Module Bachelor Mechatronik und Robotik
PO2026
Dieser Studiengang umfasst 60 Module. Sie sind nach Bereichen gegliedert; die Reihenfolge folgt dem Studienverlauf.
Allgemeine Grundlagen
Der Modulbereich Allgemeine Grundlagen legt die gemeinsame fachliche und methodische Basis für die Bachelorstudiengänge Elektrotechnik, Maschinenbau sowie Mechatronik und Robotik. Die Studierenden erwerben grundlegende Kompetenzen im ingenieurwissenschaftlichen Arbeiten, in Mathematik, Informatik, Mechanik, Elektrotechnik, CAD und Werkstoffkunde und lernen, technische Problemstellungen strukturiert zu bearbeiten.
Zusammenfassung der Lernziele / Kompetenzen
WAS: Die Studierenden können nach Abschluss des Modulbereichs Allgemeine Grundlagen einfache ingenieurwissenschaftliche Problemstellungen strukturieren, grundlegende mathematische, informatische, mechanische, elektrotechnische, konstruktive und werkstoffbezogene Methoden anwenden sowie erste Projekt- und Dokumentationsaufgaben im Team bearbeiten. Sie entwickeln dabei insbesondere Kompetenzen im methodischen Arbeiten, im Modellieren einfacher technischer Zusammenhänge, im Anwenden grundlegender Berechnungs- und Softwarewerkzeuge sowie im Dokumentieren und Präsentieren technischer Ergebnisse.
WOMIT: Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie im Modulbereich
- einführende und vertiefende Projektaufgaben im Team bearbeiten, planen, dokumentieren und präsentieren,
- technische Zeichnungen lesen, einfache CAD-Modelle erstellen und Werkstoff- sowie Fertigungszusammenhänge einordnen,
- mechanische Systeme freischneiden, Gleichgewichtsbedingungen anwenden und einfache statische Aufgaben lösen,
- Gleichstrom- und Wechselstromschaltungen modellieren, berechnen, simulieren und im Praktikum untersuchen,
- mathematische Grundlagen der Analysis, Gleichungen, Funktionen und Abstraktionstechniken anwenden,
- einfache Softwarelösungen in Python entwickeln, Daten verarbeiten, technische Abläufe modellieren und Programme testen.
WOZU: Damit sie in den anschließenden Lernpfaden technische Problemstellungen fachlich einordnen, grundlegende Berechnungen und Modelle nachvollziehen, digitale Werkzeuge nutzen und projektförmig arbeiten können. Der Modulbereich schafft eine gemeinsame Grundlage für alle drei Bachelorstudiengänge und unterstützt zugleich Studienorientierung, Teamarbeit, technische Kommunikation und den Übergang in vertiefende ingenieurwissenschaftliche Aufgaben.
BB002: StartING 2 (mit IWA - Einführung in Ingenieurwissenschaftliches Arbeiten)
BB003: Grundlagen CAD und Werkstoffe (mit Praktikum)
BB004: Grundlagen der Mechanik (mit Praktikum)
BB005: Grundlagen der Elektrotechnik 1
BB006: Grundlagen der Elektrotechnik 2 (mit Praktikum)
BB007: Mathematische Grundlagen für Ingenieurwissenschaften
BB008: Informatik für Ingenieurwissenschaften
Lernpfad Embedded Systems
Der Lernpfad Embedded Systems befähigt die Studierenden, eingebettete Hard- und Softwaresysteme von der Anforderungsanalyse über Implementierung und Verifikation bis zur technischen Bewertung systematisch zu entwickeln. Im Mittelpunkt stehen die Verbindung von Mikrocontroller-Programmierung, digitalem Hardwareentwurf, Echtzeitverhalten, Vernetzung und grundlegenden Sicherheitsmechanismen.
Zusammenfassung der Lernziele / Kompetenzen
WAS: Die Studierenden können nach Abschluss des Lernpfads eingebettete Hard- und Softwaresysteme analysieren, strukturieren, implementieren, verifizieren, testen und hinsichtlich Funktionalität, Timing, Kommunikation und Sicherheit bewerten. Sie entwickeln dabei insbesondere Kompetenzen im Modellieren technischer Anforderungen, im Anwenden hardwarenaher Entwicklungswerkzeuge sowie im Entwurf dokumentierter, überprüfbarer und vernetzter Systemlösungen.
WOMIT: Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie im Lernpfad
- Anforderungen an eingebettete Systeme analysieren und in Teilfunktionen, Softwaremodule und Schnittstellen überführen,
- Mikrocontroller-Plattformen auswählen, Firmware in C entwickeln, testen, debuggen und dokumentieren,
- digitale Systeme mit Hardware-Beschreibungssprachen entwerfen, simulieren, auf FPGAs implementieren und verifizieren,
- Echtzeitanforderungen wie Periodizität, Deadlines, Jitter, Scheduling und Synchronisation modellieren, messen und nachweisen,
- eingebettete Netzwerke und IoT-Kommunikation unter Berücksichtigung grundlegender Sicherheitsmechanismen bewerten und einsetzen,
- im Capstone-Projekt eine integrierte embedded-mechatronische Aufgabenstellung entwickeln, implementieren, testen, dokumentieren und präsentieren.
