Mechatronik / Systems Engineering

Master of Engineering

Recherchiert man im Internet nach dem Begriff „Systems Engineering“, so findet man unterschiedliche Definitionen. Allen Definitionen gemein ist jedoch, dass es jeweils um die interdisziplinäre Entwicklung komplexer technischer Systeme geht.

Historisch gesehen wurde „Systems Engineering“ im Rahmen der amerikanischen Raumfahrtprogramme nach dem zweiten Weltkrieg geprägt. Dort wurden erstmals hochkomplexe multidisziplinäre Systeme entwickelt, die beim ersten Einsatz zuverlässig ihren Dienst tun sollten. Mittlerweile ist Systems Engineering auch in der Luftfahrt- und in der Automobilbranche etabliert. Auch in anderen Branchen praktizieren viele Unternehmen Systems Engineering, oftmals ohne es explizit so zu bezeichnen.

Mittlerweile wird der Begriff „Systemingenieur“ auch häufiger in Zusammenhängen verwendet, bei denen es bei genauerer Betrachtung nicht um eine interdisziplinäre Entwicklungstätigkeit geht. So wird der Begriff z.T. auch beim Entwurf komplexer Software-Systeme verwendet. Es gab auch schon Spezialisten für mechanische FEM-Simulationen, die sich als Systemingenieur bezeichnet haben… Wenn „Systemingenieur“ zum Teil schon fast als Modebegriff verwendet wird, erklärt sich dies auch damit, dass der Stellenwert der „echten“ Systemingenieure in der Industrie kontinuierlich zunimmt.

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Die Aufgaben und Tätigkeiten eines Systemingenieurs lassen sich am besten anhand des bekannten V-Modells eines mechatronischen Entwicklungsprozesses erklären.

Komplexe technische Systeme beinhalten meist mehrere Ebenen von Komponenten und Subkomponenten. Das System-Design beginnt mit der Definition der System-Anforderungen. Anschließend wird jede Systemebene – ausgehend von der darüber liegenden Systemebene – entworfen. Der Systemingenieur definiert dabei die Subkomponenten seiner Komponente („Systemaufbruch“), die Anforderungen an die Subkomponenten und ihr Zusammenwirken. Erst auf der untersten Systemebene werden schließlich Konstruktionszeichnungen erstellt, Elektronikplatinen gelayoutet und Softwarecode generiert, und das Produkt nimmt Gestalt an. Beim Aufbau und der Inbetriebnahme des Produkts in der Integrationsphase sorgt der Systemingenieur umgekehrt dafür, dass die von ihnen verantwortete Komponente gemäß Spezifikation funktioniert.

Fast jedes komplexe technische System enthält heutzutage mechatronische Komponenten – was erklärt, warum Mechatronik-Systemingenieure sehr flexibel in verschiedenen Branchen tätig sind. Ihre Domäne sind meist die unteren Systemebenen, die nahe am konkreten Produktdesign durch die Fachspezialisten aus Mechanik, Elektronik und Software angesiedelt sind. Der Systemingenieur Mechatronik balanciert die Anforderungen zwischen Mechanik, Elektronik und Software. Er versorgt die Fachspezialisten mit den notwendigen Vorgaben und Inputs und diskutiert mit diesen fachlich „auf Augenhöhe“.

Bei großen Entwicklungsprojekten arbeiten Projektleiter und Systemingenieur Hand in Hand. Der Systemingenieur bereitet mit Fachkompetenz und Systemüberblick wegweisende Projektentscheidungen vor (Was sind die technischen Top-Risiken bei der Entwicklung? Wie können sie abgesichert werden? etc. etc.) und ermöglicht dem Projektleiter eine verlässliche Planung des Projektablaufs. Während der Entwicklung bewertet der Systemingenieur auftretende Probleme und zeigt Lösungsmöglichkeiten auf.

Bei kleineren Entwicklungsprojekten verwischen die Grenzen zwischen Projektleitung und Systems Engineering häufig, und beide Aufgaben werden von derselben Person übernommen. Das Systems Engineering stellt aber häufig die intellektuell anspruchsvollere Tätigkeit dar. Daher sehen wir unseren Studiengang auch als eine gute Vorbereitung für diejenigen, die beruflich mechatronische Entwicklungsprojekte leiten wollen.

Systemingenieure tragen eine nicht unerhebliche fachliche Verantwortung. In der Industrie ist es nicht üblich, unerfahrenen Berufsanfängern eine große Verantwortung zu übertragen. Daher kann es durchaus geschehen, dass Sie nach dem Abschluss des Studiums nicht direkt als Systemingenieur in die Berufstätigkeit starten.

Jeder Mechatroniker hat ein fachliches Standbein, auf dem er sich besonders wohl fühlt. Der eine verfügt über ein gutes räumliches Vorstellungsvermögen und hat seine Stärken im mechanisch-konstruktiven Bereich. Der andere ist mathematisch-analytisch stark, so dass ihm der Zugang zu elektrotechnischen Themen leicht fällt. Häufig beginnt ein Systemingenieur seine Berufslaufbahn mit einer Fachaufgabe in dem Bereich, in dem er sich fachlich zu Hause fühlt. Mit zunehmender Erfahrung fällt seine Fähigkeit, über den Tellerrand zu schauen und die Dinge im Zusammenhang zu betrachten, im Unternehmen positiv auf – und der Startpunkt für die Karriere als Systemingenieur ist gesetzt.

