrekt einzuordnen und zu interpretieren. 
2. Lebenszyklusanalysen (Life Cycle Assessment, LCA) methodisch zu verstehen und in vereinfachter Form selbstständig umzusetzen.
3. geeignete Datenquellen zu recherchieren, kritisch zu bewerten und für vergleichende Analysen aufzubereiten. 
4. den CO₂-Fußabdruck ausgewählter Produkte und Prozesse - z.B. Lebensmittel, Energieträger oder Konsumgüter - anhand konkreter Fragestellungen zu berechnen und zu vergleichen. 
5. gängige freie Software-Tools (z.B. OpenLCA, Excel-basierte Modellierungen oder Umberto LCA+) zur Durchführung einfacher Ökobilanzierungen anzuwenden. 
6. die Ergebnisse adressatengerecht zu kommunizieren, insbesondere mit Blick auf technische, ökologische und gesellschaftliche Fragestellungen. 

• Wie groß ist der CO₂-Fußabdruck technischer oder alltagsnaher Produkte und Prozesse?
• Was wird benötigt, um diesen Fußabdruck fundiert zu berechnen und zu bewerten?

• Einführung in CO₂-Äquivalente und relevante Umweltindikatoren
• Grundlagen der Lebenszyklusanalyse (LCA) gemäß ISA 14040/14044
• Systemgrenzen, funktionelle Einheit, Allokation: Wie vergleicht man "gerecht"?
• Datenquellen für Umweltwirkungsanalysen und deren Unsicherheiten
• Einführung in freie Werkzeuge zur CO₂-Bilanzierung (z.B. OpenLCA, Excel-basierte Modellierungen oder Umberto LCA+)
• Eigenständige Bearbeitung einer Analyseaufgabe in Kleingruppen (z.B. Produktvergleich)
• Diskussion von Ergebnisdarstellungen, Unsicherheiten und gesellschaftlicher Relevanz

• haben das grundlegende Verständnis der Mechanik erweitert und ergänzt.
• beherrschen die qualifizierte Nutzung der Mechanik im Rahmen von Konstruktionsabläufen. 
• besitzen das Verständnis und Beherrschung entsprechender industrieüblicher Softwarepakete.
• üben eigenständig und zielgerichtet die Modellbildungen zur Behandlung konstruktiver Aufgaben aus.
• haben das Verständnis für problemgerechte Vorgehensweise zur Lösung konstruktiver Aufgaben.
• können Berechnungen hinsichtlich Zuverlässigkeit und Aufwand bewerten.
• besitzen die Qualifizierung für Tätigkeiten im Bereich Berechnung und Konstruktion/Fertigung.

• Vertiefte Behandlung der Mechanik in den Bereichen Festigkeitslehre und
• Dynamik (Spannungszustände, Zelt- und Dauerfestigkeit, freie und angeregte Schwingungen)
• Theoretische Behandlung der Finiten Elemente Methode in der Mechanik Berechnung von Einzelbauteilen und Baugruppen Konstruktive Verbesserung und Optimierung
• Berechnungen im Hinblick auf das Werkstoffverhalten (elastisch, plastisch)

• Bathe, K.-J.: Finite-Element-Methoden
• Gebhardt, Ch.: FEM mit ANSYS Workbench
• Vorlesungsumdruck

• Analytischen und numerischen Lösung der Navier-Stokes-Gleichung
• Prozesskette einer Strömungssimulation
• Post-Processing
• Löser
• Netz Erstellung und Netz-Studie
• Wahl des Rechnungsgebiets
• Grundlage der Transition und Turbulenz
• Transitions- und Turbulenzmodellierung (RANS) 
• Instationäre Rechnungen
• Parallelisierung von Rechnungen

• Marciniak, V.: Unterlagen zur Vorlesung; FH Dortmund; aktuelle Version in ILIAS
• Schwarze, Rüdiger: CFD-Modellierung: Grundlagen und Anwendungen bei Strömungsprozessen; Springer Vieweg
• Versteeg, H.K.; Malalasekera W.: An Introduction to Computational Fluid Dynamics-The Finite Volume Method; 2. Auflage; Pearson

• verfügen über die Fähigkeit Signale und Systeme im Original- und Zeitbereich zu beschreiben.
• kennen Methoden zur Systemanalyse und können diese auf LTI-Systeme anwenden.
• verfügen über die Fähigkeit gängige Softwaretools zur Modellbildung und Simulation einzusetzen. 
• erlangen die Kompetenz, Systeme zu entwerfen und Simulationsergebnisse zu beurteilen. 
• können das erlernte Wissen und die behandelten Methoden auf konkrete Fragestellungen der Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik anwenden. 

