Connected Systems

Fakultät

Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik (IuI)

Version

Version 1 vom 09.03.2026.

Modulkennung

11M2204

Niveaustufe

Master

Unterrichtssprache

Deutsch

ECTS-Leistungspunkte und Benotung

5.0

Häufigkeit des Angebots des Moduls

nur Sommersemester

Dauer des Moduls

1 Semester

 

 

Kurzbeschreibung

Mechatronische Systeme sind heute nicht isoliert, sondern über vielfältige Kommunikationsverbindungen in komplexe Informationssysteme eingebettet. So kommuniziert beispielsweise die mechatronische Komponente  „Ventilantrieb“ über ein Bussystem mit der Gebäudeautomation und über Funktechnik mit dem Hersteller des Antriebs verbunden. Während die Gebäudeautomation den effizienten operativen Betrieb des Ventils verantwortet, könnte der Hersteller mit der übertragenen Information beispielsweise Dienstleistungen im Bereich der vorbeugenden Instandhaltung anbieten. Die Vorlesung befasst sich mit den informationstechnischen und kommunikativen Bausteinen, die zum Aufbau eines solches Gesamtsystems benötigt werden. Sie geht der Frage nach, wie und wo Informationen zu verarbeiten und zu konservieren sind.

Nach der erfolgreichen Teilnahme am Modul sind die Studierenden in der Lage, ein Anforderungsprofil für einen Anwendungsfall zu skizzieren und mit Hilfe von üblichen IT-Softwarebausteinen und Kommunikationsprotokollen ein Demonstrationssystem zu konstruieren.

Lehr-Lerninhalte

  1. Architektonische Entwurfsmuster verteilter sicherer Systeme
    1. Innere und äußere Bindung, Systemgrenzen und Systemfreischnitt, Schnittstellen
    2. Beschreibung der vorlesungsbegleitenden Fallstudie
  2. Sichere und verlässliche Kommunikation
    1. Kommunikationskonzepte (Pub-Sub, Server-Client, Master-Slave, Announce, Self Discovery, Peer2Peer)
    2. Drahtlose Kommunikationstechnologien (Fokus M2M, z.B. LoRaWan. NB-IoT)
  3. Bausteine großer verteilter Systeme
    1. Authentifizierungsdienste (z.B. Google, Shibboleth)
    2. Datenbanken (z.B. relational/SQL, Key-Value/Redis)
    3. Message Hubs (z.B. MQTT Mosquitto)
    4. Business Logic Hosts (z.B. Node Red)
  4. Digitale Werkzeuge für die kollaborative Entwicklung, Verteilung und Betrieb (Lifecycle Management) von verteilten Systemen
    1. Model Based System Engineering
    2. Konzepte der Versionsverwaltung (Git, SVN)
    3. Kollaborationswerkzeuge (Jira o.ä.)
    4. Virtualisierung / Containerisierung
    5. Testkonzepte verteilter Systeme
  5. Leitkonzepte für nachhaltige Produkte
    1. Leitkonzept „Retrofit“
    2. Leitkonzept „Design for Recycling“
    3. Leitkonzept „Event Based Processing“

Gesamtarbeitsaufwand

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

Lehr- und Lernformen
Dozentengebundenes Lernen
Std. WorkloadLehrtypMediale UmsetzungKonkretisierung
30Vorlesung-
15Labor-Aktivität-
Dozentenungebundenes Lernen
Std. WorkloadLehrtypMediale UmsetzungKonkretisierung
30Veranstaltungsvor- und -nachbereitung-
75Erstellung von Prüfungsleistungen-
Benotete Prüfungsleistung
  • Hausarbeit
Prüfungsdauer und Prüfungsumfang

Hausarbeit: ca. 20 Seiten

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegendes Verständnis der Informatik und der Elektrotechnik

Wissensverbreiterung

Die Studierenden können den Systembegriff auf verteilte mechatronische Anlagen anwenden und systemtheoretische Überlegungen während des Entwurfs, der Erstellung und der Nutzung einfließen lassen. Sie sind in der Lage, Anforderungen an eine sichere und verlässliche Kommunikation zu stellen und passende Technologien auszuwählen. Die Studierenden kennen eine Reihe heute üblicher IT-Komponenten verteilter Systeme und können deren Leistungsmerkmale erklären. Sie kennen außerdem ausgewählte digitale Werkzeuge für die kollaborative Entwicklung, Verteilung und Betrieb (Lifecycle Management) von verteilten Systemen und können diese anwenden.

Nutzung und Transfer

Aus dem Faktenwissen dieser und vorhergehender Veranstaltungen leiten die Studierenden die fachliche und organisatorische Kompetenz zur Durchführung des vorlesungsbegleitenden Praxisprojektes ab. Sie können aus einer groben Anforderungsskizze heraus und unter Zuhilfenahme eigener Erfahrungen die Architektur und die Feinstruktur eines verteilten, kommunikativen Systems ableiten. Sie sind in der Lage, dieses System mit Hilfe der in der Vorlesung erlernten Methoden und Werkzeuge umzusetzen und in Betrieb zu nehmen. Alle Vorgehensweisen können die Studierenden später auf Themen der beruflichen Realität übertragen und sinngemäß anwenden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis / Professionalität

Die Studierenden dieses Studiengangs erwerben die Kompetenz, verteilte kommunikative Systeme zu entwerfen. Sie wenden dabei marktübliche und dem Stand der Technik entsprechende Vorgehensweisen und Technologien an.

Darüber hinaus werden die Studierenden in die Lage versetzt, ihr Wissen kontinuierlich zu aktualisieren und neue Entwicklungen in ihrem Fachgebiet zu verstehen und zu analysieren. Dies befähigt sie dazu, sich flexibel an neue Herausforderungen anzupassen und ihr Wissen in der Praxis anzuwenden. Die Studierenden lernen, ihr eigenes Handeln sowohl aus technischer als auch aus sozioökonomischer Perspektive zu bewerten und zu reflektieren.

Literatur

Skript und vielfältige Internetquellen

Verwendbarkeit nach Studiengängen

  • Maschinenbau (Master)
    • Maschinenbau M.Sc. (01.09.2025)

  • Fahrzeugtechnik (Master)
    • Fahrzeugtechnik M.Sc. (01.09.2025)

  • Mechatronic Systems Engineering
    • Mechatronic Systems Engineering M.Sc. (01.09.2025)

    Modulpromotor*in
    • Liebler, Klaus
    Lehrende
    • Liebler, Klaus