Ankündigung

PEM I Abschlussvorträge

Am Dienstag, den 06.02.2018 findet ab 12:00 Uhr die Abschlussveranstaltung zum Projektseminar Praktische Entwicklungsmethodik 1 in Raum S3/06 052 statt.

Das Ziel des diesjährigen Projekts „EMKrossboule“ ist die Entwicklung eines elektromechanischen Boulespielers. Bei der Entwicklung wurde besonderer Wert auf die Präzision des Wurfvorganges sowie die erreichbare Wurfweite der Mechanismen gelegt.

Wie die Entwicklung abgelaufen ist und wie die während eines Semesters entwickelten Geräte funktionieren, stellen die Studierenden der drei Gruppen in je einem technischen Vortrag vor. Anschließend treten die Gruppen mit ihren Geräten unter den kritischen Augen einer Expertenjury in einem Teamwettbewerb gegeneinander an und demonstrieren die Funktionsfähigkeit ihrer Geräte.

Hiermit möchten wir alle Interessierten herzlich zur Abschlussveranstaltung einladen!

PEM III Abschlussvorträge

Am 07.02.2018 finden die Abschlussvorträge zu den diesjährigen PEM III Themen statt. Start ist wie immer um 11:40 Uhr in Raum 146. Zu den Abschlussvorträgen ist jeder herzlich willkommen!

Themen diesen Jahr sind:

  • Automatisierung des Templateätzverfahrens für die Herstellung metallischer Nanokonen

Zielstellung der Projektseminare

Das MFT-Studium am Institut EMK verfolgt zwei Ziele, die durch die realisierte  Studienstruktur hervorragend ineinandergreifen:

  • Vermittlung von Fachkompetenz durch Spezialvorlesungen
  • Training von Methoden- und Sozialkompetenz durch die Projektseminare

Gerade das Training von Methodenkompetenz und Soft Skills wird seitens der Industrie immer wieder eingefordert, in vielen Studienrichtungen jedoch vernachlässigt. Die Rückmeldungen aus Wirtschaftsunternehmen, die MFT-Absolventen einstellen, bestätigen das Konzept der Projektseminare seit Jahrzehnten.

Im MFT-Studium sind vier Projektseminare über je ein Semester zu absolvieren, in denen eine kontinuierliche Wissens- und Kompetenzerweiterung erfolgt. Das erste Projektseminar wird von einer einführenden Vorlesung begleitet, um den Studenten die Schritte des methodischen Entwicklungsprozesses und Problemlösungstechniken vertraut zu machen. 

Ziel am Ende jedes Semesters ist ein ausgereiftes Ergebnis (bevorzugt als funktionsfähiges Labormuster) mit fundierten nachvollziehbaren Entscheidungen und einer Dokumentation, wie sie für eine Serienfertigung notwendig ist. Folgende Lernziele werden Sie als Student erreichen:

  • Entwicklungsmethodik erlernen
    (vom Klären der Aufgabenstellung bis zum Ausarbeiten)
  • Labormuster aufbauen und testen
    (z.B. mit elektronischen, mechanischen und/oder Software-Komponenten)
  • Ergebnisse schriftlich und mündlich präsentieren
    (in Form eines technischen Berichts und Vorträgen)
  • Teamarbeit trainieren
    (in Gruppen von 4 bis 5 Studenten)
  • Projektmanagement üben
    (z.B. richtige Zeit- und Ressourcenplanung)

Entwicklungsmethodik erlernen

Der Entwicklungsprozess wird dabei in fünf wesentliche Phasen unterteilt, die im Folgenden kurz erläutert sind:

1. Klären der Aufgabenstellung

Ziel ist es, die Aufgabenstellung strukturiert und präzise darzustellen, sämtliche Produktanforderungen möglichst quantitativ zu fixieren, Informationslücken zu erkennen, Informationen durch Analyse der Konkurrenz und des Stands der Technik zu beschaffen, Abnahmebedingungen zwischen Entwickler und Auftraggeber bzw. Lieferanten festzulegen, ...

Anforderungsliste zur Dokumentation der Aufgabe

2. Konzipieren

Ergebnis dieser Phase ist die prinzipielle Gesamtlösung für die Entwicklungsaufgabe. Dabei wird das Problem mit Hilfe von Blackbox und Funktionsstrukturen abstrahiert, die Teilprobleme werden identifiziert, Teillösungen werden erarbeitet, Vorversuche und Tests werden durchgeführt und über abschließende Bewertungen wird das Gesamtkonzept ausgewählt.

 

Funktionsstruktur nach Roth

3. Entwerfen & Gestalten

Beim Entwerfen werden die Parameter der funktionsbestimmenden Elemente mit z.B. geometrischen Abmessungen, elektrischen Größen, ... quantitativ festgelegt. Nach Möglichkeit erfolgt hier eine physikalische und mathematische Modellbildung und/oder Simulation. Beim Gestalten geht es um die Umsetzung der Entwurfsergebnisse in die endgültige Gestalt.