• Signale und Systeme
• Signalsynthese und Testfunktionen
• Lineare, zeitinvariante Systeme
• Modellbildung und Simulation im Originalbereich
• Laplace-Transformation
• Übertragungsfunktionen
• Impuls-, Sprung-, Anstiegs und Schwingungsantwort
• Modellbildung und Simulation im Bildbereich
• Analyse und Entwurf von Steuerungs- und Regelungssystemen

• keine Einschränkung, außer digitale Endgeräte

• Föllinger, O.: Regelungstechnik, Berlin: VDE Verlag, 2016
• Föllinger, O.: Laplace-, Fourier- und z-Transformation, Berlin: VDE Verlag, 2011
• Frey, T., Bossert, M.: Signal- und Systemtheorie, Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2008
• Lunze, J.: Regelungstechnik I, Berlin: Springer Vieweg, 2016
• Lunze, J.: Automatisierungstechnik, DeGruyter Oldenbourg-Verlag, 2016
• Weber, H., Ulrich, H.: Laplace-, Fourier- und z-Transformation, Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2012

• verstehen und erklären das Prinzip der mechanischen Rühr- und Mischtechnik, der mechanischen Trenntechnik als Teilgebiet der mechanischen Verfahrenstechnik (MVT), der thermischen Stofftrennung als Teilgebiet der thermischen Verfahrenstechnik (TVT)
• beherrschen und beschreiben die besprochenen Methoden zur Dimensionierung von statischen Mischern und Rührkesseln, Apparaten und Anlagen zur Partikelabscheidung, Trennapparaten zur Rektifikation, Absorption/Desorption
• lernen die Wahl geeigneter Apparate, ebenso die Einsatzmöglichkeiten und Grenzen der Verfahren und können diese beurteilen
• beherrschen und bewerten die Bilanzierung (Mengen- und Energiebilanz) an Apparaten- und Anlagenkomponenten der Rühr- und Mischtechnik, Partikelabscheidung und der thermischen Stofftrennung (MVT, TVT)
• erweitern ihre Anwendungs- und Systemkompetenz, mit der sie argumentieren können.

•  Rühren und Mischen 
• Stationäre und instationäre Sedimentation, Schwerkraft- und Fliehkraftabscheider 
• Partikelabscheidung aus Gasen und Flüssigkeiten 
• Mechanische Flüssigkeitsabtrennung

• Analogie zwischen Wärmeübertragung und Stofftransport, Instationäre Aufheiz- und Abkühlvorgänge
• Verdampfung und Kondensation (Wasserhauttheorie) 
• Phasengleichgewichte bei idealen und realen Gemischen 
• Azeotrope, Siede- und Gleichgewichtsdiagramm, offene Blasendestillation 
• Kontinuierliche Rektifikation: Bodenzahl nach McCabe-Thiele, Fenske/Underwood/Gilliland, Wahl des Rücklaufverhältnisses, Mengen- und Wärmebilanz, Bodenwirkungsgrad 
• Ausführung und Dimensionierung von Bodenkolonnen, Füllkörper- und Packungskolonnen (HTU-NTU- Methode)

• selbstgeschriebene Formelsammlung, 1 DIN A4 Blatt beidseitig 
• nicht programmierbarer Taschenrechner

• Christen, D.: Praxiswissen der chemischen Verfahrenstechnik, Springer Verlag (neuste Auflage)  
• Kraume, M.: Transportvorgänge in der Verfahrenstechnik, Springer Verlag (neuste Auflage)  
• Sattler, K., Adrian, T.: Thermische Trennverfahren, Wiley-VCH Verlag (neuste Auflage)
• Schönbucher, A.: Thermische Verfahrenstechnik, Springer Verlag (neuste Auflage)  
• Stieß, M.: Mechanische Verfahrenstechnik 1 und 2, Springer Verlag (neuste Auflage) 

• Grundlagen, Begriffsdefinitionen und historischer Kontext
• 3D-Druck-Verfahren: Besprechung der wesentlichen Verfahren, Definition und Abgrenzung der Verfahren, Vor- und Nachteile, Anwendungsfelder
• Fertigungsgerechtes Konstruieren, Datenaufbereitung, Bauteilnachbearbeitung
• Praktisches Arbeiten mit verschiedenen 3D-Druck-Systemen
• Wirtschaftlichkeit, Bauteilqualität und Anwendungsfälle in der Industrie
• Markttrends und aktuelle Entwicklung

• Taschenrechner

• Gebhardt: Additive Fertigungsverfahren; Hanser-Verlag
• Richard, Schramm, Zipsner: Additive Fertigung von Bauteilen und Strukturen; Springer Fachmedien
• Milewski: Additive Manufacturing of Metals, Springer International Publishing

• Knows standards and platforms for specific domain
• Knows target systems
• Has acquired overview of target domain

• Can describe relevant characteristics and challenges of application domain
• Can model mechatronic systems for the domain
• Can apply methodology and state of the art tools on real use cases
• Can select tools and define tool chains and design flows

• Can structure a real mechatronic systems design project
• Can communicate and find solutions with domain experts
• Understands issues from application domains and can integrate solutions into a holistic design

