Studiengang kombiniert Automatisierungstechnik und IT

Ausbildung zukünftiger Ingenieure

Die zunehmende Digitalisierung hat einen Wandel der klassischen Tätigkeitsfelder und damit einhergehend eine Veränderung der notwendigen Kompetenzprofile der Mitarbeiter in diesen Bereichen zur Folge. Speziell für die Produktions- und Automatisierungstechnik sollte die Kompetenzlücke möglichst bald geschlossen werden. Deshalb hat die Universität Stuttgart für die studentische Ausbildung 2016 den Lehrstuhl 'Produktionstechnische Informationstechnologien' gegründet, der am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) angesiedelt ist.


Abbildung 1 - Zielvorstellung des Produktions-/Automatisierungstechnikers der Zukunft
Bild: Ludmilla Parsyak, © ISW Universität Stuttgart

Neben Forschungsprojekten im Bereich der Steuerungs- und Antriebstechnik ist das Institut auch an der Ausbildung zukünftiger Ingenieure beteiligt. Neben produktionstechnischen sollen hier vor allem informationstechnische Inhalte vermittelt werden. Meist nur durch Interdisziplinarität lassen sich in diesen Bereichen neue Lösungen finden. Deshalb spiegelt sich die Interdisziplinarität sowohl in den Mitarbeitern als auch bei den betreuten Studiengängen des Instituts wider.

Neue Vorlesungen

Für die Produktions- und Automatisierungstechnik spielen jedoch insbesondere informationstechnische Themen zunehmend eine bedeutendere Rolle. Darum hat das ISW seit dem Sommersemester 2017 sein Angebot für die Studierenden durch den neuen Lehrstuhl in Richtung produktionstechnische Informationstechnologien ausgebaut. Dazu wurden neue Vorlesungen entwickelt, wie IT-Architekturen in der Produktion, produktionstechnische Informationstechnologien, Data Science in der Produktion und simulationsgestützte Planung und Auslegung von Produktionsanlagen.

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Praktische Übungen im Labor

Neben der reinen Vermittlung von notwendigen theoretischen Grundlagen werden die Vorlesungen durch praktische Übungen begleitet. Dazu wurde am Institut ein neuartiges studentisches Applikationslabor eingerichtet, das es den Studierenden erlaubt, direkt mit den für die Produktion relevanten IT-Komponenten zu arbeiten. Das Labor verfügt über 20 Arbeitsplätze mit jeweils gleicher moderner Ausstattung, um ein selbstständiges Arbeiten der Studierenden zu ermöglichen. Darüber hinaus beinhaltet es die Modellanlage einer verketteten Produktion. Sie ist aus industriellen Komponenten aufgebaut, aber ermöglicht durch kleine elektrische Spannungen und Kräfte ein sicheres Arbeiten. Ebenso kann durch die vorhandene Netzwerktechnik im Labor ein komplettes kaskadiertes Produktionsnetz simuliert werden.

Eigenständig lernen

Die Studenten lernen in den Übungen z.B. den praktischen Umgang mit Mikroprozessoren, Mikrocontrollern sowohl mit als auch ohne Betriebssystem, System-on-Chip-Architekturen (SoC), Cloud-Umgebungen, (echtzeitfähige) Kommunikations- und Netzwerktechnik oder Modellierungs- und Simulationsmethoden sowie Aufnahme und Analyse großer Datenmengen (Big Data, Data Mining und Machine Learning). Bei den praktischen Übungen können sich die Studenten selbstständig die jeweiligen Einsatzgebiete sowie Vor- und Nachteile der einzelnen Komponenten und Methoden erarbeiten. Das Konzept der neuen Vorlesungen kommt gut an, sodass seit der Einführung die Kapazitätsgrenze von 60 Studenten pro Vorlesung jedes Semester erreicht wird. Die Studenten kommen dabei im Master-Studiengang aus verschiedenen Richtungen, wie Mechatronik, Technische Kybernetik, Maschinenbau, Elektrotechnik und Technologiemanagement. Weitere relevante Themen zu Big Data und künstlicher Intelligenz befinden sich aktuell im Aufbau.

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Hohe Erfolgsquote

Auch in der Industrie hat sich die neue studentische Ausbildung schnell verbreitet. Die ersten knapp 50 Studierenden der genannten Fächer haben nach dem Master-Abschluss problemlos einen attraktiven Platz in der Industrie gefunden. Um den zeitnahen Wissenstransfer des Themenfelds in die Industrie zu garantieren, wurden die genannten Studieninhalte für die betriebliche Weiterbildung methodisch und didaktisch weiter aufbereitet. Das ISW bietet bereits erfahrenen Ingenieuren an, aus der Industrie ihre Fach- und Entscheidungskompetenz im Bereich der produktionstechnischen Informationstechnologien auszubauen. Die Stuttgarter Produktionsakademie bietet z.B. Seminare und Workshops zu folgenden Themen: Einführung in OPC UA, System-on-Chip (SoC) für Industrie 4.0, Grundlagen der Netzwerktechnik oder Mikrocontroller für Industrie 4.0.

Transfer in die Praxis

Nur durch die direkte Zusammenarbeit zwischen Forschung und industrieller Praxis ist ein Transfer neuer Methoden und Technologien zu gewährleisten - dies dient auch als Basis für die studentische Ausbildung und die industrielle Weiterbildung. Das Echo der Studierenden und der Industrie ist dazu eindeutig - hier hat sich aus einer Idee rasch eine nachgefragte Lösung entwickelt. Das zeigt sich auch in den vielen erfolgreichen Kooperationen zwischen der Industrie und dem ISW. Die Themen erstrecken sich dabei von der Entwicklung neuartiger Elektronik und Protokolle für die Kommunikation, Algorithmen für die Antriebsregelung, Steuerungsalgorithmen und Simulationslösungen sowie Softwarearchitekturen und Datenmodelle für die Anwendung zur Datenanalyse und Künstlichen Intelligenz. Die Projektformen sind dabei ebenso vielfältig in ihrer Art und erstrecken sich von Beratungsprojekten bis hin zur Produktentwicklung - und alle Themen werden umgehend auch in die Aus- und Weiterbildung übernommen.

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