• Course title: Mathematik I
• Number of ECTS: 6
• Course code: BENG-1
• Module(s): Mathematik I
• Language: FR, EN
• Mandatory: Yes

Les cours de mathématiques I a pour but de fournir aux étudiants les bases nécessaires entre autre en calcul vectoriel, en calcul de nombre complexes, et en calcul différentiel et intégral de fonctions d’une et de plusieurs variables pour la maîtrise des application de ces notions en sciences de l’ingénieur  

L’ étudiant(e) ayant suivi avec succès le cours de mathématiques I est capable de: ·         *  comprendre et utiliser le langage mathématique de base des disciplines concernées·          * résoudre des exercices d’application·          * appliquer les notions à des problèmes-type en science de l’ingénieur

Calcul vectoriel-          Somme vectorielle; Multiplication scalaire-          Produit scalaire; Produit vectoriel; Produit mixteNombres complexes-          Définition et Représentation géométrique-          Addition; Soustraction; Multiplication; Division; Puissances et Racines-          Forme ordinaire, Forme trigonométrique et forme exponentielleFonctions de plusieurs variables-Dérivées partielles-          Dérivées partielles du premier ordre et ordre supérieur-          Différentielle totale-          Calcul d’erreur-          Extremums d’une fonction de deux variables

Prestation et Examen

• Course title: Physique
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-2
• Module(s): Physique
• Language: FR
• Mandatory: Yes

L’objectif du cours est d’offrir au niveau du bachelor I)une introduction à la physique en tant que science déductive fondée sur les mathématiques, modèle et base de toutes les autres sciences de l’ingénieurII)die Vermittlung eines Basiswissens zu den „Grundlagen der Chemie für Ingenieure“, da ein besseres Verständnis von chemischen Reaktionen ermöglicht. 

Partie I) Teil II) Die Studenten sind in der Lage, folgende Bereiche zu verstehen und in praktischen Anwendungen zu benutzen: Energetische und stoffliche Bilanzierung von chemischen Reaktionen; Korrosion und Schutz in wässrigen Systemen 

I) Physique: Le programme débute par un rappel de notions de mathématique pour se décliner ensuite autour de quatre chapitres:1.       Cinématique2.       Masse, force et énergie3.       Dynamique du point/Oscillateurs/Gravitation4.       Propriétés des ondes        II)           Grundlagen der Chemie für Ingenieure: Basiswissen: Stoffmenge, Molekülmassen, Konzentrationsangaben, Stoffmengenanteil, Atomaufbau, Periodensystem, Chemische Bindungen, Aggregatzustände der Stoffe (Gas mit idealer Gasgleichung, Flüssigkeit, Feststoff) Stöchiometrie, chemische Verbindungen, Säure-Base-Reaktionen, Redox-Reaktionen)Chemische Thermodynamik: 1. Hauptsatz der Thermodynamik (Erhaltung der Energie, Reaktionsenthalpie), 2. Hauptsatz der Thermodynamik (Reaktionsrichtung)Chemische Kinetik: Reaktionsgeschwindigkeit, AktivierungsenergieChemisches Gleichgewicht: Massenwirkungsgesetz, Prinzip vom kleinsten Zwang  Elektrochemie: Grundlagen mit Elektrodenpotenzial, Spannungsreihe, Nernstscher Gleichung, und Anwendungen mit Elektrolyse, galvanische Zellen, Korrosion und Korrosionsschutz

Klausur : 3 prestations contrôle continu (90 min) + contrôle final (120mn) Note physique : 50%continue+50%final

• Course title: Technische Mechanik I
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-4
• Module(s): Technische Mechanik I
• Language: EN
• Mandatory: Yes

Studenten verstehen die Grundlagen der Statik und können dieses Wissen in praktischen Aufgaben anwenden.

Die Studenten sind in der Lage, statische Belastungen starrer Körper zu berechnen.Sie können Schwerpunkte ermitteln, zentrale Kräftesysteme lösen und die Schrittgrößen an Balken ermitteln.

Die Vorlesung vermittelt eine Einführung in die Grundlagen der Statik. Die Studenten lernen folgende Themen:- Grundbegriffe der Statik starrer Körper- Ebene Kräftesysteme- Systeme aus starren Scheiben- Berechnung der Lage des Schwerpunkts- Einführung in die räumliche Statik- Berechnung der Kräfte in den Knoten von Fachwerken – Reibung- Schnittgrößen von BalkenDer Student ist nach dem Besuch der Vorlesung in der Lage, einfache Berechnungsaufgaben zu lösen, die eine Grundlage für das ingenieurwissenschaftliche Arbeiten darstellen. 

Schriftliche Prüfung

Literatur:Holzmann, G.; Meyer, H.; Schumpich, G.: „Technische Mechanik, Statik“ Teubner Verlag

• Course title: Informatik I / Programming for Engineers
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-5
• Module(s): Informatik I / Programming for Engineers
• Language: EN, DE
• Mandatory: Yes

The aim of the course is to teach basics of programming with modern languages (Java/Python/C#), software engineering and applications for engineers. This knowledge is practically applied and deepened in assignments and students projects. The course consists of the following learning units:•Introduction to programming•Concepts of programming such as object orientation•Principles of software development and UML•Introduction to data analytics•Data visualizationEach lecture will be completed by a practical part in terms of assignments and discussion.

Having successfully completed the module, students will be able to demonstrate knowledge and understanding of:1.Programming algorithms for solving tasks in engineering;2.Using modern tools and methods for software development;3.Being able to process different data sets and4.Utilize visualization methods on large data records.

1. Concepts of programming languages (week 1 and 2)2. Elements of programming languages such as statements, operators, loops, variables, simple types, complex types (week 3 and 4)3. Concepts of object oriented programming, i.e. classes, objects, methods, polymorphism (week 5 and 6)4. Software design with UML (week 7 and 8)5. Graphical user interfaces (week 9 and 10)6. Data structures and data visualization (week 11 and 12)

Programmerstellung in Vorlesung & Schriftliche Prüfung

• Course title: Elektrotechnik I
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-7
• Module(s): Elektrotechnik I
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Initier les étudiants aux principes fondamentaux et aux méthodes de calcul en rapport avec l’énergie électrique, les montages et circuits électriques, magnétiques et électromagnétiques, à courant continu.

Vorlesungsinhalte (jeweils ein getrenntes Kapitel):Kapitel 1: Elektrizität und Aufbau der Materie-          Grundbegriffe der Elektrizitätslehre, Einheiten-          Elektrischer Widerstand und Ohm‘sches Gesetz, Widerstandsschaltungen-          Grundlagen der Netzwerkberechnungen-          Verfahren: Ersatzspannungsquelle, Überlagerung, Maschenstrom,                         Knotenpunktpotential-          Energie und LeistungKapitel 2: – Elektrostatisches Feld, Verschiebungsflussdichte, elektrische. Feldstärke- Kondensatoren, Ladung, EntladungKapitel 3: –          Magnetisches Feld, magn. Feldstärke, Fluss, Flussdichte-          Kraft im Magnetfeld-          Magnetischer Kreis Praktika: (kann durch praktische Übungen ersetzt werden)-          Netzwerke-          Kraft im Magnetfeld

TP/TD – Examen 120 min (80%-100%) Prestations facultatives 90 min (20%)

On moodleAlexander von Weiss: Allgemeine Elektrotechnik

• Course title: Digitaltechnik
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-62
• Module(s): Digitaltechnik
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Provide a comprehensive course in combinational logic design for lower division students;Provide an introduction to sequential logic;Stimulate and encourage the interest of lower division students in engineering (electrical or computer);Introduce students to computer architecture and digital design;First insights into information theoretical entropy

Students prepared for advanced courses in logic design and computer architecture

Number systems: binary, hexadecimal, unsigned, signed, arithmetic and logic operations, codes;Combinational logic: gates, Boolean algebra, minimization, Karnaugh–Veitch maps, circuit design techniques;Functionality: adders, comparators, coders, decoders, multiplexors, ALU;Sequential logic: latches, flip-flops, registers, counters;Architecture: introduction to basic microprocessor/controller architecture, memory.  Information theory: Introduction to elementary information theoretical entropy

Final exam

Grundlagen der Technischen Informatik, D. W. Hoffmann, Hanser, 2016Basiswissen der Elektro-, Digital- und Informationstechnik, H. Schneider-Obermann, Vieweg Studium Technik, 2006Informatik für Dummies. Das Lehrbuch, Ernst Georg Haffner, Wiley-VCH, 2. Auflage 2023 

• Course title: Artificial Intelligence for Smart Technologies
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-63
• Module(s): Artificial Intelligence for Smart Technologies
• Language: FR, EN
• Mandatory: Yes

Introduction à l’intelligence artificielle (préparation des données, analyse des données, estimation, classification) – projets sur l‘IA. Analyser des présentations dans le cadre d’une série de conférences sur l’intelligence artificielle et ses applications en ingénierie.

A la fin du module, l’étudiant doit être capable de:Connaitre les étapes pour le développement d’un algorithme intelligentComprendre et optimiser un programme basé sur l’IA.Gérer un projet en groupe.Synthétiser et analyser des conférences sur l’IA.

