NTB FOLIO 53 / 2017-05 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. 53 | MAI 2017

Digitalisierung / Big Data Leadthema

Energiespeicher im Aufwind Batteriespeicher werden massentauglich

Masterstudiengang Mechatronik Kooperation mit der HTWG Konstanz

Innovation ist Ihr Ziel. Wir kennen den Weg.

www.helbling.ch

Wir sind Ihr kompetenter Partner, um durch Innovation neue Wege zu finden, Wettbewerbsvorteile zu erzielen und Marktanteile zu gewinnen. Führende Unternehmen aus vielen unterschiedlichen Branchen vertrauen uns seit Jahren wichtige Innovationsprojekte an. Mit Begeisterung ist alles machbar. Den Beweis dafür treten wir täglich an.

Helbling Technik

Innovation, together we do it Aarau Bern Wil SG Zürich München Cambridge MA Shanghai

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6 18

Internet of Things und Data Analytics

Optimale «Fernbeziehungen»

10 14

Ein Masterstudium mit unzähligen Möglichkeiten

Energiespeicher

NTB Inside

Angewandte Forschung und Entwicklung

Masterstudium

Bachelorstudium

Inhalt ⁄ 53.17

24 5 26 28 34 36 Neuer Feinmessraum der NTB sehr erfolgreich

Editorial

Die Kompetenzen der NTB

Projekte aus den Instituten

22 16 Infotag Ingenieurstudium Systemtechnik in Buchs

Masterstudiengang Mechatronik – eine Erfolgsgeschichte

Einladung: NTB Technologietag

«Bei uns gibt es eine kleine NTB-Community.»

39 43 45 46

Blitzlichter: Neues und Kurzmeldungen aus Forschung und Lehre

Ausgezeichnete Qualität: NTB mit Qualitätslabel R4E***

Gastinterview: Dr. Daniel Gut

Agenda / Impressum

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

Innovation aus der Region

Wer von dynamischen Industrieregionen spricht, muss auch von der Ostschweiz reden. So verdient sich insbesondere das Rheintal den Zweitnamen Chancental nach wie vor. Als innovativer Technologiestandort mit Tradition und Zukunft ist dabei Buchs zweifellos eines der wichtigsten Zentren in der Region. Mit ihrem fokussierten Angebot im Bachelor- und Master-Bereich, den sieben Instituten und dem starken Profil trägt die NTB dazu bei, dass das Alpenrheintal und der Grossraum St. Gallen im Bezug auf Lehre und Forschung im Ingenieurbereich eine hervorragende Reputation geniesst. Die gute nationale und internationale Vernetzung, die vielschichtigen Kontakte zur Wirtschaft, die moderne Infrastruktur und das breit abgestützte Know-how machen unsere Hochschule zu einem wichtigen Element der Technologieregion Ostschweiz. Dank dem Standort in St. Gallen erfährt die Philosophie der NTB eine zusätzliche Breitenwirkung – nicht zuletzt durch das Institut für Ingenieurinformatik, das in der Gallusstadt beheimatet ist. Für die zunehmende Digitalisierung und die Entwicklungen hinter dem Schlagwort Industrie 4.0 ist die NTB bestens vorbereitet. Und sie ist dank der Forschungs- und Innovationskraft der Institute auch in der Lage, diesbezüglich einen prägenden Einfluss zu haben – in der Region und darüber hinaus. Leben und lernen, forschen und entwickeln, sich weiterbilden – die NTB ist in jeder Hinsicht eine starke Partnerin. Beste Beweise dafür finden Sie unter anderem auf den folgenden Seiten. Wir wünschen Ihnen ein informatives und unterhalt sames Lesevergnügen.

Lothar Ritter, Rektor

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M A S TE R S TU D I U M

T OF TH E I RN

S NG

INT E

LE H R E I M WA N D E L

ANAL

I T Y

Autoren: Prof. Dr. Klaus Frick, Prof. René Pawlitzek

«Die einzige Konstante ist die Veränderung.» hat bereits der Griechische Philosoph Heraklit vor fast 2500 Jahren bemerkt. Im Zeitalter der Digitalisierung, die sämtliche Lebensbereiche betrifft, kommt dieser Aussage noch viel mehr Bedeutung zu. Die NTB – als vergleichsweise kleine Hochschule – kann diesen Wandel in der Hochschullehre zeitnah umsetzen. Konkret heisst das, dass die Inhalte der traditionellen Fächer im Unterricht einer Veränderung unterworfen sind und kontinuierlich den Marktbedürfnissen angepasst werden. Nur so kann ein Absolvent die neuen Anforderungen in einer digitalisierten Arbeitswelt, die von vernetzten Dingen (IoT) und riesigen Datenmengen (Big Data) gekennzeichnet ist, erfüllen.

«Daten sind das Gold des 21. Jahrhunderts, aber das Gold muss zuerst mit mathematischen Methoden geschürft werden.»

Vom Produkt zum vernetzten intelligenten Produkt mit digitalem Ökosystem Das Internet hat die Menschheit für immer verändert. Technisch gesehen ist es eine Infrastruktur, welche Datentransportdienste anbietet, damit Internet-Anwendungen wie eMail, World Wide Web (WWW), Facebook, Twitter, Skype, etc. funktionieren können. Man schätzt, dass rund 3.5 Milliarden

Menschen weltweit Zugang zum Internet haben. Die nächste Phase des Internets zeichnet sich bereits ab: eine Welt voller intelligenter Geräte, ausgerüstet mit Aktoren und Sensoren, verbunden mit dem Internet, um Informationen ohne menschliches Dazutun untereinander auszutauschen. Dieses sogenannte Internet of Things (IoT) soll im Jahre 2020 50 Milliarden Geräte umfassen. Bereits seit 2008 gibt es mehr Geräte als Menschen am Internet, die miteinander kommunizieren. Viele Experten sprechen bereits von einer technologischen Revolution und Politiker haben erkannt, dass das Internet der Dinge für viele Nationen strategischen Charakter hat. Fest steht bereits heute, dass diese neue Welt der intelligenten Dinge Milliarden von Menschen nachhaltig beeinflussen wird. Intelligente Geräte werden in grossem Umfang die Umgebung überwachen und Geschäftsprozesse steuern und die Bereiche Gesundheitswesen, Energieversorgung (Smart Grid), Transport und Verkehr, etc. grundlegend verändern. Mit dem Internet of Things werden z.B. intelligente Städte (Smart Cities) Wirklichkeit, denn sie ermöglichen die effiziente Nutzung der verfügbaren Ressourcen und Infrastrukturen. Das Internet of Things wird ferner als technologische Grundlage die vierte industrielle Revolution, die massive Vernetzung mittels Cyber-Physical Systems, einläuten, nach Mechanisierung, Elektrifizierung und Informatisierung. Man spricht deshalb von Industrie 4.0. Für die Unternehmen bedeutet das Internet der Dinge, dass sich ihre Produkte nach und nach vom Mikroprozessor-

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Produkt

M A S TE R S TU D I U M

intelligentes Produkt

intelligentes vernetztes Produkt

intelligentes vernetztes Produkt mit digitalem Ökosystem

Vom Produkt zum intelligenten, vernetzten Produkt mit digitalem Ökosystem

gesteuerten Produkt (intelligentes Produkt) zum vernetzten Produkt entwickeln müssen (siehe Abbildung oben). Ein Beispiel aus dem Heimbereich soll dies verdeutlichen. Waren früher die Glühbirnen reine Beleuchtungsmittel, so können Lampen heute vernetzt und via SmartPhone gesteuert werden. Es ist sogar möglich die Lampen mit Sprache zu steuern, beispielsweise mit dem Amazon Echo Sprachservice.

zeugs in die Cloud übertragen werden, wird nicht nur das Produkt kontinuierlich verbessert (Stichwort: autonomes Fahren), sondern es werden auch zusätzliche Dienste, die ein digitales Ökosystem formen, angeboten, um das Produkt zu verfeinern. So kann beispielsweise ein Teslafahrzeug vorschlagen wann und wo die Batterie aufgeladen werden soll.