WOZU: Damit sie in späteren Entwicklungsaufgaben eingebettete Systeme zuverlässig von der Anforderungsanalyse bis zur validierten Umsetzung realisieren und technische Entscheidungen zu Plattform, Architektur, Timing, Kommunikation und Sicherheit begründen können. Der Lernpfad führt die in der Ziele-Module-Matrix angelegten Kompetenzen von der Anwendungsebene zur integrierten Projektaufgabe: Die Studierenden strukturieren Problemstellungen, wenden geeignete Methoden und Werkzeuge an und führen Entwurf, Implementierung, Verifikation, Test, Dokumentation und Kommunikation im Capstone-Projekt auf Transferniveau zusammen.
Lernpfad Modellbasierter Entwurf
Der Lernpfad Modellbasierter Entwurf befähigt die Studierenden, technische Systeme mathematisch und physikalisch zu beschreiben, zu simulieren, regelungstechnisch auszulegen und modellbasiert auf realen oder echtzeitnahen Plattformen umzusetzen. Die Studierenden entwickeln Kompetenzen darin, Modelle als Grundlage für Analyse, Entwurf, Implementierung und Bewertung technischer Lösungen einzusetzen.
Zusammenfassung der Lernziele / Kompetenzen
WAS: Die Studierenden können nach Abschluss des Lernpfads technische Systeme mathematisch und physikalisch modellieren, simulieren, regelungstechnisch auslegen, modellbasiert implementieren und experimentell bewerten. Sie entwickeln dabei insbesondere Kompetenzen im Strukturieren dynamischer Problemstellungen, im Anwenden mathematischer, simulativer und regelungstechnischer Methoden sowie im Entwurf, Test und der Dokumentation modellbasierter Systemlösungen.
WOMIT: Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie im Lernpfad
- mathematische Modelle mit Differenzialgleichungen, Fourier- und Laplace-Transformation sowie numerischen Verfahren beschreiben und lösen,
- elektrische Maschinen und Antriebssysteme hinsichtlich Aufbau, Betriebsverhalten, Energieumwandlung und messtechnischer Validierung analysieren,
- lineare Regelkreise modellieren, auslegen, stabilisieren und hinsichtlich Regelgüte bewerten,
- technische Systeme mit Simulationen, Modellierungswerkzeugen und geeigneten Implementierungsplattformen untersuchen und umsetzen,
- Mess- und Simulationsergebnisse vergleichen, interpretieren und zur Begründung technischer Entscheidungen nutzen,
- im Capstone-Projekt eine modellbasierte Entwicklungsaufgabe bearbeiten, implementieren, verifizieren, dokumentieren und präsentieren.
WOZU: Damit sie in späteren Entwicklungs-, Automatisierungs- und Systemintegrationsaufgaben Modelle als belastbare Grundlage für Analyse, Entwurf, Implementierung und Optimierung technischer Systeme einsetzen können. Der Lernpfad führt die in der Ziele-Module-Matrix angelegten Kompetenzen von der methodischen Anwendung zur integrierten Entwicklungsaufgabe: Die Studierenden strukturieren Systeme, wenden geeignete Werkzeuge an, bewerten Daten und führen Entwurf, Implementierung, Verifikation, Test, Dokumentation und Kommunikation im Capstone-Projekt auf Transferniveau zusammen.
Lernpfad Engineering Design
Der Lernpfad Engineering Design befähigt die Studierenden, mechanische Produkte und Baugruppen aus Anforderungen heraus zu analysieren, konstruktiv zu gestalten, auszulegen und normgerecht zu dokumentieren. Dabei verbinden sie festigkeitsmechanische Grundlagen mit Methoden des Produktdesigns, der Verbindungstechnik und der Antriebstechnik.
Zusammenfassung der Lernziele / Kompetenzen
WAS: Die Studierenden können nach Abschluss des Lernpfads mechanische Produkte und Baugruppen aus Anforderungen heraus analysieren, dimensionieren, konstruktiv gestalten, auslegen und normgerecht dokumentieren. Sie entwickeln dabei insbesondere Kompetenzen im Strukturieren konstruktiver Problemstellungen, im Anwenden festigkeitsmechanischer und konstruktionsmethodischer Werkzeuge sowie im Entwurf, der Bewertung und der technischen Darstellung funktionsfähiger Produktlösungen.
WOMIT: Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie im Lernpfad
- Beanspruchungen, Spannungen, Verformungen und Tragfähigkeit von Bauteilen mit Methoden der Festigkeitslehre bewerten,
- technische Anforderungen in Produktfunktionen, Bauteile, Baugruppen und CAD-Modelle überführen,
- Verbindungselemente und Verbindungstechniken auswählen, auslegen und hinsichtlich Funktion, Fertigung und Montage beurteilen,
- grundlegende Antriebselemente und Antriebsstränge analysieren, dimensionieren und in konstruktive Lösungen integrieren,
- digitale Produktmodelle, technische Zeichnungen und konstruktive Nachweise nachvollziehbar erstellen und dokumentieren,
- im Capstone-Projekt ein technisch-funktionales Produkt konzipieren, auslegen, modellieren, überprüfen, dokumentieren und präsentieren.