1. Introduction1.1. Histoire de l’IA – L’IA n’est pas nouvelle !!1.2. Applications de l’IA2. Différence entre algorithme conventionnel et algorithme intelligent3. Différence entre IA / Machine Learning / Deep Learning3.1. Apprentissage supervisé : régression3.2. Apprentissage supervisé : Classification3.3. Apprentissage non supervisé : clustering3.4. L’apprentissage en profondeur4. Étapes pour le développement d’un algorithme intelligent5. Type de données6. Nettoyage des données7. L’analyse des données8. Projet 

Controle continu + Examen

Un support pédagogique préparé par le professeur et des projets pré-programmés sur l’intelligence artificielle. Une série de conférences sur l’intelligence artificielle et ses applications en ingénierie. Guillaume Saint-Cirgue, LIVRE-Apprendre_le_ML_en_une_semaine, 2019

• Course title: Mathematik II
• Number of ECTS: 6
• Course code: BENG-10
• Module(s): Mathematik II
• Language: FR
• Mandatory: Yes

Les cours de mathématiques II a pout but de fournir aux étudiants les bases nécessaires entre autre en calcul différentiel et intégral de fonctions d’une et deplusieurs variables, en équations différentielles et en algèbre linéaire pour lamaîtrise des application de ces notions en sciences de l’ingénieur  

L’ étudiant(e) ayant suivi avec succès les cours de mathématiques II est capable de : comprendre et utiliser le langage mathématique de base des disciplines concernées, résoudre des exercices d’application, appliquer les notions à des problèmes-type en science de l’ingénieur

1. Intégrales multiples o Intégrales doubles en coordonnées cartésiennes et polaires Applications : Aire; centre de gravité et moment d’inertie d’une surfaceo Intégrales triples en coordonnées cartésiennes, cylindriques et sphériques Applications : Volume; centre de gravité et moment d’inertie d’un corps2. Equations différentielles o Equations différentielles du 1er ordre Equation diff. à variables séparables Equations diff. homogènes Equations diff. linéaires et équations diff. de Bernoullio Equations différentielles du 2nd ordre Equations diff. du 2. ordre se ramenant à des équations diff. du 1.ordre Equations diff. du 2. ordre à coefficients constants3.   Calcul matriciel o Notions de matrices et opérations matricielles (Somme; Multiplication; Transposée)o Déterminants (Règle de Cramer; Règle de Sarrus; Mineurs d’un déterminant)o Matrice régulière et singulière; Matrice adjointe et inverseo Systèmes d’équations linéaires à l’aide de la méthode par inversion de la matrice et à l’aide de la méthode de Gauss Valeurs et vecteurs propres

Prestation et Examen

• Course title: Technische Mechanik II
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-11
• Module(s): Technische Mechanik II
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Theoretische Grundlagen und Berechnungsmethoden zum Verständnis der Wirkung von äußeren Belastungen auf die Verformung elastischer Körper. 

Der Studierende versteht den Zusammenhang zwischen äußerer Belastung und Verformung elastischer Körper und kann die mathematischen Beziehung unter Berücksichtigung des Stoffgesetzes nachvollziehen. Sie/Er kann den Spannungszustand ebener Systemen berechnen. Sie / Er beherrscht die Berechnung des Spannungszustandes und Verformungszustandes für Stab- und Biegebalken. .

 Einführung in die ElastostatikZug und Druck in Stäben: • Spannung, Dehnung und Stoffgesetz am Einzelstab, in stat. Bestimmten und unbestimmten System Spannungszustand: • Spannungsvektor / Spannungstensor • Ebener Spannungszustand• Hauptspannungen, • Mohrscher Spannungskreis Biegung:• Normalspannung infolge Biegung • Flächenträgheitsmomente – Verschiebung der Bezugsachsen – Hauptachsen • Biegelinie ebener Systeme • Schiefe Biegung, Kernquerschnitt Schubspannung• Infolge Querkraft• In dünnwandigen Querschnitten 

Klausur und Übungsaufgaben zum Selbststudium – Zulassung zur Klausur nur mit anerkannten Übungsaufgaben

Vorlesungsunterstützende ArbeitsblätterTechnische Mechanik 2 – Elastostatik;  Gross, Hauger, Schröder, Wall; 11. Auflage Springer 2012Engineering Mechanics 2 – Mechanics of Materials; Gross, Hauger, Schröder, Wall; 1.Auflage Springer 2011Technische Mechanik- Festigkeitslehre, Holzmann, Meyer, Schumpich; 12. Auflage – Springer Vieweg Verlag 2016  

• Course title: Informatik II
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-12
• Module(s): Informatik II
• Language: EN, DE
• Mandatory: Yes

Advanced lecture based on Informatik I 

Lernstoff: weitere Grundelemente wie u.a. benutzerdefinierte Variablentypen (UDT bzw. Strukturen), Dateien (Sequentielle Dateien, Direktzugriffsdateien, Binäre Dateien) und Anwendungsprojekte.Programmieren von Anwendungsbeispielen.Die jetzige Vorlesung Informatik II wird inhaltlich etwa überarbeitet und im Volumen erweitert werden.

Programmerstellung in Vorlesung & Schriftliche Prüfung

• Course title: Mikroprozessor I
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-18
• Module(s): Mikroprozessor I
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Zahlensysteme (dezimal, binär, hexadezimal), Umwandlung zwischen Zahlensystemen, Darstellungen und Kodierungen (BCD, 2-K,…) und mathematische Grundoperationen Arbeitsweise eines Mikroprozessors, prinzipieller Aufbau (Zentraleinheit, Werke, Register, Busse, externe Struktur: Steuersignale, Adressraumaufteilung, Dekodierlogik, Befehls-Satz, zeitlicher und räumlicher Ablauf eines Befehls)Adressierung von Speicherbereichen (Direktoperand, Laden von Konstanten, absolute Adressierung, direkte Adressierung, Stapeladressierung, Daten- und Sprungtabellen)Speicher, Unterscheidung nach Zugriffsart (wahlfrei, sequentiell), nach Organisation (RAM, ROM, CAM, Flash) nach Technologie (Halbleiter, optisch) Architekturkonzepte, Speicherhierarchie, Speicherstrukturen, Tabellen, Cache, Algorithmen für Zugriff (LRU), Fehlererkennung, Zugriffschutz, Datensicherheit. Rechnerarchitekturen: Pipeline-Systeme, Parallelrechner, VLIW, Feldrechner, Datentyp-Architekturen Vermittlung von Grundkenntnissen digitaler Signalprozessoren und praktischer Erfahrungen mit DSP-Entwicklungssystemen, (Grundlagen der digitalen Signalverarbeitung, grundlegende Architektur digitaler Signalprozessoren, Signalprozessorfamilien) 

Vorlesungsinhalte (jeweils ein getrenntes Kapitel):• Entwicklung, Motivation und Übersicht• Zahlensysteme und Wandlungsverfahren• Aufbau eines Mikroprozessorkerns• Adressierungsvarianten zur Verarbeitung von Speicherinhalten• Speicherarchiteckuturen • Bausteine eines Mikroprozessor-Systems • Signalprozessoren: Eigenschaften und Anforderungen• µP-Architekturen – aktuelle Tendenzen

Leistungstestate 1/3 der Gesamtnote sowie Abschlussklausur 2/3 der Gesamtnote.

• Course title: Thermodynamik I
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-20
• Module(s): Thermodynamik I
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Ziel der Vorlesung ist es die Grundlagen der Thermodynamik zu vermittels und auf technische Energieumwandlungs- Prozesse anzuwenden um diese analysieren und auslegen zu können.

Der Student lernt innerhalb der Vorlesung mit den Begriffen:•Thermodynamisches System•Thermodynamische Zustands- und Prozessgröße•Thermodynamische Zustandsgleichungumzugehen. Durch Anwendung der thermodynamischen Hauptsätze wird der Student in die Lage versetzt technische Energieumwandlungsprozesse analysieren, bewerten und auslegen zu können. Nach Behandlung des Modelsystem „Ideales Gas“ wird das gelernte auf rechtläufige thermodynamische Kreisprozesse zur Beschreibung von Wärmekraftmaschinen angewendet.

Die Vorlesung ist in folgende Kapitel untergliedert:• Grundlagen der Thermodynamik, System, Zustands- und Prozessgössen, Zustandsgleichungen• Material- und Stoffeigenschaften• 1. Hauptsatz der Thermodynamik• 2. Hauptsatz der Thermodynamik• Ideales Gas• Thermischen Mschinen

KlausurZulassung zur Klausur: Zusätzlich zu den Übungsblättern werden an die Studenten Aufgabenblätter mir Verständnisfrage verteilt. Diese Aufgaben müssen die Studenten im Rahmen der Übung lösen und die Lösungen abgegeben. Die Lösungen werden korrigiert und bewertet Damit lassen sich Punkte sammeln. Um zur Klausur zugelassen zu werden müssen mindestens 65 % der Gesamtsumme der Punkte aller Aufgabenblätter erreicht werden. Für Wiederholungs-Prüfungen bleibt die früher erworbene Prüfungszulassung erhalten.

