NTB FOLIO 2019-06 by NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs

NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs FHO Fachhochschule Ostschweiz

DAS MAGAZIN DER INTERSTAATLICHEN HOCHSCHULE FÜR TECHNIK BUCHS NR. 57 | JUNI 2019

Grenzen als Treiber von Innovationen Leadthema

Qualitätsmanagement an der NTB Dr. Ruth Jochum-Gasser im Interview

Dr. Bettina Fleisch zu Gast Trägerin des Rheintaler Wirtschaftspreises 2019

engineering. tomorrow. together.

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SystemtechnikAkademie

Grenzen als Treiber von Innovationen

NTB Inside

Angewandte Forschung und Entwicklung

Ausbildung und Weiterbildung

Bachelor-/ Masterstudium

Inhalt ⁄ 57.19

5 22 Editorial

Start-up This AG

Das flüsterleise Vielzweck-Fahrzeug

Dr. Ruth Jochum-Gasser, Leiterin des Qualitäts managements an der NTB

Das Pop-up-Paradigma

Blitzlichter: Neues und Kurzmeldungen aus Forschung und Lehre

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Gastinterview: Dr. Bettina Fleisch

Agenda / Impressum

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Als weltweit führendes Technologieunternehmen mit Schwerpunkten in der Blechbe arbeitung, Lasertechnik und Elektronik glauben wir daran, dass man Gutes immer noch besser machen kann. Nicht nur, wenn es um unsere Produkte geht, sondern auch im Hinblick auf Unternehmenskultur, Mitarbeiterförderung und gesellschaftliches Enga gement. Für ein Umfeld, in dem neben Innovationen vor allem eines wachsen kann: Begeisterung. www.trumpf.com/karriere

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EDITORIAL

Wissen kennt keine Grenzen

Die Möglichkeiten, die sich für die Wissenschaft durch die Digitalisierung ergeben, sind enorm. War es früher schwierig, gemeinsam mit Hochschulen und Universitäten anderer Länder an wissenschaftlichen Projekten zu arbeiten, profitieren wir heute immer öfter von Synergien und einem verstärkten Wissensaustausch. Ermöglicht beziehungsweise erleichtert wird das auch durch Verbünde wie die «Internationale Bodensee Hochschule IBH», welcher Hochschulen aus der Schweiz, aus Liechtenstein, Österreich und Deutschland angeschlossen sind. Durch den gezielten Aufbau von Infrastrukturen an einzelnen Standorten und der Möglichkeit für andere, diese ebenfalls zu nutzen, können finanzielle Mittel gezielter eingesetzt werden – während gleichzeitig mehreren Hochschulen gemeinsam neueste Technologien zur Verfügung stehen. Als innovative Fachhochschule beschäftigt sich die NTB jedoch nicht nur mit Grenzen zwischen Ländern. Virtual-Reality-Technologien und kollaborative Roboter, beispielsweise im Einsatz bei medizinischen Eingriffen, verwischen die Grenzen zwischen Realität und Simulation, zwischen der Leistung von Mensch und Maschine. Ganz unserem Fokus auf zukunftsweisende Technologien entsprechend, ist die NTB in diesem Bereich vorne mit dabei. Mehrere spannende Projekte konnten wir gemeinsam mit unseren Studierenden und Mitarbeitenden bereits realisieren, wovon sie ebenso profitieren wie die Wirtschaft und die Wissenschaft. Nicht zuletzt ist es auch wichtig, in der Ausbildung Grenzen zu überschreiten, welche sich durch die Struktur von Bachelor- und Masterstudiengängen ergeben. Um im Sinne von Studierenden, Interessierten und der Wirtschaft, gezielt Wissen zu vermitteln, geht die NTB diesbezüglich neue Wege. Mit der Systemtechnik-Akademie bieten wir eine Palette von kompakten Kursen, die aktuelle Themen aufnehmen sowie diese kompakt und praxisnah behandeln. So beweist die NTB, dass weder in der Wissensvermittlung noch beim Aktualitätsbezug des Ausbildungsangebots von Fachhochschulen Grenzen gesetzt sind. Wir wünschen Ihnen viel Spass und Inspiration beim Lesen unserer Erfahrungsberichte, Interviews und Kurztexte zum Schwerpunktthema «Grenzen als Treiber von Innovationen».

Prof. Lothar Ritter, Rektor

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Grenzen als Treiber von

Autor: Andreas Ettemeyer

Innovationen Grenzen sind lästig, ja oft sogar ärgerlich. Vor nicht allzu langer Zeit war ein «grenzenloses» Europa eine Vision. Mühsame Passkontrollen die Regel. Heute sind Probleme an der Grenze eher die Ausnahme. Für den Forscher sind Grenzen eine Herausforderung, etwas, das er überwinden will. Dieser Artikel zeigt anhand einiger Beispiele, wie an einer technischen Fachhochschule das Ziel, Grenzen zu überwinden, zu Innovationen und kreativen Lösungen führt.

Im Alpen-Rheintal haben wir eine spezielle Grenzsituation: Der Rhein teilt die Schweiz von ihren Nachbarn, dem Fürstentum Liechtenstein und Vorarlberg. Der Bodensee trennt uns von Deutschland. Für die wirtschaftliche Entwicklung der Region sind diese Grenzen eine Hypothek: Will man über die Landesgrenzen hinweg kooperieren, muss man komplizierte Zollvorschriften beachten und geforderte Formularien einhalten. Fördermittel für Forschungsprojekte enden typischerweise an der Landesgrenze. Eine positive Ausnahme bildet die Kooperation mit dem Fürstentum Liechtenstein, das in das Innosuisse-Forschungsprogramm integriert ist. Um diese Grenzen zu überwinden, wurde die «Internationale Bodensee Hochschule IBH» geschaffen, ein länderübergreifender Verbund von Hochschulen aus der Schweiz, aus Liechtenstein, Österreich und Deutschland. Die IBH fördert den grenzüberschreitenden Austausch zwischen den Partnern und konnte u.a. mit der Bildung von virtuellen «Labs» einen bedeutenden Beitrag zur Kooperation der Hochschulen leisten. Über das IBH-Lab «KMUdigital» und andere Labs wurde bereits in früheren Ausgaben des NTB FOLIO berichtet. Ein weiteres Beispiel für eine Kooperation, welche durch den IBH-Verbund angestossen worden ist, ist das Projekt «RheinLabs 4.0». Es soll die auf beiden Seiten des Rheins vorhandene hervorragende Infrastruktur mit Reinräumen und zugehörigem Equipment gemeinsam nutzbar machen. Neben der Einsparung teurer Doppelinvestitionen auf beiden Seiten soll damit auch die Forschungskooperation und der fachliche Austausch intensiviert werden. Schöner Nebeneffekt: Die Überwindung der harten Landesgrenzen führt zu Lösungs ansätzen, die mittels Digitalisierung und neuer Technologien zu noch engerer Kooperation und höherer Effizienz führen können.

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RheinLabs 4.0 Digitalisierung zweier Reinräume über den Rhein hinweg verknüpft Das Institut für Mikro- und Nanotechnologie MNT der NTB betreibt seit 25 Jahren eine komplexe Reinraum-Infrastruktur für die Herstellung mikrosystemtechnischer Bauteile, sogenannter MEMS. 2016 wurde das neue Laborgebäude mit topmodernem Reinraum für die 200-mm-Waferprozessierung (8-Zoll) in Betrieb genommen. Diese anspruchsvollen Prozessanlagen sind kostspielig, und es macht Sinn, sich mit anderen vergleichbaren Institutionen synergistisch zusammenzuschliessen. Aus dieser Überlegung entstand das Projekt «RheinLabs 4.0». Die Vision hierbei: Die Reinräume der NTB und der Fachhochschule Vorarlberg FHV sollen durch die Digitalisierung als virtueller Gesamtreinraum flexibel und attraktiv präsentiert werden und für Lehre sowie Forschung und Entwicklung von überall «erreichbar» sein. Hier verwenden wir Virtual-Reality-Technologie von Vive Pro. Alle Prozessketten sollen durchgängig geplant, alle Anlagenspezifikationen abgerufen und die Infrastruktur reserviert werden können.

Die institutionelle Kooperation zwischen FHV und NTB soll sich dabei so etablieren, dass Prozessanlagen und teure Gerätschaften strategisch geplant, komplementär beschafft und gemeinsam bedient werden können – dies, um Ressourcen zu sparen und hochspezialisiertes Expertenwissen generieren zu können. Im Institut für Ingenieurinformatik INF der NTB werden die Web-Anwendungen für die Planungsund Reservierungs-Tools entwickelt – in enger Absprache mit den Reinraumverantwortlichen beidseits des Rheins. Ferner gehören zum Projekt auch die vertrags- und zolltechnischen Aspekte der Zusammenarbeit und gemeinsamen Nutzung der Anlagen.

REINIGUNG, OXIDATION LITHOGRAFIE, STRUKTURIERUNG BESCHICHTEN, DOTIEREN STRUKTURIEREN, ÄTZEN WAFER-BONDING PACKAGING, AVT TEST/QC & ANALYTIK

MEMS-Projektplanung – Projektkette planen – alle Anlagenparameter hinterlegen – Standardprozesse aus Datenbank hinterlegen

Reservierungstool – Status aller Prozessanlagen sichtbar – Prozessplanung auf allen Anlagen an NTB und FHV (sowie weitere möglich)

Bauteilherstellung – Zugriff auf alle Anlagen – Prozesse durchführen via Anlagen-Owner – Grenzübertritt als Teil der Prozesskette «Veredelung»

DIGITALISIERTER REINRAUM

– virtueller Rundgang durch alle Reinräume inklusive «Zoll» – Anlageninformationen – visualisierte Prozesse auf Waferebene – für Lehre, Forschung und Industrie

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IEA HPT Annex 46 Domestic Hot Water Heat Pumps Geografisch noch weiter gesteckt sind die Grenzen bei der internationalen Kooperation IEA HPT Annex 46. Diese ist ein internationales Projekt im Rahmen des «IEA Technical Collaboration Program for Heat Pumping Technologies (TCP-HPT)» zum Thema Warmwasser-Wärmepumpen. Das Institut für Energiesysteme (IES) nimmt dabei im Auftrag des Bundesamtes für Energie (BFE) die Ländervertretung der Schweiz wahr. Das IES informiert die Schweizer Fachbranche auch über die aktuellen Ergebnisse. Das Hauptziel des Annex 46 ist die detaillierte Analyse von Wärmepumpen-Technologien für die Erzeugung von Brauchwarmwasser, sowohl im Hinblick auf den Markt als auch auf den Forschungsstatus. Teilnehmende Länder sind die Niederlande (Operating Agent), das Vereinigte Königreich, Frankreich, die Schweiz, Japan, Südkorea, Kanada und die USA. Die Schweiz spielt dabei eine Vorreiterrolle mit einem bereits sehr hohen Marktanteil an Wärmepumpen in Neubauten. Allgemein sind regionale und kulturelle Unterschiede der Warmwassernutzung festzustellen, welche nach unterschiedlichen Wärmepumpen-Systemen und -Kombinationen verlangen. Die nachhaltige Warmwasserbereitung mit Wärmepumpen bietet intelligente Speichermöglichkeiten im Neubau, wie auch bei der Sanierung bestehender Gebäude zum Ersatz elektrischer oder ölbefeuerter Heizungen. Mit Wärmepumpen lässt sich Wasser sehr effizient erwärmen und der CO2 -Ausstoss reduzieren. Gerade bei Smart-GridAnwendungen besteht grosses Potenzial zur Optimierung der Speicherkapazität in Kombination mit der Photovoltaik. Das Projekt Annex 46 ermöglicht den internationalen Informationsaustausch, bietet Zugang zu Herstellerdaten und liefert hilfreiche Einblicke für Endanwender und Installateure. Die gewonnenen Informationen und Erkenntnisse werden strukturiert aufgearbeitet, um ein besseres Verständnis bei Endverbrauchern und politischen Entscheidungsträgern zu erzielen. Die wichtigsten Ergebnisse sind auf der Website des Annex 46 öffentlich zugänglich.

