Der Kurs „Advanced Systems Engineering von Produktionsanlagen (ASEP)“ behandelt die Herausforderungen im Engineering-Prozess, bei dem Daten oft ineffizient genutzt werden. ASE berücksichtigt die Auswirkungen der Digitalisierung und Interdisziplinarität, um die technische und organisatorische Komplexität bei der Planung von Produktionsanlagen zu beherrschen. Unternehmen können durch ASE ihre Daten durchgängig nutzen und dadurch ihren Entwicklungsprozess beschleunigen und verbessern. Das Lehrangebot vermittelt Studierenden die Bedeutung von ASE im Kontext automatisierter Produktionsanlagen, unterstützt durch praktische Beispiele von etablierten und Open-Source Software-Anwendungen. Der Kurs umfasst 14 Vorlesungseinheiten zur theoretischen Grundlage des ASE sowie drei Case-Studies zur Anwendung des Wissens in praxisnahen Problemstellungen.

01 – Automatisierte Produktionsanlagen: Automatisierte Produktionsanlagen finden in vielfältiger Weise Einsatz im produzierenden Gewerbe. Grundbegriffe und Anwendungsfelder dieser Produktionsanlagen, als Hauptanwendungsfall des ASE, werden in dieser Vorlesungseinheit eingeführt.

02 – Advanced Systems Engineering: Das Advanced Systems Engineering, insbesondere der Ansatz des modellbasierten, durchgängigen Systems Engineering, spielt eine bedeutende Rolle im Entwicklungsprozess, indem es Domänenwissen verknüpft und übergreifende Modelle sowie Schnittstellen als Nahtstellen nutzt. Es wird auf die Bestandteile und Definitionen des Advanced Engineerings, Advanced Systems und dem Systems Engineering sowie gängige Konzepte eingegangen.

03 – Der Digitale Zwilling: Über die historische Einordnung und Entwicklung des „Digitalen Zwillings“ soll das Verständnis für die Vorteile in der Nutzung dessen im Rahmen des Engineering-Prozesses verdeutlicht und ausgebaut werden.

04 – Datenmanagement mit PLM-Systemen: Der Umgang mit großen Datenmengen, die aus der Modellnutzung resultieren, bildet die Basis für einen durchgängigen, integrierenden Entwicklungsprozess und muss durch den Einsatz verschiedener Entwicklungsmethoden bewältigt werden. Dabei spielen Standardisierung und Wissensmanagement eine bedeutende Rolle. 

05 – Simulationsbasierte Auslegung von Produktionsanlagen: Mittels Planungsmethodiken und dem Einsatz von Simulationen werden das Vorgehen nach DIN-Norm dargestellt und die Hierarchiestufen der Produktion berücksichtigt. 

06 – Integrierte Produkt-Prozess Entwicklung: Die vollständige und zusammenhängende Betrachtung der Produkt- und Prozessentwicklung ermöglicht eine erhebliche Verkürzung der Time-to-market und bildet daher einen wesentlichen Grundstein für diese Lehreinheit. 

07 – Anforderungsmanagement und Lösungsspezifikation: Mittels methodischen Vorgehens und Softwareunterstützung wird der Umgang mit verschiedenen Anforderungen und das Ableiten daraus resultierender Lösungsräume vermittelt. 

08 – Mechanik-Entwicklung: Die Einheit vermittelt einen Überblick über verschiedene methodische Ansätze der Mechanikkonstruktion sowie deren Anwendung in gängigen 3D-CAD-Systemen. 

09 – Elektrik-Entwicklung: Nach einer Einführung in den Themenkomplex der Elektrik erfolgt ein Überblick über verschiedene methodische Ansätze zum Vorgehen innerhalb der Elektrokonstruktion. 

10 – Software-Entwicklung: Auch in der Softwareentwicklung und SPS-Programmierung existieren verschiedene methodische Ansätze und Vorgehensweisen, die in dieser Vorlesungseinheit vermittelt und an praktischen Anwendungsbeispielen geübt werden sollen. 

11 – Systemintegration, Virtuelle Inbetriebnahme und Testing: Eine objektive Verkürzung von Kosten und Zeit ergibt sich bei der Inbetriebnahme durch Simulation und andere Softwarelösungen. Weiterhin werden Methoden zum Test der in VE07 gestellten Anforderungen vermittelt. 

12 – Änderungsmanagement: Im Rahmen des Änderungsmanagements wird den Studierenden die Notwendigkeit einer durchgehenden Datenhaltung mit konsequenter Verknüpfung nähergebracht, durch die auf Änderungen im Engineeringprozess wirtschaftlich reagiert werden kann. 

13 – Inbetriebnahme von Produktionsanlagen: Inhaltlicher Abschluss der Vorlesungsreihe bildet die reale Inbetriebnahme von Produktionsanlagen, um den Abschluss des Planungsprozesses zu verdeutlichen. Es wird auf gängige Abnahmeverfahren von automatisierten Produktionsanlagen eingegangen. 

14 – Klausurvorbereitung: Abschließend wird ein wesentlicher Überblick über die in den Vorlesungseinheiten vermittelten Methoden sowie die Zusammenhänge der einzelnen Einheiten gegeben. 

Case-Studies:

CS01 - Anforderungs- und Lösungsspezifikation: Ableitung von Anforderungen anhand einer gegebenen Aufgabenstellung und Entwicklung einer daraus resultierenden Lösungsspezifikation. 

CS02 - Domänenspezifisches Engineering: Bearbeitung praxisbezogener Engineering-Aufgaben innerhalb der einzelnen Domänen der Mechanik, Elektrik und Software. 

CS03 - Virtuelle Inbetriebnahme und Änderungsmanagement:Virtuelles Testing von gestellten Anforderungen, sowie Vorgehen bei Änderungen der Anforderungen im Sinne des Advanced Systems Engineerings.

Nach dem Studium des vhb-Kurses Advanced Systems Engineering von Produktionsanlagen (ASEP) sind Studierende in der Lage, den Engineering-Prozess von der Anforderung bis hin zum fertigen Produkt zu verstehen. Dies wird durch Methoden-Vermittlung über den gesamten Product Lifecycle ermöglicht. Weiterhin werden Einblicke in gängige Software-Lösungen im Bereich des Engineerings ermöglicht. Durch Anwendung der Kenntnisse in Übungen werden die Studierenden zudem befähigt, das Gelernte auf praktische Weise zu festigen. Durch den Kurs können Studierende darüber hinaus selbstständig den Ansatz des ASE im späteren Berufsleben forcieren und umsetzen.