Die vernetzten Produkte werden sich ihrerseits in einem nächsten Schritt in intelligente vernetzte Produkte mit digitalem Ökosystem weiterentwickeln. Ein gutes Beispiel hierfür sind die Fahrzeuge der Firma Tesla. Durch die ständige Vernetzung der Fahrzeuge, mit der unzählige Daten des Fahr-

Anhand dieses Beispiels erkennt man sofort, dass vernetzte Produkte mit ihren Sensoren riesige Datenmengen erfassen und in die Cloud übermitteln und dass eine Auswertung der Daten eine absolute Notwendigkeit ist.

Von den Rohdaten zur Information: die

DATA SCIENCE Riesige Datenmengen zu messen, zu übermitteln und zu speichern ist seit einigen Jahren nicht mehr nur den grossen Konzernen vorbehalten, sondern nimmt auch immer mehr bei KMU Einzug. Sensoren, Machine-to-Machine Kommunikation und Automatisierung liefern eine enorme Flut an Daten (Stichwort: Big Data). Ab einer gewissen Menge und Komplexität sind diese Rohdaten aber nicht mehr unmittelbar nutzbar, da vorhandene Muster für Menschen nicht erkennbar sind. Durch den immensen Sprung an verfügbarer und günstiger Rechenleistung in den letzten Jahren, können diese Daten nun mit mathematischen Modellen transformiert und durchforstet werden, um letztendlich das Gold, d.h. die darin verborgene

Information, zu schürfen. Viele existierende Verfahren erleben dadurch regelrecht eine Renaissance, wie die etwas angestaubten neuronalen Netze, die momentan als «Deep Neural Networks» einen Siegeszug im Bereich des autonomen Fahrens erleben. Data Science bezeichnet das sich rasch entwickelnde interdisziplinäre Feld zwischen klassischen Ingenieurswissenschaften, Mathematik und Informatik, das sich mit der Gewinnung von Informationen aus Rohdaten mit geeigneten Modellen und Algorithmen befasst. Data Science führt nicht nur zu einem tieferen Verständnis von Produkten und Prozessen sondern auch zu neuartigen Geschäftsmodellen. Wie wäre es z.B. mit der Erkennung von Maschinenausfällen bevor sie eintreten? Dies ist schon lange keine Science Fiction mehr: Ma-

thematische Modelle – sogenannte predictive models – suchen in Maschinendaten nach Mustern und Signalen, die auf einen baldigen Störfall hinweisen. Das Modell hat aus vergangenen Vorfällen gelernt worauf es dabei achten muss. Dadurch werden ungeplante Stoppzeiten vermieden und gleichzeitig die Lebensdauer der Verschleissteile maximiert. Für den Hersteller eröffnet sich so ein neues Geschäftsfeld, indem nicht nur ein Produkt verkauft wird, sondern auch Betriebsstunden inklusive vorausschauender Wartung garantiert werden. Diese und weitere Anwendungsfelder, vom intelligenten «Griff in die Kiste» bei Montagerobotern bis hin zur Schwarm intelligenz beim autonomen Fahren, werden an der NTB mithilfe von Data Science erschlossen.

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M A S TE R S TU D I U M

Von der Systemtechnik zur

DIGITALISIERTEN SYSTEMTECHNIK Die komplexen Anforderungen in der modernen Ingenieurswelt können nur mit interdisziplinären Teams gelöst werden, da heutige Produkte und Prozesse Expertenwissen aus vielen Teilbereichen und vor allem auch deren Kombination voraussetzen. Das Systemtechnikstudium an der NTB verkörpert schon immer diesen Geist der Interdisziplinarität, weshalb Systemtechnik-Absolventen die idealen Voraussetzungen mitbringen, in solchen Teams mitzuwirken. Mit dem Wandel vom «einfachen»Produkt zum vernetzten intelligenten Produkt steigen auch die Anforderungen im Arbeitsmarkt und es wird erwartet, dass ein Absolvent in dieser digitalen Welt kommunizieren und interagieren kann. Die NTB bereitet die Studierenden gezielt auf diese neuen Anforderungen vor. Das Bachelorstudium liefert bereits ideale Startvoraussetzungen, um in der digitalen Welt zu bestehen. Neben der Interdisziplinarität ist dies vor allem die solide Grundausbildung in Mathematik und Informatik. Diese Grundausbildung befähigt die Studierenden in den höheren Semestern aus dem reichhaltigen Wahlmodulkatalog ein «digitales Kurs-Portfolio» zusammenzustellen. Hier stehen Kurse wie «Cloud-Computing», «IoT» bis hin zu «Statistisches Denken» oder «Künstliche Intelligenz in der Produktentwicklung» zur Auswahl.

Prof. Dr. Klaus Frick

Das steigende Interesse der Industrie an den Themen IoT und Big Data spiegelt sich auch in den Aufgabenstellungen der Bachelorarbeiten wider. Jährlich steigt die Zahl der Arbeiten in den Bereichen Machine Learning, Predicitive Modeling, Internet of Things und Cloud Computing. Als Beispiel sei hierfür die Fahndungs-App «Investigatio» genannt (s. unten) Dieser Trend setzt sich nahtlos im Masterstudium Master of Science and Engineering (MSE) fort, wo gleichermassen zahlreiche Module aus dem Umfeld der Digitalisierung, zum Teil auch von den Dozenten der NTB, angeboten werden. Die Möglichkeiten der Schwerpunktsetzung im MSE sind hier noch wesentlich grösser als im Bachelorstudium. Immer mehr Studierende machen von diesen Möglichkeiten regen Gebrauch und wählen bewusst einen Schwerpunkt in den Bereichen Data Science und IoT. Eine dieses Jahr abgeschlossene Arbeit im Bereich Machine Learning ist ein gutes Beispiel dafür (s. rechts). Viele der neuen Inhalte werden bewusst auch externen Interessierten in Form von Workshops und Seminaren angeboten, sodass diese den State-ofthe-Art kennenlernen und für ihre Unternehmungen so einen Mehrwert generieren können. Beispiele hierfür sind der IoT Workshop von Prof. René Pawlitzek und die Data Analytics Seminare von Prof. Dr. Klaus Frick.