NTB überschreitet Grenzen mit Mikro- und Nanotechnologie Während man bei Grenzen in der Regel zunächst an Landesgrenzen und somit linienförmige Abgrenzungen denkt, arbeitet die Technik sehr viel mit flächenhaften Grenzen. Jede Oberfläche ist eine Grenze: Die Haut schützt unseren Körper vor Infektionen und Verletzungen. Eine Gebäudehülle stellt eine Grenze gegenüber der Umwelt dar, innerhalb dieser Hülle können wir geschützt wohnen. Wenn wir aber Oberflächen mit dem Mikroskop anschauen – und die Oberfläche gezielt mit winzigsten Strukturen, Belägen oder anderem verändern – dann passieren erstaunliche Dinge. Wir können die Eigenschaften des ganzen Bauteils optimieren: Wir produzieren eine mit Mikrostrukturen veränderte Oberfläche, welche wasserabweisend ist und nicht mehr verschmutzt (Lotusblüteneffekt). Ein mit einer unsichtbar dünnen Schicht überzogenes Brillenglas spiegelt nicht mehr. Ein entsprechend behandeltes Werkzeug weist eine vielfach höhere Standzeit auf. Moderne Mikrostrukturierungs- und Beschichtungsverfahren erlauben somit heute ungeahnte Veränderungen in der Eigenschaft von Bauteilen. Die gezielte Behandlung und Veränderung der Grenzschicht wird damit zum Schlüsselelement für neue und innovative technische Produkte. Die wirtschaftliche Entwicklung des Rheintals rechts und links des Rheins basiert übrigens genau auf diesen innovativen Technologien. Die NTB Buchs besitzt sowohl die nötige Infrastruktur wie auch das Know-how, um mit Mikro- und Nanotechnologie gezielt Grenzen zu überschreiten.

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Tintenstrahldrucker Technik setzt auf «Grenzen» Im Elektronikmarkt gibt es sie schon für unter CHF 100: Tintenstrahldrucker, die durch Ausstossen einer Vielzahl kleinster Farbtröpfchen ein Blatt Papier in Windeseile bedrucken. Auch in der Tintenstrahldrucktechnik werden «Grenzen» gezielt eingesetzt: Indem hauchdünne Beschichtungen aufgebracht werden, wird die Oberfläche als Heizelement, Isolator, Stromleiter oder als Strukturelement umfunktioniert. Die mikroskopischen Bilder zeigen einen Tintenstrahldruckkopf im Querschnitt (links oben) und Elemente der zugehörigen Schaltung auf dem Silizium-Chip (links unten, rechts). Entlang feiner Fluidkanäle gelangt die Tinte direkt in das Reservoir unterhalb einer Düse, die durch ein winziges Loch in einer kaum haardicken, elektrochemisch abgeschiedenen Metallschicht gebildet wird. Über diesen «Grenzübergang» verlassen kleinste Tröpfchen den Tintenstrahldruckkopf. Und zwar immer dann, wenn Tinte im darunterliegenden Reservoir durch einen Dünnfilmheizer kurzzeitig so stark aufgeheizt wird, dass die Flüssigkeit dort die Grenze vom flüssigen in den gasförmigen Zustand überschreitet. Die dabei entstehende expandierende Gasblase «spuckt» dann einen Tropfen Tinte aus.

Im Bild erscheinen unten links die als hauchdünne Metallfime vorliegenden Widerstandsheizer bräunlich rot bzw. grünlich. Sie müssen eine bestimmte «Grenztemperatur» überschreiten, um die darüber liegende Tinte zum Sieden zu bringen. Der Schalter (Transistor), der den Strom durch den Widerstandsstreifen ansteuert, ist im Bild rechts zu sehen. Wenn am gitterartigen Gate eine bestimmte «Grenzspannung» überschritten wird, fliesst Strom zwischen A und B und der Widerstand heizt sich auf. Die Gate-Leitung ist eine strukturierte, dünne leitende Schicht von nur wenigen Tausendstel einer typischen Papierdicke. Die Gate-Bahnen sind von einer dünnen transparenten und isolierenden Siliziumoxidschicht überzogen, die stromleitende Ebenen voneinander «abgrenzt». Die Dickenvariation dieser durchsichtigen Schicht über den Bildausschnitt hinweg ruft charakteristische Regenbogenfarben hervor, wie man sie von dünnen Ölfilmen kennt.

Tintenstrahldruckkopf im Querschnitt

Heizelemente

Silizium-Chip

Aufnahmen eines Tintenstrahldruckkopfes im optischen Mikroskop mit Querschnitt inklusive Düsenöffnung (links oben), zwei Heizstreifen zum Ausstoss von Tintentropfen (links unten) und dem Transistor (Schalter), mit dem der Heizstreifen angesteuert wird (rechts).

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Digitalisierung sprengt Grenzen Heute ist das Thema Digitalisierung in aller Munde. Und tatsächlich zeigt sich an dieser Entwicklung, wie eine weitere Grenze bewusst und aktiv überschritten wird, um Innovationen voranzutreiben: die Grenze zwischen realer und virtueller Welt. Früher war es notwendig, die Funktionsweise neuer Bauteile in aufwendigen Laborversuchen zu entwickeln und zu überprüfen. Heute geht man mehr und mehr dazu über, ein virtuelles mathematisches Modell aufzubauen. Daran simuliert und prüft man alle geforderten Eigenschaften. Das ist in der Regel einfacher und schneller als der Umgang mit teuren Materialien und die Herstellung aufwendiger Versuchsaufbauten. Zusätzlich ist die Simulation am Rechner weit weniger gefährlich. Man kann die Grenzen gefahrlos austesten. Dies kann besonders interessant sein für Schulungszwecke. An der NTB profitieren Studierende davon in der «hybriden Lernfabrik» (siehe NTB FOLIO 2018-11). Allerdings ist eine vollständige Simulation der realen Welt mitunter sehr aufwendig und nicht mehr wirtschaftlich. Daher beginnen sich auch diese Welten zunehmend zu nähern. Die Grenzen zwischen virtueller und realer Welt vermischen sich zusehends. Bei kollaborativen («mitarbeitenden») Systemen werden die technischen Systeme mit Sensoren und «Intelligenz» ausgestattet, sodass sie den Menschen bei seiner Tätigkeit unterstützen können. So können Exoskelette Menschen beim Tragen schwerer Lasten assistieren. In der Industrie werden die Absperrungen zu den Robotern abgebaut, und Mensch und Roboter arbeiten «kollaborativ» zusammen. Auch in der Medizin und Chirurgie werden inzwischen virtuelle und reale Welt zusammengeführt. Der Operateur kann damit bei der Durchführung komplizierter Operationen unterstützt werden.

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Grenzen der Medizin? In der Chirurgie werden immer mehr roboterunterstützte Operationssysteme eingesetzt. Ziel ist es dabei, die manuelle Genauigkeit des Chirurgen durch ein roboterunterstütztes Operationssystem zu übertreffen. Patienten profitieren dabei insbesondere im Bereich Mikrochirurgie. Damit werden nicht nur technische, sondern allenfalls auch ethische Grenzen überschritten. Im Juli 2016 wurde an einer 51-jährigen Frau im Inselspital Bern erstmals eine robotergestützte Cochlea-Implantat-Operation vorgenommen. Die Cochlea-Implantation gehört zu den komplexesten mikrochirurgischen Eingriffen. Der Roboter ist in der Lage, den schwierigsten Teil dieser Operation an einem lebenden Menschen durchzuführen. Die NTB hat den Roboterarm dieses Operationssystems entwickelt. Das ARTORG Center der Universität und die HNO-Abteilung des Inselspitals Bern sind die treibenden Partner hinter diesem Projekt. Die anspruchsvolle Aufgabe, die der Roboter übernimmt, wird als Schlüsselloch-Operation bezeichnet. Um ein elektronisches Cochlea-Implantat in das Ohr eines gehörlosen Patienten einzubetten, muss der Chirurg einen präzisen Zugang von hinter dem Ohr, über den Schädelknochen bis ins Innenohr schaffen. Derzeit wird dieser Eingriff manuell durchgeführt. Der zu bohrende Tunnel, der sich zwischen dem Gesichtsnerv und dem Geschmacksnerv befindet, verläuft in einem Abstand von nur 2,5 mm. Bei dieser Operation verursacht deshalb bereits das kleinste Zittern der Hand dauerhafte Schäden am Patienten. Eine kommerzielle Version des mikrochirurgischen Robotersystems (HEAROTM) wird von der CAScination AG und Med-El auf den Markt gebracht.

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Ausgetretene Pfade verlassen – dank Systemtechnik Grenzen aller Art fordern uns Menschen heraus, sie zu überwinden. Dies ist in der Regel nur durch intelligente Lösungen möglich. Auf diese Weise kooperieren Erfindergeist und Kreativität des Menschen mit den verfügbaren Ressourcen, um neue Lösungen zu entwickeln. Dazu muss man häufig ausgetretene Pfade verlassen und Wege über andere Fachdisziplinen oder methodisch neue Vorgehensweisen suchen. Diese Denkweise verfolgen wir an der NTB mit unserem Systemtechnikansatz: In der Kooperation der verschiedenen Fachrichtungen und Institute sehen wir den entscheidenden Mehrwert, um heute und in Zukunft Innovationen zu ermöglichen.

Erste Operation am Menschen mit der ersten Version des Operationsroboters.

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SYSTEMTECHNIK-AK ADEMIE DER NTB

Weiterbildung ist Gold wert Wissenschaft und Technik entwickeln sich heutzutage rasant. Insbesondere prägen Digitalisierung und Industrie 4.0 seit einigen Jahren massgeblich die öffentliche und fachliche Diskussion. Die NTB hält mit dieser Entwicklung mit. Sowohl in ihren Studien- und Weiterbildungsangeboten als auch durch die eigene angewandte Forschung und Entwicklung. Das neueste Angebot der NTB: Die Systemtechnik-Akademie. Autor: Roland Seeger

Wie Goldnuggets, sind auch Wissensnuggets sehr wertvoll.

Den Studierenden und den erfahrenen Berufstätigen vermitteln die Dozenten und Dozentinnen der NTB laufend neue und zeitgemässe Synthesen des Wissens und der Technik. Ingenieur-Grundlagen werden selbstverständlich weiterhin wesentlich sein, durch die Anwendung immer mächtigerer Entwicklungstools (Hardware sowie Software) ändern sich jedoch die Denkweise und die Arbeitsweise sehr stark, sowohl während des Studiums als auch im Beruf. Studierende der Systemtechnik profitieren bereits jetzt von der Überarbeitung des Moduls Systemtechnik. Das Modul ist ein zentraler Baustein der NTB-Bachelorausbildung. Die Einführung der hybriden Lernfabrik als Vehikel für die konkrete und anwendungsnahe Ausbildung (siehe NTB FOLIO 2018-11) entspricht den Anforderungen eines zeitgerechten Studiums. Ergänzend zum Bachelorstudium bietet die NTB auch Ausbildungen und Weiterbildungen auf Masterstufe, wie die Programme Master of Science in Engineering MSE und Master of Engineering M.Eng., oder verschiedene Master of Advanced Studies MAS und Zertifikatskurse (CAS).

SystemtechnikSystemtechnikAkademie Akademie Bachelorstudium Bachelorstudium Systemtechnik Systemtechnik Weiterbildung an der SystemWeiterbildung an der technik-Akademie a ls Ergänzung Systemtechnik-Akademie des Bachelorstudiums – als Ergänzung des auch für Nicht-NTB-Absolventen.

Bachelorstudiums.

Diese Palette wird jetzt durch ein neues und besonders flexibles Angebot ergänzt: die Systemtechnik-Akademie. Wertvolle Wissensnuggets Die Systemtechnik-Akademie ist am Puls der Zeit: Aktuelles Wissen, das an der NTB durch Lehre und Forschung erarbeitet wird, wird externen Interessenten in Form von effektiven und kompakten Wissenspaketen (sog. «Nuggets») vermittelt. Genau wie echte Goldnuggets (Goldklümpchen) sind Wissensnuggets sehr wertvoll. Während die realen selber und mit grossem Aufwand gesucht werden müssen, werden Wissensnuggets von den Dozierenden der NTB vorbereitet und den Interessenten zur Verfügung gestellt. Den Teilnehmenden bleibt der Aufwand für die Suche nach Inhalten in einem neuen Gebiet erspart. Die Dozierenden der NTB helfen dabei in vielfacher Hinsicht: Sie erarbeiten zusammen mit der Industrie die zeitund marktgerechten Kursangebote und sie vermitteln das Wissen didaktisch so, dass es sowohl verständlich als auch praxisnah ist.

