BMB205: Engineering Design - Capstone (mit IWA - Methoden des Spezifikationsmanagements)

Lernpfad Engineering Design

BMB205: Engineering Design - Capstone (mit IWA - Methoden des Spezifikationsmanagements)

Kurzporträt BMB205: Engineering Design - Capstone (mit IWA - Methoden des Spezifikationsmanagements)
Worum geht es? In diesem Modul bearbeiten Studierende eine zusammenhängende Konstruktionsaufgabe von den Anforderungen bis zum digitalen Produktmodell. Studierende entwickeln Varianten, wählen Konstruktionselemente aus, berücksichtigen Fertigung und Montage und bewerten zentrale Bauteile rechnerisch. Ergänzend lernen Studierende, Kundenwünsche in Lastenhefte, Pflichtenhefte und tragfähige technische Spezifikationen zu überführen.
Wofür braucht man es? Die Kompetenzen werden benötigt, um mechanische Produkte in Entwicklungsprojekten systematisch zu konzipieren, auszulegen und zu dokumentieren. Die Kompetenzen stärken außerdem die Fähigkeit, zwischen Kundenanforderungen und technischer Umsetzung zu vermitteln.
Wieso ist es interessant? Das Capstone-Modul zeigt, wie Konstruktion, Berechnung, CAD, Fertigungsgedanken und Spezifikationsmanagement in einem Projekt zusammenkommen. Wer erleben möchte, wie aus Anforderungen ein begründetes Produktkonzept entsteht, bekommt hier den Praxisbezug.
Modulverantwortung

Studiendekan(in) des Fachbereichs

Lehrperson(en)
  • Prof. Dr. Andreas Hoppermann
  • Prof. Dr. Norman Lupa
  • Dipl.-Ing. Christian Kühn
  • Prof. Dr. Patric Enewoldsen
Verwendbarkeit
  • Bachelor Maschinenbau
  • Bachelor Mechatronik und Robotik
Fächergruppe

Ingenieurwissenschaften

Modultyp
Pflicht
Sprache

Deutsch

Angebot

Sommersemester

Dauer

1 Semester

Credits

5 ECTS

Benotung

Deutsche Notenskala 1-5

SWS
  • V | - Ü | 4 P | 1 SL
Workload
Präsenzstudium: 55 Std. Selbststudium: 80 Std.
Engl. Titel

Capstone project

Empfohlene Voraussetzungen
  • BB004: Grundlagen der Mechanik: Statik, Freischnitt, Gleichgewichtsbedingungen und Schnittgrößen.
  • BMB201: Festigkeitslehre - Elastostatik: Festigkeitsnachweise, Bauteildimensionierung und Bewertung zentraler Komponenten.
  • BMB102: Dynamik: Dynamik starrer Körper, Bewegungen, Kräfte und Schwingungen in mechanischen Systemen.
  • BMB202: Engineering Design - Produktdesign: digitaler Produktentwurf, CAD-Modellierung, technische Zeichnungen und normgerechte Dokumentation.
  • BMB203: Engineering Design - Verbindungstechnik: Auswahl, Auslegung und konstruktive Integration von Verbindungselementen.
  • BMB204: Engineering Design - Antriebstechnik: Maschinenelemente, Antriebsstränge, Lagerungen, Führungen, Getriebe, Kupplungen und Bremsen.
  • BB002: Starting 2: ingenieurwissenschaftliches Arbeiten, Projektplanung, technische Dokumentation und Präsentation.
Zugehörige Lehrveranstaltungsteile
  • BMB205a: Engineering Design - Capstone-Projekt: 3 ECTS, 3P
  • BMB205b: IWA - Spezifikationsmanagement: 2 ECTS, 2SL
Lernergebnisse / Kompetenzen
WAS

Mit erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, ein technisch-funktionales Produkt für einen definierten Anwendungsfall ganzheitlich zu konzipieren, auszulegen, als digitales Produktmodell umzusetzen, zu bewerten und fachlich nachvollziehbar zu dokumentieren und zu präsentieren. Dabei berücksichtigen sie technische Anforderungen aus den Bereichen Bauteilfestigkeit, Fertigung, Montage und technischer Vertrieb. Darüber hinaus können sie Kundenwünsche und technische Anforderungen strukturiert erfassen, bewerten und in eine vollständige technische Spezifikation für ein Ingenieurprojekt überführen.