Simulation von Beschleunigungssensorvarianten

4. Ausarbeiten

In dieser Phase geht es um das Erstellen eines vollständigen Satzes Fertigungsunterlagen für das Projekt. Dazu zählen unter anderem Stücklisten für Mechanik und Elektronik, Bezugsquellen, seltene Datenblätter, Prüfkriterien, Montageanweisungen, Softwaredokumentation, technische Zeichnungen, Schaltungslayouts, ...

 

Freihandskizze eines Sinterkugelkalottenlagers

 

Platinenlayout einer analogen Stromregelung

5. Inbetriebnehmen

Ziel ist es, mit Hilfe der Fertigungsunterlagen ein funktionsfähiges Labormuster zu realisieren. Dabei haben die Studenten hier am Institut EMK die Möglichkeit, die durchgeführte Entwicklungsaufgabe in ein reales Gerät zu überführen und wertvolle Erfahrungen beim Vergleich zwischen theoretischem Hintergrund und praktischer Realisierung zu sammeln.

Fertig entwickeltes funktionsfähiges Labormuster

Projektarbeit erlernen

Neben der reinen Entwicklungsmethodik wird im Rahmen der Projektarbeit am Institut EMK auf weitere Schwerpunkte Wert gelegt:

Teamarbeit

Die Studenten arbeiten im PEM generell in Teams mit vier bis fünf Mitgliedern. Auf diese Weise lernen sie frühzeitig Schwierigkeiten, aber natürlich auch unverzichtbare Nutzen und Vorteile der Teamarbeit kennen.

Wöchentliche Gruppenbesprechung

Zeitplanung

Auf Grund fester Endtermine von Auftraggebern und sinnvoller  Ressourcenplanung ist eine strukturierte Zeitplanung unumgänglich. Dabei muss der Zeitplan dynamisch auf den Projektstand angepasst werden - aber immer so, dass alle Meilensteine auch erreicht werden.

Zeitplanung mit Hilfe von Ganttplänen

Mechanik

Am Institut EMK haben die Studenten die Möglichkeit über die Konzeptphase hinaus zu gehen und ein Labormuster tatsächlich aufzubauen. Dazu stehen ihnen eine Feinmechanikwerkstatt und ein 120 qm großer Reinraum mit entsprechendem Fachpersonal zur Verfügung. Entworfen werden die Mechanikteile unter anderem im CAD-Tool ProE.

Arbeit an der Drehbank in der Feinmechanikwerkstatt

Studenten im Reinraum bei der Waferprozessierung

Elektronik

Neben eigener Platinenfertigung bietet die Elektronikwerkstatt Geräte, Bauteile und Komponenten um die Elektronikentwicklung erfolgreich durchführen zu können. Der Schaltplanentwurf findet dabei im CAD-Tool Eagle. Unterstützt werden die Studenten auch hier von erfahrenem Fachpersonal.

Entwickelte Schaltung für einen Praktikumsversuch

Software

Für die Programmierung von Mikrocontrollern oder Desktop-PCs stehen unterschiedliche Programmiersprachen zur Verfügung. Vom rudimentären Assembler über ANSI-C bis hin zur grafischen Programmierung in LabVIEW sind für die Studenten alle Möglichkeiten offen.

Auszug aus einer Stromquellensteuerung in LabVIEW

Präsentieren

In zahlreichen Vorträgen lernen die Studenten das Präsentieren der eigenen geleisteten Arbeit vor Publikum. Dabei lernen Sie sowohl ein angemessenes Folienlayout zu erstellen, als auch einen inhaltlich schlüssigen Vortrag zu erarbeiten.

Präsentieren der erarbeiteten Ergebnisse

Berichtschreiben

Ein technischer Bericht dient zur vollständigen Dokumentation des Projekts und schließt dieses umfassend ab. Darüber hinaus ermöglicht er eine Selbstkontrolle der geleisteten Arbeit durch strukturiertes Zusammenstellen der Informationen.


Auszüge aus technischen Berichten am Institut EMK

Inhalte der Lehrveranstaltung

Den Studierenden werden schrittweise praktische Erfahrungen auf dem Gebiet des methodischen Vorgehens bei der Entwicklung technischer Produkte vermittelt. Außerdem wird die Arbeit im Team, die mündliche und schriftliche Darstellung von Ergebnissen und die Organisation des Entwicklungsablaufs geübt.

Zu Beginn jedes Semesters werden Arbeitsgruppen von 4 bis 5 Studierenden und einem Betreuer gebildet. Den Gruppen werden Entwicklungsaufgaben aus dem Gebiet der Elektromechanik bzw. Mechatronik gestellt. Die Aufgaben sind stets neu und ihre Lösungen sind den Gruppenmitgliedern und den Betreuern unbekannt.