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Ein Wissensnugget ist eine kompakte Wissenseinheit. Sie soll in sich einen guten Grad an Vollständigkeit besitzen, um als eigenständiger Kurs angeboten werden zu können. Der typische Lernaufwand für einen Wissensnugget ist in etwa ein ECTS, also 30 Stunden oder vier Tage Arbeit. Das könnten zum Beispiel zwei Tage Präsenzstudium und zwei Tage Selbststudium sein. Die NTB identifiziert und generiert die Wissensnuggets im Rahmen eines laufenden Prozesses. Die Nuggets können prinzipiell auch Teil eines CAS oder MAS sein. Absolventen erhalten eine Teilnahmebestätigung. Im Rahmen einer Marktforschung hat die NTB den Bedarf nach Ausbildungseinheiten wie den beschriebenen Nuggets eindeutig festgestellt. Ein wichtiger Nebeneffekt der Akademie wird sein, dass Teilnehmende sich mit den verschiedenen Bereichen der NTB vernetzen. Sowohl in der Lehre, als auch in der angewandten Forschung und Entwicklung.

ICT Industrie 4.0 Digitalisierung

Industrie 4.0

Business Development

Geschäftsprozesse

Cloud Computing

Internet of Things

ApplikationsEntwicklung

Anwendungen und Dienste

Cloud, Cyber Physical Systems

Datenaggregation Datenspeicherung Datentransformation

Kommunikation Geräte/Things

Die Inhalte der Systemtechnik-Akademie in Bezug auf das d igitale Haus.

Security, Safety, Privacy

Data Analytics

Security

Automation

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Ingenieurinformatik Informations- und Kommunikationssysteme

Mathematik Physik

Elektronik und Regelungstechnik Photonik Cloud Computing, Data Warehouses

IoT (Internet of Things) Übertragungssysteme

I 4.0 Einführung, Big Data, Data Analytics, Predictive Modelling, IIoT (Industrial Statistisches Sensorik Denken Internet und Aktorik of Things)

Maschinenbau Mikrotechnik

Automation, Miniaturisierung

Inhalte und Teilnehmerkreis der Systemtechnik-Akademie Die Systemtechnik-Akademie behandelt aktuelle Themen, welche bei KMU, Industrie und Wirtschaft auf hohes Interesse stossen. Der thematische Fokus liegt derzeit auf der Digitalisierung. Die NTB ermittelt den Bedarf durch regelmässige Befragungen und Trendanalysen. Prof. Guido Piai, Leiter des Instituts ESA der NTB, ist Projektleiter der Systemtechnik-Akademie. Er betont: «Im Gegensatz zu den stark reglementierten Zertifikatskursen (CAS) können solche Weiterbildungskurse in deutlich kürzerer Zeit entwickelt und angeboten werden.» Die hohe Qualität des Unterrichts ist ein klares Ziel. Die Kursleiter sind vorwiegend Dozenten der NTB. Bei Bedarf werden Sie durch externe Fachreferenten mit entsprechendem Leistungsausweis ergänzt. Die Inhalte eines Nuggets zeichnen sich wie folgt aus: a) Aktualität b) Neutralität gegenüber wirtschaftlichen Interessen c) Praxisbezug und Glaubwürdigkeit, insbesondere durch konkrete Projektbeispiele der NTB d) Konkreter, echter und messbarer Nutzen für die Teilnehmer

Die Inhalte der Systemtechnik- Akademie als digitale E rweiterung des Systemtechnikstudiums der NTB.

Goldrichtig: vorhandene Wissensnuggets aus dem Bereich Digitalisierung Die NTB bietet bereits jetzt eine breite Palette von Nuggets an. Hier einige mögliche oder bereits durchgeführte Kurse aus dem Bereich Digitalisierung: –– Data Analytics –– Cloud Computing –– Design of Experiment in der Praxis –– Einführung in Digitalisierung und Industrie 4.0 –– Internet of Things –– Security –– Data Service Design –– Analysieren, Testen, Schätzen Die Kurse kommen gut an: «Internet of Things» von Prof. René Pawlitzek, «Data Analytics» von Prof. Dr. Klaus Frick und «Einführung in Digitalisierung und Industrie 4.0» von Prof. Guido Piai wurden bereits mehrmals erfolgreich durchgeführt. In Zukunft sind auch Kurse mit betriebswirtschaftlichem Inhalt geplant. Beispielsweise ist der Kurs «Data Service Design» auf die kundenzentrierte Entwicklung von datenbasierten Produkten ausgelegt. Dieses Nugget liegt an der Schnittstelle von Data Analytics und Design Thinking und wird im Juni 2019 das erste Mal durchgeführt. Nuggets ergänzen das Bachelorstudium Wissenspakete sind nicht nur für externe Kursteilnehmer wertvoll. Auch Absolventen des interdisziplinären Ingenieurstudiums Systemtechnik können sich nach ihrem Bachelorabschluss zusätzliche vertiefte, hochaktuelle Kenntnisse aneignen. Die Grafik (oben) zeigt nur einige Beispiele für mögliche Spezialisierungen. ⊲⊲ www.ntb.ch/akademie

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SIZE MAT TERS Fragt man Herr und Frau Schweizer, was ihnen zum Begriff Mikrotechnik einfällt, hört man wohl: «Das ist was mit kleinen Teilen. Ideal für Menschen, welche gerne mit Finger spitzengefühl kleinste Schräubchen und Zahnräder montieren.» NTB FOLIO befragt mit Mathias Mächler und Martin Stahel zwei, die es wissen müssen. Sie räumen auch gleich mit einigen Vorurteilen auf. Autor: Roland Seeger, Bilder: Philipp Knöpfel (DACHCOM)

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BAC H E LO R S TU D I U M

Mathias Mächler und Martin Stahel

Mikrotechnik ist ja eine Studienrichtung, welche keine typischen Zuliefererberufe hat. Dies unterscheidet sie z. B. von Maschinenbau oder Elektronik. Erzählt ein bisschen was über euren beruflichen Hintergrund. MATHIAS MÄCHLER: Ich habe eine Lehre zum Polymechaniker im Werkzeugbau mit BMS gemacht. Anschliessend habe ich das Systemtechnik-Studium an der NTB mit Vertiefung in Technologie und Prozesse – die damalige Bezeichnung für Mikrotechnik – absolviert. Diese für mich neue Technologie hat mich so fasziniert, dass ich ein Masterstudium in Mikro- und Nanotechnologie absolviert und 2011 abgeschlossen habe. MARTIN STAHEL: Ich durchlief eine Ausbildung zum

Elektroinstallateur. Nach Abschluss der Lehre und der BMS habe ich noch ein Jahr in den «grünen Ferien» – auch als Militär bekannt – verbracht. Danach habe ich an der NTB das Bachelorstudium absolviert und mit der Vertiefung Mikrotechnik abgeschlossen. Heute arbeite ich 50% am Institut für Mikro- und Nanotechnologie MNT und studiere auf Stufe Master of Science in Engineering mit der Forschungsrichtung Mikrotechnologie. Wie oder warum seid ihr an der NTB gelandet und habt hier studiert? MÄCHLER: Die Vielseitigkeit des Studiums, welche

ich an einem Infotag der NTB kennengelernt habe, hat mich sehr beeindruckt. Obwohl ich als Glarner sicher eine Hochschule hätte wählen können, welche etwas näher gelegen wäre, habe ich den sehr langen Weg von Ennenda nach Buchs in Kauf genommen. Bedingt durch mehrmaliges Umsteigen und Wartezeiten betrug dieser 1,5 Stunden – pro Weg. Aber es hat sich gelohnt. Ich würde es wieder so machen. STAHEL: Für mich war das Studium buchstäblich naheliegend: Ich bin schon während der BMS an der bzb täglich an der NTB vorbeigekommen. Dennoch gab es gleich mehrere Gründe für die Wahl der NTB: Einerseits hat mich eine Präsentation des Systemtechnik-Studiums – damals noch im Londoner Doppelstock-Bus – beeindruckt, andererseits hatten wir einen Physiklehrer, der auch an der NTB studiert hat.

Warum Mikrotechnik? STAHEL: Mir war schnell klar, dass ich Systemtechnik studieren wollte. Nur die Studienrichtung war noch offen. Ausschlaggebend war dann, dass sich ein Kollege aus der BMS, welcher sein Studium an der NTB ein Jahr früher startete, sehr begeistert darüber geäussert hat. Mit einem Mikrotechnik-Abschluss ist man auch etwas einzigartiger, als wenn man Maschinenbau studiert hat (lacht).

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Wir entwerfen nicht nur interessante Komponenten, dank der ausgezeichneten Infrastruktur der NTB können wir diese dann auch inhouse produzieren.

MÄCHLER: Mich haben zu Beginn die Vielseitigkeit

des Studiums, das Roboter-Projekt und der Einblick in die Labors sehr fasziniert. Eigentlich kam ich an die NTB, um Maschinenbau zu studieren. Im Verlauf des ersten Jahres – vor allem dank dem Einblick in die Labors – merkte ich aber, dass es auch andere spannende Vertiefungsrichtungen gibt. Als Polymechaniker war ich stolz darauf, auf Subhundertstelmillimeter genau zu arbeiten, und habe dann an der NTB erfahren, dass auch Systeme im Nanometer-Bereich sehr reizvoll sein können. Stichwort «Präzision»: Ihr seid beide von eher kräftiger Statur. Braucht es in der Mikrotechnik nicht eher feine Fingerchen? MÄCHLER: Ein weit verbreitetes Vorurteil: Natürlich handelt es sich beim Endprodukt oft um kleinste Teilchen oder das System enthält solche. Aber zur Herstellung benötigt man meist grössere Anlagen. Dabei behilft man sich auch mit entsprechenden Apparaturen, Systemen usw. Manchmal hilft es aber tatsächlich, wenn man eine ruhige Hand hat. STAHEL: Die typischen mikrotechnischen Elemen-

te, welche wir erstellen, sind ja meist so klein, dass auch die feinsten Finger diese nicht mehr greifen können. Deshalb sind die Anlagen so aufgebaut, dass wir die Komponenten nicht von Hand platzieren müssen. Die Auswahl der richtigen Werkzeuge und Methoden ist entscheidend. Im Reinraum kommt auch viel Chemie zum Einsatz – mit entsprechender Schutzkleidung. Das allein schränkt ja die manuelle Tätigkeit eh sehr ein.

Wie sieht eure Arbeit konkret aus? STAHEL: Ein grosser Teil der Arbeit geschieht auch bei uns am Computer. Entwerfen, planen, administrative Arbeiten. Bei den praktischen Arbeiten gibt es wie gesagt auch Tätigkeiten im Reinraum. Ich betreibe viel Analytik, z. B. von elektrischen Eigenschaften von Schichten, arbeite mit dem Rasterelektronenmikroskop, erstelle Versuchsaufbauten für Tests. Zudem zeichne ich elektronische Komponenten. Meine Arbeit ist wirklich sehr abwechslungsreich. MÄCHLER: Bedingt durch meinen beruflichen Back-

ground löse ich oft auch eher mechanische Aufgabenstellungen. Wie Martin bereits gesagt hat, ist unsere Arbeit sehr vielfältig. Obwohl ich an der NTB eher einer der «Vielanwender» der Reinräume bin, komme ich auch nur auf ca. 150 Stunden pro Jahr, also ca. vier Wochen. Arbeiten im Reinraum ist also eher Ausnahme als Regel. Was mich selbst immer wieder fasziniert: Wir entwerfen nicht nur interessante Komponenten, dank der ausgezeichneten Infrastruktur der NTB können wir diese dann auch inhouse produzieren. Das Einbinden der fertigen mikrotechnischen Systeme in die Umwelt bzw. in das Gesamtsystem – wie interagiert es mit der Umwelt – ist eine weitere anspruchsvolle Aufgabe. Ich plane, konstruiere, fertige. Daneben betreue ich auch regelmässig Praktikanten und unterrichte im Fach Fertigungstechnik 1 bei den MaB3. Alles sehr vielseitig.

