Vorlesungen des ISW

Vorlesung für die Bachelor- und Masterstudiengänge

Organisatorische Informationen zu den Lehrveranstaltungen finden Sie in C@MPUS

Lehrmaterialien und Aufzeichnungen stehen in ILIAS zur Verfügung

Vorlesungen im Wintersemester 2024/2025

Biomechatronik 1: Mechatronische Systeme in der Medizin - Anwendungen aus Orthopädie und Rehabilitation

Vorlesung
2 SWS

LV-Nr.:	630744100
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Data Science in der Produktion

Vorlesung
2 SWS

LV-Nr.:	410729102
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

IT-Architekturen in der Produktion

Vorlesung mit Übung
4 SWS

Inhalt:	• Einführung in IT-Architekturen mit Bezug zu produktionstechnischen Fragestellungen • Übersicht prinzipieller IT-Architekturen von der Cloud bis zum Mikrocontroller • Grundlagen der IT-Architekturen in der Produktion für cloudbasierte Systeme, Cluster, Industrierechner, Automatisierungstechnik, Embedded Systems, Mikrocontroller, FPGA • Grundlagen von Kommunikations- und Netzwerktechnik in der Produktion • Methoden der Software-Entwicklung für Produktionssysteme inkl. Anforderungsmanagement, Versionsmanagement, Dokumentation, Testing und Deployment • Methoden der Software-Entwicklung im Team • Übersicht über Programmiersprachen und integrierte Entwicklungsumgebungen für produktionsorientierte IT-Architekturen
LV-Nr.:	410729101
Art:	Vorlesung mit Übung
Semesterwochenstunden:	4
Link:	C@MPUS

Modellierung, Analyse und Entwurf neuer Roboterkinematiken I

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	- Modellbildung von Maschinen mit komplexer Kinematik - Techniken zur Analyse und Eigenschaftsbestimmung - Kinematische Transformation und Arbeitsraumbestimmung - Methoden für Entwurf und Auslegung
LV-Nr.:	630746100
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Planung von Robotersystemen

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	Industrieroboter sind aus der heutigen Produktion nicht mehr wegzudenken. Weltweit werden jährlich über 500.000 neue Industrieroboter installiert. Aufgrund des demohraphischen Wandels wird der Bedarf an Automatisierung in den nächsten Jahren weiter deutlich steigen. Die Vorlesung legt die Basis zur erfolgreichen Planung und Realisierung von Robotersystemen.
LV-Nr.:	630745100
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Praktikum Steuerungstechnik

Praktikum
1 SWS

Inhalt:	Das Praktikum findet im WiSe als auch im SoSe statt. Nähere Infos unter https://www.isw.uni-stuttgart.de/lehre/praktika/#id-220e2451 Das Praktikum gehört zum Modul 16250 "Steuerungstechnik" (6 credits)
LV-Nr.:	410729120
Art:	Praktikum
Semesterwochenstunden:	1
Link:	C@MPUS

Robotersysteme - Anwendungen aus der Servicerobotik, Vertiefung

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	Anhand zahlreicher Produktbeispiele, aktueller Prototypen und Technologieträger erfolgt ein umfassender Überblick über die Schlüsseltechnologien der Servicerobotik. Die vermittelten Grundlagen ermöglichen, ein Servicerobotersystem zu konzipieren und zu entwickeln. Schlüsseltechnologien: Steuerungsarchitekturen, Sensoren, mobile Navigation, Handhaben und Greifen, Bildverarbeitung, Planung und maschinelles Lernen, Mensch-Maschine-Interaktion. Realisierungsbeispiele ("Case-Studies").
LV-Nr.:	410729100
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Robotersysteme-Anwendungen in der Servicerobotik

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	Anhand zahlreicher Produktbeispiele, aktueller Prototypen und Technologieträger erfolgt ein umfassender Überblick über die Schlüsseltechnologien der Servicerobotik. Die vermittelten Grundlagen ermöglichen, ein Servicerobotersystem zu konzipieren und zu entwickeln. Schlüsseltechnologien: Steuerungsarchitekturen, Sensoren, mobile Navigation, Handhaben und Greifen, Bildverarbeitung, Planung und maschinelles Lernen, Mensch-Maschine-Interaktion. Realisierungsbeispiele ("Case-Studies").
LV-Nr.:	630743100
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Seminar Steuerungstechnik am ISW