Präsentationsfolien, Tafelanschrieb, Übungsaufgaben•Thermodynamik, Langeheinecke, Springer Verlag•Technische Thermodynamik, Cerbe, Hoffmann, Hanser Verlag•Grundlagen der Technischen Thermodynamik, Döhring, Springer•Thermodynamik, Baehr, Springer Verlag•Thermodynamik, Mayinger, Springer Verlag

• Course title: Telekommunikation
• Number of ECTS: 2
• Course code: BENG-125
• Module(s): Option Telekommunikation
• Language: DE, EN
• Mandatory: No

Gegenstand der Vorlesung ist eine grundlegende Einführung in die Themen der Telekommunikation. Voraussetzungen sind gute mathematische Vorkenntnisse (bes. Statistik und Fourier-Transformation).

• Einführung in die Thematik, Grundbegriffe Flußkontrolle, Automatic Repeat Request• Grundlagen der Signale : Fourier Transformation I• Fourier Transformation II, FaltungsintegralEinfache Signale und Systeme• Einfache Signale und SystemeKorrelationsfunktionen u. Leistungsdichtesprektren• Basisband- u. Bandpaßsignale, Wahrscheinlichkeitsrechnung• Korrelationsfunktionen und Leistungsdichtesprektren• Grundlagen der Informationstheorie• Quellencodierung• Kanalcodierung• Übertragung digitaler Signale, Leitungscodes• Zwischenklausur• Analoge und digitale Modulationsverfahren• Pulsträgermodulation, lineare u. nichtlineare Quantisierung• Rahmenbildung, Fehlererkennung

Zwischenklausur (1/3), Examen (2/3)

•Diskrete Fourier Transformation•Numerical Recipes in C, Online Version•Fourier-Online-Training an der Universität Karlsruhe•Fourier Transformation an der TU Wien (Computational Physics)

• Course title: Elektrotechnik II
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-14
• Module(s): Option Elektrotechnik II
• Language: DE, EN
• Mandatory: No

Initier les étudiants aux principes fondamentaux et aux méthodes de calcul en rapport avec les montages et circuits magnétiques et électromagnétiques, à courant alternatif polyphasé. Une importance particulière est attachée à la maîtrise du calcul des nombres complexes et de la représentation vectorielle. 

Vorlesungsinhalte (jeweils ein getrenntes Kapitel): –      Magnetisches Feld, Induktion-       Wechselstrom-       Resonanz-       Drehstrom symmetrisch und unsymmetrisch belastetPraktika: –       Induktivitäten von Zylinderspulen-       Magnetische Induktion-       Die Spule im Wechselstromkreis-       Reihenschwingkreis-       Schwingkreis und freie Schwingung-       Drehstrom

TD/TP  – Examen 90 min (80-100%) Prestations facultatives 90 min (20%)

On MoodleAlexander von Weiss: Allgemeine Elektrotechnik

• Course title: Mathematik III
• Number of ECTS: 6
• Course code: BENG-50
• Module(s): Mathematik III
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Vermitteln des Grundwissens verschiedener Methoden der höheren Mathematik und der Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung 

Die HörerInnen•entwickeln ein grundlegendes Verständnis für die vorgestellten Methoden der höheren Mathematik und der Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung.•können die vorgestellten Methoden der höheren Mathematik und die der Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung beschreiben.•können die vorgestellten Methoden der höheren Mathematik und die der Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung anwenden um technische Probleme zu lösen.

Das Modul ist zweigeteilt in Methoden der höheren Mathematik und Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung.Inhalte Teil Methoden der höheren Mathematik: Mathematische Beweisführung; Folgen und unendliche Reihen; Mac-Laurin-, Taylor- und Fourier-Reihen; Laplace-Transformation und ihre Anwendungen.Inhalte Teil Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung: Häufigkeitsverteilungen; Maße der zentralen Tendenz; Maße der Streuung; Elementare Wahrscheinlichkeitstheorie; Binomial-, Normal-, Hypergeometrisch- und Poisson-Verteilung; Elementare Stichprobentheorie; Statistische Schätztheorie; Statistische Entscheidungstheorie; Theorie der kleinen Stichproben; Chi-Quadrat-Test; Kurvenanpassung mit der Methode der kleinsten Quadrate; Korrelationstheorie.

Die Vorlesung wird in den Teilen Methoden der höheren Mathematik und Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung durchgeführt, welche jeweils durch eine Mitarbeitskontrolle abgeschlossen werden. Die Noten dieser Tests tragen bis zu 20% zur Gesamtnote bei. Die Gesamtnote setzt sich dann aus den Punkten der 3-stündigen Semesterprüfung und den erreichten Punkten der beiden Tests zusammen.

Vorlesungsunterlagen mit Videos und Beispiele werden in Moodle zur Verfügung gestellt.Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Band 1, 2 und 3, Lothar Papula, Verlag Viewegs (DE)Engineering Mathematics, Stroud and Booth, Palgrave (EN) Advanced Engineering Mathematics, Zill & Cullen, Jones & Bartlett (EN)Statistik – Das Lehrbuch, Spiegel und Stephens, mitp UTB Verlag (DE)Statistics – Spiegel and Stephens, Schaum’s Outlines, McGrawHill (EN)Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik, Sachs, Hanser (DE) 

• Course title: Regelungstechnik I
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-45
• Module(s): Regelungstechnik I
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Einführung in die Regelungstechnik

Experimentelle & mathematische Identifikation dynamischer Systeme und grundlegende Strategien zur Reglerauslegung

• Problemstellung der Regelungstechnik• Wichtige Eigenschaften von Regelsystemen• Beschreibung linearer kontinuierlicher Systeme im Zeitbereich• Beschreibung linearer kontinuierlicher Systeme im Frequenzbereich• Verhalten kontinuierlicher Regelsysteme• Stabilität kontinuierlicher Regelsysteme • Verhalten kontinuierlicher Regelsysteme

Schriftl. Examen, 120 min

H. Unbehauen, Regelungstechnik I, 15. Auflage, Vieweg & Teubner Verlag, ISBN 978-3-8348-0497-6eigenes Skriptum für den Laborteil 

• Course title: Gebäudetechnik I
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-32
• Module(s): Gebäudetechnik I
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Umfassendes Grundwissen (Bedarfsgrundlagen, Anlagentechnik, Dimensionierung…)  zum Thema thermische GebäudetechnikTeil 1 = Heizungstechnik

In Kombination mit der Vorlesung Teil II (= Lüftungs- und Klimatechnik) und weiteren Vorlesungen wie Erneuerbare Energien, Gebäudeautomation und Bauphysik erhält der Student eine umfassende Grundausbildung über alle Aspekte der thermischen Anlagentechnik in Gebäuden:Auf Basis von Teil I verfügt der Student über ein umfassendes Grundwissen zum Thema Heizungstechnik:-er ist in der Lage den Leistungsbedarf zu ermitteln -er kennt die wesentlichen Techniken der Wärmeerzeugung,- Verteilung, und -Abgabe-er kann die Hauptkomponenten eines Heizungssystems dimensionieren-er kennt die Grundzüge energieeffizienter Steuerung / Regelung von Heizungssystemen-er ist in der Lage unterschiedliche Systeme auf energetischer oder wirtschaftlicher Basis vergleichend zu beurteilen-er erkennt den Zusammenhang mit der Energiewende 

Umfassendes Grundwissen zum Thema: Heizungstechnik- Basisgrundlagen: Komfort /  Bauphysik- Heizlastberechnung nach EN 12831- Techniken der Wärmeerzeugung-, verteilung- und -abgabe- Grundlagen der Anlagendimensionierung- Trinkwassererwärmung- Jahresenergiebetrachtungen- Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen- Anforderungen & Tendenzen im Zusammenhang mit der Energiewende- Nach Möglichkeit: Anlagenbesichtigung 

Klausur

Eigenes ScriptWeiterführende Literatur:- Recknagel, Sprenger, Schramek: Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik, Oldenburg Industrieverlag- Burkhardt, Kraus: Projektierung von Warmwasserheizungen

• Course title: Technik der Netze I
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-29
• Module(s): Technik der Netze I
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Teacher’s perspective: Vermittlung folgender Kenntnisse und Fähigkeiten in Theorie und Anwendung:•Einführung in die Theorie der Netzwerke als formale Grundlage für graphbasierte Beschreibung und Analyse von abstrakten Netzen•Aufzeigen der Verbindung zu vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten (sog. «Komplexe Systeme») wie Computer- und Kommunikationsnetze und -protokolle, Neuronale Netze, Soziale Netzwerke, Seuchenbekämpfung (Epidemics), IT Sicherheit•Detailliertes, aktives Verständnis konkreter Kommunikations-protokolle und ihrer Basis-Funktionalitäten (ARQ, TCP, Ipv6)•Einführung in Quantennetzwerke, Qubits, Verschränkung, Quantenrepeater