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Apropos «vielseitig»: Ich habe gehört, ihr seid auch im Marketingbereich tätig? MÄCHLER: Ja, Martin und ich begleiten Beni Wirz, NTB-Projektleiter Studierenden-Akquise und Marketing, regelmässig bei Besuchen von Berufsschulen oder Berufsmessen. Ich finde es sehr spannend, potenziellen Studierenden die Faszination für Mikrotechnik weiterzugeben. In einem ersten Schritt geht es meist darum, sie für Systemtechnik als Ganzes zu gewinnen und ihnen einen Überblick über die verschiedenen Studienrichtungen und damit auch Möglichkeiten zu geben. Vielen jungen Menschen geht es ja gleich wie mir vor dem Studium: Mikrotechnik ist eine sehr unbekannte Disziplin. Diese Arbeit macht sehr viel Spass. STAHEL: Meine Motivation ist es, dass ich das Stu-

dium extrem lässig gefunden habe. Dies teile ich gerne mit. Sonst würde ich das auch nicht machen. Junge Menschen haben als Ingenieur auch beste Berufsperspektiven. Mich hat sehr beeindruckt, dass am Stellenbörsetag 75 Firmen ihre Angebote präsentiert haben. «Manny», Sie sind relativ neu im Team. Was ist Ihre Aufgabe? Manny beherrscht die deutsche Sprache nicht wirklich. Aber wäre die Schaufensterpuppe mit künstlicher Intelligenz ausgestattet, würde sie die Fragen wohl wie folgt beantworten: MANNY: Mikrotechnik ist ja allgegenwärtig, aber – nicht zuletzt grössenbedingt – meist unsichtbar. Das Team MNT hatte deshalb die Idee, einige Alltagsgegenstände als Anschauungsmaterial einzusetzen.

Meine photochromatische Brille passt sich den wechselnden Lichtverhältnissen an. Dies können unsere Besucher selbst mit Hilfe einer UV-Lampe testen. Ich trage eine Sportuhr, welche den Puls mit einem photonischen Element misst.

Die NTB präsentiert Mikrotechnik mit Hilfe der Schaufensterpuppe «Manny».

MÄCHLER: Das übrigens nur dank Mikrotechnik in der Uhr Platz hat. (lacht) MANNY: Mein Sportanzug ist dank einer mikrotech-

nisch optimierten Oberfläche aerodynamisch. Und auch der Belag meines Skis profitiert von mikrotechnischem Know-how. Nebst sportlichen Komponenten zeige ich auch Medizintechnik, denn hier finden wir ein besonders breites Einsatzgebiet für mikrotechnische Systeme: Vom Hörgerät bis zu einem Insulin-Patch, für welches die NTB auch schon Entwicklungshilfe geleistet hat. Im Patch sind miniaturisierte Sensoren integriert, welche den Füllstand des Insulin-Reservoirs messen oder Verstopfungen anzeigen. Ein Herzschrittmacher passt nicht ganz zu meiner sportlichen Erscheinung, wäre aber auch ein gutes Beispiel für mikrotechnische Komponenten. Wie kam es zu dieser Zusammenarbeit? MANNY: Mathias engagiert sich bei Swiss Ski in der Sportnachwuchsförderung im Biathlon und ist Renndirektor der nationalen Rennserien. Dank seinem Netzwerk zu den Ausrüsterfirmen konnte Mathias mich und viele «Anschauungsbauteile» aus der Sportwelt organisieren. STAHEL: Manny zeigt – quasi von Kopf bis Fuss –

sehr gut auf, dass Mikrotechnik für viele Alltagsgegenstände notwendig ist. Thematisch sind den Anwendungen dabei kaum Grenzen gesetzt. Entsprechend gilt dies auch fürs Studium. Wie heisst es so schön in unseren Prospekten: «Mikrotechnik: Das Studium der kleinen Teile bietet grosse Möglichkeiten.» Das kann ich nur unterschreiben! Mikrotechnische Systeme nehmen wir fast täglich in die Hand, z. B. im Handy.

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Von der überzeugenden Idee zur medizinischen Innovation Die Medizintechnik ist eine der innovativsten Branchen überhaupt. Auch im Rahmen des Bachelorstudiums Systemtechnik an der NTB ist dieser Engineering-Bereich äusserst wichtig. Deswegen ist es auch nicht verwunderlich, dass Absolventen des Ingenieur studiums Systemtechnik Innovationen in der Medizintechnik vorantreiben. Thomas Köppel, NTB-Absolvent und Geschäftsführer des Start-ups This AG, entwickelte das erste batteriebetriebene Phakosystem für den Einsatz bei Augenoperationen. «Sophi» gibt Operationsteams mehr Flexibilität und erleichtert dadurch medizinische Eingriffe deutlich. Im Interview erzählt Thomas Köppel, wie die Idee zu «Sophi» entstand, welche Herausforderungen Start-ups meistern müssen und wie ihm das Studium an der NTB dabei geholfen hat.

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Sie haben an der NTB studiert. Welche Studienrichtung haben Sie damals gewählt? An der NTB habe ich Elektronik-, Mess- und Regelungstechnik studiert, mein Diplom erhielt ich 1992. Wieso haben Sie sich für diese Vertiefungsrichtung des Systemtechnik-Studiums entschieden? Elektronik hat mich schon immer fasziniert. Ich glaube, es ist ein Virus, da mein Sohn aktuell auch eine Lehre als Elektroniker macht und die NTB bereits im Fokus steht. Ich bin ein Fan des dualen Bildungswegs, so wie er in der Schweiz umgesetzt wird. Die Kombination von Praxis und Theorie macht die Schweiz innovativ und stark in der Umsetzung. Das Resultat dieses Weges ist eine breit abgestützte Ausbildung, welche Tätigkeiten vom Einkauf über Research und Development bis zur Produktion ermöglicht. Heute sind Sie Geschäftsführer der This AG in Heerbrugg. Wer steht hinter der Firma? Die This AG wurde auf meine Initiative im Jahr 2014 gegründet. Das Unternehmen ist durch eine Private-Equity-Gruppe mit mehreren internationalen Investoren vollumfänglich eigenfinanziert. Diese finanzielle Eigenständigkeit ermöglicht der This AG völlig unabhängig eigene Interessen, Entwicklungen und Strategien im Weltmarkt umzusetzen.

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Sie konzentrieren sich auf die Medizintechnik, insbesondere die Opthalmologie bzw. Augenheilkunde. Wieso wählten Sie diese Ausrichtung Ihres Unternehmens? Ich war bis im Jahr 2006 bereits in der Branche der Ophthalmologie tätig. Anschliessend arbeitete ich bis zur Firmengründung als internationaler Projektleiter in der Branche der Kunststofftechnik und Elektronik. Immer wieder habe ich auf die Ausrüstung bei Katarakt-Operationen geschielt und überlegt, was man einfacher, sicherer und somit effizienter machen könnte. Wie hat sich das Unternehmen seit der Gründung entwickelt? In diesen bald fünf Jahren haben wir bereits 15 Mitarbeiter in den Bereichen Entwicklung, Produktion, Marketing und Verkauf, Qualität und natürlich auch Administration wie Buchhaltung und IT aufgebaut. Wir haben unsere Abläufe gemäss ISO 13485:2016 zertifiziert und unsere «Sophi» hat den Reifegrad des CE-Zeichens erreicht. Das sind gerade für ein KMU enorme Herausforderungen, da für uns derselbe Massstab gilt wie für Grossbetriebe. Im September 2018 durften wir unser Produkt an einer Fachmesse in Wien mit 20 000 Zuschauern vorstellen. Es war unglaublich, wie gross die Begeisterung von Chirurgen, OP-Personal und auch Distributoren war. An dieser Stelle ein herzliches Dankeschön an das super This AGTeam für die hervorragende Leistung.

Inwiefern sind auch andere ehemalige Studierende der NTB in die This AG involviert? Gestartet habe ich in einem leeren Büro, in dem nur ein Besprechungstisch stand. Das Konzept und meine Ideen waren aber offensichtlich so überzeugend, dass sich bereits damals der erste NTB-Absolvent für die This AG entschied. Heute haben wir vom NTB zwei Spezialisten für Hardware- und Software-Entwicklung, einen Produktionsleiter, einen Applikationsspezialisten und sogar eine Dame! Sie ist im Bereich Einkauf tätig. Den Produktionsleiter und die Einkäuferin kannte ich aus früheren Tätigkeiten. Wie entstand die Idee, ein solches Start-up zu realisieren? Ich glaube, dass viele Ideen in mir waren – und auch der Wunsch, diese umzusetzen. Ich fand es spannend, zu sehen, ob die Chirurgen und das OP-Team die Arbeit der This AG als Hilfe oder als Spielerei sehen. Jetzt wissen wir, dass die Ideen und Erfindungen definitiv keine Spielerei sind. Da für ein solches Projekt enorme Investitionen notwendig waren, konnte ich dies nicht mit eigenen Mitteln stemmen. Banken helfen da auch nicht, das Risiko ist zu gross. Auch hier waren die Ideen aber so überzeugend, dass es Investoren gab, die in das Start-up investiert haben. Entscheidend dabei ist, dass man selber hundertprozentig überzeugt ist, dass man es schaffen kann. Es gibt viele Hindernisse in einem solchen Start-up. Mit einer guten Vorbereitung, Planung und schliesslich einem seriösen Vorgehen kann man es jedoch schaffen. Ich bezeichne unser Unternehmen aber auch in den nächsten paar Jahren noch als Start-up, weil man sich ständig neu erfinden und die Strukturen laufend anpassen muss.

Die NTB setzt auf eine solide Ingenieursgrundbildung und fachliche Vertiefung. Inwiefern half Ihnen interdisziplinäres Wissen bereits in Ihrem Start-up? Bei der NTB ist der Begriff des Interdisziplinären allgegenwärtig. Ich nenne es das Systemdenken. Ich finde das so wichtig, dass ich sogar die Firma danach benannt habe: This ist die Abkürzung von «Think in System». Dabei ist nicht nur das Systemdenken zwischen Mechanik und Elektronik wichtig, sondern auch zwischen Gerät und Chirurgen, Distributor, Workflow, von der Beschaffung bis zur Entsorgung – also im Kontext mit allen Beteiligten. Das Systemdenken behandelt speziell auch die Usability, für die es in der Medizintechnik sogar einen Standard gibt. Auch das Design ist ein Teil des Systems. Das Design auf schöne Formen zu reduzieren, wäre aber zu einfach. Ein gutes Design hat seine Funktion perfekt zu erfüllen. Erst wenn man das System gesamthaft begriffen hat, kann man es auch vereinfachen. So ist es sehr wichtig, dass wir nicht nur unsere primäre Aufgabe erfüllen, sondern auch links und rechts schauen, was vorgeht. Es gilt zu optimieren, bis das System mit nützlichen und vor allem sehr einfachen Funktionen assistieren kann.

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Mit «Sophi» haben Sie ein innovatives Produkt entwickelt, das einzigartig ist. Wie kamen Sie auf die Idee? Beobachten und schauen, was man optimieren kann. Lean Production im OP, also das Ausschalten jeglicher Verschwendung. Phakomaschinen gibt es schon genug. Mit unserer «Sophi» geht’s aber effizienter. Das Gerät ist mobil, einfach und sicher. Hinter diesen drei Säulen verbergen sich sehr viele Ideen und auch technische Lösungen. Können Sie dafür ein Beispiel nennen? Bei einem Chirurgen habe ich gesehen, dass er ein Frottiertuch zum besseren Manövrieren unter das Fusspedal gelegt hat. Da frage ich mich, was alles schiefgelaufen ist, dass ein Chirug im «sterilen» OP so etwas machen muss. Unsere Lösung war eine Art Hovercraft-Pedal, nur mechanisch gelöst. Funktioniert genial (einfach), ist hygienisch (sicher) und lässt sich hervorragend manövrieren (mobil). Wie lief die Entwicklung von «Sophi» ab? Es ist immer sehr wichtig, dass man gut plant und die Meilensteine möglichst einhält. Die Risiken müssen ständig aufgedeckt und möglichst früh Massnahmen eingeleitet werden. Es gilt, stets den Überblick zu bewahren. Abwarten geht nicht. So haben wir bis heute das Budget eingehalten, das wir im Jahr 2014 errechnet haben. Daneben wird die Elektronik, speziell die Software, immer komplexer. Aber auch einfache Sachen wie Verpackungsvalidierung oder der Nachweis zur Biokompatibilität von Sterilprodukten sind schwierige Themen, die man nicht zu spät anpacken sollte. Das ist natürlich herausfordernd, da man ja beispielsweise für Spritzgussteile zuerst die Tools machen, das ganze industrialisieren, alle Betriebsmittel aufbauen sowie den Reinraum bereitstellen muss und erst dann mit gewissen Biotests starten kann. Wer da keinen guten Zeitplan hat, hat bestimmt Monate oder Jahre Verzögerung.

