Konzeption und Zielsetzung
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Die Mechatronik bildet die ideale Verbindung der klassischen Studiengänge Maschinenbau, Elektrotechnik und Informationstechnik. Da die technische Entwicklung aktuell gekennzeichnet ist durch eine immer höhere Integration und Miniaturisierung von mechanischen und elektrischen Elementen, die gesteuert werden mithilfe programmierbarer "Intelligenz", kommt der Mechatronik naturgemäß mittlerweile eine herausragende Bedeutung zu. Der Ansatz eines übergreifenden Systems - insbesondere bei der Entwicklung neuer Produkte - rückt daher heute und in Zukunft zunehmend in den Vordergrund. Der Studienabschluss im Studiengang Mechatronik ist der Bachelor of Engineering (B.Eng.).
FACHLICHE SCHWERPUNKTE
An der DHBW Stuttgart bietet der Studiengang Mechatronik zwei mögliche Schwerpunkte:
- Allgemeine Mechatronik als Grundlage für alle Anwendungsbereiche
- Mechatronik / Fahrzeugelektronik als Grundlage für Tätigkeiten im Automotiv-Umfeld
ENTWICKLUNG DER MECHATRONIK
Im Jahr 1969 prägte der Japaner Ko Kikuchi den Begriff Mechatronics - zu Deutsch "Mechatronik".
Er verstand darunter die elektronische Funktionserweiterung mechanischer Komponenten. Der Begriff setzt sich zusammen aus Mechanism (später mechanics, Mechanik oder allgemeiner Maschinenbau) und Electronics (Elektronik oder allgemeine Elektrotechnik) und war im Zeitraum von 1971 bis 1982 als Handelsname geschützt.
Mit dem Aufkommen der Mikroelektronik und besonders der Mikroprozessortechnik ist die Informationstechnik als weiterer Bestandteil der Mechatronik hinzugekommen. Mechatronik beinhaltet damit das Zusammenwirken der klassischen Ingenieurswissenschaften Maschinenbau, Elektrotechnik und Informationstechnik.
Mechatronische Systeme zeichnen sich durch die funktionale und/oder räumliche Integration von Sensoren, Aktoren, Informationsverarbeitungen und ein Grundsystem aus. Das Grundsystem kann aus mechanischen, fluidtechnischen, chemischen oder biologischen Strukturen bestehen. Ein Ziel der Mechatronik ist es, das Verhalten eines technischen Systems zu verbessern, indem mithilfe von Sensoren Informationen über die Umgebung, aber auch über das System selbst erfasst werden. Diese Informationen werden in Prozessoren verarbeitet, die im jeweiligen Kontext "optimale" Reaktionen mithilfe von Aktoren auslösen. Durch den Einbezug der modernen Informationstechnik in die Produkte selbst können anpassungsfähige technische Systeme entstehen. Diese Systeme sind in der Lage, auf Veränderungen ihrer Umgebung zu reagieren, kritische Betriebszustände zu erkennen und Abläufe, die nur schwer steuerbar sind, durch Einsatz der Regelungstechnik zu optimieren.
Im deutschsprachigen Raum ist folgende Definition von Isermann zu finden:
"Mechatronik ist ein interdisziplinäres Gebiet, bei dem folgende Disziplinen zusammenwirken: mechanische und mit ihnen gekoppelte Systeme, elektronische Systeme, Informationstechnik. Dabei ist das mechanische System im Hinblick auf die Funktionen dominierend. Es werden synergetische Effekte angestrebt, die mehr beinhalten als die reine Addition der Disziplinen."
Kern eines modernen Verständnisses von Mechatronik ist der synergetische Effekt verschiedener Technologien. Entscheidend ist also nicht eine Einzeltechnologie, sondern die Kombination der Einzeltechnologien, die es ermöglicht, dass ein System seine Aufgabe optimal erfüllt oder neue Funktionalitäten realisiert werden können. Die Integration der Technologien muss dabei bereits zu Beginn der Entwicklung in der ersten Spezifikationsphase erfolgen. Die Entwicklung von mechatronischen Systemen setzt die ganzheitliche Betrachtung der Systeme, interdisziplinäres Denken, eine gemeinsame begleitende Sprache bei den Entwicklern und meist den Einsatz rechnerunterstützter Werkzeuge voraus. Infolge der Komplexität und Heterogenität, die den meisten mechatronischen Systemen anhaften, ist eine systematische Vorgehensweise unabdingbar.