Prof. René Pawlitzek

BACHELOR ARBEIT

Aktenzeichen XY … ungelöst Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein neuartiges Fahndungssystem, mit dem Namen Investigatio entwickelt und implementiert, das auf einem verteilten System basiert. Benutzer dieses Systems werden bei der Ausschreibung einer Suche benachrichtigt und können ihrerseits eine gesuchte Person mit ihrem SmartPhone als „gesehen“ melden. Dabei werden die Koordinaten des Smartphones ermittelt und an den Server übertragen. Die Auswertung dieser Daten erfolgt bei der Polizei. ⊲⊲ http://www.ntb.ch/arbeiten/ aktenzeichen-xy-ungeloest-76/

MASTER ARBEIT

Nonintrusive Load Monitoring Um in einem Haushalt effizient Energie zu sparen, ist es sehr hilfreich den Stromverbrauch aller Geräte im Haus zu überwachen. Dies mit Hardware zu realisieren ist aber sehr aufwändig und kostenintensiv. Durch Einsatz von machine learning Methoden wurde im Rahmen einer Masterarbeit ein Verfahren entwickelt, dass sämtliche elektrischen Verbraucher in einem Haus erfasst, wobei lediglich Strom- und Spannung an der Hauptleitung gemessen werden. Die Signaturen, die jeder Verbraucher beim Ein- und Ausschalten im Netz hinterlässt, reichen bereits für eine eindeutige Klassifizierung aus. Die Technologie lässt sich ohne grossen Aufwand nachträglich installieren. ⊲⊲ www.ntb.ch/digitalisierung

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Masterstudium MSE: der nächste Karriereschritt Autor: Roland Seeger

Das Masterstudium Master of Science in Engineering (MSE) ist auf die fachliche, projektorientierte Vertiefung ausgerichtet. Es wird mit Hilfe von Projekten, ergänzenden Veranstaltungen und der Masterarbeit an einer so genannten Master Research Unit (MRU) durchgeführt. Die NTB, spezialisiert auf die technische Aus- und Weiterbildung von Ingenieuren und Ingenieurinnen, bietet «nur» zwei MRU an. Diese verfügen aber über eine breite Palette an Spezialisierungen in den Bereichen Mechanik, Elektronik, Informatik und Mikrotechnik.

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Die Master Research Units (MRU) sind stark an die anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung gekoppelt. Studierende profitieren deshalb einerseits von einer ausgezeichneten Infrastruktur, andererseits vom besonders hohen Praxisbezug und der reichen Erfahrung der Dozenten. Absolventen haben innerhalb einer MRU in den jeweiligen Instituten ihres Advisors (Betreuers) auf Wunsch einen Arbeitsplatz für die Projektarbeiten in der fachlichen Vertiefung zur Verfügung. Für ihre Projektarbeiten erhalten sie 60 ECTS (European Credit Points). Wichtig: MSE-Studierende wählen aus der breiten Palette an Forschungsschwerpunkten ihren ganz persönlichen fachlichen Schwerpunkt für das Masterstudium aus. MRU «Mikro- und Nanotechnologie» In dieser MRU werden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der Mikro- und Nanotechnik einschliesslich der hierfür benötigten Technologien und Prozesse durchgeführt. Forschungsschwerpunkte: –– Sensorik und Aktorik –– Mikrofluidik –– Life Sciences –– Photonics –– Prozesstechnologie und Analytik –– mathematische Modellbildung –– numerische Methoden –– Werkstofftechnologie –– biomedizinische und optische Systeme MRU «Systemtechnik, Automation und Produktion» Die «Philosophie» des Systemtechnikgedankens wird auch nach dem Bachelorstudium konsequent weitergeführt. In dieser MRU können komplexe interdisziplinäre Problemstellungen bearbeitet werden. Forschungsschwerpunkte: –– Mechanik –– Mechatronische Systeme –– Robotik und Automation –– analoge und digitale Elektronik –– Embedded Systems und Informationstechnologie –– Energiesysteme –– Mess- und Regelungstechnik –– Leistungselektronik –– Antriebssysteme –– Programmierung und Bildverarbeitung. –– Wärme- und Kältetechnik Studienaufbau Der Theorieanteil macht etwa einen Drittel des Studiums aus, während zwei Drittel projektorientert gestaltet sind. Dabei wird besonders Wert auf aktuelle und relevante Themen gelegt. Jeder Student wird in ein Forschungsteam integriert und durch das ganze Studium individuell von einem Advisor begleitet, der ihn fachlich und auch administrativ unterstützt. So wird die Qualität und Aktualität des Studiums gewährleistet.

M A S TE R S TU D I U M

Beispiel Studienplan im Vollzeitstudium Projektarbeit 1

Projektarbeit 2

Ergänzende Veranstaltung

Zentrales Modul

Masterarbeit 27 ECTS

Zentrales Modul 1. Semester

2. Semester

3. Semester

Berufsbegleitend und im Ausland studieren MSE-Studierende an der NTB profitieren neben der hohen Praxisnähe von weiteren Vorteilen: Erstens können sie berufsbegleitend studieren, einige auch mit einer Tätigkeit als wissenschaftliche Mitarbeiter in einem der NTB-Institute. Zweitens besteht die Möglichkeit, ein Praktikum im Ausland zu absolvieren. Die NTB verfügt über entsprechende Kontakte. Siehe auch Artikel auf Seite 14 in dieser Ausgabe.

Beispiel Studienplan im Teilzeitstudium Zentrales Modul

Zentrales Modul

Ergänzende Veranstaltung

2. Semester

3. Semester

Zentrales Modul 1. Semester

Projektarbeit 2 Ergänzende Veranstaltung 4. Semester

Projektarbeit 1 12 ECTS

Masterarbeit 27 ECTS über zwei Semester

5. Semester

6. Semester

Berufsbild Im Master of Science in Engineering (MSE) bilden sich künftige Fachspezialisten und Kadermitarbeitende der Industrie und der öffentlichen Hand weiter. Sie qualifizieren sich für Karrieren in Forschungs- und Entwicklungsabteilungen, Produktion, Beratung, öffentlichen Institutionen und übernehmen Verantwortung bei der Leitung interdisziplinärer Projekte.

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Unterschied FH-Master zu Master an der ETH bzw. Universität Das FH-Masterstudium zeichnet sich aus durch die starke Kopplung an die anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung der Fachhochschulen. Dies zeigt sich im hohen Anteil an projektbezogener Ausbildung, die zwei Drittel der gesamten MSE-Ausbildung umfasst. Das St.Galler Rheintal ist ein regelrechtes Hightech-Valley: Hier gibt es eine hohe Dichte von kleinen und grossen Unternehmen, viele sind auch international tätig. Die NTB führt für diese Firmen regelmässig aF&E -Projekte durch, oft auch gekoppelt mit Projekt- oder Abschlussarbeiten von MSEStudierenden. Studienorte, Theoriemodule Die Theoriemodule werden an zentralen Standorten angeboten, die mit den öffentlichen Verkehrsmitteln optimal erreichbar sind. Studierende der NTB besuchen zum Beispiel die zentralen Module in Zürich. Beispiel MSE Projekt: EEROS Education Robot Plattform EEDURO In dieser Masterarbeit wurde eine Low-Cost Roboter-Familie mit drei Mitgliedern für Ausbildung und kommerzielle Nutzung gebaut. Es wurden auch die erforderlichen Algorithmen für Regelung und Steuerung sowie eine Demoanwendung realisiert. Dies umfasste Mechanik, Elektronik und Software. Der entwickelte High-Speed-SCARA-Roboter kann mit 120 m/s2 beschleunigen und ein invertiertes Pendel balancieren. Der SCARA-Roboter (Selective Compliance Assembly Robot Arm) ist ein besonderer Typ Industrieroboter, dessen Aufbau einem menschlichen Arm ähnelt und daher auch als «horizontaler Gelenkarmroboter» bezeichnet wird.

Der Deltaroboter soll sowohl Schulen als auch industriellen Anwendern auf eine kostengünstige, aber dennoch qualitativ hochwertige Art den Einstieg in die Robotik erleichtern. Um die Leistungsfähigkeit dieses Roboters zu demonstrieren, wurde eine Pick&Place-Anwendung realisiert.