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Welche Erfahrungen aus der NTB unterstützten Sie bei der Entwicklung? Eigentlich bin ich dem Rektor der NTB, Herrn Lothar Ritter, dankbar, dass er uns so extrem komplizierte Sachen beigebracht hat, die später kein Mensch braucht – vielleicht kann er mir die Sache mit dem Nullraum ja nochmals erklären. Gemeint ist das abstrakte Denken, das Analysieren, das Herunterbrechen, bis man es versteht. Die Kombination aus Praxis und Theorie. Und dann muss es einfach auch Spass machen. So war die Berechnung der Aufsteiggeschwindigkeit der Kohlesäureblasen im Bierglas oft sehr nützlich. Wo gab es bei der Entwicklung Knacknüsse? Am meisten gab’s jeweils am 6. Dezember (lacht). Unser Feind war stets die Zeit. Erst wenn etwas im Dauertest durchkommt, im OP durchgespielt und von vielen Anwendern geprüft wurde, kommt man zum Ende. Vorher gilt optimieren, optimieren, optimieren. Auch sehr herausfordernd ist das ganze Zulassungsprozedere. Da war beispielsweise von unserem Testhaus alleine für die Software-Validierung jemand viermal bei uns. Jedes Mal für vier Tage. Das waren insgesamt 16 Tage Audit. Aufwendig, aber schlussendlich sehr hilfreich für ein sicheres Produkt. In der Medizintechnik ist das Qualitätsmanagement sehr wichtig. Wie gehen Sie als Start-up mit diesen hohen Anforderungen um? Das ist neben allem anderen ein sehr aufwendiges Hauptthema. Da haben wir beinahe von Tag eins einen Berater beigezogen, der uns bezüglich Qualitätsmanagement und auch Zulassungsfragen sehr geholfen hat. Zudem haben wir schon sehr früh und sehr eng mit dem Testhaus zusammengearbeitet. Die Prüfung zur elektromagnetischen Verträglichkeit haben wir schon vor mehr als einem Jahr erfolgreich bestanden. Nicht einfach, aber solche Themen muss man so früh wie möglich erledigen. Es gibt noch genügend Unvorhersehbares. Gemäss Ihrer Website ist «Sophi» bisher das einzige Produkt der This AG. Sind bereits weitere in Planung? «Sophi» ist die Abkürzung von «Swiss Ophthalmology Innovation». Wir schreiben also auf unser Gerät, dass wir innovativ sind. Diese Tatsache verpflichtet. Welche Tipps haben Sie für Studierende, die sich selber überlegen, ein Start-up zu gründen? Man muss es einfach wagen. Aber vor diesem Schritt gut planen, alle Risiken realistisch abschätzen und einen seriösen Businessplan erstellen. Nie aufgeben und immer an sich und an den Erfolg glauben. Schlussendlich muss man auch unendlich viel Zeit einsetzen. Mit Freude an der Sache empfindet man die eingesetzte Zeit nicht als Opfer, sondern als lohnende Investition. Erfolg haben ist etwas sehr Schönes. Das wünsche ich jedem, der diesen Schritt wagt.

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«Qualität heisst, zu erfüllen, was wir ankündigen» Die Anforderungen an moderne Fachhochschulen sind hoch – insbesondere im zukunftsgerichteten Ingenieursbereich. Permanente Qualitätsprüfung und Weiterentwicklung des Angebots sind immens wichtig. Dr. Ruth Jochum-Gasser ist Leiterin des Qualitätsmanagements an der NTB. NTB FOLIO diskutiert mit ihr darüber, was Qualität ist und wie sie weiterentwickelt wird.

Die NTB gilt als eine der renommiertesten technischen Hochschulen der Schweiz. Sie ist eine kleine Hochschule, geniesst aber seit bald 50 Jahren einen sehr guten Ruf in Bildung und Forschung. Worauf führen Sie das zurück? Die NTB ist sehr gut in der Region verankert. Wir dürfen stolz sein auf die Vernetzung mit führenden Industriebetrieben im Rheintal, mit denen uns teils jahrzehntelange Kooperationen verbinden. Dies erlaubt eine ausgeprägte Verknüpfung von Lehre, Forschung und Praxis, wovon die künftigen Ingenieurinnen und Ingenieure stark profitieren. In den sieben Instituten der NTB arbeiten international renommierte Spezialistinnen und Spezialisten in der angewandten Forschung und Entwicklung. Im Austausch mit Industriepartnern generieren sie institutsübergreifend einen wesentlichen Beitrag zu Produkt- und Prozessinnovationen in der Region und darüber hinaus. Wie definieren Sie Qualität? Qualität heisst für mich, zu erfüllen, was wir unseren Kunden – Studierenden und Industriepartnern – versprechen: technische Aus- und Weiterbildung sowie anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung auf hohem Niveau. Nur den Auftrag zu erfüllen, ist uns nicht genug. Wir sind als Hochschu-

le verpflichtet, Vordenker zu sein. Die Studierenden, welche die NTB gewählt haben, vertrauen darauf, dass wir sie fit für die Zukunft machen. Sie verbringen hier die wertvolle Zeit ihrer Ausbildung. Das ist eine grosse Verpflichtung für die Interstaatliche Hochschule für Technik. Wir sind uns dieser Verantwortung sehr bewusst. Wie sichern Sie die Qualität an der NTB? Qualitätssicherung an der NTB heisst, dass wir uns in der Praxis sehr genau, regelmässig und kritisch ansehen, ob wir unseren Auftrag erfüllen – und uns damit selbst laufend verbessern. Wie sieht dies konkret aus? Wir bauen Qualität auf unserem Leitbild, der Vision, unseren Werten und der Hochschulstrategie auf. Qualitätsmanagement bezieht sich dabei auf alle Bereiche der NTB: Lehre, Forschung, Dienstleistungen, Infrastruktur, Umgang mit Ressourcen, interne und externe Kommunikation, Governance und natürlich die Leitung und Organisation. Kundennutzen und Mehrwert schaffen – das ist unsere Vision. Wir richten uns an den konkreten Bedürfnissen der Wirtschaft aus, überlegen aber auch, was diese in der Zukunft benötigt.

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Das Qualitätsmanagement unterstützt uns dabei, zu gewährleisten, dass wir die gesteckten Ziele erreichen und die NTB kontinuierlich verbessern. Wir arbeiten mit vier Instrumenten im KVP-Prozess: Prozess-Audits, Kennzahlen-Cockpit, betriebliches Vorschlagswesen sowie Zufriedenheitsumfragen unter Mitarbeitenden, Studierenden und Industrie-Kunden.

ProzessAudits Internes Review der eigenen Prozesse

KennzahlenCockpit Erhebung relevanter Kenngrössen

Inwiefern sind auch die Beurteilungen Ihrer Absolventinnen und Absolventen aus der Wirtschaft wichtig? Wir betrachten ganz genau, wie gefragt unsere Absolventen am Arbeitsmarkt sind und wie zufrieden die Arbeitgeber mit unseren Abgängerinnen und Abgängern sind. Erachten die Arbeitgeber unsere Abgänger als «fit for the job» und «fit for

VerbesserungsVorschläge

ZufriedenheitsUmfragen

Briefkasten für alle NTBAngestellten

Befragung v. AnspruchsGruppen (NTB-Angestellte, ehem., heutige, pot. Stud., Wirtschaft)

Kontinuierlicher Verbesserungsprozess (KVP)

SOLL- / IST-Analyse Massnahmen-Definition Massnahmen-Umsetzung Überprüfung der Umsetzung

Wie schaffen Sie es, alle an der Hochschule Beteiligten mit diesen Werkzeugen in die Qualitätsentwicklung einzubinden? In unserem Qualitätsleitbild, das Orientierungshilfe und Richtschnur ist, halten wir fest, dass wir uns bei der Leistungserbringung an transparente Prozesse halten. In Managementprozessen, Kernprozessen und Supportprozessen haben wir definiert, wie wir arbeiten. Kernprozesse sind die Lehre, Forschungs- und Entwicklungsprojekte sowie Dienstleistungen für externe Auftraggeber. Die Mitarbeitenden auditieren diese Prozesse alle zwei Jahre selbst und verbessern Prozesse, die sich in der Praxis nicht bewährt haben. Im Kennzahlen-Cockpit erheben wir jährlich kundenbezogene, mitarbeiterbezogene und gesellschaftsbezogene Ergebnisse. Kennzahlen sind beispielsweise die Anzahl der Praxisprojekte, Partnerschaften, Publikationen, Zufriedenheit mit dem Studium, den Lehrinhalten und den Dozierenden, Praxisbezug, Bewältigung des Studiums in der vorgesehenen Zeit, eine stimmige Work-Life-Balance oder die Weiterempfehlungsrate. Diese Informationen erhalten wir unter anderem aus den regelmässigen Studierendenumfragen.

use», decken wir also den Bedarf der Wirtschaft an bestens ausgebildeten Ingenieurinnen und Ingenieuren? Dass dem so ist, zeigt sich unter anderem am jährlich stattfindenden Stellenbörsentag der NTB. Dieses Jahr haben 75 Firmen ihre Stellen- und Karrierechancen präsentiert! Auch aus der hohen Anzahl an langfristigen Partnerschaften ziehen wir Rückschlüsse auf die Zufriedenheit mit unseren Leistungen. Welche weiteren Informationen nutzen Sie für die Qualitätsbeurteilung? Hochschulversammlung, Konvente, interne Konferenzen und Studierendenversammlungen liefern wertvolle Informationen. Im Rahmen des betrieblichen Vorschlagwesens bringen die Mitarbeitenden Verbesserungsvorschläge in verschiedensten Bereichen ein. Wir erheben beispielsweise die Anzahl der umgesetzten Sicherheitsmassnahmen, den Energiebedarf pro Mitarbeiter oder die Produktion von PV-Energie. Wie verfahren Sie mit dieser riesigen Menge an Daten? Wir analysieren die gewonnenen Informationen, schauen uns die Entwicklung der letzten Jahre an und vergleichen uns mit Ergebnissen anderer Hochschulen. Anhand unserer Quali-

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tätskriterien, den Zielwerten und externen Benchmarks erhalten wir ein klares Bild, wo wir stehen. Wenn die Soll-/IstAnalyse ergibt, dass Verbesserungen nötig sind, bestimmen wir Massnahmen und setzen diese um. Nach einem gewissen Zeitraum prüfen wir, ob sie gefruchtet haben. Im Jahr 2017 haben wir das Qualitätslabel «Recognised for Excellence 3 Star (R4E***)» der European Foundation for Quality Management (EFQM) erhalten. Damit analysieren wir auch unser Qualitätssicherungssystem. Nach welchen Kriterien beurteilen Sie die Qualität der Studiengänge und wie entwickeln Sie diese weiter? Der Ausbau und die Anpassung des Studienangebots der NTB gehören zur Strategie der NTB. Damit ein berufs- und lebensbegleitendes Studienmodell erfolgreich angeboten werden kann, sind die zugehörigen Prozesse von der Marktbeobachtung über die Entwicklung der Lern-/Lehrinhalte bis zur Einführung in das Curriculum für die Studierenden aufeinander abgestimmt und werden zyklisch hinterfragt. Das Angebot ist ausgerichtet auf ingenieurwissenschaftliche Grundlagen und ein breites Methodenwissen, um damit Problemstellungen, die heute noch nicht absehbar sind, lösungsorientiert angehen zu können. Dass unsere Studiengänge praxisnahes Ingenieurwissen vermitteln, bestätigen die Industriepartner immer wieder. Sie helfen uns aber auch, diese laufend zu verbessern. Die Dozierenden stehen in engem Kontakt zu den Industriepartnern und diskutieren in regelmässigen Arbeitsgruppen technische und technologische Entwicklungen. Im Rahmen des erweiterten Leistungsauftrags führen die Dozierenden neben der Lehre Projekte im Technologietransfer und in der Weiterbildung durch. Ein direktes Resultat dieses Prozesses ist z. B. die Systemtechnik-Akademie. Die meisten Dozierenden der NTB sind Mitglieder in Berufsverbänden oder in Arbeitskreisen von Industrie- oder Interessensverbänden aktiv. Sie besuchen laufend Vortragsveranstaltungen und Seminare oder halten diese selbst. Die Studiengangleitungen stehen in stetem Informationsaustausch mit anderen Hochschulen, Hochschulverbänden und Bildungseinrichtungen in der Schweiz und den angrenzenden deutschsprachigen Ländern. Auch die Hochschulleitung, die Mitglieder des Beirats «Ausschuss Lehre, angewandte Forschung & Entwicklung» bzw. des Hochschulrates bringen wertvolle Impulse zur Weiterentwicklung ein.