1. Introduction to the application domain
2. Characteristics of CPS in the application domain
3. Architectures for application specific CPS
   1. Standards
   2. Platforms and Frameworks
   3. Design methodology and processes
4. Domain specific languages (DSL) and applications
   1. DSL engineering
   2. Tools and Tool Chain Integration
5. Target Platforms and Code Generation
   1. Code generation
   2. Using real time operating systems (RTOS)

• CS01: AMALTHEA tool chain – will be used for case study
• A recent use case from a research project will be discussed

• Lectures, Labs (with AMALTHEA tools), homework
• Access to tools and tool tutorials
• Access to recent research papers

• Oral Exam at the end of the course (50%) and
• group work as homework (50%): modeling and target mapping of an example with AMALTHEA tools, demonstration and presentation

• MOD1-02 – Distributed and Parallel Systems
• MOD1-03 - Embedded Software Engineering

• MOD-E02 – Biomedical Systems
• MOD-E04 – SW Architectures for Embedded Systems
• MOD-E03 – Automotive Systems

• AMALTHEA documentation
• Research papers of PIMES research group:
• http://www.fh-dortmund.de/en/fb/3/forschung/pimes/Eigene_Veroeffentlichungen.php

• Taschenrechner

• Beierlein, T. / Hagenbruch, O.: Taschenbuch Mikroprozessortechnik, Hanser Verlag
• Bosch, Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, VDI-Verlag
• Etschberger,K.: Controller Area Network, Hanser Verlag, 2002
• Grzemba, A./ H.C. von der Wense:  LIN-BUS, Franzis Verlag
• Grzemba, A.: MOST, Franzis Verlag
• Herrmann, D.: Effektiv Programmieren in C und C++, Vieweg Verlag
• Kernighan, R.: Programmieren in C, Hanser Verlag
• Krüger, M.: Grundlagen der Kraftfahrzeugelektronik Schaltungstechnik 4. Auflage, Hanser Verlag, 2020
• Lawrenz, W.: CAN Controller Area Network Grundlagen und Praxis, Hüthig Verlag
• Rausch, M.: FlexRay, Hanser Verlag
• Reif, K.:  Automobil-Elektronik, Vieweg Verlag

• Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)
• Solarthermie
• Photovoltaik
• Geothermie
• Dampfkraft- und GUD-Kraftwerke
• Kesselanlagen
• Brennstoffzellensysteme

• Bedeutung der Verdoppelung des weltweiten Energiebedarfes bis zum Jahr 2050
• Änderung der Ökosysteme und Konsequenzen
• Systematischer Zusammenhang der Ressourcenversorgung
• Lebensraumbedrohung.

• Quaschning, V.: Regenerative Energiesysteme
• Stan, C.: Thermodynamik des Kraftfahrzeugs
• Watter, H.: Nachhaltige Energiesysteme
• Zahoransky, R: Energietechnik

• Knows concepts and architectures of real-time embedded systems
• Knows key aspects of real-time networking
• Has acquired overview of cloud computing and selected cloud platforms

• Can implement, deploy and test simple IoT-systems
• Can set-up and utilize a cloud system
• Can analyze the E2E latency in distributed systems

• Can design a simple IoT system for a given set of requirements
• Can structure an IoT development project regarding function and time
• Can propose and implement measures to reduce latency in a distributed system

1. Introduction
2. Real-time Embedded Systems
3. Real-Time Networking
4. Cloud Computing
5. Edge Computing

• E-learning modules and lectures on IoT and Edge Computing
• Small project with Eclipse IoT stack
• Access to the Open Edge Computing Initiative and the Living Edge Labs

Knowledge and Understanding:
The students

• can explain the importance of management systems and audit management for a company
• know laws and regulation concerning these topics in Germany, Europe and beyond
• know the international management norms for management systems and audit and can explain the reasoning for and the structure of these norms
• can explain company responsibilities for management systems and audit and the elements of implementing management processes for these
• know management tools & techniques needed in project work

• analyze given sets of rules and regulations on management systems and audit  
• implement management processes for management systems and audit
• analyze and establish concepts on management systems and audit in teams & projects
• develop and maintain management systems and audit processes and guidelines according to given company & country rules and regulations and international management practice

• train to reflect on the impact of their work and their projects
• are able to lead discussions and bring conflicting ideas and goals to a consensus
• reflect on ecological, economic, societal, legal and political aspects as well as on the ethical aspects and compare these within the international and intercultural environment of the course

• develop a working culture in their projects or in their company as responsible for management systems and audit
• apply their judgement on controversial topics and learn to lead a team to a consensus

• Lectures and e-learning material will introduce students to concepts, methods and tools
• Group work using case studies and role plays will be used to work on the development and implementation of management processes concerning management systems and audit as well as integrating management systems and audit in project work
• Homework to add individual contributions
• Presentations to communicate results

Formal: -
Knowledge and Competencies: -

100 % contributions within the course (group and individual work in role play and case studies, individual paper on research topic)