Der dritte Roboter ist ein Knickarmroboter mit sieben Achsen, also mit einem redundanten Freiheitsgrad. Dank dieses zusätzlichen Freiheitsgrades können neue Ansätze wie Vermeidung von Singularitäten oder das Ausweichen von Hindernissen entwickelt und realisiert werden. Einsatzbereich Horizontal-Knickarmroboter sind universell verwendbare Systeme zur schnellen Pick-and-Place-Handhabung in XYZRichtung innerhalb von planparallelen Flächen. Kippbewegungen sind nicht möglich. In der Regel werden Scara-Roboter stehend eingebaut, modellabhängig kann beispielsweise auch ein Einbau über Kopf möglich sein. Einsatzschwerpunkt sind Anwendungen, bei denen eine Reduzierung auf senkrechte Füge- und Handhabungsbewegungen möglich ist. Eine Handhabung von Punkt zu Punkt dient zum Handhaben beispielweise durch Ablegen eines Teils auf Werkstückträgern, zum Fügen z. B. durch Einlegen, Einpressen oder Herstellen von Schnappverbindungen, zur geordneten Zuführung z. B. aus Trays sowie zum Palettieren und Verpacken. Anwendungen mit Bahnsteuerung sind z. B. der Kleber- und Dichtmittelauftrag oder das Laserschweissen. Anwender sind der interne Betriebsmittelbau sowie der Sondermaschinen- und Anlagenbau in einer Vielzahl von Branchen. Diese Art Roboter ist in der industriellen Produktion seit längerem im Einsatz, gewinnt aber durch Produktionskonzepte wie Industrie 4.0 weiter an Bedeutung.

Studiengangsleitung und Beratung Prof. Kurt Schenk, PhD Dozent für Leistungselektronik, Studiengangsleiter Master of Science in Engineering MSE +41 81 755 34 73 kurt.schenk@ntb.ch ⊲⊲www.ntb.ch/mse

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Induktorstrom MASTERARBEIT

« Modellierung der Wärmebehandlung an Kugelgewindespindeln unter Berücksichtigung vorgeschalteter Prozessschritte» Die Firma SFS intec verwendet ein induktives Verfahren zum Härten der Randschichten von Kugelgewindespindeln. Es wird beobachtet, dass sich bei der Randschichthärtung die Spindeln verbiegen und verkürzen. Diese Mass- und Formänderungen führen zu einem hohen Ausschuss und machen derzeit eine hundertprozentige Kontrolle notwendig. Um den Ausschuss und folglich die Herstellungskosten zu senken, soll der Wärmebehandlungsprozess modifiziert werden. Hierfür wird als erster Schritt der bestehende induktive Härteprozess von Gewindespindeln in einer F EM-Simulation

Induktor

Werkstück

abgebildet und mit Hilfe von Experimenten validiert. Das validierte Modell soll anschliessend verwendet werden, um den Einfluss verschiedener Prozessparameter zu untersuchen und um ein besseres Prozessverständnis zu erhalten. Zudem soll der Einfluss des Ausgangsmaterials und der Spindelfertigung auf den Verzug analysiert werden. Für diese Arbeit wurde Christian Egger von der Palmary-Stiftung mit einem Preis ausgezeichnet, welcher jährlich für die beste Masterarbeit eines Jahrgangs vergeben wird.

NTB FOLIO im Gespräch mit Christian Egger Sie haben an der NTB bereits ihr Bachelorstudium absolviert und 2013 abgeschlossen. Danach haben Sie den «Master of Science in Engineering» absolviert. Kriegen Sie nicht genug von der NTB? Egger (lacht): Nein, es gefällt mir hier sogar so gut, dass ich auch als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am ICE arbeite. Aber im Ernst: Das Masterstudium gab mir die Möglichkeit, mich noch intensiver mit der Materie zu beschäftigen. Besonders gefällt mir dabei – wie auch schon im Bachelorstudium – der hohe Praxisbezug. Hier lernt man «fürs Leben – im besten Sinn». Ihre Masterarbeit wurde von der Palmary-Stiftung mit einem Preis ausgezeichnet. Was ist das für ein Gefühl? Diese Auszeichnung kam ziemlich überraschend, denn während dem Studium und beim Erstellen der Masterarbeit hätte ich nie an eine solche Möglichkeit gedacht. Umso grösser war natürlich dann die Freude.

Biografie Christian Egger schloss im August 2009 seine Lehre als Werkzeugmechaniker ab. Im Anschluss holte er die Fachhochschulreife nach. Das Bachelorstudium in Systemtechnik an der NTB mit der Vertiefung «Maschinenbau» schloss er im Jahr 2013 erfolgreich ab. Seit Oktober 2013 ist er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut ICE beschäftigt und absolviert berufsbegleitend den Masterstudiengang MSE.

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M A S TE R S TU D I U M

MAS ENERGIESYSTEME

Energiespeicher Autor: Prof. Dr. Daniel Gstöhl

Photovoltaik-Anlagen haben unsere Dächer erobert. Durch den Eigenverbrauch machten diese ökologisch und ökonomisch Sinn. Vor eineinhalb Jahren berichteten wir im NTB FOLIO vom Ausbau der erneuerbaren Energien in der Praxis. Nun zeigt sich die gleiche Entwicklung bei den Batteriespeichern. Jahrelang redete man darüber – und nun ziehen sie ein. In Bayern wird heute bereits jede zweite PV-Anlage für ein Einfamilienhaus mit einem Batteriespeicher ausgerüstet. Die durchschnittliche Grösse beträgt 6 kWh für den Batteriespeicher. Wie bei der Photovoltaik zeigt sich bei den Speichern eine ähnlich starke Preisreduktion, angetrieben durch den weltweiten Ausbau von Batteriespeichern in Handys, Notebooks und der Elektromobilität. So zeigt der Jahresbericht zu Speichermonitoring in Deutschland eine jährliche Reduktion der Systemkosten um 8 Prozent pro Jahr. Der neukonzipierte CAS «Speicher / Netze / PV» des Masterstudiengangs MAS Energiesysteme vermittelt nicht nur das Wissen für das Systemverständnis, sondern setzt auch die entsprechenden Tools ein, um die neu entstehenden komplexen Fragen klar zu beantworten.

Systemkosten sind bei Speichern relevant, jedoch nicht der einzige Parameter. Von Bedeutung sind die Systemkosten für die PV-Anlage sowie Netzrückspeisetarif und Netzbezugstarif. Dies führt zu Kennzahlen wie Eigenverbrauchsquote, Autarkiegrad oder Stromgestehungskosten. In der unten dargestellten Graphik wurde als Beispiel ein Einfamilienhaus mit einem «Mittagskocher»-Verbrauchsprofil mit 3800 kWh pro Jahr betrachtet. Die Batterie-Systemkosten sind mit fiktiven 500 CHF / kWh angenommen, was derzeit angekündigt wird, jedoch noch nicht verbaut wird. Ohne Speicher resultieren Stromgestehnungskosten von 0.19 bis 0.22 CHF/kWh je nach installierter PV Anlagengrösse. Die tiefsten Kosten werden in diesem Beispiel bei einer PV-Anlagengrösse von 5.2 kW erreicht. Durch den Einsatz einer grossen Batterie lässt sich bei einer solchen Anlage dann zwar sowohl Eigenverbrauchsanteil wie auch der Autarkiegrad erhöhen. Die Stromgestehungskosten steigen aber ebenfalls an. Das Optimum mit den tiefsten Stromgestehungskosten von 0.18 CHF/kWh befindet sich hier bei einer Batteriegrösse gut 4 kWh. Die genauen Zahlenwerte ändern sich von Fall zu Fall. Es ist daher von grundlegender Bedeutung die Zusammenhänge zu verstehen und mit den entsprechenden Tools bei sich ändernden Parametern schnell und einfach berechnen zu können.