Seminar
2 SWS

Inhalt:	Seminar, in dem die Studierenden über die Ergebnisse ihrer studentischen Arbeiten (Bachelor-, Studien-, Masterarbeit) am ISW vortragen.
LV-Nr.:	410829501
Art:	Seminar
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Softwaretechnik für Ingenieure

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	• Grundlagen objektorientierter Programmierung • Entwicklungswerkzeuge, IDEs, CI/CD • Entwicklungsmethoden • Anforderungserhebung • Software-Entwurf und -Architektur • Qualitätssicherung, statische und dynamische Analyse
LV-Nr.:	410729107
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Steuerungsarchitekturen und Kommunikationstechnik

Vorlesung
2 SWS

LV-Nr.:	630740100
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Steuerungstechnik mit Antriebstechnik

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	Steuerungsarten (mechanisch, fluidisch, Kontaktsteuerung, SPS, Motion Control, Numerische Steuerung, Robotersteuerung, Leitsteuerung): Aufbau, Architektur, Funktionsweise, Programmierung. Darstellung und Lösung steuerungstechnischer Problemstellungen. Grundlagen der in der Automatisierungstechnik verwendeten Antriebssysteme (Elektromotoren, fluidische Antriebe). Typische praxisrelevante Anwendungsbeispiele.
LV-Nr.:	360510100
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Wertorientiertes technisches Supply Chain Management

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	• Ausgangslage, Begriffserläuterungen und Definitionen • Einkaufsorganisation und Sourcingstrategien • Supply Chain Management • Lieferantenauswahl und -integration • Einfluss der Werte auf Einkäufer und Einkaufsprozessen • Lieferanten Management • Technischer Einkauf und Vertragsrecht • Verhandlungstechniken Lokal/ Global • Supply Chain- und Prozesskosten
LV-Nr.:	410729103
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Zusätzliche Übungen zur Steuerungstechnik

Übung
1 SWS

Inhalt:	Übungsaufgaben zu Kurvensteuerungen, Fluidik, binärer Steuerungstechnik, SPS-Programmierung und NC-Programmierung
LV-Nr.:	630741300
Art:	Übung
Semesterwochenstunden:	1
Link:	C@MPUS

Vorlesungen im Sommersemester 2024

Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Industrieroboter

Vorlesung mit Übung
4 SWS

Inhalt:	- Steuerungsarten (mechanisch, fluidisch, Numerische Steuerung, Robotersteuerung): Aufbau, Architektur, Funktionsweise. - Mess-, Antriebs-, Regelungstechnik für Werkzeugmaschinen und Industrieroboter - Kinematische und Dynamische Modellierung von Robotern und Parallelkinematiken. - Praktikum zur Inbetriebnahme von Antriebssystemen und regelungstechnischer Einstellung.
LV-Nr.:	360612100
Art:	Vorlesung mit Übung
Semesterwochenstunden:	4
Link:	C@MPUS

Simulationsgestützte Planung und Auslegung von Produktionsanlagen

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	• Einführung in den Lebenszyklus einer Produktionsanlage mit Fokus auf das Engineering neuer Automatisierungslösungen • Grundlagen der Digitalen Fabrik mit ihren abgestimmten simulationsbasierten Methoden und Werkzeugen für den Maschinen- und Anlagenbau • Modellbildung und Co-Simulation virtueller Produktionsanlagen • Echtzeitsimulation mechatronischer Systeme • Virtuelle Inbetriebnahme und Testautomatisierung • Ausblick: Die Digitale Zukunft im Maschinen- und Anlagenbau Alle Vorlesungsinhalte werden anhand praktischer Beispiele aus dem Maschinen- und Anlagenbau in Übungen vertieft.
LV-Nr.:	410829102
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Seminar Steuerungstechnik am ISW

Seminar
2 SWS

Inhalt:	Seminar, in dem die Studierenden über die Ergebnisse ihrer studentischen Arbeiten (Bachelor-, Studien-, Masterarbeit) am ISW vortragen.
LV-Nr.:	410829501
Art:	Seminar
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Robotersysteme - Anwendungen aus Industrie- und Servicerobotik

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	• Anwendungen von Robotersystemen in der Automobil- und allgemeinen Industrie • Roboterbasiertes thermisches Fügen, Fräsen, Biegen, Montieren • Roboter in der Logistik, Medizin und Weltraumtechnik • Sensorbasierte Regelung • Programmieren durch Vormachen • Steuerung kooperierender und nachgiebig geregelter Robotersysteme
LV-Nr.:	630840100
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Produktionstechnische Informationstechnologien

