Neue Ansätze in der Ingenieurausbildung für Konstruktion und Produktentwicklung : ein Beitrag zur Konzeption und Einführung praxisgerechter Inhalte und Ingenieurpädagogik in der Lehre

Abstract

Product Lifecycle Management (PLM) wird in der Industrie eingesetzt um sämtliche Informationen eines Produkts während dessen Lebenszyklus von der Produktidee bis zum Recycling zu speichern und zu verwalten. Die vorliegende Forschungsarbeit beschäftigt sich mit der Sinnhaftigkeit des Einsatzes von PLM in der Ingenieurausbildung an österreichischen Höheren Technischen Lehranstalten (HTL), um neue Ansätze in der Ingenieurausbildung für Konstruktion und Produktentwicklung zu implementieren. Ein wichtiger Bestandteil von PLM ist das Produkt Daten Management (PDM) welches im Bereich der Produktentwicklung sämtliche produktbezogenen CAx Daten wie 3D-Modelle und 2D-Zeichnungen sowie die zugehörigen Projektdaten wie Berechnungen und Office-Dateien speichert und verwaltet. Der erste Abschnitt stellt die momentane Situation der Produktentwicklung in der Industrie dar. Dabei werden die aktuellen Themen wie Industrie 4.0 und Interdisziplinarität in der Produktentwicklung aufgezeigt. Zusätzlich werden die Unterschiede bzgl. Einsatzund Verwendungsmöglichkeiten von PDM und PLM herausgearbeitet. Das dritte Kapitel versucht einen Überblick über die Ingenieurausbildung im Bereich Produktentwicklung und Konstruktion mit Fokus auf die österreichischen HTLen zu geben. Dabei werden vor allem die derzeitigen Inhalte betrachtet, sowie die verwendeten Methoden und die Tools untersucht und dargestellt. Vor allem werden die verwendeten Methoden und didaktischen Ansätze (Collaboration, Project Based Learning und Problem Based Learning) in der Ingenieurausbildung erläutert und bzgl. der Ausbildung in den HTLen verglichen. Das darauffolgende Kapitel befasst sich mit den Ansätzen für die Weiterentwicklung in der Ingenieurausbildung hinsichtlich der Schwerpunkte Inhalte, Methodik sowie Einsatz von Tools. Im folgenden Kapitel werden die gemeinsamen Forschungsaktivitäten der TU Wien und HTLen miteinbezogen, welche im Rahmen der Sparkling Science Initiative des Bundesministeriums für Forschung durchgeführt wurden. Im vorletzten Kapitel wird die Durchführung einer PDM Feldtestung mit Beteiligung verschiedener österreichischer HTLen erläutert. Dabei wird u.a. untersucht, ob der Einsatz von PLM in der Konstruktionsausbildung an HTL bessere, oder zumindest vergleichbare Ergebnisse bringt. Es zeigt sich, dass der Einsatz von PLM im Unterricht an den österreichischen HTLen sinnvoll ist und neue Ansätze sowie einen Mehrwert für die künftigen Ingenieure darstellt.

In the industry Product Lifecycle Management (PLM) is used to store and manage all information about a product during its lifetime, starting from the product idea up until recycling. This paper examines the purpose of using PLM in engineering education of Austrian HTL to additionally implement new approaches in the engineering education for construction and product development. An important part of PLM is Product Data Management (PDM), which stores and manages all product based CAx data like 3D-models and 2D-drawings, as well as all correlating project data like calculations and Office-files in the field of product development. The first part of this paper illustrates the current state of product development in the industry. Therefore, currently important topics like Industry 4.0 and multidisciplinary in product development are described. Furthermore, differences concerning possible field of application and use of PDM and PLM are being shown. The third chapter gives an overview of the engineering education at Austrian HTL in the field of product development and mechanical engineering design. Moreover, current topics are being reviewed and depicted as well as commonly used methods and tools. Especially the commonly used methods and didactical approaches (Collaboration, Project Based Learning and Problem Based Learning) in the engineering education are explained and compared to the education in HTL. The following chapter analyses approaches for further development in the engineering education concerning the key aspects of topic, methodology and use of tools. The next chapter presents the collective research activities of the TU Wien and HTL, which were carried out within the Sparkling Science Initiative of the Federal Ministry of Research. Moreover, the second to last section focuses on conducting of a PDM field test in co-operation of various HTL. For that matter the paper examines if the use of PLM in mechanical design education results in a better, or comparable outcome. To sum up, improvement has been shown while using PLM in Austrian HTL during class, further-more it also provides new approaches and additional benefits for future engineers.