Successful completion of examination, scientific paper and presentation

Digital Transformation (MSc)

M.A. EuroMPM-IT: 5,4 % (6/84) x 75

Heras-Saizarbitoria, I. (2018): ISO 9001, ISO 14001, and New Management Standards, Springer

ISO standards for ISO 4500x, ISO 1400x, ISO 5500x

Laws and Regulation on Health, Safety, Environment and Energy

Project Management:

Pardy, W.; Andrews, T. (2019): Integrated Management Systems: Leading Strategies and Solutions, Bernan Press, 2nd edition

Rossiter, A.P.; Jones, B.P. (eds) (2015): Energy Management and Efficiency for the Process Industry, Wiley, Hoboken

Smith, C.B.; Parmenter, K.E.  (2016): Energy Management Principles, 2nd ed., Elsivier, Amsterdam

• Knows CONSENS, INCOSE SE handbook, MechatronicUML
• Knows mechatronic systems engineering processes
• Knows Enterprise Architect and other relevant tools

• Can model mechatronic systems
• Can apply methodology and state of the art tools on real use cases (e.g. printing machine)
• Can select tools and define tool chains and design flows

• Can structure the early phase of mechatronic systems design
• Can lead cross domain design of mechatronic systems
• Understands issues from different domains and can integrate solutions into a holistic design

1. Motivation:
   1. Examples for Mechatronic Systems
   2. Characteristics of Mechatronic Systems
   3. Challenges
2. Discipline-spanning development process
3. Systems Engineering (according to INCOSE SE handbook)
4. Conceptual Design of Mechatronic Systems
   1. CONSENS
5. The Software Engineering Domain
   1. MechatronicUML
   2. Behavior synthesis
6. Self-Optimization: Operator Controller Module (OCM)
7. Application to Use Case (Printing Industry, Rail Cab)

• CS07: Rail Cab – modeling with CONSENS (Enterprise Architect)
• CS07: Rail Cab – modeling with Mechatronic UML

• Lectures, Labs (with Enterprise Architect and other tools), homework
• Access to tools and tool tutorials
• Access to recent research papers

• MOD2-04 - Control Theory and Systems
• MOD1-03 - Embedded Software Engineering

• Written Exam at the end of the course (50%) and
• individual homework (50%): MechatronicUML model of an example

• MOD-E04 – SW Architectures for Embedded and Mechatronic Systems
• MOD-E06 – Formal Methods in Mechatronics
• MOD-E07 – Model Based and Model Driven Design

• MOD1-04 – Requirements Engineering
• MOD2-03 - R&D Project Management

• Jürgen Gausemeier, Franz Rammig, Wilhelm Schäfer (Editors): Self-optimizing Mechatronic Systems: Design the Future. HNI-Verlagsschriftenreihe, Band 223, 2008
• P.L. Tarr, A.L. Wolf (eds.): Engineering of Software. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011
• K. Pohl, H. Hönninger, R. Achatz, M. Broy (Eds.): Model-Based Engineering of Embedded Systems: The SPES 2020 Methodology, Springer, 2012
• INCOSE: Guide to the Systems Engineering Body of Knowledge - G2SEBoK: http://g2sebok.incose.org/app/mss/menu/index.cfm

• Knows microelectronic components of embedded systems
• Knows digital systems design methodology and processes
• Knows tools and technologies for digital design
• Knows concept of virtual prototype and its application in HW/SW Codesign

• Can compose an embedded system out of microelectronic components
• Can describe digital systems with SystemC or VHDL
• Can run a digital simulation
• Can assess synthesis and verification reports for simple designs
• Can run test and debug sessions with FPGAs

• Can set up HW/SW Codesign projects for embedded systems
• Can choose and tailor the tool chain and methodology
• Can present and demonstrate the design flow for a digital design project

1. Microelectronic Components for Embedded Systems
   1. DSP, Microcontroller
   2. FPGA
   3. ASIC, ASSP
   4. Memories
   5. Communication components (e.g. serial busses)
   6. PCB and standard circuits
2. Digital systems design methodologies and processes
   1. ESL concepts
   2. SystemC
   3. VHDL/Verilog
   4. Simulation and validation
   5. HW/SW partitioning
   6. Verification and test
   7. Synthesis (on FPGA)
3. Virtual Prototypes and HW/SW co-verification
4. Tools and Tool Chains
5. New Trends: Multicore/Manycore, SoC, 3D, MEMS

• CS01: AMALTHEA tool chain – Use of Virtual Prototypes
• CS03: CoreVA – Implementation of IP blocks and testbenches in SystemC and VHDL
• CS04: Avionics Computer & Robots – Design and implementation on FPGA

• Lectures
• Labs with: SystemC and VHDL simulation (Mentor), FPGA synthesis (Mentor or Synopsis) and FPGA implementation (Xilinx or Lattice). Access to tools and tool tutorials (Europractice tool chain)