0.28

0.250 0.225 0.200 0.175 0.150 0.125

0.100 14

[CHF/kWh]

0.275

Stromgestehungskosten

10 2

8 4

6 6

8 PV-Leistu

ng [kWp]

4 10

2 12

[kW

rie

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r he eic

Stromgestehungskosten inkl. Amortisation über PV + Batterie + Netz bei EFH

0.26

0.24

0.22

0.20

0.18

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M A S TE R S TU D I U M

im Aufwind

MAS Master of Advanced Studies FHO in Energiesysteme

Master Thesis

12 ECTS

Exkursionen verbinden Theorie und Praxis

Speicher sind aber nicht nur dezentral im Gebäude denkbar, sondern auch als Grossspeicher oder als Quartierspeicher. Beim Quartierspeicher liegt das Netz zwischen der Batterie und den PV-Anlagen. Während Übertragungs- und Verteilnetz im regulierten Markt operieren, befinden sich Stromproduktion und Vertrieb im geöffneten Markt. Die Energiewirtschaft bewegt sich in diesem Spannungsfeld, welches nicht nur im mathematischen Sinne komplex ist. Diese Zusammenhänge zwischen elektrischem Netz, Stromhandel und Energieversorgung sind deshalb wesentlicher Bestandteil des Kurses. Auch wenn Batteriespeicher noch günstiger werden, wird Wasserkraft weiterhin eine grosse Rolle in der Energieversorgung spielen und ist deshalb auch im Kurs ein zentrales Thema. Die theoretischen Grundlagen werden im Hörsaal vermittelt, der Praxisaspekt durch Exkursionen. Im Lehrkraftwerk Churwalden können die Teilnehmer selbst Hand anlegen und erleben hautnah, wie eine mit Peltontubine betriebene Maschine mit dem Stromnetz synchronisiert wird. ⊲⊲ www.ntb.ch/energiemaster

12 ECTS

Erneuerbare Energien

Speicher Netze PV

Wärmepumpen Kältetechnik

Energie und Wirtschaft

12 ECTS

MAS Energiesysteme Der MAS Energiesysteme ist eine berufsbegleitende Master-Ausbildung der NTB und zeichnet sich durch vertieften technischen Inhalt aus. Der Titel MAS (Master of Advanced Studies FHO) Energiesysteme wird durch den Abschluss von vier CAS Kursen und einer Master Thesis erlangt. Im Herbst startet der neue CAS Energie und Wirtschaft.

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M A S TE R S TU D I U M

MAS MECHATRONIK

NTB

hule Hochsc atliche Intersta k Buchs hni für Tec eiz FHO Fach

Masters

tudium

Studien

dokume

ntation

Eng. ring M. of Enginee Studies FHO Master ed (DAS) of Advanc ed Studies FHO (CAS) Master anc ies FHO a of Adv Diplom anced Stud ate of Adv Cer tific

TRONIK MECHA

hochschu

le Osts

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Masterstudiengang Mechatronik – eine Erfolgsgeschichte Der Masterstudiengang Mechatronik kombiniert in seinem Erfolgsrezept seit bald zwanzig Jahren Praxisorientierung mit fundierter wissenschaftlicher Ausbildung. Autor: Prof. Günter Nagel

Mechatronik steht für Innovation in der Produkt- und Systementwicklung – und zwar branchenunabhängig. Die Absolventen des Masterstudienganges Mechatronik an der NTB sind Mitgestalter und Entwickler in diesem hochtechnischen Feld. Der Bereich Mechatronik (Mechanik/Elektronik/Informatik) entwickelt sich rasant. Bereits jetzt entfallen etwa 90 Prozent aller Innovationen in der Automobilbranche und rund 60 Prozent aller Innovationen in der Produktentwicklung auf mechatronische Systeme. Die Mechatronik-Studierenden bekommen an der NTB das notwendige Rüstzeug für die beruflichen Herausforderungen. Das Masterstudium schafft neben dem Praxisbezug auch eine fundierte Basis für wissenschaftliches Arbeiten. Der Masterstudiengang Mechatronik wird in Kooperation mit der Hochschule für Wirtschaft, Technik und Gestaltung in Konstanz (HTWG) am NTB Studienzentrum in St. Gallen angeboten. Die Zusammenarbeit zwischen den beiden Hochschulen wurde im Jahre 1999 gestartet und ist eine Erfolgsgeschichte seit bald 18 Jahren. Basis für den Masterstudiengang ist die gemeinsame Studien- und Prüfungsordnung. Der Titel «Master of Engineering in Mechatronik (MEng)» wird von der HTWG Konstanz vergeben. Der Studiengang wurde zweimal erfolgreich von der ZeVA Hannover akkreditiert und ist international anerkannt. Der Masterstudiengang wird in Konstanz als Vollzeitstudiengang mit der Vertiefung in der Fahrzeugmechatronik und an der NTB berufsbegleitend mit der Vertiefung Automation, Robotik und mechatronische Produktentwicklung angeboten. Die Lehrinhalte der Grundlagenmodule, die rund einen Drittel des Studiums ausmachen, sind identisch. Hier gibt es einen regen Dozenten- und Studentenaustausch zwischen den beiden Hochschulen. Zusätzlich werden diverse Labore gemeinsam genutzt.

Die Vertiefungsrichtungen werden jeweils am entsprechenden Standort angeboten. Die Studierenden haben die Möglichkeit, nach ihren Interessen aus Modulen beider Standorte zu wählen. Dies ergibt eine Erweiterung des Studienangebotes, welches für die Studierenden sehr interessant ist. Der berufsbegleitende Masterstudiengang bietet viele Vorteile für den Arbeitgeber und die Studierenden. Die Studierenden können die Erkenntnisse und Erfahrungen aus dem Studium und durch Projekte direkt im Unternehmen anwenden. Der Arbeitgeber profitiert durch neue Ideen, Innovationen und Wissen. Die Studierenden bleiben finanziell unabhängig und können Familie, Beruf und Studium gut kombinieren. Master à la Carte Die NTB bietet zwei verschiedene Masterstudiengänge in Mechatronik an. Einer davon ist der wissenschaftlich orientierte «Master of Engineering Mechatronik (M.Eng)» in Kooperation mit der HTWG Konstanz. In zwei Projekten (Mechanik und Automation) und zusätzlichen Wahlmodulen werden die theoretischen und wissenschaftlichen Inhalte des Studiums vertieft. Dabei sammeln Absolventen neben der theoretischen Vertiefung auch wertvolle praktische Erfahrungen als Projektmitarbeiter in der ersten Arbeit bis hin zum Projektleiter in der Master-Thesis. Die Master-Thesis ist wissenschaftlich orientiert und wird im Rahmen von Forschungsprojekten zusammen mit der Industrie oder mit einer Hochschule durchgeführt. Der praxisorientierte «Master of Advanced Studies FHO in Mechatronik (MAS)» ist ein Abschluss der FHO Fachhochschule Ostschweiz und schweizweit anerkannt. Der Schwerpunkt liegt auf der praktischen Umsetzung und Anwendung der gelernten Inhalte. In der Master-Thesis müssen die Studierenden die praxisnahe Umsetzung einer industriellen Problemstellung erarbeiten. Beide Masterstudiengänge werden berufsbegleitend – jeweils am Freitagnachmittag und Samstagvormittag – durchgeführt und können sehr gut mit einer Industrietätigkeit mit 80-Prozent-Pensum kombiniert werden.