Learner’s perspective: (Knowledge, comprehension, application, analysis, synthesis and evaluation of Network Science)•Erarbeitung des Basiswissens zur quantitativen Beschreibung von Netzen auf der Basis von abstrakten Graphen•Klassifizierung verschiedener Netzwerk-Klassen•Anwendung des erlangten Wissens auf einfache Realbeispiele•Berechnung von charakteristischen Netzwerk-Parametern•Erkennen von offenen und ungelösten Fragestellungen bei Netzwerken, sowie kritische Bewertung der Ursachen

• Einführung in Teilaspekte der Graphentheorie (Netze und Graphen, Adjazensmatrix, Bipartite Netze, gewichtete Netze, Pfade und Distanzen, Connectedness, Cluster-Koeffizienten)• Einführung in Quantennetze (Dirac-Notation von Qubits, Definition von Verschränkung, Bell States, Quantenrepeater, Entanglement Swapping, experimentelle Sicht am Beispiel des Mach-Zehnder-Interferometers)• Einführung in Ende-zu-Ende-Kommunikation (synchron, asynchron, multiplex in Raum, Zeit, Frequenz und Code)• Fehlererkennung und Fehlerkorrektur, Wahrscheinlichkeitsdarstellung von Fehlern• Automatic Repeat Request (ARQ) (Stop-and-Wait, Go-Back-N, Selective Repeat)• Multiple Access Protokolle• Internet (TCP, IPv6, Routing, verteilte Architekturen und Protokolle, Internet-of-Things)

Klausur

Slides, eigenes Script•Kurose, Ross: Computer Networking: A Top-Down Approach, 8th edition, Pearson 2021•Andrew Tanenbaum: Computernetzwerke, Pearson Studium – IT•Albert-Laszlo Barabasi: Network Science, Cambridge University Press•weiterführende Literatur zu einzelnen Kapiteln des Kurses in den Vorlesungsunterlagen

• Course title: CAD Mechanical Engineering
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-144
• Module(s): CAD Mechanical Engineering
• Language: EN, FR
• Mandatory: Yes

The main objectives are:- Development of a professional knowledge in technical communication tools available in actual design offices. The focus will be on understanding the different methodology of numerical model creation, using full 3D parametric capabilities.- Generation, Dimensioning and tolerancing of parts and systems.- Comprehension and production of Engineering drawings for use in different Engineering specialisations

The students in the defined scope of the course can:•Professionally work with a commonly used commercial CAD software (Inventor or Revit) in order to generate 3D Models (feature based and parametric), Assembly systems and Engineering Drawings.•Understand various capabilities and limitations of CAD software in different industries (Mechanical and Civil).•Generate parametric design of Products and Systems including sustainability constraints, dimensioning and tolerancing, validation and optimization of systems using simulation. The concept of virtual factory will be introduced (Manufacturing & Production process) and various technology of Rapid Prototyping.•Communicate technical concepts using industrial modern tools, and to understand the various standards and practices in the field of technical engineering drawings. Students will be able to generate detailed and complete simple engineering systems creating engineering drawings.As this course will address future Mechanical and Civil Engineers, both CAD application software will be reviewed. The learning targets of this course are:•To understand the concept of functional numerical CAD models based on PLM platform or BIM technology for a collaborative development of industrial systems / buildings. For mechanical engineering, the most important aspects of the virtual product development using Computer Aided Engineering will be reviewed: Concept design, Parametric Modelling, Digital manufacturing and Production process, as well as Rapid prototyping technology.•To develop a professional knowledge of a commonly used commercial CAD software. CAD software is broadly used in various Engineering offices and the development of such commercial software is in perpetual evolution. CAD is mainly used for the generation of 3D systems and respective engineering drawings, but it is also at the centre of the Product LifeCycle Management (PLM) to integrate various capabilities such as structural simulation (Computer Aided Engineering – CAE), manufacturing (Computer Aided Manufacturing – CAM), Realistic imaging (rendering), Rapid prototyping and Document management.•To generate basic 3D models and engineering 2D drawings. The students will learn to create engineering drawings and continue using most advanced tools to generate complex system representations. The students will understand the rules of engineering graphics in order to read, generate and understand engineered concepts.

Engineering drawings: (1 ECTS – Common)• Drawing convention / Principles of Orthographic Projection• Multiple Views drawing• Sectional and auxiliary views• Axonometry (Isometric & Dimetric projection)• Dimensions and tolerances• Geometric dimensioning and tolerancing (GDT)• Functional dimensioning (Definition of part function)• Fasteners representation & definition• Surface roughness & Weldment symbolComputer Aided Design: (Inventor) (4 ECTS – Specific)• Introduction to Inventor• Sketch / Solid based featuring• Parameters – Equation – Parametric design• Sheet metal• Frame generator• Assemblies / Bill of Material• Weldment• Drawings• Presentation / Explosion / Rendering• CAE Simulations / Motion & FEAComputer Aided Design: (Autocad & Revit) (4 ECTS – Specific) 1) Autocad:• 2D / Creation of basics drawings (Draw / Modification / Layers / Blocks/ Constraints / Prints & Plot)2) Revit:• Introduction to Building Information Modelling• Revit Workspace, interface, and file’s format• General setup – levels and view plan – section and elevation – external reference, selection filter – material• 3D Building models elements: • Walls, floors, roofs, openings, columns, and beams• Ceilings, stairs, ramp, railings, windows, and doors• 3D volume in place, Site and Toposurfaces, object library online• Rooms• Curtain walls, floors with RoomFinishing,• 2D annotations: lines, dimensions, tags, text, hatches and other 2D tools• 2D/3D Views setup, Details views, animations, solar study.• Pages setup• Object’s family: parameters – examples of family’s modification• Quantity takeoff

Final exam (100%)

Lecture scripts [moodle]Intranet site developed specifically.Resources sites (Moodle, Autodesk and YouTube tutorials)Free access to educational software licences•Inventor Professional & Revit Documentation and Online help•Ascent Productivity Platform•MemoTech – Dessin Technique et norm CAO – C.Hazard•Precis de construction mecanique – R.Quatremer – Nathan•Guide du Dessinateur industriel – A.Chevalier – Hachette•Technisches Zeichnen – Hoischen – Edition Cornelsen / Girardet•“Fundamentals of Machine Elements, Third Edition: SI Version”, Steven R. Schmid, Bernard J. Hamrock, Bo. O. Jacobson.•“Fundamentals of Machine Components Design”, R. C. Juvinall, Kurt M. Marshek.•„Roloff/Matek Maschinenelemente“, Herbert Wittel, Dieter Muhs, Dieter Jannasch, Joachim.Voßiek.•“Engineering Drawing and Design”,  5th Edition, David A. Madsen, David P. Madsen

• Course title: Business Management für Studierende im Ingenieurwesen
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-71
• Module(s): Business Management für Studierende im Ingenieurwesen
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Ziel der Vorlesung ist es ,den angehenden Ingenieuren ein Instrumentarium an die Hand zu geben, das es ihnen ermöglicht wirtschaftswissenschaftliche  Sachverhalte zu verstehen, diese auszuwerten und zu interpretieren.Vermittlung von essentiellen Grundlagen zum Verständnis des ökonomischen Umfelds. Erarbeitung von wichtigen Methoden und gezieltem Fachwissen zur Anwendung im späteren Berufsleben.

Die Studierenden sind in der Lage relevante wirtschaftswissenschaftliche Sachverhalte zu verstehen und die erworbenen Kenntnisse und Kompetenzen gegebenenfalls im Berufsleben anzuwenden.

– Begriffsbestimmungen und ökonomische Grundsätze- Standortwahl- Rechtliche Aspekte- Produktionswirtschaft- Internes Rechnungswesen- Externes Rechnungswesen – Finanzierung- Angewandte Mathematik der BWL- Investitionen und Anlagen- Entscheidungstheorie- Marketing – Business Plan

Abschlussklausur 100%

Grap,R. (Hrsg.): Business Management für Ingenieure, 1.Auflage 2007, Hanser Verlag, München. Kilger, W.: Einführung in die Kostenrechnung. 3. Auflage 1987, Gabler Verlag, WiesbadenWöhe, G., Döring, U., Brösel, G.: Einführung in die allgemeine Betriebswirtschaftslehre, 26. Auflage 2016, Verlag Vahlen, München 

• Course title: Software Engineering
• Number of ECTS: 3
• Course code: BPINFOR-102
• Module(s): Software Engineering
• Language: EN
• Mandatory: Yes

The course aims to prepare a future software engineer to run a software engineering project in practice with a team following a development methodology. Common methodologies for software engineering and its constituent parts are combined with student presentations on (usually open-source) tools important for software engineering in practice.

On successful completion of this course, students are capable to:

understand common software engineering processes including waterfall (linear) development, iterated and incremental approaches, and agile approaches.

apply the principles and techniques of software engineering in the architectural design, detail design, and implementation of software applications.

use basic features of the practical tools explained in the group presentations in a practical software engineering project.