• MOD1-03 - Embedded Software Engineering
• electronics, basics of embedded systems

• Oral Exam at the end of the course (50%) and
• group work as homework (50%): SystemC or VHDL implementation, mapping on FPGA, demonstration and presentation

• MOD-E08 – SoC Design

• MOD2-03 - R&D Project Management

• Documentation of Europractice – Mentor Graphics Tools and Cadence Tools
• Neil H.E. Weste, David Money Harris: “Integrated Circuit Design”, Pearson, 2011
• Clive “Max” Maxfield (Editor): “FPGAs World Class Designs”, Newnes / Elsevier, 2009
• Jack Ganssle (Editor): “Embedded Systems World Class Designs”, Newnes / Elsevier, 2008
• Peter J. Ashenden: “Digital Design – An Embedded Systems Approach Using VHDL“, Morgan Kaufmann / Elsevier, 2008
• Peter J. Ashenden: “The Designer’s Guide to VHDL 2nd Edition”, Morgan Kaufmann / Academic Press, 2002
• Schaumont, Patrick: A Practical Introduction to Hardware/Software Codesign. Springer 2010
• Bailey, Brian, Martin, Grant: ESL Models and their Application: Electronic System Level Design and Verification in Practice. Springer 2010

• die FMEA innerhalb von Entwicklungs- und Fertigungsprozessen durchzuführen
• ausgewählte statistische Verfahren des Qualitätsmanagements zur Überwachung und Regelung von Prozessen anzuwenden
• errechnete Ergebnisse im Kontext der Produktentwicklung und Produktion zu interpretieren und statistische Analysen kritisch zu hinterfragen
• Maschinen- und Prozessfähigkeitsuntersuchungen durchzuführen und deren Ergebnisse zu interpretieren
• Praktische Methoden zur Problemeingrenzung und -analyse sowie zur Lösungsentwicklung umzusetzen
• geeignete Messsysteme für einfache Verifizier- und Validieraufgaben auszuwählen und anzuwenden

• Qualitätsbegriff, Qualitätsmerkmale
• Präventive Methoden des Qualitätsmanagements (insbesondere FMEA)
• Statistische Methoden im Qualitätsmanagement
  • Grundlagen Statistik
  • Messsystemanalyse als Voraussetzung für Prozessfähigkeitsanalysen
  • Verteilungsarten
  • Grundlagen und Anwendungen der schließenden Statistik, Hypothesentests
  • Visualisierung von Daten
  • Korrelation, Lineare Regressionsanalyse
  • Design of Experiments (DOE)
  • Fertigungsprozessqualität (insbesondere SPC, Prozessstabilität und -fähigkeit)
• Methoden des reaktiven und präventiven Qualitätsmanagements im Problemlöseprozess

• AIAG & VDA: FMEA-Handbuch, Design-FMEA, Prozess-FMEA, FMEA-Ergänzung - Monitoring & Systemreaktion, 2019
• Brückner, C.: Qualitätsmanagement: Das Praxishandbuch für die Automobilindustrie, Hanser: München 2019
• Edgar, D; Schulze, A.: Eignungsnachweis von Prüfprozessen, Hanser: München, 2017
• Skript des Lehrenden
• VDA QMC: Reifegradabsicherung für Neuteile, VDA: Berlin, 2022
• VDA QMC: Sicherung der Qualität von Lieferungen, VDA: Berlin, 2022

• Knows standards and platforms for computer and robotic vision
• Knows cameras, components, target systems
• Has acquired overview of algorithms and methods

• Can model signal processing path for computer vision and robot kinematics
• Can apply methodology and  state of the art tools for robotic vision systems
• Can adapt and modify/parameterize relevant algorithms

• Can structure a real robotic vision project
• Can integrate cameras and vision modules into mechatronic systems
• Can analyze mechatronic systems and derive requirements for computer vision

• Introduction to Robotic Vision
• 2D and 3D Geometry
• Camera Calibration
• Feature Extraction
• 3D Vision
• Paths and Trajectories
• Robot Kinematics and Motion
• Vision-based Robot Control
• Robotic Vision Project

• Lectures, Labs (with MATLAB/Simulink), homework
• Access to tools and tool tutorials
• Access to recent research papers

• MOD1-01 – Mathematics for Controls & Signals
• MOD1-03 - Embedded Software Engineering
• MOD2-04 – Signals & Control Systems 1

• Assessment of the course: Oral Exam (30 min) at the end of the course (50%) and group work as homework (50%): modeling and target mapping of an example with MATLAB/Simulink, demonstration and presentation 

• MOD-E01 – Applied Embedded Systems
• MOD-E04 – Signals and Systems for Automated Driving
• MOD-E10 – Automotive Systems