Vorlesung mit Übung
4 SWS

Inhalt:	• Einführung in die Informations-Prozesse und die Informations-Technik in der Produktion sowie deren Einordnung in das Unternehmensmodell • Grundlagen des Wertstroms und der Prozessmodellierung sowie Einführung in die Prozessmodellierung (BPM) • Grundlagen der Modularisierung von Informations-Prozessen und Informations-Techniken in der Produktion • Einführung in digitale Methoden der Fertigungsplanung, Einführung von AutomationML und deren Auswirkungen • Einführung in die Shopfloor-IT und in OPC UA • Kopplung von AutomationML und OPC UA zur Virtuellen Inbetriebnahme • Management-Grundlagen der Planungs- und Steuerungsprozesse für IT-Projekte in der Produktion • Alle Inhalte werden anhand praktischer Beispiele aus der industriellen Anwendung vertieft
LV-Nr.:	410829101
Art:	Vorlesung mit Übung
Semesterwochenstunden:	4
Link:	C@MPUS

Ölhydraulik und Pneumatik in der Steuerungstechnik

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	- Grundlagen und Gesetzmäßigkeiten fluidischer Systeme - Mathematische Beschreibung fluidischer Komponenten - Aufbau und Funktionsweise der Komponenten fluidischer Systeme (Pumpen, Motoren, Ventile) - Schaltungen und Schaltpläne fluidischer Systeme
LV-Nr.:	630842100
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Modellierung Software-intensiver Systeme

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	- Modellierungsgrundlagen - Objekt-orientierte Modellierung software-intensiver Systemen - Struktur- und Verhaltensmodellierung mit der UML - Modellierung formaler Software-Architekturen - Modellierung digitaler Zwillingen
LV-Nr.:	410729105
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Modellierung, Analyse und Entwurf neuer Roboterkinematiken II

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	- Modellbildung von Maschinen mit komplexer Kinematik - Techniken zur Analyse und Eigenschaftsbestimmung - Kinematische Transformation und Arbeitsraumbestimmung - Methoden für Entwurf und Auslegung
LV-Nr.:	410000003
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Grundlagen der Bionik

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	Die Vorlesung gibt einen Überblick über die verschiedenen Arbeitsfelder der Bionik und legt - bedingt durch das Arbeitsfeld des Dozenten - einen Schwerpunkt auf Anwendungen in der Biomedizinischen Technik. Die Studierenden lernen die bionische Denkweise kennen und erhalten einen Einblick in das Potential der Bionik für Lösungen zu zentralen technische Problemen. Sie lernen aber auch die Grenzen des oft überschätzen Hoffnungsträgers Bionik kennen und lernen echte Bionik von Pseudobionik, Technischer Biologie und Bioinspiration zu unterscheiden. Der Besuch der Vorlesung ist Voraussetzugnen für den Besuch der weiterführenden Vorlesung "Bionik für Medizintechnik" und das Seminar "Bionische Produktentwicklung" (beides Master Medizintechnik)
LV-Nr.:	630844100
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Fundamentals of Soft Robotics

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	• Introduction to modeling mechanical systems with finite strains and large deflections • Constitutive modeling of soft materials systems (energy formulations, hyperelastic material models) • Multiphysics interactions • Embodiment of control functions into soft structures • Principles of actuation, sensing, energy harvesting • Working principles of fluid-driven soft actuators, electrostatic soft transducers, thermally driven actuators, diffusion-driven systems • Advantages and disadvantages of soft transducer technologies
LV-Nr.:	410900099
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Bionische Produktentwicklung