Common software development process methodologies (waterfall model, incremental approaches, and agile approaches) and its constituent parts are covered in the theoretical part of the course. The principles behind requirement analysis, design, implementation, testing and maintenance will be explained. In addition, the course is centered around the realization of a group project in which the students will give a detailed presentation on how to use (usually open-source) tools important for software engineering in practice:Introduction to DockerSource code version control with gitBuild automation systems: maven, gradleUsing an IDE like Eclipse or IntelliJ – refactoring, syntax checking with checkstyle, using a debugger Source API Documentation tools: javadoc, doxygenStatic Code analysis: findbugsProfiling Java code: VisualVM, load testing with JMeterTesting frameworks: junit, selenium, mockitoCode review with Gerrit Continuous delivery with JenkinsProject Management with OpenProject

The final grade of the course for first-time students is composed of four parts:

Presentation of the group project (25%);

Deliverables of the group project (video 25%, paper 25%);

Final written exam (25%).

Repeating students will be re-evaluated only with a final written exam (100%).

Literature: Genuine literature will be provided during the course on the course website.

• Course title: Databases
• Number of ECTS: 4
• Course code: BPINFOR-22
• Module(s): Databases
• Language: EN
• Mandatory: Yes

The course aims to give an introduction to databases, especially concentrating on data modeling techniques and data retrieval from data sources.

On successful completion of this course, students are capable to:

apply semantic data modeling for practical problems;

create queries in SQL for relational database systems;

interpret an XML schema for a XML database design correctly.

Early existing problems regarding the processing of data (in the 1960s) have been the motivation to define a novel (hierarchical) concept to manage data. Because of many disadvantages regarding the multi-use of the system, security, or data organization, this original concept has been improved step-by-step and finally found its triumphal procession by the works of E. F. Codd (1970s), who proposed the use of the Relational Data Model and Relational Algebra as fundamental concepts. Since this time, Relational Database Systems have been established and are still the most popular data management systems in almost any application domain. The course covers the following topics:Semantic Data Modeling with the Object Definition Language and Entity Relationship Model.Relational Algebra and Schema Design (1NF, 2NF, 3NF, BCNF, 4NF)SQL: Queries, Constraints, Programming & TriggersXML Database Design: DTDs & XML-Schema

Final written exam: 100%

Literature:

R. Elmasri, S. Navathe: Fundamentals of Database Systems. 5th Edition. Pearson Addison Wesley. 2006.

H. Garcia-Molina, J. D. Ullman, J. Widom: Database Systems – The Complete Book. Prentice Hall International. 2008.

R. Ramakrishnan, J. Gehrke: Database Management Systems. Mcgraw- Hill Professional. 2002.

J. Ullman: Principles of Database Systems. W. H. Freeman & Co Ltd. 1982.

• Course title: Introduction to IOT
• Number of ECTS: 4
• Course code: BPINFOR-124
• Module(s): Introduction to IoT
• Language: EN
• Mandatory: Yes

Students will be equipped with competences for the development of applications for the Internet of Things (IOT):

Know the challenges of IoT networks considering the various specificities and application constraints (e.g. QoS, scalability, real-time application, operational safety, etc.).

Master the basics of IoT communication protocols (Application layer).

Master the selection and implementation of different IoT communication protocols.

Design, analyze and criticize different data collection, storage and processing data architectures, both their possibilities and their limits.

Design one or more IoT applications using machine learning modules based on the collected data.

On successful completion of this course, students are capable to:

Define and develop the functional and technical specifications of a network and telecom equipment (hardware, software, implementation, etc.).

Determine architecture components, technologies, equipment, tools supports and integrate them according to the specifications.

Introduction to issues relating to the interoperability of IoT networks/protocols (application layer – OSI)Real-time networks: Profibus, Modbus, Modbus-TCPIOT protocols on application layer: HTTP (REST API), MQTT, CoAP, OneM2M, O-MI/O-DFNOSQL databases: MongoDB, ElasticSearchGetting started with Node-Red (visual programming tool – open source – developed by IBM) for IoT application development:data collection: Arduino, & sensors, Cloud API endpoints…data storage: databases (SQL, NoSQL)data treatment: Node-Red (JavaScript)publication of data via dashboard (H2M) and machine interfaces (M2M): Implementation of an HTTP server (REST API specification, server deployment)

First time students:

40%: practical group project

60%: final written exam

Repeating students:

100% final written exam

Literature: Relevant literature will be provided during the lecture.

• Course title: Digital Design
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-89
• Module(s): Digital Design
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Schaltnetze (Durchschaltung, Auswahlnetz, Quellenauswahlnetz, Demultiplexer), Entwerfen von Schaltnetzen aus komplexen Bausteinen, optimierende EntwurfsverfahrenSchaltketten (Komparator, Paralleladdierer) und rückgekoppelte NetzeEntwurf getakteter Schaltwerke (Darstellungs- und Realisierungsweisen diskreter Abläufe, Entwurfsschritte, Einteilung in Operations- und Steuerwerke, Aufstellung einer formalen Ablaufbeschreibung, Reduktion der Zustandszahl, Zustandskodierung, Entwurf der Überführungs- und Ausgabeschaltnetze)Entwurf ungetakteter Schaltwerke (Grundbegriffe, Einteilung, formale Darstellungen, elementare Flußtafel, systematische Verfahren der Zustandskodierung, hazardarme Realisierungen, transientes Verhalten, Hazarderkennung)Technologie, Layout, Schaltungstechnik und rechnergestützte Entwurfsverfahren Bauteile-Übersicht (PAL, PLD, EPLD, PROM, LCA, Gate Array), Standard Cell, Full Custom, anwendungs- und anwenderspezifische integrierte Schaltungen (ASIC) Fehlerdiagnose digitaler Schaltungen, gut testbare Schaltungen, Entwurf und Beschreibung von Testmustern, Prüfbarkeit elektronischer Schaltungen Strukturen und Komponenten der Register-Transfer-Ebene und ihre BeschreibungZeitverhalten eines Logikgatters (statischer Hazard, dynamischer Hazard, Vermeidung)Hardwarebeschreibungssprachen (Verwandtschaften mit Programmiersprachen, Datentypen und Objekte, Deklarierung von Architekturen, Verhaltenbeschreibungen, …)Rechnergestützter Entwurf programmierbarer SchaltungenWerkzeuge für Entwurf, Simulation und Verifikation integrierter Schaltungen

Vorlesungsinhalte (jeweils ein getrenntes Kapitel) :Schaltwerke & SchaltnetzeEinführung in VHDLPraktika VHDLASICs und SystemeTest und TestbarkeitTrends in der Mikroelektronik

Projekt : Prototyp eines Schaltwerks

Aktuellste Literaturliste wird in der Vorlesung verteilt

• Course title: Technik der Netze II
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-91
• Module(s): Technik der Netze II
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Teacher’s perspective: Vermittlung folgender Kenntnisse und Fähigkeiten in Theorie und Anwendung:•Selektive Einführung in die Konzepte der Kryptographie mit Blick auf vernetzte Anwendungen•Detailliertes, aktives Verständnis und praktische Umsetzung von zentralisierten Sicherheitsmechanismen sowie Diskussion ihrer Grenzen •Einführung in moderne Sicherheitstechniken für verteilte Netze mit Schwerpunkt Anonymität und Privatsphäre, praktische Erarbeitung der Systeme mit Blick auf offene Risiken

Learner’s perspective: (Knowledge, comprehension, application, analysis, synthesis and evaluation of Network Security, Anonmyity and Privacy)•Identifikation und Beschreibung der für Netze relevanten kryptographischen Methoden•Klassifizierung und theoretische Analyse der Ziele verschiedener Sicherheitsprotokolle für zentralisierte und verteilte Netzwerklösungen •Anwendung des erlangten Wissens auf einfache Netzwerkprotokolle•Konzeption und beispielhafte Umsetzung von Lösungsvorschlägen für einfache reale Sicherheitsszenarien•Erkennen von offenen und ungelösten Fragestellungen zur Sicherheit bei verteilten Netzen, sowie kritische Bewertung deren Ursachen im Hinblick auf Sicherheit und Privatsphäre

• Einführung in Teilaspekte der Kryptographie (Symmetrische und asymmetrische Verschlüsselung, Hash-Funktionen, Signaturen)• Netzwerk-Sicherheit (Zugangskontrolle, Protokolle zur Netzwerk- und Systemsicherheit)• Grundlagen der Sicherheitsmechanismen in verteilten Netzwerken (Contract Signing, Wahrscheinlichkeits-basierte Methoden)• Protokolle zum Schutz der Anonymität und der Privatsphäre (Chaum’s MIX,  Dining Cryptographers, Minimal-Knowlegde, Onion Routing)• Peer-to-Peer Netzwerkprotokolle (CAN, Chord)• Einführung in Blockchains• TOR Netzwerke (Mechanismen und Risiken)

Klausur

Slides, eigenes Script

•William Stallings: „Cryptography and Network Security: Principles and Practice“, Pearson Education•Claudia Eckert: „IT-Sicherheit: Konzepte – Verfahren – Protokolle“, Walter de Gruyter, Berlin/Boston•Michael Kofler et al.: „Hacking und Security: Das umfassende Handbuch“, Rheinwerk Computing, Bonn•weiterführende Literatur zu einzelnen Kapiteln des Kurses in den Vorlesungsunterlagen