• P. Corke: Robotic Vision, https://doi.org/10.1007/978-3-030-79175-9 , Springer, 2022
• P. Corke: Robotics and Control, https://doi.org/10.1007/978-3-030-79179-7 , Springer, 2022
• R. Szeliski: Computer Vision: Algorithms and Applications, https://doi.org/10.1007/978-3-030-34372-9, Springer, 2022
• E. Gopi: Digital Signal Processing for Medical Imaging Using Matlab, Springer, 2013

• Definition Roboter und Robotersysteme
• Anwendungen und Einsatzbedingungen
• Roboterarten, kinematische Aufbauten und Antriebssysteme
• Koordinatensysteme und Koordinatentransformationen
• Robotersteuerung und -Regelung
• Aktorik, Sensorik und Messtechnik
• Programmierung und Simulation von Robotern
• Sicherheitsaspekte beim Einsatz von Robotern

• Adept, V+ User Manual; Adept Sigt User Guide, 2019
• Hesse, S.: Taschenbuch Robotik - Montage - Handhabung; Hanser, 2010
• Maier, H.: Grundlagen der Robotik; VDE-Verlag, 2022
• Mareczek, J.: Grundlagen der Roboter-Manipulatoren, Band 1 & 2. Springer, 2020
• Weber, W.: Industrieroboter, Methoden der Steuerung und Regelung; Fachbuchverlag Leipzig, 2019
• VDI R. 2860: Montage- und Handhabungstechnik. Handhabungsfunktionen, Handhabungseinrichtungen, Begriffe, Definitionen, Symbole; Beuth, 05/1990

• Knows concepts and structure of SW architectures for embedded systems
• Knows standards and frameworks
• Knows specific challenges (e.g. real time, functional safety)

• Can define requirements and features for a specific problem
• Can develop a SW architecture for a specific problem
• Can model SW architectures with state of the art tools
• Can apply SW architecture standards to structure a project

• Ensures quality and safety for embedded SW
• Can discuss and assess the advantages and disadvantages of different SW architectures
• Understands the main issues within research about SW architectures for embedded systems

1. Characteristics of Embedded (and real-time) Systems
2. Motivation for Architectures for Embedded and Mechatronic Systems
3. Software Design Architecture for Embedded and Mechatronic Systems
4. Patterns for Embedded and Mechatronic Systems
5. Real-Time Building Blocks: Events and Triggers
6. Dependable Systems
7. Hardware's Interface to Embedded and Mechatronic Systems
8. Layered Hierarchy for Embedded and Mechatronic Systems Development
9. Software Performance Engineering for Embedded and Mechatronic Systems
10. Optimizing Embedded and Mechatronic Systems for Memory and for Power
11. Software Quality, Integration and Testing Techniques for Embedded and Mechatronic Systems
12. Software Development Tools for Embedded and Mechatronic Systems
13. Multicore Software Development for Embedded and Mechatronic Systems
14. Safety-Critical Software Development for Embedded and Mechatronic Systems

• CS01: AMALTHEA tool chain – front end will be used for modeling, Artop modeling tool for AUTOSAR will be used
• CS05: M2M System – architecture of the middleware will be used

• Lectures, Labs (with AMALTHEA and Artop tools), homework
• Access to tools and tool tutorials
• Access to recent research papers
• Presentation of an industry case by partner BHTC GmbH

• Oral Exam at the end of the course (50%) and
• individual homework (50%): paper/essay on a recent research topic, presentation

• MOD1-02 – Distributed and Parallel Systems
• MOD1-03 - Embedded Software Engineering
• MOD2-01 – Mechatronic Systems Engineering

• MOD-E01 – Applied Embedded Systems 1 & 2
• MOD-E03 – Automotive Systems

• Robert Oshana and Mark Kraeling, Software Engineering for Embedded Systems: Methods, Practical Techniques, and Applications, Expert Guide, 2013
• Bruce Powel Douglass. Doing Hard Time: Developing Real-Time Systems with UML, Objects, Frameworks and Patterns. Addison-Wesley, May 1999
• Bruce P. Douglass, Real-Time Design Patterns: Robust Scalable Architecture For Real-Time Systems, Addison-Wesley, 2009
• F. Buschmann, R. Meunier, H. Rohnert, P. Sommerlad, and M. Stal. Pattern Oriented Software Architecture. John Wiley & Sons, Inc., 1996

• Knows relevant theoretical foundations of signal processing and control theory
• Knows mathematical background of linear feedback controllers
• Is aware of critical limitations of discrete time signals and the impact of sampling
• Knows basic analogue and digital filters

• Can analyze systems and signals
• Can model linear feedback controllers for mechatronic systems
• Can apply and design digital filters

• Can discuss control system design for mechatronic systems with experts
• Can lead cross domain design of control systems
• Understands control system experts and translates between different domains

1. State Variable Models
2. State Feedback Control Systems
3. Robust Control Systems
4. Digital Control Systems
5. Applications of the above
6. Control Engineering with Matlab/Simulink

• CS04: Avionics Computer & Robots – Control Algorithms
• CS04: Avionics Computer & Robots – MATLAB/Simulink implementation for Arm Type Robots

