Bachelor Mechatronik (B.Eng.) berufsbegleitend

1. Allgemeine Grundlagen der Algebra und Arithmetik
2. Lineare Gleichungssysteme, Matrizenoperationen
3. Vektorrechnung
4. Funktionen und Kurven mit ihren Eigenschaften
5. Differentialrechnung mit einer Variablen
6. Einführung in die Integralrechnung

1. Kinematik und Dynamik des Massenpunkts
2. Arbeit und Energie
3. Starre Körper und Drehbewegung
4. Schwingungen
5. Geometrische Optik
6. Grundlagen der Thermodynamik (Energieformen, Zustandsänderungen, Entropie)

1. Aufbau von Werkstoffen 
2. Eigenschaften von Werkstoffen 
3. Prüfung von Werkstoffen  
4. Auswahl von Werkstoffen auch vor dem Hintergrund von Ressourceneinsparung

1. Kräfte und Momente
2. Gleichgewicht starrer Körper (vektoriell im Raum und anschaulich in der Ebene)
3. Gleichgewicht starrer Körper
4. Elemente und Lagerungen
5. Verteilte Kräfte
6. Schnittreaktionen
7. Reibung

1. Federn
2. Schraubenverbindungen
3. Schweißverbindungen
4. Toleranzsysteme
5. Nietverbindungen
6. Klebeverbindungen
7. Lötverbindungen
8. Bolzen- und Stiftverbindungen
9. Allgemeine Gestaltungshinweise zu Maschinenelementen

1. Anwendungen der Integralrechnung, partielle Integrale
2. Partialbruchzerlegung
3. Komplexe Zahlen
4. Taylor-Reihen
5. Fourier-Reihen und Fourier-Transformation
6. Differentialgleichungen 1. und 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten

1. Grundbeanspruchungsarten
2. Hookesches Gesetz
3. Technische Biegelehre
4. Elastische und unelastische Knickung
5. Vergleichsspannungshypothesen (Tresca/v. Mises + Huber)
6. Spannungs-Dehnungsdiagramm
7. Flächenmomente
8. Torsion prismatischer Querschnitte

1. Grundbegriffe der Bewegungslehre
   1. Einteilung der Bewegung
   2. Einfache geradlinige Bewegung
      • Die gleichförmige Bewegung
      • Die gleichmäßig beschleunigte Bewegung
   3. Überlagerung der Bewegung
      • Vektoren
      • Parallelogrammsätze
      • Der widerstandsfreie horizontale Wurf
      • Der widerstandsfreie schräge Wurf
   4. Drehbewegung
      • Die gleichförmige Drehbewegung
      • Die gleichmäßig beschleunigte Drehbewegung
      • Grundbegriffe der Bewegungslehrer
      • Die ungleichmäßigt beschleunigte geradlinige Bewegung
        • Grundlagen
        • Die Kolbenbewegung bei Kurbeltrieb

2. Fortschreitende Bewegung
   1. Das Trägheitsgesetz
   2. Das dynamische Grundgesetz (Newton)
   3. Wirkende Einzelkräfte
   4. Mehrere wirkende Kräfte
   5. Einheiten der Mechanik
   6. Gleichmäßig beschleunigte Massen auf geradliniger Bahn
   7. Horizontale Bahn/ Vertikale Bahn/ Schiefe Ebene
   8. Das Wechselwirkungsgesetz
   9. Massenkräfte, das Prinzip von d‘Alembert
   10. Beschleunigte Masse auf kreisförmiger Bahn
   11. Beschleunigte Masse auf kreisförmiger Bahn
       • Die gleichförmige Kreisbewegung
       • Innere Spannung rotierender Ringe
       • Schwungräder auf elastischen Wellen
       • Ungleichförmige Kreisbewegung

3. Arbeit, Energie, Leistung, Antrieb
   1. Die mechanische Arbeit
      • Der Arbeitsbegriff
      • Reibungsarbeit
      • Hubarbeit
      • Federspannarbeit
      • Beschleunigungsarbeit
      • Die Arbeit auf krummliniger Bahn
   2. Der Energiesatz
      • Der Energiebegriff
      • Der Energiesatz
      • Anwendungen
      • Der Wirkungsgrad
   3. Die Leistung
      • Der Leistungsbegriff
   4. Der Satz vom Antrieb (Impulssatz)
4. Die Drehbewegung
   1. Das dynamische Grundgesetz der Drehbewegung
   2. Das Massenträgheitsmoment
      • Massenträgheitsmomente einfacher Körper
      • Der Verschiebesatz von Steiner
      • Die reduzierte Masse
      • Der Trägheitsradius
   3. Anwendungen des Dynamischen Grundgesetzes
   4. Die Arbeit der Drehbewegung
      • Allgemeine Berechnung der Arbeit
      • Reibungsarbeit
      • Drehfederspannarbeit
      • Beschleunigungsarbeit
   5. Die Leistung bei der Drehbewegung
   6. Die Drehenergie
      • Die Drehenergie und der Drehsatz
   7. Die Drehbewegung bei Getrieben
      • Die Reduktion der Massenträgheitsmomente
      • Die Reduktion der Drehmomente
      • Anwendungen