• Course title: Automatisierungstechnik
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-85
• Module(s): Automatisierungstechnik
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Grund- und vertiefte Kenntnisse im Bereich der Automatisierungstechnik 

Der Student erhält eine umfassende Grundausbildung über alle Aspekte des Entwurfs von Automatisierungssystemen für verschiedene Anwendungen im Bereich der Elektro- sowie der Energie- und Gebäudetechnik: -er kennt die Grundbegriffe der Automatisierung -er kann das Verhalten technischer Systeme als zeitkontinuierliches oder ereignisdiskretes System beschreiben-er kann Steuerungsalgorithmen für ereignisdiskrete Systeme entwerfen-er kennt Automatisierungssysteme inkl. Hard- und Software -er kennt die gängigen Kommunikationssysteme in der Automatisierungstechnik-er ist in der Lage, Automatisierungssysteme zu konfigurieren, zu programmieren und zu testen

Umfassendes Grundwissen zum Thema Automatisierungstechnik:- Einführung in die Automatisierungstechnik- Aufbau von Automatisierungssystemen – Beschreibung Ereignisdiskreter Systeme- Entwurf industrieller Steuerungen- Software für industrielle Steuerungen und Speicherprogrammierbare Steuerungen- Industrielle Kommunikationssysteme- Engineering von Automatisierungssystemen

Klausur

Eigenes Scriptweiterführende Literatur:- Litz, L.: Grundlagen der Automatisierungstechnik. 2. Auflage, De Gruyter Oldenbourg, 2012.

• Course title: Machine Design Elements I
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-44
• Module(s): Machine Design I
• Language: EN
• Mandatory: Yes

The objectives of the course are:•To gain knowledge of the design of machine elements in the scope of the course•to introduce and use advanced design methods of mechanical parts and systems, using CAD & CAE•to build base student knowledge of machine design, which is needed for their projects applied in mechanical construction projects

The student in the defined scope of the course is able to:•carry out a design process of mechanical parts and systems and generate respective engineering drawings in a CAD software•design machine elements in the scope of the course•introduce and use advanced design methods of mechanical parts •use analytical equations of mechanics to design machine elements and implement standard components to define own technical solutions•solve technical problems using previously acquired knowledge of subjects: mechanics, strength of materials, machine element design and technical drawings•design and analyse simple mechanical parts and system•use Mathcad as a tool for advanced engineering calculations•create, develop and manage various CAD models (parts, assemblies, drawings and animation) and acquire working knowledge of CAD software

Based on various projects and assignments during the semester, the students will develop their knowledge and methodology for CAD model conception (parametric and in assembly modelling). The projects will focus on the use and implementation of Standard mechanical elements, as well as the creation and definition of parts and assembly drawings of a simple mechanism. The various CAD software functionalities will be reviewed. The project will introduce the project development process.Machine Design Elements I:• Introduction tolerances and fits. Deviations of form and position and surface roughness• Introduction to material and manufacturing• Stress and strain /deformation• Shafting and associated parts• Rolling-element bearings• Failure prediction for static loading• Fasteners, connection, and power screws• Fasteners, connection, and power screws – weld connections• Fasteners, connection, and power screws – snap-fit connections• Fasteners, connection, and power screws – glue connections

60 % for Machine Design Fundamentals (100 % Exam)40 % for Machine Design Construction (100% Project assessment)

Scripts on MoodleDuring the course, students will get computer-based  presentations and exercises in Mathcad Prime.Autodesk Inventor will be used for practical design exercises.•“Fundamentals of Machine Elements, Third Edition: SI Version”, Steven R. Schmid, Bernard J. Hamrock, Bo. O. Jacobson.•“Fundamentals of Machine Components Design”, R. C. Juvinall, Kurt M. Marshek.•„Roloff/Matek Maschinenelemente“, Herbert Wittel, Dieter Muhs, Dieter Jannasch, Joachim.Voßiek.•“Engineering Drawing and Design”,  5th Edition, David A. Madsen, David P. Madsen•Autodesk inventor Documentation and Online help•MemoTech – Dessin Technique et norm CAO – C.Hazard•Precis de construction mecanique – R.Quatremer – Nathan•Guide du Dessinateur industriel – A.Chevalier – Hachette•Technisches Zeichnen – Hoischen – Edition Cornelsen / Girardet

• Course title: Machine Design Construction I
• Number of ECTS: 2
• Course code: BENG-57
• Module(s): Machine Design I
• Language: EN
• Mandatory: Yes

The objectives of the course are:•To gain knowledge of the design of machine elements in the scope of the course•to introduce and use advanced design methods of mechanical parts and systems, using CAD & CAE•to build base student knowledge of machine design, which is needed for their projects applied in mechanical construction projects

The student in the defined scope of the course is able to:•carry out a design process of mechanical parts and systems and generate respective engineering drawings in a CAD software•design machine elements in the scope of the course•introduce and use advanced design methods of mechanical parts •use analytical equations of mechanics to design machine elements and implement standard components to define own technical solutions•solve technical problems using previously acquired knowledge of subjects: mechanics, strength of materials, machine element design and technical drawings•design and analyse simple mechanical parts and system•use Mathcad as a tool for advanced engineering calculations•create, develop and manage various CAD models (parts, assemblies, drawings and animation) and acquire working knowledge of CAD software

Based on various projects and assignments during the semester, the students will develop their knowledge and methodology for CAD model conception (parametric and in assembly modelling). The projects will focus on the use and implementation of Standard mechanical elements, as well as the creation and definition of parts and assembly drawings of a simple mechanism. The various CAD software functionalities will be reviewed. The project will introduce the project development process.Machine Design Construction I :• Deepen CAD knowledge (In assembly modelling) and software functionalities• Generation of simple mechanism (Conception of parts and assembly – Simulation)• Definition drawings of parts and assembly (Functional dimensioning of simple mechanism)• Introduction to usual mechanical links – review of technical solution and analysis of kinematics sketch• Design and development of machine design using standard elements• Presentation of Parts and systems using engineering drawing, explosion and animation   

60 % for Machine Design Fundamentals (100 % Exam)40 % for Machine Design Construction (100% Project assessment)

Scripts on MoodleDuring the course, students will get computer-based  presentations and exercises in Mathcad Prime.Autodesk Inventor will be used for practical design exercises.•“Fundamentals of Machine Elements, Third Edition: SI Version”, Steven R. Schmid, Bernard J. Hamrock, Bo. O. Jacobson.•“Fundamentals of Machine Components Design”, R. C. Juvinall, Kurt M. Marshek.•„Roloff/Matek Maschinenelemente“, Herbert Wittel, Dieter Muhs, Dieter Jannasch, Joachim.Voßiek.•“Engineering Drawing and Design”,  5th Edition, David A. Madsen, David P. Madsen•Autodesk inventor Documentation and Online help•MemoTech – Dessin Technique et norm CAO – C.Hazard•Precis de construction mecanique – R.Quatremer – Nathan•Guide du Dessinateur industriel – A.Chevalier – Hachette•Technisches Zeichnen – Hoischen – Edition Cornelsen / Girardet

• Course title: Signale und Systeme
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-90
• Module(s): Option Signale und Systeme
• Language: DE
• Mandatory: No

Grundlegendes Wissen der Signaltheorie

Der Student •kann Differenzengleichungen mit der Z Transformation lösen•kennt die Einschränkung der Abtastung•kann Systeme nach Linearität, Zeitvarianz und Kausalität klassifizieren•kennt die Vorteile und Einschränkungen der Fourier Transformation•kann einfache Filter entwerfen•kennt Modulationsmethoden und das äquivalente Basisband

• Signalbeschreibungen◦ Diskret und kontinuierlich◦ Vergleich über Korrelation ◦ Spezielle Signale• Systeme• Differenzengleichungen• Z Darstellung• Die Fourier Transformation• Abtastung• LTI System• Abtastung• Filterentwurf

Klausur

Umfangreiche Literatur/Internet Resourcen vorhanden

• Course title: Energy Systems I
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-70
• Module(s): Option Energy Systems I
• Language: EN
• Mandatory: No

At the end of this course, students will be able to critically analyse a range of different energy systems. They will identify key sources and sinks, be able to explain the transformations occurring, and use a range of techniques to investigate the different systems with a goal of calculating full mass and energy balances and calculating efficiencies.

• Overview of energy systems• Basics of mass balance and energy balance for energy systems• Combustion systems• Electrochemical systems• Renewable energy systems

Final exam, 90 mins.

Support materials and literature will be provided by the lecturer.

• Course title: Building Information Modelling
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-107
• Module(s): Option Building Information Modelling
• Language: FR
• Mandatory: No

•Understand what BIM is and how it works•Be able to use a BIM collaborative platform to exchange documents, 3D models and comments•Understand how to create a structural 3D model, how to add information in the objects and how to check the quality of the model•Understand how works the quantity take off and the documentation generation on several tools

Discover what BIM is and how it works, from several point of view (architect, building company, owner…), get the practice as a civil Engineer in a BIM project by using specific tools to achieve usual required tasks.