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WeIches waren die wichtigsten Anpassungen, die in den letzten Jahren vorgenommen wurden? Wir haben zahlreiche Innovationen in der Technik, in den Prozessen und in den Methoden umgesetzt. In den letzten Jahren hat sich Photonik zu einer Schlüsseltechnologie entwickelt – eine Technologie, welche auch in unserer Region stark vertreten ist, nicht umsonst wird das Rheintal auch als Photonik-Valley bezeichnet. Die Industrie hat bei der NTB einen entsprechenden Bedarf an gut ausgebildeten Fachleuten angemeldet. Wir haben die Studienrichtung Photonik eingeführt, im Jahr 2018 konnten wir bereits die ersten zehn Bachelordiplome der Systemtechnik mit Studienrichtung Photonik verleihen. Aktuell gestartet wurde das Projekt Werkstoffe / Material in der Systemtechnik. Im Bachelorstudium haben wir die erste hybride Lernfabrik der Region in Betrieb genommen (siehe NTB FOLIO 2018-11). Damit unterstützen wir die IT-Bildungsoffensive und haben die Digitalisierungsgrund lage für unsere Studierenden gelegt.

Die promovierte Betriebswirtin, Kunsthistorikerin und Übersetzerin Dr. Ruth Jochum-Gasser war bis Ende 2018 Leiterin der Stabsstelle Qualitätsentwicklung und Akkreditierung an der Universität Liechtenstein. An der Universität Innsbruck arbeitete sie am Institut für Dienstleistungswirtschaft, promovierte zum Thema «Wissenstransfer in vernetzten Systemen», baute das Universitätszentrum Obergurgl als Geschäftsführerin in ein florierendes Forschungs- und Tagungszentrum um und konzipierte im Auftrag des Rektors eine neue Fakultät. Sie war Seniorberaterin in einem international führenden Consultingunternehmen für Organisationsentwicklung, Change Management, Wissenstransfer, Qualitätssicherung und leitete als Geschäftsführerin das Festspiel- und Kongresshaus Bregenz. Sie wirkt an fakultätsübergreifenden Forschungsprojekten mit, hat Lehraufträge für Kultur und Kunst, engagiert sich in der Kunstvermittlung und ist Sachverständige der EU-Exekutivagentur Bildung, Audiovisuelles und Kultur in Brüssel.

Daraus abgeleitete Anpassungen in der Lehre werden in den Curriculumsgruppen abgestimmt, meist gibt es vorab noch Interviews mit involvierten Parteien und ein externes sounding board.

Dr. Ruth Jochum-Gasser leitet das Qualitätsmanagement der NTB und analysiert dabei regelmässig und kritisch, ob die Hochschule ihren Auftrag zur vollen Zufriedenheit aller Anspruchsgruppen erfüllt.

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Das flüsterleise VielzweckFahrzeug Bild und Text: Roland Seeger

Die RIGITRAC Traktorenbau AG ist ein Schweizer KMU und baut selber «konventionelle», also dieselbetriebene Traktoren. Das Unternehmen entwickelt seine Produkte seit Jahren weiter und erweitert nun sein Angebot mit elektrisch betriebenen Landmaschinen. Um das nötige Know-how im Bereich der elektrischen Antriebe aufzubauen, arbeitet RIGITRAC für die Erzeugung eines Funktionsmusters mit der Interstaatlichen Hochschule für Technik Buchs NTB zusammen.

In diesem KTI-Projekt hat RIGITRAC zusammen mit der NTB ein Traktorsystem – bestehend aus Kompakttraktor und drei dazu passenden Anbaugeräten – elektrifiziert. Anschliessend wurde das Gesamtsystem hinsichtlich Effizienz regelungstechnisch optimiert. Im Gegensatz zu ähnlichen Produkten wird das Kompakttraktor-System vollelektrisch betrieben. Anstelle des Dieselmotors und des Stromgenerators besitzt der RIGITRAC eine Hochvolt-Batterie. Diese versorgt das gesamte System mit Strom. Cornel Pfister, Projektleiter und wissenschaftlicher Mitarbeiter am In-

Prinzipieller Aufbau des Kompakttraktor-Systems

E-Motor

ECU

stitut EMS, betont: «Die Batterie kann über eine herkömmliche Steckdose mit ‹grüner› und erneuerbarer Energie geladen werden. Das Kompakttraktor-System läuft somit nicht nur lärmarm, sondern auch emissionsfrei.» Einer der grössten Vorteile eines elektrisch betriebenen Traktors: Er produziert keine Dieselrückstände und Abgase. Deshalb ist der Traktor in einer ersten Phase besonders im Kommunalbereich und im Bereich Indoor – grosse Ställe und Gewächshäuser – sehr gefragt.

Hydraulikantrieb

E-Motor

Zapfwelle

Zapfwelle Sensoren

Sensoren

Anbaugerät Heck

Anbaugerät Front

E-Motor

HochvoltBatterie

E-Motor

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Hauptmerkmale des Systems –– Energieversorgung Eine Hochvolt-Batterie, die zwischen den Achsen eingebaut wird, versorgt das Gesamtsystem (Traktor und Anbaugeräte) mit elektrischer Energie. –– Fahrantrieb Zwei effiziente Elektromotoren (Prinzip Achsantrieb) treiben je eine Achse an. –– Elektrisch angetriebene Zapfwellen Jede Zapfwelle wird separat mit einem Elektromotor angetrieben und von der zentralen Steuereinheit (ECU) angesteuert. Die Drehzahlen und Leistungen der Anbaugeräte können damit unabhängig von der Drehzahl und Leistung des Fahrantriebs betrieben werden.

–– Sensoren auf Anbaugeräten Die Anbaugeräte werden mit Sensoren versehen, welche an die zentrale Steuereinheit (ECU) angeschlossen werden. Die Steuerung kann die aktuellen Systemzustände in Echtzeit auswerten und die E-Motoren der Zapfwellen entsprechend ansteuern oder regeln (intelligente Verknüpfung). –– Thermomanagement Ein System aus einem Klimagerät und diversen Wärmetauschern zur Temperierung der Fahrzeugkabine und der Batterie minimiert den Energieverbrauch während der Fahrt. –– Erfassung und Analyse der Betriebsdaten Via UMTS werden Betriebsdaten in einer Cloud gesammelt und Anwenderprofile erstellt. Die Erkenntnisse sind die Basis für eine Serienentwicklung. Die Betriebszeit hängt sehr stark vom Einsatz ab und variiert zwischen 3 und 10 Stunden. Im Vergleich zum Diesel sinken die Energiekosten um den Faktor 3 bis 5.

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Leistung der NTB –– Konzepterstellung E-Traktor –– Dimensionierung und Auswahl der Antriebskomponenten –– Auslegung der Hochvolt-Batterie inkl. Ladegerät –– Konzept und Dimensionierung des Thermomanagements –– Ermittlung des Energiebedarfs einiger Anbaugeräte –– Entwicklung geeigneter Sensorsysteme für die Anbaugeräte (z. B. Messung der Grasfeuchtigkeit und Grasmenge) –– Aufbau der Steuerung und Regelung des Fahrzeuges und der Anbaugeräte (z. B. Regelung der Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Grashöhe und Grasfeuchtigkeit) –– Programmierung der Fahrzeug-Software und Inbetrieb nahme Innovation / Projektfokus Die Innovation und damit auch der Fokus des Projekts liegt in der Regelung des Gesamtsystems. Die Verknüpfung der Anbaugeräte (E-Motoren und Sensoren) mit der zentralen Steuerung ermöglicht intelligente Steuerungs- und Regelungskonzepte. Damit lässt sich der Energiebedarf des Kompakttraktor-Systems minimieren.

Ausgezeichnet Anlässlich der Agrama Messe in Bern wurde der E-Traktor von RIGITRAC von der Schweizer Landtechnik mit dem «Swiss Innovation Award 2018» ausgezeichnet.

Herausforderung Max Stöck, Dozent für Mechatronik und Produktentwicklung an der NTB, sieht die grösste Herausforderung bei diesem Projekt im Überführen der Erfahrungswerte in intelligente Regelalgorithmen. So wird z. B. beim Mähen die Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Grashöhe und Grasfeuchtig keit geregelt. Erschwerend komme hinzu, dass es noch wenig Literatur zu Regelungstechnik von elektrisch betriebenen landwirtschaftlichen Anbaugeräten gibt. Folglich konnte nur sehr eingeschränkt auf Entwicklungen und Erkenntnisse von Vorarbeiten zurückgegriffen werden. Eine grosse Hilfe seien hingegen die praktischen Erfahrungswerte von Sepp Knüsel (CEO RIGITRAC) in Bezug auf optimale Einsatzbedingungen von Anbaugeräten. Stöck zeigt sich sehr zuversichtlich für die Zukunft dieses Projektes: «Letztes Jahr durften wir am grössten Elektrofahrzeug der Welt, dem E-Dumper, mitarbeiten. Das neue Fahrzeug bricht zwar keine Weltrekorde – aber vielleicht werden wir den elektrisch betriebenen Traktor schon bald überall antreffen.» CO2 -Reduktion Auf einem durchschnittlichen schweizerischen Landwirtschaftsbetrieb mit einer Nutzfläche von 18 ha (2011) spart der mit Photovoltaikstrom betriebene E-Traktor den Mehraufwand an grauer Energie für die elektrische Ausrüstung innerhalb von 1,9 Monaten. Bei dieser Nutzfläche werden mit einem E-Traktor jährlich circa 12 t CO2 eingespart. Dies entspricht einer Einsparung von etwa 4500 Litern Diesel pro Jahr.

⊲⊲ www.ntb.ch/ems ⊲⊲ www.rigitrac.ch

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DAS

PARADIGMA Stadtentwicklung und Einzelhandel im Zeitalter der Digitalisierung

Für ein, zwei Wochen am Paradeplatz oder Hauptbahnhof in Zürich seine Produkte präsentieren. Welcher Unternehmer träumt nicht davon? Meist scheitert es an den horrenden Mietkosten. Anderseits gibt es auch Lokale an bester Lage, welche zeitweise leer stehen oder Fläche zur Verfügung stellen könnten. Autor: Roland Seeger

Der Online-Handel sowie grosse Einkaufszentren an der Peripherie haben einen überwiegend negativen Einfluss auf den Einzelhandel. Im Jahr 2018 wurden von den 200 grössten Ketten im Bereich «Non-Food» insgesamt 541 Filialen geschlossen, während nur 170 neu geöffnet wurden. Dies geht aus den neuesten Zahlen des Retail Atlas Schweiz hervor. Leerstehende Ladenflächen in den Innenstädten sind eine direkte Folge. Unter leerstehenden Geschäften leiden auch gut laufende Unternehmen in der direkten Umgebung. Immer mehr Städte und Kommunen haben dieses Problem erkannt und ergreifen entsprechende Massnahmen. So hat beispielsweise die Stadt St.Gallen das Konzept «Zukunft St.Galler Innenstadt» entwickelt. Dabei wird mit insgesamt zehn Massnahmenfeldern versucht, dem Strukturwandel und dem veränderten Einkaufsverhalten zu begegnen. Ein Element ist dabei das Projekt «Pop Up City». Temporäre Zwischennutzung: Pop-up-Shops In dem von der InnoSuisse mitfinanzierten Projekt untersuchen die FHS St.Gallen und die NTB Buchs, inwieweit Pop-up-Shops als Instrument nachhaltiger Stadtentwicklung dienen können. Die Idee hinter Pop-up-Shops ist die kurzfristige kommerzielle Nutzung einer Ladenfläche, wobei unterschiedliche Geschäftsmodelle existieren: Neben dem klassischen Abverkauf können Firmen mit Pop-ups neue Geschäftsmodelle ausprobieren, neue Produkte lancieren oder den physischen Kontakt zu ihren Kunden pflegen. Pop-ups sind auch bei Restaurants oder im kulturellen Bereich beliebt. Typische Zeitintervalle für diese Art der Zwischennutzung liegen zwischen einem Tag und wenigen Monaten.