Übung
2 SWS

Inhalt:	Das Projekt-Praktikum soll einerseits dazu dienen, ein tieferes Verständnis der bionischen Arbeitsweise zu bekommen, andererseits interdisziplinäre Zusammenarbeit konkret zu üben und nicht zuletzt grundlegendes Projektmanagement kennen zu lernen und anzuwenden. Der Prozess des bionischen Arbeitens soll in allen Phasen durchlaufen werden: Startpunkt liegt in einer Verbindung eines biologischen Vorbilds mit einem konkreten technischen Verwertungsinteresse. Das technische Verwertungsinteresse liegt bei einem Industriepartner, dem die Ergebnisse/ die Invention von den Studierenden vorgestellt werden (extra-Präsentations-Termin) und der diese ggf. zu einem Produkt weiter entwickeln wird. Ausgehend von einer technischen Problemstellung (sog. Top-down-Prozess oder Technology Pull) wird in einem kreativen Prozess eine Ideenfindung durchgeführt, wo das biologische Vorbild und die Bedarfsdeckung zusammen finden. Hier lernen die Studenten verschiedene Kreativitätstechniken kennen. Danach schließt sich eine anwendungsorientierte Forschungsphase an. Zunächst wird eine Funktionsanalyse durchgeführt und mit Bezug zur technischen Zielsetzung geeignete wissenschaftliche Experimente entworfen, um die zugrunde liegenden Prinzipien zu entschlüsseln. Das Auffinden entsprechender Spezialliteratur und das eigene Untersuchen biologischen Materials / Organismen ist Bestandteil des Praktikums. Auf Basis der Ergebnisse werden in der Abstraktionsphase Erklärungsansätze in Form von Struktureigenschaftsbeziehungen formuliert. In der dritten Phase findet die konkrete Entwicklungsarbeit statt. Sie folgt der klassischen Projektbearbeitung: Planung und Konzeption, in der die technischen Ziele und Anforderungen in Bezug auf die anvisierte Anwendung formuliert werden. Dazu wird ein Lastenheft (Anforderungsliste) erstellt und in Pflichtenhefte für die einzelnen Projektakteure übersetzt. Die angestrebt Entwicklung eines Bauteils wird in die relevanten Teilaspekte zerlegt und Ansätze zu deren Realisierung und Validierung geplant. Daran schließt sich die Konzeption und Konstruktion eines Bauteils/ verschiedener Bauteile oder die Entwicklung eines Werkstoffs an. Die Fertigung eines Demonstrators ist optional. Bei Vorliegen des Demonstrators erfolgt eine Testphase. Abschließend wird eine Präsentation des gesamten Entwicklungsprozesses erstellt und die Invention einem Industriepartner vorgestellt. Die Bearbeitung erfolgt teils in einer Großgruppe, aber auch in interdisziplinären Kleingruppen
LV-Nr.:	491144200
Art:	Übung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Automatisierung in der Montage- und Handhabungstechnik

Vorlesung
2 SWS

Inhalt:	• Überblick über die Möglichkeiten und Grenzen der Automatisierung in der Handhabungs- und Montagetechnik. • Handhabungsfunktionen, die zugehörige Gerätetechnik, deren Verkettung. • Materialfluss zwischen Fertigungsmitteln und die Automatisierungs-möglichkeiten. • Montagegerechte Gestaltung von Werkstücken. • Wirtschaftliche Betrachtung von Automatisierungsvorhaben.
LV-Nr.:	630810100
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	2
Link:	C@MPUS

Angewandte Regelungstechnik in Produktionsanlagen

Vorlesung
4 SWS

Inhalt:	- Modellbildung und Identifikation einer elektromechanischen Vorschubachse einer Werkzeugmaschine. - Regelung der Vorschubachse mit aktuell in der Produktion eingesetzten Regelungsverfahren. Aufbau und Parametrierung der Regler.
LV-Nr.:	630841100
Art:	Vorlesung
Semesterwochenstunden:	4
Link:	C@MPUS

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Vorlesungen im Wintersemester 2024/2025

Biomechatronik 1: Mechatronische Systeme in der Medizin - Anwendungen aus Orthopädie und Rehabilitation

Data Science in der Produktion

IT-Architekturen in der Produktion

Modellierung, Analyse und Entwurf neuer Roboterkinematiken I

Planung von Robotersystemen

Praktikum Steuerungstechnik

Robotersysteme - Anwendungen aus der Servicerobotik, Vertiefung

Robotersysteme-Anwendungen in der Servicerobotik

Seminar Steuerungstechnik am ISW

Softwaretechnik für Ingenieure

Steuerungsarchitekturen und Kommunikationstechnik

Steuerungstechnik mit Antriebstechnik

Wertorientiertes technisches Supply Chain Management

Zusätzliche Übungen zur Steuerungstechnik

Vorlesungen im Sommersemester 2024

Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Industrieroboter

Simulationsgestützte Planung und Auslegung von Produktionsanlagen

Seminar Steuerungstechnik am ISW

Robotersysteme - Anwendungen aus Industrie- und Servicerobotik

Produktionstechnische Informationstechnologien

Ölhydraulik und Pneumatik in der Steuerungstechnik

Modellierung Software-intensiver Systeme

Modellierung, Analyse und Entwurf neuer Roboterkinematiken II

Grundlagen der Bionik

Fundamentals of Soft Robotics

Bionische Produktentwicklung

Automatisierung in der Montage- und Handhabungstechnik

Angewandte Regelungstechnik in Produktionsanlagen

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