• BIM theory with practical application and several BIM use cases• Basic on Revit Structural tools• Geolocation of a project & Integration of the project in a built environment • 3D models coordination: Structure + architecture + MEP, methods and tools• Layout and annotation in Revit• Information (data) management in a BIM model, mapping to IFC open format File• Quantity take-off in Revit with cost estimation• Quantity take-off in BIMoffice with cost estimation and automatic generation of estimation layout.

Task 1:Written exam: Theory at the end of introduction on BIM (10%)Objectives: check if the student understand what BIM is and how it works, in generalTask 2:Take-home assignment: Structural BIM Project (90%)Objectives: create a project and apply the theory on several constraints (structural resistance, architectural design, MEP design, owner requests…). The student will have to use several BIM tools to achieve the project.Assessment criteria:•create a structural concrete project based on an architectural model•3D structural model update after calculation in the Concrete structure course and coordination with the architectural model and the MEP model•Automatic quantity take-off with 2 different tools, and generation of a cost estimation document

• Course title: Robotik
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-98
• Module(s): Option Robotik
• Language: DE, EN
• Mandatory: No

Roboter werden seit Jahren erfolgreich in der Industrie zur Automatisierung eingesetzt. Doch Roboter werden zukünftig mehr und mehr als Assistenzroboter im privaten und öffentlichen Leben auftauchen. Staubsaugroboter, Rasenmähroboter oder Wischroboter sind bereits in vielen Haushalten dankend aufgenommen worden. Der Entwicklungsweg zum persönlichen Roboterassistenten, der auch in der Küche helfen kann ist nicht mehr lang. In Krankenhäusern helfen immer öfter Tele-Manipulatoren als Assistenzsysteme mit intelligenten Funktionen bei Operationen. Roboter übernehmen bereits das Einparken in Parkhäusern. Die intelligente Gehilfe für körperlich eingeschränkte Menschen ist bereits in einigen Rehabilitationszentren zum Training eingeführt worden. Die Kommunikation älterer Menschen in Betreuungs- und Pflegeheimen wird durch eine künstliche (Roboter)-Robbe, die sich anschmiegen kann, angeregt. Aber besonders hilfreich werden Assistenzroboter, die kooperativ mit dem Menschen zusammenarbeiten, in der Produktion sein. Zukünftig entstehen neue Arbeitsformen, die Arbeitsplätze mit bisher weitgehend manueller Arbeit produktiver machen.Die Lehrveranstaltung stellt das spannende Thema Robotik theoretisch und praktisch vor. Die Theorie wird mit Hilfe von MATLAB Übungen und Simulationsübungen erklärt. Die Programmierung der Industrie-Roboter wird im Technikum an vier verschiedenen Geräten geübt. Dabei kann man Roboter programmieren lernen, die bis zu 350 kg bewegen können!

• Aufbau von Roboterplattformen und Roboterarmen,• Kenngrößen der Roboter,• mathematische Verfahren zur Beschreibung der Kinematik von Roboterarmen und mobilen Plattformen,• Programmierverfahren und Steuerung von mobilen Robotern und Roboterarmen,• Computer-Vision Systeme zur automatischen Bewegungssteuerung und Navigation.

Klausur und Praktikumsbericht

• Course title: Cartographie & GIS
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-113
• Module(s): Option Cartographie & GIS
• Language: FR
• Mandatory: No

Dispensé à la fois sous format de cours magistraux et de TD, cette leçon présente plusieurs objectifs complémentaires concernant à la fois les fondements des systèmes d’informations géographiques (SIG) et la cartographie thématique. Dans le cadre des SIG, il s’agira de fournir aux étudiants une introduction aux connaissances de la technologie des systèmes d’information géographique (SIG). Les étudiants peuvent interpréter des données spatiales, comprendre les bases de la géométrie et créer des données géoréférencée. In fine, les étudiants doivent être capables de manipuler et d’analyser les données géospatiales. Les cours se concentrent alors sur les concepts généraux des SIG ainsi qu’à leur mise en œuvre à travers la pratique (via un logiciel dédié).Dans le cadre de la cartographie thématique, il s’agira de se familiariser à la construction, la théorisation et à l’analyse des cartes, notamment thématiques. Pour cela, il faut savoir que la cartographie est à la fois source d’information, révélateur de structures spatiales et outil fondamental d’analyse pour le géographe ou tout autre acteur de sciences sociales qui dispose de ce savoir-faire. Ainsi, à partir d’un support de cours théorique qui intègre les questions des processus de communication et d’information, de la représentation et du langage sémantique de la carte et de son habillage nécessaire, ce cours de cartographie se poursuivra par des TD consacrés à la discrétisation de séries statistiques destinés à travailler l’information à cartographier pour s’achever par l’application d’un logiciel de cartographie gratuit.

Au sortir du cours de cartographie et SIG, l’étudiant saura :- d’un côté, explorer les données spatiales et utiliser les technologies des systèmes d’information. Les étudiants auront les bases leur permettant d’interpréter et d’analyser des données spatiales à l’aide d’outils SIG (tels que QGIS, ArcGIS ou autres).- de l’autre, construire, interpréter et analyser une carte thématique de sorte à pouvoir, auprès des décideurs et des collègues de sciences sociales, rendre compte des relations spatiales des territoires considérés de sorte à bénéficier d’un pouvoir d’aide à la décision.

Module cartographie :• Connaître les bases théoriques des fondements cartographiques ; • Connaître les différentes étapes de la cartographie : symbolisation, échelles et généralisation, discrétisation, sémantique graphique ;• Maîtriser les méthodes de cartographie : mise à l’échelle, mise en forme, présentation ; • Utiliser ces connaissances afin d’analyser de manière pertinente les aspects thématiques de l’information cartographique et de sa représentation en images afin d’en faire un usage d’aide à la décision. Module SIG :• Cours 1 (CM):  Bases conceptuelles des SIG. La composante information. Généralités de l’analyse spatiale• Cours 2 (TD):  1er pas & analyses des données• Cours 3 (TD) : Notion de Géotraitements (analyse spatiale en mode vecteur) et de Numérisation• Cours 4 : Cartographie sous environnement SIG • Cours 5 : Projet thématique (devoir à rendre)

Dossier à effectuer durant la dernière séance et à rendre en fin d’examen

 Core:•Béguin M., Pumain D., 2000, La représentation des données géographiques. Statistique et cartographie. Armand Colin, Coll. Cursus, Paris, 192 p.•Brunet R., 1987, La carte mode d’emploi. Fayard/Reclus, Paris.•Cauvin C. Escobar F., Serradj A., 2007-2008, Cartographie thématique, 5 vol., Hermès Lavoisier.•Miellet  P., Delage C. (dir. EDATER), 2001, Représentation cartographique. Guide méthodologique. CERTU, GIP ATEN, Paris, 87 p.•Service technique de l’Urbanisme, 1991, Chiffres et cartes : une union réfléchie. GIP Reclus, La Documentation Française, Paris, 56 p.•Slocum T.A., McMaster R.B., Kessler F.C., Howard H.H., 2005, Thematic Cartography and geographic visualization, Keith C. Clarke Series Editor, Pearson Printice Hall, USA.•Waniez P., 2004, Philcarto Version 4 pour Windows. Mode d’emploi. 250 p. http://philcarto.free.fr/DOCSDEGRANIT/ADES.html•http://esri.com•http://support.esri.com•Chadule (groupe), 1974, Initiation aux pratiques statistiques en géographie, Masson, ParisModules de cartographie téléchargeables PhilCartoVersion d’évaluation ArcGis

• Course title: Interaction Design
• Number of ECTS: 4
• Course code: BPINFOR-36
• Module(s): Option Interaction Design
• Language: EN
• Mandatory: No

The overall objective of this course is to help deepen students’ knowledge and skills in user interface and interaction design.

On successful completion of this course, students are capable to:describe, explain, and use a standard analysis and design process, and standard analysis and design terminology.recognize several basic design patterns and common software techniques, and be able to use them in product design.generate alternative solutions for analysis and design problems, evaluate them, choose a good alternative, and explain and defend this choice.

The Interaction Design course follows the following core topics. Many of these combine lectures with studio time in the classroom.Introduction to Interaction DesignUnderstanding UsersNeeds, Requirements and Hierarchical Task AnalysisPrototypingConceptual DesignPhysical DesignEvaluation

Two exams during the semester (30% each), a group final project (30%), and participation in the classroom (10%).

Literature: Interaction Design: Beyond Human-Computer Interaction (2nd Edition), by Preece, Rogers, and Sharp. Wiley, 2007.

• Course title: Real World Data Acquisition and Processing
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-127
• Module(s): Option Real World Data Acquisition and Processing
• Language: EN, FR
• Mandatory: No

To provide students with the practical knowledge about microcontroller-based data acquisition and processing.

On successful completion of this course, students are capable to:Explain the techniques commonly used for data acquisition, conversion, and communication. Use a programming language for applied scientific calculations and data processing.