• Lectures & Exercises, Matlab/Simulink labs
• e-learning modules on mathematics and control theory, tool tutorials

• MOD-E05 – Computer Vision
• MOD-E011 – Signals & Control Systems 2

• P. Corke: Robotics, Vision and Control, Springer, 2013
• R. Bishop, R. Dorf: Modern Control Systems, Pearson Education, 2010

• Develop sophisticated software systems tailored to specified requirements, leveraging widely recognized design frameworks such as UML (Unified Modeling Language), SoaML (Service-oriented Architecture Modeling Language), or SysML (Systems Modeling Language)
• Demonstrate an understanding of the intricacies involved in creating scalable and maintainable system architectures

• Evaluate and apply appropriate architectural patterns, such as Microservices or Moduliths, to develop robust software solutions
• Tailor the architectural approach to address the specific needs and constraints of a given use case or application domain

• Create and implement scalable deployment strategies for distributed software systems, ensuring high availability and fault tolerance
• Utilize cloud platforms and container orchestration tools, such as Kubernetes, AWS, or Microsoft Azure, to deploy and manage applications efficiently in diverse operating environments

• Create and implement scalable deployment strategies for distributed software systems, ensuring high availability and fault tolerance
• Utilize cloud platforms and container orchestration tools, such as Kubernetes, AWS, or Microsoft Azure, to deploy and manage applications efficiently in diverse operating environments

• Introduction Microservice Architecture
• Introduction use case for the software system to develop
• Agile Methodologies in Software Development
• Requirements engineering
• Designing of the software system
• Implementation of the software system
• Deployment of the software system
• Testing of the software system  

• Object oriented modeling and design
• Architecture Design (Patterns, Frameworks, Libraries)
• Software Testing
• Tools
• Version control systems (Git, SVN, Mercurial SCM)
• Code management
• Ticket systems and bug tracker
• (Continuous) integration and release management
• Documentation
• Processes
• Classical software development
• Agile software development (Scrum)
• Requirements Engineering
• Project management, project planning, quality management

• Interactive lectures: Traditional lecture format enhanced with real-time discussion and interactive elements. If applicable, industry professionals, deliver guest lectures with additional industry insights
• Groupwork: Collaborative projects where students design and implement a software system for a given use case
• Hands-on Workshops: Practical sessions where students apply tools, methods and techniques introduced in class
• Self-Directed Learning and Research: Students explore specific areas of interest related to Microservice Architecture or service-based software systems through independent study and research
• Peer Reviews and Critique: Students provide constructive feedback on each other’s work during project development and pitch presentations

• MOD1-01 Innovation Driven Software Engineering
• MOD1-02 Software Architectures
• MOD1-04 R&D Project Management
• MOD2-02 Software-intensive Solutions

• differentiate basic principles of software design,
• differentiate and categorize relevant tools and methods for domain-driven design,
• name and classify current research approaches to modeling software architectures.

• analyze a complex domain and break it down into subdomains,
• implement a complex software design task within the context of a project over several weeks,
• select and apply adequate principles of software design to concrete application scenarios,
• differentiate, analyze, and apply key patterns at the macro- and micro-architecture level,
• select, combine and implement suitable methods for domain-driven design.

• develop and implement solutions cooperatively in a team,
• select and apply appropriate methods for the interdisciplinary development of solutions, in particular together with domain experts without technical background,
• present, explain and discuss their ideas and solutions using different formats such as group presentations, code reviews, lightning talks or pitches, particularly in front of an expert audience (e.g. guests/partners from the industry or from research projects).

• select and apply industrial and scientific best practices for software design,
• reflect and evaluate feedback, particulary from non-technical domain experts, and to autonomously implement the feedback they receive to improve their solution designs.

1. Short repetition of the Bachelor material on software design (e.g. design patterns according to Gamma et al., Separation of Concerns, layered architecture)
2. In-depth aspects of software design:
   1. Principles (e.g. loose coupling - high cohesion, SOLID)
   2. Architecture patterns (e.g. ports and adapters, CQRS)
   3. Methods (e.g. Domain-Driven Design, T&M approach)
3. Characteristics and patterns of modern architectural styles (e.g. modular architectures, event-based architectures, microservice architectures)
4. Model-driven design, development and reconstruction of software architectures

• Flipped/inverted classroom:
  • Online E-Learning materials with interactive slides and videos (asynchronous self-study)
  • Interactive classroom sessions (on-premise) for tasks and exercises based on examples from practice and research (e.g. coding, group exercises, lightning talks), for additional in-depth content, and for answering and discussing questions
• Lab project: Project task which is worked on in teams over the entire semester
• Guest lectures featuring experts and recent topics from research and industry