WOZU: Damit sie in späteren Entwicklungs- und Konstruktionsaufgaben mechanische Produkte belastbar auslegen, konstruktive Entscheidungen begründen und technische Lösungen normgerecht kommunizieren können. Der Lernpfad führt die in der Ziele-Module-Matrix angelegten Kompetenzen von der methodischen Anwendung zur integrierten Produktentwicklung: Die Studierenden strukturieren Anforderungen, wenden geeignete Analyse- und Entwurfswerkzeuge an und führen Konstruktion, Dokumentation, Verifikation, Test, Argumentation und Kommunikation im Capstone-Projekt auf Transferniveau zusammen.
BMB201: Festigkeitslehre - Elastostatik
BMB202: Engineering Design - Produktdesign (mit Praktikum)
BMB203: Engineering Design - Verbindungstechnik (mit Praktikum)
BMB204: Engineering Design - Antriebstechnik (mit Praktikum)
BMB205: Engineering Design - Capstone (mit IWA - Methoden des Spezifikationsmanagements)
Lernpfad Robotik
Der Lernpfad Robotik befähigt die Studierenden, robotische und mechatronische Systeme mechanisch, sensorisch, signaltechnisch und steuerungsbezogen zu verstehen, zu planen und praktisch umzusetzen. Dabei entwickeln sie Kompetenzen in der Analyse von Bewegung, Sensorik und Signalverarbeitung sowie in der Programmierung und Bewertung industrieller und kollaborativer Robotersysteme.
Zusammenfassung der Lernziele / Kompetenzen
WAS: Die Studierenden können nach Abschluss des Lernpfads robotische und mechatronische Systeme mechanisch, sensorisch, signaltechnisch und steuerungsbezogen analysieren, planen, programmieren, praktisch umsetzen und hinsichtlich Funktion, Sicherheit und Interaktion bewerten. Sie entwickeln dabei insbesondere Kompetenzen im Modellieren von Bewegung und Systemverhalten, im Anwenden sensorischer und signalverarbeitender Methoden sowie im Entwurf, Test und der Dokumentation robotischer Anwendungen.
WOMIT: Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie im Lernpfad
- Bewegungen starrer Körper und Punktmassen mit Methoden der Kinematik und Kinetik modellieren und berechnen,
- Sensorik und Signalverarbeitung zur Erfassung, Aufbereitung und Bewertung technischer Daten einsetzen,
- industrielle Robotersysteme hinsichtlich Kinematik, Programmierung, Arbeitsraum, Bahnplanung und Einsatzgrenzen analysieren,
- kollaborative Robotikanwendungen unter Berücksichtigung von Sicherheit, Mensch-Roboter-Interaktion und Prozessintegration planen und bewerten,
- mechanische, sensorische, steuerungs- und softwarebezogene Teilsysteme zu robotischen Anwendungen zusammenführen,
- im Capstone-Projekt eine integrierte mechatronisch-robotische Entwicklungsaufgabe umsetzen, testen, dokumentieren und präsentieren.
WOZU: Damit sie in späteren Entwicklungs-, Automatisierungs- und Integrationsaufgaben robotische Systeme fundiert auslegen, in Betrieb nehmen, bewerten und sicher in technische Prozesse einbinden können. Der Lernpfad führt die in der Ziele-Module-Matrix angelegten Kompetenzen von der Anwendungsebene zur integrierten Projektaufgabe: Die Studierenden strukturieren robotische Problemstellungen, wenden geeignete Methoden und Werkzeuge an, bewerten technische Daten und führen Entwurf, Umsetzung, Test, Dokumentation, Teamarbeit und Kommunikation im Capstone-Projekt auf Transferniveau zusammen.
Projekt, Praxisphase und Abschluss
Der Modulbereich Projekt, Praxisphase und Abschluss führt die fachlichen, methodischen und überfachlichen Kompetenzen aus den Grundlagen, Lernpfaden und Wahlpflichtmodulen in größere, eigenständigere Aufgabenstellungen über. Die Studierenden bearbeiten zunächst eine interdisziplinäre Projektaufgabe im Team, wenden ihr Wissen anschließend in einem berufspraktischen Kontext an und schließen das Studium mit einer eigenständigen Bachelorarbeit samt Kolloquium ab.
Wahlpflichtmodule
Die Wahlpflichtmodule ermöglichen den Studierenden, ihr Kompetenzprofil entsprechend persönlicher Interessen und beruflicher Zielrichtungen zu vertiefen und zu verbreitern. Sie ergänzen die Pflichtmodule um spezialisierte Themen aus Konstruktion, Produktion, Elektrotechnik, eingebetteten Systemen, Robotik, Simulation, Datenanalyse, KI und weiteren aktuellen Feldern der Ingenieurwissenschaften.