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«Künstliche Intelligenz ermöglicht es, neue Konzepte zu entdecken, die dem klassischen Einzelhandel eine Zukunft in einer digitalisierten Welt sichern.» Digitalen mit realem Einkauf verbinden Kleine Unternehmen profitieren von einer zumindest temporären Präsenz an bester Lage. Primäres Ziel von grossen Unternehmen ist jedoch nicht nur der Zusatzverkauf während weniger Wochen, sondern auch eine Marke oder ein Unternehmen in den Köpfen der Konsumenten zu verankern bzw. greifbar zu machen. Das Personal des Shops kann auch Marktforschung betreiben, indem es mit den Kunden über Produkte und ihre Wünsche diskutiert. Auch ganz grosse Namen des Onlinehandels wie Digitec Galaxus, Amazon oder Zalando richten physische Shops ein, um sich in der realen Welt zu präsentieren. Gemäss Zahlen des Kölner Handelsforschungsinstituts EHI betreibt jeder zweite der 1000 grössten Onlinehändler inzwischen einen physischen Shop, darunter regelmässig auch Pop-up-Shops.

Mit künstlicher Intelligenz zum optimalen Matching Ziel des Projektes «Pop Up City» ist es, Verfahren und Abläufe zu entwickeln, die Durchführungen von Pop-up-Verkäufen sowohl für Mieter als auch für Vermieter möglichst niederschwellig und einfach gestalten. Umsetzungspartner im Projekt ist die Plattform www.popupshops.com. Sie vermittelt die Geschäftslokale zur Zwischennutzung online an interessierte Mieter. Mit den Städten St.Gallen und Zürich sind weitere Partner an Bord, mit deren Hilfe die Effektivität der Massnahmen gemessen wird. Das Projekt vereinfacht die Bewilligungsprozesse und automatisiert die Vertragsabschlüsse rund um die Zwischennutzung. Dies soll bei Mietern und Vermietern gleichermassen die Bereitschaft zur kurzfristigen Zwischennutzung steigern. Zudem werden während des zweijährigen Projektes potenzielle Vermieter in Zürich und St.Gallen vom Projektteam wissenschaftlich begleitet.

Das Institut für Computational Engineering (ICE) der NTB Buchs ist dabei für das intelligente Matching von interessierten Mietern und verfügbaren Flächen verantwortlich. Für jede Anfrage auf der Plattform www.popupshops.com werden optimale Flächen basierend auf einem «Recommender System» vorgeschlagen. Das System arbeitet datenbasiert, wobei unterschiedliche Datenquellen zusammengeführt und zur Bewertung der verfügbaren Standorte verarbeitet werden. Neben demographischen Kennzahlen werden Daten zu Passantenfrequenz, verfügbarer Infrastruktur etc. analysiert und massgeschneidert für den jeweiligen Interessenten zu einem Attraktivitätsindex verarbeitet. «Die Herausforderung dabei ist unter anderem die grosse Heterogenität der Daten. Sie liegen in unterschiedlicher Zeit- und Ortsauflösung vor. Jede Stadt hat zudem ihr eigenes Datenformat und individuelle Zugangsrichtlinien», erklärt Prof. Dr. Klaus Frick, Teilprojektleiter am ICE. Ein einheitliches Datenformat und eine automatische Verarbeitungskette stellen ein grosses Projektziel dar. In einem weiteren Schritt soll über ein Bewertungssystem das Matching sukzessive verbessert werden. «Neben den interessanten Data-Analytics-Aspekten liegt der grosse Reiz im Projekt darin, einen Beitrag zur Stadtentwicklung und zur Förderung des Einzelhandels zu leisten», fährt Frick fort. «Künstliche Intelligenz ermöglicht es, neue Konzepte zu entdecken, die dem klassischen Einzelhandel eine Zukunft in einer digitalisierten Welt sichern.»

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INSTITUT EMS Digitalisierung in der Landwirtschaft – «DigiLand» 2018 startete an der NTB das von der IBH und Interreg geförderte Projekt «DigiLand» in Kooperation mit der FHS St.Gallen und der DHBW Ravensburg. Das Projekt befasst sich mit dem Gemüse- und Obstanbau in der Bodenseeregion. Im Sinne der Digitalisierung wird der Anbau von Kohlgewächsen vom Setzling bis zur Ernte mitverfolgt und verschiedene Parameter der Pflanzen erfasst. Anders als in der traditionellen Landwirtschaft wird nicht das Feld als Ganzes betrachtet, sondern eine Verteilung durch den Blick auf jede einzelne Pflanze erstellt. Eine ergänzende Bachelorarbeit befasst sich mit der Analyse der Kohlgewächse während der Wachstumsphase durch eine Spektralanalyse und «Machine learning»-Algorithmen. Dies liefert Erkenntnisse über den Zustand und das Wachstum der Pflanzen. Das EMS befasst sich mit der Analyse der Pflanzen während der Erntedurchgänge. Hierbei wird analysiert, ob die Pflanze geerntet wurde, noch nicht reif oder krank ist. Mit der zusätzlichen Erfassung des Gewichtes des Kohlkopfes kann

eine aussagekräftige Statistik des Feldes erstellt und für Prognosemodelle genutzt werden. Eine mobile Messplattform mit RTK GPS kommt während der Wachstumsphase zum Einsatz.

bei im Sperrbereich Werte über 35 dB erreichet werden. Die geometrischen Abmessungen der Baugruppe betragen nur 25 mm × 10 mm.

durchgeführt werden. Letztere sind wichtig bei der Verifikation von Feldsimulationen, speziell bei Drehstromanwendungen. 10 GHz Bandpassfilter mit 1 GHz Bandbreite

⊲⊲www.ntb.ch/fue

INSTITUT ESA Hochfrequenzelektronik: Dünne Streifen mit dicken Wirkungen Im Rahmen eines InnosuisseProjektes wurde ein 10 GHzCoupled-Transmission-Lines (CTL)-Bandpassfilter mit einer Bandbreite von über 1 GHz entworfen. Dazu gehört die theoretische Berechnung, die Analyse mittels eines FiniteElemente-Simulators sowie die praktische Integration auf einer Platine aus keramischem Substrat. Anschliessend wurden die Übertragungseigenschaften mittels eines neu beschaffenen 67-GHz-Vektoranalysators charakterisiert. Die messtechnisch ermittelten Parameter weisen keine signifikanten Abweichungen gegenüber den simulierten auf. Die Einfügedämpfungen liegen im Durchlassbereich unter 1,5 dB, wo-

Komplexwertige Magnetfeldmessung Dank einer weiteren Eigenentwicklung kann das Institut ESA niederfrequente Magnetfelder in Betrag und Phase messen. Das Messsystem basiert auf einem tunnelmagnetoresistiven Sensor, der eine gute Linearität und grosse Dynamik besitzt. Der Auswertealgorithmus erlaubt es, neben dem Betrag auch die Phasenverschiebung gegenüber einer Referenz zu messen. Damit können Magnetfeldmessungen im homogenen Feld oder im extremen Nahfeld

Ansicht des ESA-Magnetfeld-Sensors, montiert auf Kunststoffträger

INSTITUT IES Gefriertrocknungsgerät Das IES hat inzwischen das dritte erfolgreiche InnosuisseProjekt mit der Büchi Labortechnik AG abgeschlossen. In nur fünf Jahren ist es gelungen, von einer Idee zu mehreren qualitativ sehr hochwertigen Produkten zu kommen. Die Produkte zeichnen sich durch ihre Leistungsfähigkeit und Bedienungsfreundlichkeit aus. Das IES hatte dabei massgeblich Anteil an der Entwicklung des kompakten Kälteaggregats für Temperaturen bis –105 °C.

⊲⊲www.ntb.ch/ies

KTI-Projekt

Focus your future, join us... Wir zählen weltweit zu den führenden Herstellern von optischen Dünnschicht-Komponenten. Unsere Kompetenzzentren in Balzers, Penang und Jena bieten ein einzigartiges Angebotsspektrum von optischen Beschichtungen, Glasbearbeitung, Strukturierungsund Verbindungstechnologien, bis hin zur Fertigung kompletter Baugruppen. Unseren Erfolg verdanken wir unseren motivierten Mitarbeitern.

Präsentation der Bachelorarbeiten aus dem Ingenieurstudium Systemtechnik

An unserem Hauptsitz in Balzers/LI suchen wir Dich als:

Prozessingenieur Beschichtung Evaporation (m/w) Die detaillierte Stellenbeschreibung findest du unter www.opticsbalzers.com/karriere

Fr, 13.09.2019 16.00 Uhr NTB Studienzentrum St. Gallen Fr, 20.09.2019 15.00 Uhr NTB Campus Buchs

NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs

Optics Balzers AG Neugrüt 35 . LI-9496 Balzers www.opticsbalzers.com

FHO Fachhochschule Ostschweiz

Shape Smart Change with us Stell dir vor, du entwickelst in einem jungen und erfolgreichen Team die Navigation für autonome Fahrzeuge. Oder du kreierst High-End-Systeme, die den Wohnraum von Millionen Menschen vor Umweltkatastrophen schützen und rechtzeitig warnen. Stell dir vor, du arbeitest in einem der führenden Technologieunternehmen der Ostschweiz. An 36 Standorten weltweit, mit mehr als 5.000 Mitarbeitenden. Mit flexiblen Arbeitszeiten, einer offenen internationalen Firmenkultur und attraktiven Anstellungsbedingungen. Wachse über das hinaus, was du dir heute vorstellen kannst und gestalte mit uns die Zukunft von morgen. Als Teil des schwedischen Hexagon Konzerns, einem der grössten Unternehmen in der Informationstechnologie, entwickelt Leica Geosystems Lösungen für die kommenden Generationen.

NTB I N S I D E

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Hochspannungsquelle für Rauchgasreinigungsanlage Die Firma OekoSolve in Plons leistet Pionierarbeit im Bereich Rauchgasreinigung für Holzfeuerungen mittels elektrostatischer Filter. Das Produkteportfolio soll nun für grössere Leistungsklassen erweitert werden. Ein zentrales Element, die Hochspannungsquelle, wird zusammen mit dem IES im Rahmen eines KTI-Projekts entwickelt. Die über einen weiten Spannungsbereich regelbaren Geräte müssen bei einer Leistung von bis zu 750 W bis 60 kV bereitstellen können. ⊲⊲www.ntb.ch/ies

INSTITUT INF Helikopterwaage Die Firma Rotex Helicopter AG, die in Balzers stationiert ist, bietet ihren Kunden seit 1997 den Transport von mittelschweren Lasten an. Dazu werden Helikopter vom Typ KMax K1200 eingesetzt. In Zusammenarbeit mit einem externen Partner wurde in kurzer Zeit ein neues benutzerfreundliches Display für die Helikopterwaage konzipiert und realisiert. Damit können die Piloten nun auf einfache Art und Weise per Touch die transportierten Lasten registrieren und abrechnen.

INSTITUT PWO Fachtagung Produktionsmessetechnik 2019

MNT startet gleich zwei Impulsprojekte der Innosuisse Für das 2019/20 im Themenbereich Fertigungstechnologien ausgeschriebene IMPULSE-Sonderprogramm hat die Innosuisse (Innovationsförderagentur des Bundes, ehem. KTI) zusätzliche 24 Mio. CHF für Projekte budgetiert. Das Institut MNT ist dabei mit gleich zwei Projekten erfolgreich beurteilt worden: «Femtosecond laser-induced micromanufacturing in optical glasses» in einem Konsortium mit drei Forschungs- und sieben Industriepartnern (660 000 CHF Fördersumme) und «Parallelprozessieren in der optischen Fertigung» mit NTB und RhySearch sowie zwei Industriepartnern (286 000 CHF Fördersumme). Beide Cluster-Projekte starteten am 1. Mai 2019 und bearbeiten photonische bzw. mikrotechnische Themenfelder. Ein weiteres Impulsprojekt für den zweiten Call ist zudem in der Einreichungsphase.

Mikrotechnik Eine grosse Zukunft mit kleinsten Komponenten

Fachtagung Produktionsmesstechnik – Expertenforum an der NTB

Das Institut MNT der NTB Buchs feierte seinen 25. Geburtstag. Prof. Dr. André Bernard, der seit 14 Jahren das Institut MNT leitet, führte am 8. Mai 2019 einen Event mit Vorträgen, Laborbesichtigungen und mehr durch. Der Anlass stiess auf reges Interesse: Rund 170 Teilnehmer sind der Einladung gefolgt.