1) A set of 2-hour presentations about the following topics:- Introduction to the controllers, sensors et actuators: the DIY-Droid as live example- The Arduino ESP32 Microcontroller Hardware and Software IDE- The DC Electric Gearbox Double Shaft Motor for Modellingo Principleo DC Motor Driveo The Pulse Width Modulationo Motor Current Measurement Sensoro Motors Driving Controller – Analogic-to-digital conversion (ADC), digital-to-analogic conversion (DAC) and digital filteringo Different types of converterso Lowpass filters: Analogic and Digital- Communication protocols and challengeso Different communication protocols (SPI, RS232, …) and example applicationso Real world problems that might occur during a communication- Introduction to Scientific Computing and Visualization with Python, a widespread, interpreted, general-purpose programming language.2) Presentation of student’s works about one topic related to those given during the lectures.

Grade on the presentation (1/3) and a final exam on all the topics addressed during the lectures (2/3) under the form of a multiple-choice questionnaire.

POWERPOINT slides and live demos- Toyota Motor Sales, U.S.A., Inc. “Sensors and Actuators” – Clarke D. W., “Intelligent Instrumentation”, Transactions of the Institute of Measurement and Control 22,1 (2000) pp. 3–27- Isermann R., “ Mechatronische Systeme: Grundlagen ”, Springer

• Course title: Energy Systems II
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-116
• Module(s): Option Energy Systems II
• Language: EN
• Mandatory: No

At the end of this course, students will be able to critically analyse a range of different energy systems with a particular focus on the production of hydrogen from renewable energy sources.Students will be able to describe a wide range of systems for the production of green hydrogen, and conduct design studies for the integration of renewable energy sources with hydrogen production.

• Overview of hydrogen production systems• Review of different electrolyser technologies• Production of green hydrogen using renewable energy sources, detailed case studies of a wide range of options• Sector coupling

50% from class project, 50% from final exam

Support materials and literature will be provided by the lecturer.

• Course title: Workshop Project Management
• Number of ECTS: 2
• Course code: BENG-103
• Module(s): Option Workshop Project Management
• Language: DE, EN
• Mandatory: No

The students can organize and schedule projects efficiently. They plan the resources, stay within budget and complete the projects on time. Students can assess risks and maintain communication within the team and outside.

The students will be able to structure a project execution including the project team setup. Students will learn to develop a project time schedule (Gantt-chart) to allocate resources, to include milestones and compare planning to real project progress. They can identify dependencies of different tasks, highlight bottlenecks and detect the critical path. They know project planning methods and can use common planning tools like Excel, MS Project or SAP.

– Defining the scope of the project- What has to be done until when?- The project schedule: Developing a bar chart diagram (Gantt-chart).Knowing of principles of network planning diagrams- Getting the right team at the right time. Allocation of resources – Cost estimation- Recognizing risk factors and preparing to mitigate risks- Defining roles and responsabilities- Tracking progress and monitoring performance. The gate review process- Keeping everyone informed by efficient communication- Effective time management- Definition of roles for: the project manager, commercial managers and time scheduler and other core team members- Organizational structures for project execution- Management of conflicts. Conflict resolution methods- Personality types (MBTI)- Using technology (IT) to plan and track projects- Case studies will enable the students to apply the learned competencies

PMI Project Management Body of Knowledge (Ed. 6/7), ISO 21500:2016

• Course title: Propriété Intellectuelle et Veille Technologique
• Number of ECTS: 2
• Course code: BENG-105
• Module(s): Option Propriété Intellectuelle et Veille Technologique
• Language: FR
• Mandatory: No

-Comprendre l’importance de la protection du patrimoine immatériel et les bases de la propriété intellectuelle (brevets, marques, dessins & modèles, droits d’auteur).-Comprendre l’importance de l’exploitation systématique des informations techniques contenues dans les brevets d’invention.-Savoir utiliser les bases de données brevets et adapter sa stratégie de recherche d’information.-Familiariser l’étudiant avec les pratiques de veille et apprendre les techniques de base pour rechercher, analyser et protéger les informations nécessaires pour mener un projet d’innovation.

1. Importance de la protection du patrimoine immatériel et de la propriété intellectuelle dans l’économie de la connaissance- Les principaux droits de PI- Logiciels, Open source et Intelligence Artificielle- Confidentialité et contrats2. L’information brevets et les bases de données – Le système des brevets- Les informations contenues dans un brevet- Les bases de données accessibles en ligne3. Bonnes pratiques de recherche dans les brevets – Les méthodes d’interrogation des bases de données- Elaborer une stratégie de recherche- Exercices pratiques (Recherche brevet sur Espacenet / Patentscope)4. Veille technologique – La veille et son utilité- Infométrie, statistiques et analyses- Exercices pratiques (Statistiques brevets sur Espacenet)

Examen final 120 min

Documentation et didacticiel des bases de données brevets (ressources en ligne)Webographie veille technologique et intelligence économique (ressources en ligne)

• Course title: Bachelor Thesis
• Number of ECTS: 12
• Course code: BENG-124
• Module(s): Bachelor Thesis
• Language: DE, FR, EN
• Mandatory: Yes

• Course title: Propriété Intellectuelle et Veille Technologique
• Number of ECTS: 2
• Course code: BENG-105
• Module(s): Ergänzung Mobilitätssemester
• Language: FR
• Mandatory: No

-Comprendre l’importance de la protection du patrimoine immatériel et les bases de la propriété intellectuelle (brevets, marques, dessins & modèles, droits d’auteur).-Comprendre l’importance de l’exploitation systématique des informations techniques contenues dans les brevets d’invention.-Savoir utiliser les bases de données brevets et adapter sa stratégie de recherche d’information.-Familiariser l’étudiant avec les pratiques de veille et apprendre les techniques de base pour rechercher, analyser et protéger les informations nécessaires pour mener un projet d’innovation.

1. Importance de la protection du patrimoine immatériel et de la propriété intellectuelle dans l’économie de la connaissance- Les principaux droits de PI- Logiciels, Open source et Intelligence Artificielle- Confidentialité et contrats2. L’information brevets et les bases de données – Le système des brevets- Les informations contenues dans un brevet- Les bases de données accessibles en ligne3. Bonnes pratiques de recherche dans les brevets – Les méthodes d’interrogation des bases de données- Elaborer une stratégie de recherche- Exercices pratiques (Recherche brevet sur Espacenet / Patentscope)4. Veille technologique – La veille et son utilité- Infométrie, statistiques et analyses- Exercices pratiques (Statistiques brevets sur Espacenet)

Examen final 120 min

Documentation et didacticiel des bases de données brevets (ressources en ligne)Webographie veille technologique et intelligence économique (ressources en ligne)

• Course title: Interaction Design
• Number of ECTS: 4
• Course code: BPINFOR-36
• Module(s): Ergänzung Mobilitätssemester
• Language: EN
• Mandatory: No

The overall objective of this course is to help deepen students’ knowledge and skills in user interface and interaction design.

On successful completion of this course, students are capable to:

describe, explain, and use a standard analysis and design process, and standard analysis and design terminology.

recognize several basic design patterns and common software techniques, and be able to use them in product design.

generate alternative solutions for analysis and design problems, evaluate them, choose a good alternative, and explain and defend this choice.

The Interaction Design course follows the following core topics. Many of these combine lectures with studio time in the classroom.Introduction to Interaction DesignUnderstanding UsersNeeds, Requirements and Hierarchical Task AnalysisPrototypingConceptual DesignPhysical DesignEvaluation

Two exams during the semester (30% each), a group final project (30%), and participation in the classroom (10%).

Literature: Interaction Design: Beyond Human-Computer Interaction (2nd Edition), by Preece, Rogers, and Sharp. Wiley, 2007.

• Course title: Introduction to Data Analysis with Python
• Number of ECTS: 4
• Course code: BPINFOR-121
• Module(s): Ergänzung Mobilitätssemester
• Language: EN
• Mandatory: No

This course teaches the fundamental ideas of cleaning, manipulating, processing, and analyzing data. Students will work on data analysis problems encountered in various data-intensive applications. The course includes many in-class programming exercises where students are expected to work on various case studies. Through these exercises, the course will also serve as an introduction to data analysis and modern scientific computing using the Python programming language.

On successful completion of this course, students are capable to:Understand the fundamentals of data analysis,Use the Python programming and its libraries NumPy, Pandas, and Matplotlib/Seaborn,Pose questions, collect relevant data, analyze data, interpret data and provide insights,Present data-driven insights using data visualization.

Introduction: What is data analysis?Python basics, Build-in Data Structures, Functions, and FilesNumPy basics: Arrays and Vectorized ComputationData Acquisition, Preparation and Management Data VisualizationTime SeriesIntroduction to Modeling Libraries in PythonData Analysis Examples

Quiz – 20%Homework and practical – 30%Final Exam (Practical and Written) – 50%

Literature:Python for Data Analysis, O’REILLY, ISBN-10: 1491957662Python Data Analysis, Steve Eddison, ISBN: 1709888989Introduction to Data Science with Python: Basics of Numpy and Pandas, Mark Smart, ISBN-10: 1731036841Lectures slides and any supplemental course content will be provided on the course web site.