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M A S TE R S TU D I U M

Kurz befragt: Prof. Dr.-Ing. Uwe Kosiedowski Herr Kosiedowski, die HTWG Konstanz ist eine sehr grosse Hochschule mit über 5000 Studierenden. Wo sehen Sie persönlich die Vorteile einer Zusammenarbeit mit der rund zehnmal kleineren NTB? Für mich ist Zusammenarbeit nicht unbedingt eine Frage der Grösse. Die Zusammenarbeit mit der NTB eröffnet einerseits unseren Studierenden die Möglichkeit, Kurse aus dem Bereich der Automatisierungstechnik zu besuchen, die wir in Konstanz so nicht anbieten – eine Möglichkeit, die immer stärker genutzt wird und bei der die HTWG von den gut ausgestatteten Laboren in St. Gallen profitiert. Auf der anderen Seite ermöglicht die Beteiligung von Dozenten aus Konstanz einer kleineren Hochschule wie der NTB, ein solch umfangreiches Programm wie den Master Mechatronik anzubieten, ohne eigene Kapazitäten aufbauen zu müssen.

Prof. Dr.-Ing. Uwe Kosiedowski, Studiendekan MK, Studiengangsleiter ASE und MME, HTWG Konstanz

Prof. Günter Nagel, Studiengangleiter MAS / MENG Mechatronik NTB Buchs

Der gesamte Maschinenbau-Markt wurde in den letzten Jahren grossen Veränderungen unterworfen, Stichwort Digitalisierung – und die Entwicklung ist noch nicht abgeschlossen. Wie sehen Sie persönlich diese Entwicklung? Es ist bereits seit längerer Zeit der Trend zu beobachten, dass der Funktionsumfang mechatronischer Systeme zunimmt. Das gilt für komplexe Systeme wie zum Beispiel Automobile oder Werkzeugmaschinen ebenso wie für einfachere Systeme, etwa im Bereich der Haushaltsgeräte. Während die Mechanik aus Kostengründen einen Minimalumfang einnimmt, setzen sich in der Elektronik immer mehr standardisierte Plattformen durch. Die eigentliche Funktionalität – und damit die Differenzierung für den Kunden – findet in der Software statt. Sie bietet nahezu grenzenlose Flexibilität und kann mit geringsten Kosten bei der Fertigung einfliessen. Mechanik und Elektronik alleine wären nicht in der Lage, eine derartige Funktionsvielfalt kostengünstig darzustellen. Mit zunehmender Vernetzung im Rahmen von IoT und Digitalisierung ist eine ständige Diagnose, Aktualisierung und Erweiterung der Funktionalität von bereits ausgelieferten Produkten und Anlagen aus der Ferne möglich. Ein Trend, der von PC und Smartphones bereits lange bekannt ist, im Auto heute aber noch für Unbehagen sorgen kann. Neben all den Vorteilen dürfen die Gefahren, die durch den Missbrauch solcher Möglichkeiten entstehen, nicht ausser Acht gelassen werden. Vor diesem Hintergrund gewinnen das Thema IT-Sicherheit und der Schutz solcher Systeme vor unbefugten Zugriffen immer mehr an Bedeutung. ⊲⊲ www.ntb.ch/mechatronikmaster

Ein Masterstudium am Campus des Kooperationspartners HTWG Konstanz bietet beste Perspektiven.

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MSE AUSTAUSCH / INTERNATIONAL STUDIEREN

Optimale «Fernbeziehungen» Autor: Roland Seeger

Das Sammeln neuer Eindrücke und Kennenlernen von fremden Ländern, Kulturen und Menschen können den persönlichen Horizont erweitern. Ein Auslandsemester – ja selbst ein Kurzaufenthalt – vermittelt zudem Einblicke in ein fremdes Bildungsund Forschungssystem. Ein solcher Aufenthalt ist damit als grosse Bereicherung anzusehen. Gerade für jene, die an einer kleineren Hochschule studieren, kann es interessant sein, den Betrieb in einer grossen Schule kennenzulernen, womöglich sogar in einer Grossstadt. Zudem stellen immer mehr Unternehmen Auslanderfahrung als wichtiges Anforderungskriterium an neue Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.

Die Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs (NTB) verfügt über ausgezeichnete und oft persönliche Kontakte zu ausländischen Hochschulen und Universitäten. Im Interview (NTB FOLIO Nr. 52) erzählte IES-Mitarbeiterin Anne Liebold von ihren Erfahrungen im Herricks Lab an der Purdue University, einer der top-gelisteten Hochschulen im Bereich Mechanik: «Wir sind eine der ganz wenigen Hochschulen, die den Fachbereich Energiesysteme anbieten. Darum fiel meine Studienwahl auf die NTB. Das ist für mich ein wichtiges Zukunftsthema. Die NTB bietet mir die Möglichkeit, im Rahmen des Masterstudienganges ein Semester im Ausland zu absolvieren. Das war für mich ein weiterer wesentlicher Anreiz fürs MSE Masterstudium an der NTB.» Auslandsemester – Die Vorteile Ein Studium im Ausland bietet einen hohen «Return on Investment» und dies nicht nur im Hinblick auf die späteren Berufsaussichten. Studierende profitieren unter anderem von folgenden Elementen: –– Fremdsprachenkenntnisse anwenden und verbessern –– Auslandserfahrung sammeln (für den Lebenslauf und fürs Leben) –– Neue Leute, ein neues Land und eine neue Kultur kennenlernen –– Kontakte knüpfen und «netzwerken» –– Soft Skills und vor allem Selbstständigkeit, Initiative und Flexibilität fördern –– Karrierevorsprung nach dem Studium

Europäisches Mobilitätsprogramm Innerhalb Europas hat sich das Erasmus-Mobilitätsprogramm zum Erfolgsschlager schlechthin entwickelt. Nur eben ohne die Schweiz. Nach Annahme der Masseneinwanderungsinitiative musste die Schweiz aus dem Programm Erasmus+ ausscheiden. Als Übergangslösung wurde das «Swiss European Mobility Programme» (SEMP) ins Leben gerufen, bis die Schweiz wieder im Erasmus-Programm aufgenommen werden kann. Über SEMP erhalten sowohl Outgoings (Studierende, welche ein Auslandsemester an einer Erasmus-Partnerhochschule verbringen oder ein Praktikum im europäischen Ausland absolvieren) als auch Incomings (Studierende, welche aus dem EU-Raum zum Studieren oder im Rahmen eines Praktikums an die NTB kommen) einen finanziellen Beitrag, um die Mehrkosten eines Auslandsemesters zumindest teilweise zu decken. Über diese Schiene findet ein Austausch statt, wenn zurzeit auch nur in reduzierter Form.

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MÖGLICHKEITEN ÜBER NTB-NETZWERKE Innerhalb Europas Über das Erasmus-Netzwerk gibt es derzeit zwei erfolgreiche Aktivitäten. Die Veranstaltung IP Summer School «Engineering Visions» wurde 2013 erstmals als Erasmus-Intensivprogramm durchgeführt und finanziert; nun wird das Programm von fünf Partnerschulen gemeinsam getragen und finanziert. Jedes Jahr tritt eine andere Hochschule als Gastgeber auf: 2013 HTW Saar (D), 2014 FH Saxion (NL), 2015 NTB (CH), 2016 TU Lodz (PL), 2017 University West (SE). 2018 soll eine neue Runde starten. Nach einer Vorbereitungsphase zu Hause, kommen circa fünf bis sieben Studierende von jeder Partnerhochschule für zwei Wochen zusammen, um ihre Zukunftsvision zu entwickeln. Hier werden Hard und Soft Skills gefördert, in einem internationalen, interdisziplinären Team, unterstützt von Mentoren aus unterschiedlichen Kulturen. NTB-Studierende haben an den ersten drei Veranstaltungen teilgenommen und sind 2017 auch in Schweden wieder dabei. Jedes Jahr, Ende Januar bzw. Anfang Februar, findet eine International Project Week an der FH Saxion in den Niederlanden statt. Ursprünglich für die eigenen Studierenden in allen Jahrgängen konzipiert, werden seit geraumer Zeit Studierende von Partnerhochschulen eingeladen, damit ein internationales Umfeld entsteht. Jedes Team von rund 8 Studierenden bekommt Anfang der Woche eine Aufgabe von einem Industriepartner und soll bis Ende der Woche eine Lösung präsentieren. Dabei erhalten drei bis vier Teams die gleiche Aufgabe und konkurrenzieren miteinander. Die Studierenden stehen mit der jeweiligen Firma in Kontakt und werden von einem Mentor begleitet. Auch hier werden Hard und Soft Skills in Einklang gebracht. NTB-Studierende haben 2016 und 2017 teilgenommen und waren begeistert.