WOMIT

Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie

  • aus technischen Kenngrößen und Einsatzbedingungen eine konsistente Spezifikation ableiten (BMB205a),
  • funktionale Anforderungen in Struktur- und Gestaltvarianten evolutionär entwickeln und eine geeignete Lösung auswählen (BMB205a),
  • wesentliche Konstruktionselemente auswählen oder gestalten und grundlegend nach anerkannten Richtlinien auslegen (BMB205a),
  • ein fertigungsgerechtes 3D-Produktmodell erstellen, das relevante Fertigungstechnologien wie z.B. Schweißkonstruktionen, Gusskonstruktionen, Dreh- und Frästeile sowie normgerechte Elemente berücksichtigt (BMB205a),
  • die Festigkeit mindestens einer zentralen Komponente berechnen, kritisch bewerten und nachvollziehbar dokumentieren (BMB205a),
  • Kundenwünsche durch gezielte Befragungstechniken erfassen und analysieren (BMB205b),
  • Anforderungen mittels Priorisierungsmethoden wie MoSCoW-Methode, ABC-Analyse oder paarweisem Vergleich bewerten (BMB205b),
  • ein strukturiertes Lastenheft erstellen (BMB205b),
  • daraus ein technisch umsetzbares Pflichtenheft ableiten (BMB205b),
  • Trade-off-Analysen zur Entscheidungsfindung bei Zielkonflikten durchführen (BMB205b),
  • KI-Technologien zur Effizienzsteigerung im Spezifikationsprozess einsetzen (BMB205b).
WOZU

Die Studierenden nutzen diese Kompetenzen, um im Produktentwicklungsprozess mechanische Baugruppen von der Anforderung bis zum digitalen Produktmodell eigenständig zu erarbeiten, konstruktive Entscheidungen fundiert zu begründen und die Funktionsfähigkeit der erarbeiteten Lösungen zu beurteilen. Zugleich sind sie befähigt, als Schnittstelle zwischen Kundenanforderungen und technischer Umsetzung tragfähige Projektgrundlagen zu schaffen.

Inhalte

Veranstaltungsteil BMB205a: Engineering Design - Capstone-Projekt

  • Systematisches Arbeiten im Konstruktionsprozess
  • Umgang mit technischen Regelwerken
  • Auslegungsverfahren
  • Auswahlverfahren
  • 3D-CAD-Konstruktion von Baugruppen
  • Entwurf von frei gestalteten Baukörpern

Veranstaltungsteil BMB205b: IWA - Spezifikationsmanagement

  • Grundlagen und Struktur von Lastenheften
  • Aufbau und Anforderungen an Pflichtenhefte
  • Methoden der Anforderungsanalyse und -erhebung
  • Techniken zur Klärung echter Kundenwünsche, zum Beispiel Stakeholder-Analyse und Interview-Techniken
  • Priorisierungsmethoden, zum Beispiel MoSCoW-Methode, ABC-Analyse und paarweiser Vergleich
  • Bewertungs- und Entscheidungsmethoden
  • Perspektivwechsel zwischen Kundennutzen und technischer Machbarkeit
  • Kreativitätstechniken, Brainstorming und strukturierte Ideenentwicklung
  • Einsatz von KI-Technologien im Spezifikationsmanagement, zum Beispiel Prompting, Dokumentenanalyse und Anforderungsstrukturierung
  • technische Präsentation von Anforderungen und Spezifikationen
  • Feedback, Peer Review und Reflexion des eigenen Arbeits- und Lernprozesses
Prüfungsvorleistung

Testat im Veranstaltungsteil BMB205b: IWA - Spezifikationsmanagement: technische Spezifikation (Lastenheft und Pflichtenheft, 12-18 Seiten), Präsentation (15 Minuten), Teilnahme an 3-4 Feedbackgesprächen (je 20 Minuten), Peer-Review-Beteiligung sowie Priorisierungsübung (digitaler Prüfbogen)

Prüfungsleistung

Studienarbeit (10-20 Seiten) mit Fachgespräch (15-20 Minuten) im Veranstaltungsteil BMB205a: Engineering Design - Capstone-Projekt: Mögliche Prüfungsartefakte sind insbesondere eine technische Dokumentation, ein Systemkonzept, CAD-Modelle, Konstruktionsunterlagen, Auslegungs- und Berechnungsnachweise, Fertigungs- und Montageüberlegungen, Bewertungs- und Validierungsergebnisse sowie eine Präsentation mit Fachgespräch.

Literatur

Veranstaltungsteil BMB205a: Engineering Design - Capstone-Projekt

  • themenspezifische wissenschaftliche und technische Fachliteratur
  • Bücher und Unterlagen der Module „Statik“, „Festigkeitslehre“, „Dynamik starrer Körper“, „Digitaler Produktentwurf“, „Verbindungstechnik“ und „Maschinenelemente“
  • anwendungsspezifische Normen, Datenblätter, Katalogunterlagen und technische Dokumentationen

Veranstaltungsteil BMB205b: IWA - Spezifikationsmanagement

  • themenspezifische Fachliteratur und Unterlagen zum Anforderungs- und Spezifikationsmanagement
  • themenspezifische Fachliteratur und Unterlagen aus dem Capstone-Projekt