Ziel des Kurses ist es, den Studierenden einen Einblick in die technischen und theoretischen Grundlagen des Internet of Things (IoT) und dessen Anwendungsgebiete zu bieten. Neben dem generellen Aufbau von IoT-Systemen und der darin eingesetzten Technologiestandards wird den Studenten auch die Bedeutung des Internet of Things für Wirtschaft und Gesellschaft vermittelt. Darüber hinaus wird dargestellt, auf welche Weise Daten im IoT ausgetauscht, gespeichert und verarbeitet werden.

1. Grundlagen des Internet of Things
   1. Das Internet der Dinge – Grundlagen und Motivation
   2. Evolution des Internets – Web 1.0 bis Web 4.0
2. Gesellschaftliche und wirtschaftliche Bedeutung
   1. Innovationen für Verbraucher und Industrie
   2. Auswirkungen auf Mensch und Arbeitswelt
   3. Datenschutz und Datensicherheit
3. Kommunikationsstandards und -technologien
   1. Netzwerktopologien
   2. Netzwerkprotokolle
   3. Technologien
4. Datenspeicherung und -verarbeitung
   1. Vernetztes Speichern mit Linked Data und RDF(S)
   2. Analyse vernetzer Daten mit dem Semantic Reasoner
   3. Verarbeitung von Datenströmen mit Complex Event Processing
   4. Betrieb und Analyse großer Datenmengen mit NoSQL und MapReduce
5. Design und Entwicklung
   1. Software Engineering für verteilte und eingebettete Systeme
   2. Architekturstile und -muster verteilter Systeme
   3. Mikrocontroller
6. Anwendungsbereiche
   1. Smarthome/Smart Living
   2. Ambient Assisted Living
   3. Smart Energy/Smart Grid
   4. Smart Factory
   5. Smart Logistics

Ziel des Kurses ist es, den Studierenden, ausgehend von traditionellen, standardisierten Fertigungstechniken, einen Überblick über solche Verfahren zu bieten, die durch technologische Entwicklungen unter dem Oberbegriff Industrie 4.0 die Produktionsprozesse beeinflusst haben und noch beeinflussen. Dazu zählen insbesondere technologische Fortschritte bei den additiven Fertigungsverfahren, die Anwendungen wie das Rapid Prototyping, Rapid Tooling und das Direct Manufacturing ermöglichen. Abschließend behandelt der Kurs die Folgen der Digitalisierung und Vernetzung von Produktionsanlagen und deren Elemente im Sinne eines Cyber-physischen Systems.

1. Einführung in die Fertigungstechnik
   1. Grundlegende Begriffe und Zusammenhänge in der Fertigungslehre
   2. Historische Entwicklung der Fertigung
   3. Die Diskussion über den Long Tail
2. Fertigungshauptgruppen nach DIN 8580
   1. Urformen
   2. Umformen
   3. Trennen (Zerteilen, Zerspanung, Abtragen)
   4. Fügen
   5. Beschichten
   6. Stoffeigenschaftsändern
3. Additive Fertigungsverfahren
   1. Grundprinzip und rechtliche Aspekte
   2. Stereolithographie (STL)
   3. Selektives Lasersintern und selektives Strahlschmelzen mit Laser- oder Elektronenstrahl
   4. Fused Deposition Modeling (FDM)
   5. Multi-Jet Modeling (MJM) und Poly-Jet-Verfahren (PJM)
   6. 3D-Druckverfahren (3DP)
   7. Laminierverfahren
   8. Maskensintern
4. Rapid Prototyping
   1. Begriffsbestimmung
   2. Strategische und operative Aspekte
   3. Anwendungsgebiete und -beispiele
5. Rapid Tooling
   1. Begriffsbestimmung, strategische und operative Aspekte
   2. Indirekte und direkte Verfahren
6. Direct/Rapid Manufacturing
   1. Potentiale und Anforderungen an die Verfahren
   2. Umsetzung, Anwendungsgebiete und -beispiele
7. Cyber-physische Produktionsanlagen
   1. Herleitung der Begriffe Industrie 4.0 und Cyber-physische Systeme
   2. Megatrend Cyber Physical Systems (CPS)
   3. Definition Cyber-physische Produktionsanlage
   4. Auswirkungen auf Planung und Betrieb von Produktionsanlagen
   5. Dynamische Rekonfiguration und Migration von Produktionsanlagen

      
      

Ziel des Kurses ist es, den Studierenden einen breit gefächerten Einblick in die Grundlagen der Elektrotechnik anzubieten. Hierzu werden zunächst neben den relevanten physikalischen Größen auch die grundlegenden Begriffe der Elektrotechnik eingeführt.