Im Verlauf der Bearbeitung wird unter anderem:

  • Eine Projektplanung durchgeführt
  • Eine Anforderungsliste erstellt
  • Die Aufgabe analysiert und in Teilprobleme zerlegt
  • Mit unterschiedlichen Problemlösungsmethoden nach Lösungen der Teilprobleme gesucht
  • Unter Anwendung von Bewertungsmethoden die optimale Lösung erarbeitet
  • Fertigungsunterlagen erstellt
  • Ein Labormuster gebaut und untersucht

Wöchentliche Kurzvorträge und eine abschließende Präsentation der Vorgehensweise und der Ergebnisse vor einem größeren Auditorium, sowie eine schriftliche Dokumentation begleiten jedes Projekt. Als Vorbereitung für Studien- und Diplomarbeit (bzw. Bachelor's and Master's Thesis) und natürlich das spätere Berufsleben stellt dieses Seminar eine fundierte Grundlage dar.

Im ersten der vier Projektseminare (PEM I) handelt es sich um eine eher spielerische und damit motivierende Aufgabenstellung (z.B. EMKekstrenner) mit Abschlusswettbewerb. Hier werden anhand eines spannenden Projekts die theoretischen Grundlagen zur Entwicklungsmethodik im begleitenden Proseminar vermittelt.

Die Themen für die drei folgenden Projektseminare (PEM II bis PEM IV) kommen aus der Forschung unserer wissenschaftlichen Mitarbeiter (siehe hier). Hier kann das theoretisch gelernte Wissen aus Proseminar, PEM I und allen Fachvorlesungen praktisch vertieft und angewendet werden.

Für Informationen zu PEM-Struktur und PEM-Prüfungen bis 2010 (Diplom, BSc & MSc 2008) siehe hier.

Für Informationen zu PEM-Struktur und PEM-Prüfungen ab 2011 (BSc & MSc 2010) siehe hier.

PEM in der hoch³

In der hoch³ (April 2011) der Technischen Universität Darmstadt ist unserem PEM eine ganze Seite gewidmet. Der Beitrag befindet sich auf Seite 28 (Rückseite) und erzählt von Geschichte und Gegenwart unserer Projektseminare. Die entsprechende Seite kann hier als pdf herunter geladen werden:

Innovative Produktentwicklung

Eine umfangreiche Zusammenfassung zur Veranstaltung Praktische Entwicklungsmethodik (PEM) kann unter folgendem Link im pdf-Format herunter geladen werden:

DIHK-Studie

Die Wichtigkeit von PEM wird auch in der aktuellen DIHK-Studie einmal mehr bestätigt. Darin wird untersucht, welche Erwartungen Unternehmen an Hochschulabsolventen haben. An erster Stelle steht auch hier die Teamfähigkeit. Das Ergebnis der Studie kann hier heruntergeladen werden:

Warum Mikro- und Feinwerktechnik studieren?

"[...] Schwerpunkt im EMK-Studium war die Entwicklungsmethodik und die Teamarbeit. Wir mussten vier PEM-Arbeiten, eine Studienarbeit und eine Diplomarbeit erarbeiten, dokumentieren und präsentieren. Diese frühe Erfahrung gab mir einen gewaltigen Vorsprung gegenüber allen anderen Studienabsolventen im reellen Berufsleben. [...]"

[Dr.-Ing. Todor Sheljaskow, General Electric Healthcare ]
Alle anzeigen

Ansprechpartner

Opens internal link in current windowChristian Nakic

Relevante Literatur

  • SCHLAAK, H.F.; WERTHSCHÜTZKY, R.: „Praktische Entwicklungsmethodik (PEM)“, Skriptum zur Vorlesung, Darmstadt 2008
  • DIN EN ISO 9000 Qualitätsmanagementsysteme – Grundlagen und Begriffe (ISO 9000:2005)“, Dreisprachige Fassung EN ISO 9000: 2005, Ausgabe: 2005-12, Beuth Verlag, Berlin
  • VDI RICHTLINIE 2206: „Entwicklungsmethodik für mechatronische Systeme“, Ausgabe: 2004-06, Beuth Verlag, Berlin
  • ROTH, K.: „Konstruieren mit Konstruktionskatalogen“, Band I - III. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg. 3. Auflage 2000
  • PAHL G.: „Konstruktionslehre. Grundlagen erfolgreicher Produktentwicklung. Methoden und Anwendung.“ 7. Auflage. Springer, Berlin 2007

Kontakt

Technische Universität Darmstadt

Institut für Elektromechanische Konstruktionen

Mikrotechnik

Prof. Dr.-Ing. Helmut F. Schlaak

S3/06 128
Merckstraße 25
64283 Darmstadt

+49 6151 16-23851
+49 6151 16-23852

Mikrotechnik

Dipl.-Ing. Christian Nakic

S3/06 121
Merckstr. 25
64283 Darmstadt

+49 6151 16-23876
+49 6151 16-23852

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