Das Leben besteht nicht nur aus Lernen: die Partner-Hochschulen bieten auch ein vielfältiges Angebot an Freizeitaktivitäten.

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Ausserhalb Europas Ein gutes Netzwerk ist alles! Über persönliche Kontakte der NTB gehen immer wieder Master-Studierende für Projektarbeiten ins Ausland. So sind NTB-Studierende für Energiethemen an die Purdue University gereist und profitierten so von einem US-Aufenthalt an einer renommierten US-Universität. Im Gegenzug konnten einige Purdue-Studierende Forschungserfahrung am IES-Institut sammeln. Andere Studierende der NTB haben beispielsweise an der University of South Carolina oder bei der Firma One Cycle Control Inc. im kalifornischen Irvine Erfahrungen gesammelt. Relativ neu sind die Kontakte zu Worcester Polytechnic Institute (WPI) im amerikanischen Massachusetts. Ein NTB Master-Student wurde zudem an die São Carlos School of Engineering der Universität São Paulo vermittelt. Seit 2015 kommen einmal im Jahr Studierende der WPI an die NTB und bearbeiten Interactive Qualifying Projects (IQPs), also Projektarbeiten in interdisziplinären Teams im 3. Studienjahr ihrer 4-jährigen Ausbildung. Im Jahr 2017 werden zum ersten Mal zwei Major Qualifying Projects (MQPs), Abschlussarbeiten entsprechend der NTB-Bachelorarbeit, an der NTB absolviert. Manche Studierende ziehen es vor, Auslanderfahrung unmittelbar nach Ende ihres Studiums zu sammeln. Über IAESTE besteht hier die Möglichkeit, auch in Regionen, welche

buchstäblich «nicht naheliegend» sind, ein Praktikum zu absolvieren. So waren NTB-Absolventen bereits in Russland, Estland, China und Vietnam. Ausblick Die NTB ist bestrebt, das Auslandsnetzwerk weiter auszubauen, damit immer mehr Studierende von den wertvollen Erfahrungen Gebrauch machen können. ⊲⊲ www.ntb.ch/international www.iaeste.ch

Juliet Dawnay, Leiterin des International Office und Dozentin für Englisch an der NTB: «Ein Auslandsemester bietet Studierenden viele Vorteile. Ihnen steht im Bereich Hard Skills eine Vielfalt an Angeboten offen. Zusätzlich haben sie die Möglichkeit, sich intensiv mit einer anderen Kultur und womöglich einer anderen Sprache auseinanderzusetzen und entwickeln ihre Soft Skills in diesem neuen Umfeld weiter; solche Erfahrungen stehen heutzutage hoch im Kurs beim Arbeitgeber. Und vor allem schliessen sie neue Kontakte und bauen ein Netzwerk auf, das oft lebenslang besteht und auch auf dem internationalen Arbeitsmarkt zusätzliche Türen öffnet.» An der Hochschule in Saxon sind Gäste willkommen (Dritte von Links: NTB-Dozentin und Leiterin des NTB International Office, Juliet Dawnay)

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GUT BESUCHT

Infotag Ingenieurstudium Systemtechnik in Buchs Text: Roland Seeger, Bilder Samuel Schwendener

Samstag, 11. März 2017. Die Sonne lacht, das Rheintal präsentiert sich von seiner besten Seite. «Skifahren oder Biketour?». Fast zweihundert junge Menschen haben eine dritte Variante gewählt und den Infotag der NTB zum Ingenieurstudium Systemtechnik besucht. Das interdisziplinäre Ingenieurstudium Systemtechnik bietet für fast jeden Geschmack etwas, stehen doch sechs sehr unterschiedliche Studienrichtungen zur Auswahl: Maschinenbau, Mikrotechnik, Photonik, Elektronik und Regelungstechnik, Ingenieurinformatik sowie Informations- und Kommunikationssysteme. Abwechslungsreiches Programm Einer der bedeutendsten Wissenschaftler aller Zeiten, Sir Isaac Newton, plauderte mit Informatik-Dozent René Pawlitzek. So etwas gibt es nur in Buchs. Im kurzweiligen Vortrag «WissenSchaftSpass: Physik und Systemtechnik im Dialog» erlebte Newton (alias NTB-Dozent Christoph Würsch), welche faszinierenden Möglichkeiten ein Smartphone der Gegenwart bietet. Er zeigte seinerseits Pawlitzek, wie wichtig die Grundlagenkenntnisse der Physik selbst bei einem solch modernen Produkt sind.

Einige Stimmen von Besucher / innen –– « Die vielen guten Beispiele zu den einzelnen Bereichen der Technik haben mir gefallen.» –– « Ich fand die verschiedenen Projekte sehr spannend und wurde sehr gut beraten.» –– « Mir hat besonders gut gefallen, dass man vom Vollzeit- auf ein berufsbegleitendes Studium wechseln kann.» –– « Es war angenehm, dass so viele Studenten und Mitarbeiter hier waren, um Auskunft zu geben.» –– « Man erhielt einen guten Einblick in verschiedene Themen des Studiums und eine genaue Vorstellung davon, wie ein Studium aussehen könnte.»

Zukunftsmusik Ein Auto, das von alleine parkiert – Zukunftsmusik? Nein, das Ergebnis innovativer Ingenieurskunst. Dutzende interessierte Besucherinnen und Besucher konnten dies anhand mehrerer Tesla-Elektrofahrzeuge live erleben. Sie waren begeistert von der Möglichkeit, Technik so hautnah zu erleben. Studiengangleiter Dr. Michael C. Wilhelm, der selbst in einem Vortrag Einblicke in die Tätigkeiten eines Ingenieurs vermittelte, zeigte sich erfreut über das grosse Besucherinteresse. Er meinte: «Es ist toll, dass so viele junge Menschen unserer Einladung gefolgt sind und sich über eine mögliche berufliche Tätigkeit als Ingenieurin oder Ingenieur informiert haben.» ⊲⊲ www.ntb.ch/infotage

Bilder: Samuel Schwendener

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BAC H E LO R S TU D I U M

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A F& E

Neuer Feinmessraum der NTB sehr erfolgreich Wo genau gearbeitet wird, muss noch genauer gemessen werden. Dank modernster Hochpräzisions-Multisensor-Koordinatenmessung im neuen Messraum, setzt die NTB neue Massstäbe und muss auch den internationalen Vergleich nicht scheuen. Autoren: Prof. Dr.-Ing. Michael Marxer und Roland Seeger

Die Anforderungen an Produkte und Baugruppen nehmen stetig zu. Um die Einhaltung von Spezifikationen ermitteln zu können, ist deshalb immer genauere Messtechnik nötig. Messungen werden durchgeführt, um Entscheidungen zu fällen. Messergebnisse werden benötigt, um die Entwicklung mit Informationen zu versorgen, die für die Auslegung von Erzeugnissen benötigt werden. Ein wichtiger Aspekt ist die Notwendigkeit, in der Produktion immer genauere Aussagen zur Steuerung von Fertigungsprozessen vorliegen zu haben. Ein weiterer entscheidender Punkt ist die Verifikation von Produkten. Dabei muss sichergestellt werden, dass nur gute Teile, welche die Spezifikation gesichert einhalten, zum Kunden gelangen. Die Messtechnik spielt in jedem dieser Fälle eine zentrale Rolle.