25 Jahre Institut für

⊲⊲www.ntb.ch/inf

INSTITUT MNT

Eingeladen wurden Industrievertreter, aber auch Alumni der Studienrichtung Mikrotechnik, ehemalige Mitarbeitende aus dem Institut MNT bzw. IMS und ehemalige Physiklaboranten. Keynote-Speaker war Dr. Bruno Michel von IBM Research. Das Institut wird in Zukunft weitere Konferenzen rund um Mikround Nanotechnologie durchführen. ⊲⊲www.ntb.ch/mnt

Am 5. September 2019 trifft sich die Messtechnik an der NTB in Buchs. Diese Veranstaltung wird bereits zum 9. Mal durchgeführt und steht dieses Jahr unter dem Motto «Neueste Entwicklungen für die Praxis». An der alle zwei Jahre stattfindenden Veranstaltung treffen sich Experten und Praktiker aus den Bereichen Konstruktion, Fertigung und Messtechnik an der NTB, um sich in Fachvorträgen und einer Fachausstellung über neueste Möglichkeiten und Trends in der Produktionsmesstechnik zu informieren und auszutauschen. ⊲⊲www.ntb.ch/pwo/fachtagung

NTB I N S I D E

INSTITUT PWO Neue Akkreditierung als Kalibrierstelle für Koordinatenmesstechnik Der Bereich Produktionsmess technik des Instituts PWO an der NTB bietet neu zusätzlich zu den bisherigen Dienstleistungen als SCS-Kalibrierstelle für Rauheit und STS-Prüfstelle für Koordinatenmesstechnik seine Dienste als akkreditierte SCS-Kalibrierstelle an. Die Industrie kann somit an der NTB als erste und einzige Stelle der Schweiz Kalibrierungen für taktile und optische Messungen auf Koordinatenmessgeräten in Auftrag geben, um ihre Normale und Einstellmeister auf nationale Normale rückführbar zu machen.

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flexiblen Prozessregelung von Präzisionsprofilbiegemaschinen und der In-Prozess-Qualitätssicherung von Profilen entwickelt. Mit dem innovativen Messsystem ist es neu möglich, Werkstücke automatisiert ohne Spezialbiegewissen des Benutzers herzustellen.

⊲⊲www.ntb.ch/ice

In-Prozess-Messung für Biegeprofile

Modernste Multisensor-Koordinatenmesstechnik an der NTB im Einsatz für die Kalibrierstelle

In-Prozess-Messtechnik für Profilbiegeautomaten Gebogene Profile sind in einer Vielzahl von Anwendungen wie z. B. Seilbahnkabinen oder Tragkonstruktionen anzutreffen. Die Profile müssen immer genauer und günstiger hergestellt werden. In einem KTI-Projekt wurde mit einem Schweizer Hersteller von Präzisionsprofil biegeanlagen eine optische In-Prozess-Konturmessung zur

wird durch die Rollenkonturen und die Anordnung der Rollen bestimmt. Diese ist durch den Aufbau der Produktionsanlage streng begrenzt. Es ist gelungen, in diesem engen Parameterfeld das Einformen zunächst zu analysieren und dann zu verbessern. Dazu wurden FiniteElement-Simulationen des Umformprozesses eingesetzt. So konnte die Rohrherstellung robuster gemacht werden und der Ausschuss wird reduziert.

INSTITUT ICE Einfacher Einformen Die geforderte CO2 -Reduktion zwingt die Automobilhersteller, immer leichter zu bauen. Dadurch kommen immer mehr hochfeste Stähle zum Einsatz, deren Verarbeitung die Industrie vor grosse Herausforderungen stellt. Das Institut für Computational Engineering ICE hat bei der Jansen AG in Oberriet das Rollbiegeumformverfahren vom flachen Stahlband bis hin zum Schlitzrohr untersucht und optimiert. Die kontinuierliche Umformung des ebenen Stahlbandes erfolgt durch hintereinander angeordnete Rollenpaare, sogenannte Umformgerüste. Die Einformstrategie

Einfacher hochpräziser Arbeiten Die Hoch- und Ultrapräzisionsdrehbearbeitung von Werkstücken besteht aus mehreren Prozessschritten von der Planung über die Bearbeitung und Vermessung bis hin zur Korrektur. In der Regel wird die Qualitätsprüfung auf externen Messsystemen durchgeführt, was einen aufwendigen und fehleranfälligen Einspann- und Einrichtprozessschritt voraussetzt.

In einem Innosuisse-Projekt unter der Leitung von RhySearch wird die Automatisierung des oben beschriebenen Prozesses angestrebt, wobei eine In-situMessung auf der Fertigungsmaschine entwickelt wird. Das ICE liefert die Algorithmen zur Bahnplanung und -korrektur basierend auf den Daten dieses neuartigen Systems. ⊲⊲www.ntb.ch/ice

Stellenbörsetag bricht Rekord So viele Aussteller gab es noch nie: 75 Firmen, (62 aus der Schweiz, 7 aus Österreich und 6 aus Liechtenstein) präsentierten am Mittwoch, 3. April, an der NTB ihre Stellen- und Karriereangebote. Sie umwarben damit primär die über 90 Studierenden, welche im Herbst 2019 an der NTB ihr Bachelordiplom in Systemtechnik erhalten werden. Der Stellenbörsetag fand an der NTB Buchs bereits zum 21. Mal statt. Über die Jahre wurde er den Bedürfnissen sowohl der Studierenden des Ingenieurstudiums Systemtechnik wie auch der Aussteller angepasst. Die Veranstaltung geniesst denn auch einen buchstäblich hohen Stellenwert: Viele der Aussteller waren von Anfang an dabei, die Firmen Helbling Technik AG, Leica Geosystems und Oerlikon Balzers Coating z. B. nahmen bereits zum 21. Mal teil.

⊲⊲www.ntb.ch/stellenboerse

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G A S T I N T E R V I E W

Dr. Bettina Fleisch CEO säntis packaging ag

«Durch Druck entstehen Chancen» Dr. Bettina Fleisch hat seit 15 Jahren die Gesamtverantwortung über die säntis packaging ag. Primär in der Verpackungs herstellung tätig, setzt das Unternehmen auf modernste Technologien – und wurde aufgrund dessen mit dem Rheintaler Wirtschaftspreis 2019 ausgezeichnet. Perfekte Voraussetzungen für ein Gespräch über Innovation und den Mut, sich den Herausforderungen der modernen Wirtschaft zu stellen.

Dr. Bettina Fleisch, Sie führen ein innovatives Verpack ungsunternehmen – und das mit grossem Erfolg. Wie behauptet sich die säntis packaging ag im international hart umkämpften Verpackungsmarkt? Unsere Strategie basiert auf guten Partnerschaften mit unseren Kunden und einer konsequent verfolgten beziehungsweise gelebten Innovationskultur. Das Image von Kunststoff als Verpackungsmaterial hat in jüngster Vergangenheit sehr gelitten. Welchen Herausforderungen müssen sich Verpackungshersteller aktuell stellen? Ja, wenn es um die Müllproblematik geht. Keiner will die zugemüllten Strände auf Bali sehen, aber – nein, wenn es um die Schutzfunktion von Verpackungen geht. Verpackungen aus Kunststoff haben eine wichtige Schutzfunktion für wertvolle Lebensmittel, die die meisten anderen Packstoffe nicht in dieser Qualität erfüllen können. Gerade diese Funktion gilt es auch in Zukunft zu erhalten, denn der Schaden, der mit Bergen von verdorbenen Lebensmitteln entsteht, ist ungleich grösser. Dazu benötigen wir innovative Alternativen für Verpackungen, die gleichzeitig auch umweltschonend sind. Durch diesen Druck entsteht in unserer Branche aber auch eine Vielzahl von Chancen, die wir sehen und ergreifen wollen. Sie haben Journalistik und Politik studiert, beschäftigen sich heute aber mit innovativen Technologien. Wie wichtig ist es, für neue Fachrichtungen offen zu bleiben? Das ist heutzutage wirklich wichtiger denn je, denn durch die modernen Trends wie die zunehmende Digitalisierung ist nicht nur die Geschwindigkeit in der Kommunikation enorm gewachsen, sondern auch die Transparenz und Verlinkung verschiedener Fachrichtungen hat zugenommen. Wissen ist viel interdisziplinärer geworden. Deshalb ist es meiner Meinung nach unabdinglich, ständig über den eigenen Tellerrand hinauszuschauen.

Interdisziplinarität wird an der NTB grossgeschrieben. Welchen Mehrwert bringt dies aus Ihrer Sicht den Studierenden im Arbeitsmarkt? Dies bringt nicht nur den Studierenden einen persönlichen Mehrwert, sondern vor allem den Unternehmen. Dadurch wird sicher noch mehr Innovation angetrieben, die früher vielleicht in den Kinderschuhen stecken geblieben wäre, weil man keine «artfremde» Anwendung gesehen hat. Welche Bedeutung haben Absolventinnen und Absol venten einer technischen Hochschule wie der NTB für die zukünftige Marktstellung von Firmen wie der Ihren? Angesichts des bereits bestehenden Fachkräftemangels bei vornehmlich technischen Berufen – der sich in Zukunft auch noch verschärfen wird – haben Studierende dieser Fachrichtungen rosige Zukunftsaussichten. Firmen, die auf einen derartigen Fachkräftepool zurückgreifen können, werden klare Wettbewerbsvorteile haben. Obwohl Sie aus einer anderen Branche kommen (oder gerade deswegen), konnten Sie die säntis packaging ag entscheidend weiterentwickeln. Welche Ratschläge haben Sie für Studierende und Absolventen, die langfristig ebenfalls ein Unternehmen gründen oder führen wollen? Ein Unternehmen gründen oder führen zu wollen, heisst erst einmal grosse Verantwortung zu übernehmen. Das liegt nicht jedem. Und bekanntlich ist ein hervorragender Techniker auch nicht zwangsläufig der geborene Geschäftsmann. Dank der steigenden Interdisziplinarität ist es aber heute jedem möglich, die beiden Bereiche im Studium zu kombinieren. Für eine erfolgreiche Unternehmensführung würde ich das jedem Techniker unbedingt empfehlen. Ansonsten reichen gute Ideen, eine grosse Portion Durchhaltewillen und natürlich Leidenschaft am Tun, sonst hat der Tag zu viele Stunden!

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Agenda NTB Technologietag

18. Juni 2019 13.00 –17.30 Uhr

NTB Campus Buchs

Präsentation Systemtechnikprojekt 2019

25. Juni 2019 17.00 Uhr

Mehrzweckhalle, bzb Buchs

19. Ostschweizer Technologiesymposium OTS2019

23. August 2019

Olma Halle 2.1, St.Gallen

Fachtagung Produktionsmesstechnik

5. September 2019 8.00 Uhr

NTB Campus Buchs

TECHSCHAU Präsentation der Abschlussarbeiten des Bachelorstudiums Systemtechnik

13. September 2019 16.00 Uhr

NTB Studienzentrum St.Gallen

20. September 2019 15.00 Uhr

NTB Campus Buchs

Infotag Ingenieurstudium

23. November 2019 9.00 Uhr

NTB Studienzentrum St.Gallen

NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs www.ntb.ch NTB Campus Buchs Werdenbergstrasse 4 9471 Buchs Tel. +41 81 755 33 11 office@ntb.ch

NTB Studienzentrum St. Gallen Schönauweg 4, Postfach 9000 St. Gallen Tel. +41 81 755 32 00 office@ntb.ch

NTB Standort Chur HTW Chur (Kooperationspartner) Hochschule für Technik und Wirtschaft Pulvermühlestrasse 57 7004 Chur

IMPRESSUM Herausgeberin: Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs NTB Redaktion und verantwortlich für den Inhalt: Roland Seeger, Gastautoren und DACHCOM Fotos:

NTB (Roland Seeger, Philipp Knöpfel und andere)

Konzept, Layout:

DACHCOM.CH AG, 9424 Rheineck

Druck:

Somedia Production, 7007 Chur

Anzeigenverkauf: Somedia Promotion, Chur, Tel. +41 81 255 58 58, chur.inserate@somedia.ch Somedia Promotion, Glarus, Tel. +41 55 645 38 88, glarus.inserate@somedia.ch Studienstandorte: NTB Campus Buchs, Werdenbergstrasse 4, 9471 Buchs, Tel. +41 81 755 33 11, office@ntb.ch NTB Studienzentrum St. Gallen, Schönauweg 4, 9000 St. Gallen, Tel. +41 81 755 32 00, office@ntb.ch NTB Standort Chur in Kooperation mit der HTW Chur, Pulvermühlestrasse 57, 7004 Chur

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