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„Wir arbeiten im Bereich Prozesstechnik bereits über 11 Jahre an regelungstechnischen Herausforderungen in der Automatisierungstechnik. Dabei nutzen wir gerne die Unterstützung von Studenten aus Hochschulen und Universitäten in ganz Deutschland, und vereinzelt auch aus dem Ausland.

Der Masterstudent des Studiengangs „Mechatronik – Systems Engineering“ hat in seinem Projekt Entwurfsmethoden zur Modellbildung und Regelung im Zustandsraum eingesetzt und damit sehr gute Ergebnisse erzielt. Wie wir es insbesondere von Hochschulstudenten erwarten, zeigte er ein gutes praktisches Verständnis. Sehr überrascht haben uns allerdings vor allem seine theoretischen und methodischen Ansätze, die wir in der Vergangenheit bei Hochschulstudenten so nicht voraussetzen konnten. Nichtlineare Zustandsregler und die Auslegung von Zustandsbeobachtern sind Themengebiete, die wir bisher nur mit Absolventen von Universitäten bearbeitet haben.

Die Masterarbeit zeigt, dass Studenten des Masterstudiengangs „Mechatronik – Systems Engineering“ auch komplexe regelungstechnische Aufgabenstellungen mit anspruchsvollen Werkzeugen der Systemtechnik lösen können. Die Studenten sind ihren Kommilitonen von anderen Hochschulen häufig weit voraus. Wir freuen uns auch in Zukunft auf hochmotivierte und vorbildlich ausgebildete Studenten aus diesem Studiengang.“

Steffen Gottwald
Senior Manager Connected Solutions Process Technology

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„Die Studenten des Studiengangs „Master Mechatronik / Systems Engineering“ bringen ein umfassendes Grundlagenwissen mit und haben bereits ein ausgeprägtes Systemverständnis. Mit einem Schwerpunkt in Regelungstechnik und den praktischen Erfahrungen mit dem Entwicklungswerkzeug Matlab/Simulink werden gerne anspruchsvolle Abschlussarbeiten an motivierte Studenten des Studiengangs vergeben.

Dabei schätzen wir eine engagierte Herangehensweise mit dem Fokus, technische Herausforderungen zu verstehen und vielversprechende Lösungsvorschläge mit in die Entwicklungsteams einzubringen. Nach erfolgreichem Abschluss werden die Absolventen des Studiengangs „Master Mechatronik / Systems Engineering“ sehr gerne für anspruchsvolle und spannende Themen in unterschiedlichsten Funktionen in unserem Unternehmen eingesetzt.“

Markus Heger
Leiter System Engineering

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„Durch großes Engagement und fachliche Kompetenz der Studenten der Fachrichtung Mechatronik – Systems Engineering der Hochschule Aalen konnten hervorragende Ergebnisse erreicht werden. Insbesondere die „Systemkompetenz“ konnte dazu beitragen, ein sehr gut funktionierendes Konzept eines mechatronisches Schaltsystems für adaptiven Insassenschutz zu entwickeln. Das Funktionsprinzip wird in unserem Unternehmen hinsichtlich eines späteren Serieneinsatzes weiter untersucht.“

Joachim Biller
New Systems Innovation

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„Ein komplexes mechatronisches System zu konzipieren und zu entwickeln, setzt fundiertes Grundlagenwissen und ein sehr gutes Verständnis der zu beherrschenden Physik voraus.Die Studenten des Masterstudiengangs Mechatronik – Systems Engineering erfüllen diese Anforderungen herausragend und arbeiten zudem mit sehr großem Engagement und Herzblut. Der Umfang und der Inhalt der durchgeführten Masterarbeit, aber vor allem die strukturierte Arbeitsweise, lassen diese Ingenieure zu einem unentbehrlichen Teil eines Entwicklungsunternehmens werden.“

Dipl.-Ing. Eduard Zimmer
Teamleitung Fahrzeugarchitektur und Vernetzung

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“Das hohe fachliche Niveau, ein enormes Engagement von Student und betreuendem Professor und die im Masterstudiengang Mechatronik – Systems Engineering gelebte Begeisterung für Regelungstechnik haben uns sehr beeindruckt. Wir konnten mit den hervorragenden Ergebnissen der Masterarbeit einen sehr wichtigen und wertvollen Grundstein für innovative Regelungskonzepte unserer zukünftigen Prüfsysteme legen.”

Thomas Anderl

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“The master’s student from the “Mechatronik – Systems Engineering” program did a great job in my lab. I was really impressed by his excellent mechatronic qualification and his ability to work in a strongly self-directed manner.”

Prof. Dave L. Trumper
Precision Motion Control Laboratory

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„Hohe fachliche Kompetenz und selbstständige Arbeitsweise der Studenten des Masterstudiengangs für Mechatronik der Hochschule Aalen haben in unserem Haus exzellente Ergebnisse hervorgebracht. Studenten mit diesem hohen Level an Ausbildung u. Motivation stehen bei uns sehr hoch im Kurs.“

Hermann Geiß