• MOD1-02 Software Architectures
• MOD1-03 Digital Systems 1

• Vernon, Vernon (2016): Domain-Driven Design Distilled, Addison-Wesley
• Evans, Eric (2003): Domain-Driven Design: Tackling Complexity in the Heart of Software, Addison-Wesley
• Richardson, Chris (2018): Microservice Patterns: With examples in Java, Manning
• Martin, Robert C. (2017): Clean Architecture: A Craftsman's Guide to Software Structure and Design, Pearson
• Lilienthal, Carola (2019): Sustainable Software Architecture: Analyze and Reduce Technical Debt; dpunkt.verlag
• Bass, Len; Clements, Paul; Kazman, Rick (2021): Software Architecture in Practice, SEI Series in Software Engineering, Fourth Edition, Addison-Wesley Professional
• Gamma, Erich; Helm, Richard; Johnson, Ralph; Vlissides, John (1994): Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software, Addison-Wesley
• Combemale, Benoit; France, Robert; Jézéquel, Jean-Marc; Rumpe, Bernhard; Steel, James; Vojtisek, Didier (2016): Engineering Modeling Languages. CRC Press
• Rademacher, Florian (2022). A language ecosystem for modeling microservice architecture, Phd Thesis, https://dx.doi.org/doi:10.17170/kobra-202209306919

• Skriptum und Foliensätze der/des Lehrenden
• Fachspezifische Literaturempfehlungen der/des Lehrenden werden zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben
• Bender, B.; Göhlich, D. (Hrsg.): Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 26. Auflage, 2021 Edition. ISBN: 978-3662620182
• Czichos, H.; Hennecke, M.; Akademischer Verein Hütte e.V. (Hrsg.): Hütte. Das Ingenieurwissen. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 33. Auflage, 2007. ISBN: 978-3540718512

• Skriptum und Foliensätze der/des Lehrenden
• Fachspezifische Literaturempfehlungen der/des Lehrenden werden zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben
• Bender, B.; Göhlich, D. (Hrsg.): Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 26. Auflage, 2021 Edition. ISBN: 978-3662620182
• Czichos, H.; Hennecke, M.; Akademischer Verein Hütte e.V. (Hrsg.): Hütte. Das Ingenieurwissen. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 33. Auflage, 2007. ISBN: 978-3540718512

• Skriptum und Foliensätze der/des Lehrenden
• Fachspezifische Literaturempfehlungen der/des Lehrenden werden zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben
• Bender, B.; Göhlich, D. (Hrsg.): Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 26. Auflage, 2021 Edition. ISBN: 978-3662620182
• Czichos, H.; Hennecke, M.; Akademischer Verein Hütte e.V. (Hrsg.): Hütte. Das Ingenieurwissen. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 33. Auflage, 2007. ISBN: 978-3540718512

• Know relevant theoretical foundations of usability engineering
• Explain and compare established usability engineering tools and methods (AB-Tests, GOMS, Interviews, Usability-Lab Tests, Remote-Tests, etc.)
• Understand perception of and interaction with standard WIMP based user interfaces. the applicability of those tools and methods in a given project situation
• communicate concepts for different target groups (professional peers, user groups, management, etc.)

• Observe, recognize and evaluate user behavior and behavioral patterns (e.g. analyzing video protocols from user tests)
• Analyze context of use by empirical methods like field study or derive it from statistical usage data
• Derive requirements from the established context of use
• Create a prototype for a given set of requirements selecting and using an appropriate method (e.g. paper prototype, design prototype, interactive prototype)
• Evaluate a given prototype or (software) system selecting and using an appropriate method (e.g. cognitive walkthrough, heuristic evaluation, AB-test, informal methods, lab test)
• Adapt and improve those methods and tools for new application areas and interaction paradigms

• Guide a team through all steps of user centered development
• Create all necessary artifacts in a user centered design process
• Provide a self-reliant evaluation of the recent status of research in a (small) given area
• Develop communication concepts for new/adapted target groups
• Relate and evaluate the methods and tools into the recent scientific publications
• Critically reflect behavior (own and well as others) in general, as well as in a given situation

• Motivation
• Definition Usability Engineering

• Usability Engineering -Processes
• Integration into IT-projects
• Potential conflicts
• Communicating Usability

• Analyzing context of use
• Requirements management
• Concepts
• Evaluation

• Mobile Computing
• Individual software solutions
• Consumer- vs. Business-Software
• Industrial solutions

• E-learning modules and (live-)video lectures on usability engineering foundations
• Project work (e.g. as part of a block week) to learn practical skills and apply selected tools and methods
• Guest lectures with experts and trending topics (e.g. mini-lectures) as part of a block week
• Literature work and conducting (pre-)studies to improve scientific competences on usability engineering

• Innovation Driven Software Engineering (MOD1-01)
• R&D Project Management (MOD1-04)
• Scientific & Transversal Skills 1 (MOD1-05)

• die Einschreibung für den Master-Maschinenbau Studiengang nachgewiesen hat
• in dem Studium insgesamt 60 ECTS erworben hat,
• in der Masterarbeit 27 ECTS erworben hat.