Es folgen zwei umfassende, inhaltlich zusammenhängende Themenblöcke zur Gleichstrom- und Wechselstromtechnik. Sie werden zunächst hinsichtlich ihrer wesentlichen Elemente und Eigenschaften kurz eingeführt und im Anschluss um Methoden zur Berechnung der jeweiligen Stromkreise und Netze ergänzt. Aufbauend darauf werden Mehrphasensysteme und deren Anwendung in der öffentlichen Stromversorgung vorgestellt.

Der Kurs schließt mit einer Betrachtung von Ausgleichsvorgängen und ihrer Berechnung mithilfe der Laplace-Transformation.

1. Grundbegriffe
   1. Ladung, elektrische Felder und Spannung
   2. Strom und Widerstand
   3. Elektrische Energie und Leistung
2. Einführung in die Gleichstromtechnik
   1. Kirchhoff’sche Gesetze
   2. Berechnung von Reihen- und Parallelschaltungen
   3. Spannungs- und Stromteilerregel
3. Berechnung von Gleichstromnetzwerken
   1. Maschenstrom- und Knotenpotenzialverfahren
   2. Superpositionsverfahren
   3. Umwandlung von Stern- und Dreieckschaltungen
   4. Beispiele
4. Einführung in die Wechselstromtechnik
   1. Elektrostatische und magnetische Felder
   2. Kondensator und Spule
   3. Wechselgrößen und ihre Berechnung
   4. Netzwerkanalyse mit komplexwertigen Größen
5. Berechnung von Wechselstromnetzwerken
   1. Einfache Wechselstromkreise und ihre Berechnung
   2. Leistungsarten im Wechselstromkreis
   3. Schwingkreise
   4. Beispiele
6. Ortskurven
   1. Der Ortskurvenbegriff
   2. Konstruktion verschiedener Ortskurven
   3. Beispiele
7. Transformatoren
   1. Grundlegende Funktionsweise
   2. Ersatzschaltbild
   3. Messmethoden
8. Mehrphasensysteme
   1. Drehstromtechnik (Dreiphasensysteme)
   2. Leistungsmessung in Dreiphasensystemen
9. Ausgleichsvorgänge
   1. Beschreibung zeitabhängiger Vorgänge mit Differenzialgleichungen
   2. Aufstellen von Differenzialgleichungen elektrischer Schaltungen
   3. Einführung in die Laplace-Transformation
   4. Berechnung von Ausgleichsvorgängen

Ziel des Kurses ist es, den Studierenden einen Überblick über die gegenwärtigen Ansätze einer modernen Produktentwicklung im Kontext der Industrie 4.0 zu geben. Ausgehend von traditionellen Methoden und Werkzeugen der Produktentwicklung werden hierzu zunächst relevante alternative Designansätze beschrieben, die den Konsumenten in den Mittelpunkt der Gestaltung rücken. Darüber hinaus werden moderne Werkzeuge zur Unterstützung der Produktgestaltung vorgestellt, mit denen ein Ingenieur sowohl die statischen/geometrischen als auch die dynamischen Eigenschaften eines Produkts digital erfassen und simulieren kann. Außerdem werden in Abgrenzung zu traditionellen Produktionstypen die Aspekte der kundenindividuellen Massenproduktion thematisiert. Als Ausblick auf zukünftige Entwicklungen werden aktuelle Forschungsansätze für die durchgängig digitalisierte Produktentwicklung vorgestellt.

1. Einführung in die moderne Produktentwicklung
   1. Begriffe der industriellen Produktion
   2. Die vierte industrielle Revolution
   3. Wende in den Produktionsfaktoren
   4. Trends in der Produktentwicklung
2. Grundlagen der Produktentwicklung
   1. Methoden der Produktplanung
   2. Methoden der Lösungssuche
   3. Auswahl und Bewertung von Alternativen

3. Methoden im Produktentwicklungsprozess
   1. Anforderungen klären
   2. Konzeption
   3. Entwurf
   4. Ausarbeitung

4. Alternative Designansätze
   1. Design Thinking
   2. Personas
   3. Human-centered Design nach ISO 9241-210
   4. Participatory Design
   5. Open Innovation
   6. Empathic Design

5. Digitalisierung der Produktgestaltung
   1. Vom Zeichenbrett zum digitalen Funktionsmodell
   2. Computer-aided Engineering
   3. Computer-aided Quality
   4. Engineering- und Produktdatenmanagement
   5. Simulationsdatenmanagement

6. Kundenindividuelle Massenproduktion
   1. Traditionelle Produktionstypen
   2. Losgrößenproblem und -planung
   3. Mass Customization
   4. Rapid Manufacturing

7. Ausblick: Digital Engineering an Operation
   1. Definition
   2. Einsatzgebiete
   3. Erschließung von Daten
   4. Modellierung dynamischer Produkteigenschaften
   5. Bereitstellung von Informatinen im Betrieb