5. Die allgemeine ebene Bewegung eines Körpers
   1. Die Eulerschen Sätze
   2. Der Schwerpunktsatz und der Momentensatz
   3. Energie und Energiesatz
6. Die Relativbewegung
   1. Grundbegriffe
   2. Die Beziehungen zwischen den Geschwindigkeiten
   3. Die Beziehungen zwischen den Beschleunigungen
   4. Das dynamische Grundgesetz bei Relativbewegung
7. Der Stoß
   1. Grundbegriffe
   2. Der gerade zentrale Stoß
      • Der vollkommen unelastische Stoß
      • Der vollkommen elastische Stoß
      • Der wirkliche Stoß
   3. Der gerade exzentrische Stoß
   4. Der Stoßmittelpunkt

Einsatz und Auslegung insbesondere der Maschinenelemente Welle-Nabe-Verbindungen, Kugellager, Gleitlager und Verzahnungen in Ihrem konstruktiven Umfeld.

1. Grundlagen der Fertigungstechnik
2. Trennen
3. Urformen
4. Umformen 
5. Green-Technologie
6. Ausgewählte additive Fertigungsverfahren
7. Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und Materialeinsparung in der Fertigung

1. Grundbegriffe und Gleichstromkreise
   1. Elektrotechnische Grundbegriffe
   2. Grundgesetze der Elektrotechnik
   3. Modelle der Idealen und Realen Spannungs- und Stromquellen
   4. Einführung in die Analyse linearer Gleichstrom-Netzwerke
   5. Methoden der Netzwerkanalyse
2. Verhalten von linearen Bauelementen bei zeitlich veränderlichen Signalen
   1. Die Ideale Kapazität und Induktivität bei zeitlich veränderlichen Signalen
   2. Netzwerke mit Kapazitäten und Induktivitäten
   3. Lade- und Entladevorgänge, Ausgleichsvorgänge im Zeit- und Laplacebereich
3. Elektrische und Magnetische Felder (informativ)
   1. Einführung in die elektrischen Felder
   2. Kenngrößen elektrischer Felder
   3. Der Kondensator
   4. Einführung in die Magnetischen Felder
   5. Der Magnetische Kreis
   6. Spannungserzeugung durch Induktion
   7. Induktivität und Übertrager
4. Grundlagen der Wechselstromtechnik
   1. Kenngrößen der Wechselstromtechnik
   2. Wechselstromwiderstände, Harmonische Analyse
   3. Komplexe Betrachtung von Wechselstromschaltungen
   4. Einfache Wechselstromkreise im Zeigerdiagramm
   5. Einführung in das Drehstromnetz (Dreiphasen-Wechselstrom)
   6. Leistung im Wechselstromkreis
5. Einführung in elektronische Halbleiter-Bauelemente (informativ)
   1. Halbleiterwerkstoffe
   2. Halbleiterwiderstände, Dioden, Transistoren, Thyristoren
6. Einführung in unterstützende Software Werkzeuge
   1. Einführung in mathematische Analyse und Berechnung mit MAXIMA
   2. Einführung in die Schaltungssimulation mit SPICE

Deskriptive und schließende Statistik, insbesondere:

1. Kennwerte einer Stichprobe (Häufigkeits-, Verteilungsfunktion, Mittelwert, Varianz)
2. Parameterschätzung (Punkt-, Intervallschätzungen)
3. Statistische Hypothesen und Parametertests 
4. Verteilungstests 
5. Korrelation und Regression

1. Grundlagen des wissenschaftlichen Arbeitens
2. Grundlagen der Literaturrecherche
3. Grundlagen der Wissenschaft und Wissenschaftstheorie
4. Grundbegriffe wissenschaftlicher Forschung (Forschungsstrategie, Forschungsfrage, Forschungsdesign)
5. Grundlagen der quantitativen und qualitativen Methodik
6. Methoden der Primärforschung und Sekundärforschung
7. Aufbereitung und Darstellung wissenschaftlicher Ergebnisse

1. Grundlagen der Informatik
2. Grundlagen Hardware
3. Grundlagen der Softwareentwicklung
4. Grundlagen von Datenbanken
5. Bedeutung von Data Science

1. Einführung
   1. Motivation und Einordnung
   2. Installation und Nutzung von R
2. Daten- und Distanzmatrizen
   1. Definitionen und Notation
   2. Merkmale: Arten, Visualisierung und Ähnlichkeit
   3. Distanzaggregation
3. Klassifikation von Objekten
   1. Zielsetzung und Arten
   2. Initiallösung durch Heuristiken
   3. Bewertungskriterien
   4. Verbesserung durch das Tauschprinzip
   5. Hierarchische Verfahren für alternative Initiallösungen
4. Dimensionsreduktion zur Strukturanalyse
   1. Mehrdimensionale Skalierung
   2. Faktorenanalyse
5. Identifikation und Erklärung von Abhängigkeiten
   1. Regression
   2. Diskriminanzanalyse
   3. ANOVA

1. Definition und Abgrenzung von strukturierten und unstrukturierten Daten
2. Einordnung von Data Science
3. Informationsmanagement
4. Dokumentenbasierte Datenbanken
5. Verteilte Datenverarbeitung
6. Datenschutz und Datensicherheit
7. Konzepte der Entscheidungsvorbereitung

1. Produktdatenmanagement (PDM)
2. Vom PDM zum PLM (Product Lifecycle Management)
3. Produkte werden zu Systemen
4. Produktentwicklung 
5. Grundlagen des Produkt-, Produktions-, After-Sales- und End-of-Life-Managements ökonomische und ökologische Herausforderungen für Unternehmen in diesen Bereichen
6. Lebenszykluskonzepte und Methoden des Life-Cycle-Managements
7. 3D-Modellierung: Übertragung der technischen Zeichnungen in den Volumenmodellierer zur 3DGestalt- und anschließenden Baugruppenmodellierung
8. Konstruktion einer Baugruppe

1. Was ist die „Höhere Konstruktionslehre“?
2. Der Prozess
3. Systeme / Funktionen / Wirkprinzipien und weitere Begriffe
4. Anforderungsliste
5. Grundprinzipien: einfach / eindeutig / sicher
6. Gestaltungsprinzipien / Gestaltungsrichtlinien
7. Analyse und Bewertung / digitale Unterstützung (CAD / FEM / PDM)
8. Herstellkosten und Wertanalyse / Übersicht Produktentwicklungsprozess

Grundgedanke des Moduls:

Die Konstruktionssystematik oder auch „Höhere Konstruktionslehre“ (HKL), ist die Lehre über die Ingenieurtätigkeit der Analyse und Entwicklung von technischen Produkten. Sie ist ein Nachdenken ÜBER die Art und Weise etwas zu tun. Ziel des Moduls ist es, die Denkweise, Begriffe und Methoden der Höheren Konstruktionslehre kennenzulernen und sie an einzelnen, praktischen Beispielen anzuwenden und einzuüben.

1. Entwerfen
2. Ausarbeiten
3. Baureihen und Baukästen
4. Methoden zur qualitätssichernden Konstruktion
5. Methodisches Konstruieren
6. Konzept zum Energie- und Rohstoffeinsatz über den gesamten Lebenszyklus

1. Umwelttechnische, gesetzliche und betriebswirtschaftliche Gründe für den Leichtbau
2. Erkennen von Leichtbau-Potentialen anhand industrieller Fallbeispiele
3. Einsatz von Leichtbaustrategien
   1. Formleichtbau: Finite-Elemente Analyse und Topologie-Optimierung, Überblick und Anwendung an einfachen Bauteilen
   2. Fertigungsleichtbau: 3D Druck, spritzgegossene Bauteile als Metallersatz, Gießerei- bzw. Umformtechnik und ihre Einsatzgebiete
   3. Konzeptleichtbau / Bedingungsleichtbau: Einführung in die Entwicklungsmethodik bzw. virtuelle Produktentwicklung, Umweltaspekte, Nachhaltigkeit durch z.B. biologisch abbaubare oder kompostierbare Kunststoffe, Kosten, Qualität und Sicherheitsaspekte
   4. Werkstoffleichtbau: Eigenschaften, Einsatzmöglichkeiten und Grenzen metallischer, aber auch nicht-metallischer Werkstoffe wie z.B. faserverstärkte Kunststoffe
4. Grundlagen der Technischen Mechanik und Festigkeitslehre
5. Grundlagen der Topologieoptimierung hinsichtlich Algorithmus und Softwarenutzung

1. Einführung in die Produktionssystematik
2. Der Produktentwicklungsprozess und seine Auswirkung auf die Produktion
3. Einführung in die Prinzipien von Industrie 4.0: „Und wo ist nun das Problem?“
4. Anwendung der Methoden des Toyota Produktionssystems (TPS) und den Prinzipien des Lean Management im Kontext mit Industrie 4.0
5. Digitales Prozessmanagement Vertrieb – Produktion in hochflexiblen Produktionen
6. Arbeitsablaufplanung: Reduktion von Komplexität in der Produktion
7. Arbeitssystem- und Fertigungssystemplanung / Fabrikplanung 4.0
8. Schwerpunkte des Pariser Klimaabkommens