Einflüsse auf die Messunsicherheit Die Messunsicherheit von Messresultaten wird von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst. In der geometrischen Messtechnik sind dies Einflüsse aus den Gruppen: –– Messgerät –– Umgebung –– Werkstück –– Bediener –– Verfahren

Milieu

Um Entscheidungen auf der Basis von Messergebnissen fällen zu können, müssen diese mit ausreichender Genauigkeit bekannt sein. Dazu gibt es Anhaltspunkte, wie zum Beispiel die «Goldene Regel der Messtechnik», welche besagt, dass die Messunsicherheit mindestens zehnmal kleiner sein soll als die zu ermittelnde Toleranz. Der Hintergrund dieser Forderung ist, dass beispielsweise nur dann genau gefertigt werden kann, wenn noch viel genauer gemessen wurde. Damit diese Forderung erfüllt werden kann, ist bei immer kleiner werdenden Toleranzen noch wesentlich präzisere Messtechnik erforderlich.

Messgerät

Material

Temperatur

Geräteaufbau

Nennmass

Luftfeuchtigkeit

Massverkörperung

Schwingung

Tastsystem

Abweichung von Mass, Form usw.

Schmutz

Auswertesystem

Oberfläche

Messergebnis Wert ± Messunsicherheit Aufspannung

Messmethode

Messablauf

Koordinatensysteme

Subjektive Einflüsse

Antaststrategie

Ausbildung

Auswertestrategie

Mensch

Messstrategie

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Studierende an der NTB nutzen im Rahmen von Praktika die Möglichkeiten des neuen Messtechnik-Labors.

Bei der Betrachtung dieser Kette hat die Umgebung, in der Messungen durchgeführt werden, einen entscheidenden Einfluss auf die Messunsicherheit. Dabei spielen unter anderem der Offset zur internationalen Referenztemperatur für Längenmessungen von 20 °C sowie zeitliche und räumliche Temperaturgradienten eine grosse Rolle. Diese Bedingungen in Messräumen müssen bekannt sein und in Abhängigkeit der geforderten Genauigkeit möglichst streng spezifiziert und eingehalten werden. Im Messraum der NTB werden hochgenaue Messungen durchgeführt. Deshalb darf die Temperatur im gesamten Volumen nicht mehr als 0.5 K von der Referenztemperatur abweichen und sich pro Stunde nicht mehr als 0.4 K ändern. Es muss zudem gewährleistet werden, dass an keiner Stelle im Messraum die Temperaturdifferenz innerhalb eines Meters in jeder Richtung grösser als 0.2 K ist. Neben Aspekten der Temperatur sind viele weitere Spezifikationen entscheidend wie zum Beispiel die Reinheit der Luft, die Luftfeuchte oder auch Schwingungen. Erfahrungen mit dem Feinmessraum Die sehr gute Infrastruktur hinsichtlich Umgebung und Geräte ermöglichte es uns, den Umfang der Akkreditierung in der Produktionsmesstechnik zu erweitern. Neu im Akkreditierungsumfang ist die Anerkennung als «Prüflabor für dimensionelle Vermessung von Werkstücken». Diese Messungen werden mittels taktilen und optischen Koordinatenmessgeräten durchgeführt. Damit ist die NTB die erste und bisher einzige Prüfstelle in der Schweiz, an der optische Koordinatenmessungen im akkreditierten Bereich durchgeführt werden können.

A F& E

Teilnahme an einem internationalen Ringvergleich Die hohe Qualität der Messdienstleistungen ist belegbar. Dr. Michael Marxer – Leiter des Kompetenzbereichs Produktionsmesstechnik an der NTB – erläutert: «Wir konnten mit unseren Hochpräzisions-Koordinatenmessgeräten an einem internationalen Ringvergleich teilnehmen, in dem Messungen an industriellen Werkstücken durchgeführt wurden. Ziel des Vergleichs war es, festzustellen, wie stark die Resultate der Teilnehmer untereinander variieren und von einem richtigen Wert abweichen.» In diesem internationalen Vergleich mit 14 Teilnehmern konnte belegt werden, dass an der NTB auf dem Gebiet der Koordinatenmesstechnik Messungen auf sehr hohem Niveau durchgeführt werden können. Der Vergleich hat aber auch aufgezeigt, dass bei einigen Teilnehmern grosser Aus- und Weiterbildungsbedarf hinsichtlich Spezifikation und Interpretation von Zeichnungseintragungen und der Ableitung einer sinnvollen und normkonformen Messstrategie besteht. Daneben stellte die Abschätzung der aufgabenspezifischen Messunsicherheit von Messungen für viele Teilnehmer eine grosse Herausforderung dar. Dr. Michael Marxer meint deshalb weiter: «Der internationale Vergleich hat uns darin bestärkt, die Themen ‹Geometrische Produkt Spezifikation und Verifikation› und die Messunsicherheitsabschätzung weiter zu verfolgen und unser Angebot von Schulungen dazu in unserer Region weiter voranzutreiben.»

Kontakt Eine gute Gelegenheit für eine Besichtigung des neuen Messraums der NTB bietet sich an der Fachtagung Produktionsmesstechnik am 7. September 2017 oder gerne auch auf individueller Basis nach Vereinbarung. ⊲⊲ www.ntb.ch/pwo/fachtagung

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NTB I N S I D E

NTB SYSTEMTECHNIK

Die Kompetenzen der NTB Autor: Andreas Ettemeyer

Praxisorientierte und kompetente Ingenieurinnen und Ingenieure auszubilden, gelingt nur in einem anwendungsorientierten Umfeld. Aus diesem Grund sind angewandte Forschung und Entwicklung sowie Dienstleistungen als wichtige Leistungsaufträge in der NTB-Philosophie verankert. Die NTB erfüllt diesen Leistungsauftrag in der Regel durch den Einsatz von wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern mit abgeschlossenen Bachelor- oder Masterausbildungen, die von erfahrenen NTB-Dozenten betreut und unterstützt werden. Die Arbeiten in den Projekten dienen zur fachlichen Weiterentwicklung der Mitarbeitenden und führen häufig zu erfolgreichen Masterabschlüssen, teilweise sogar zu Promotionen sowie zur Qualifizierung im jeweiligen Berufsgebiet. Wenn NTB-Mitarbeitende nach einigen Jahren in die Industrie wechseln, sind sie fachlich auf der Höhe und bringen häufig bereits Projektleiterqualifikationen mit. An der NTB lebt der Systemtechnikgedanke in Lehre und angewandter Forschung. Die Arbeit der NTB fokussiert sich auf zwei wesentliche Anwendungsschwerpunkte: –– Industrial and Precision Engineering –– Digitalisierung, Industrie 4.0, ICT

Für diese Themen können Industriekunden konkrete, fachlich hervorragende und ganzheitliche Antworten von der NTB erwarten. Gespeist werden diese Anwendungsschwerpunkte von zehn Kernkompetenzen. Diese werden durch die Dozierenden und wissenschaftlichen Mitarbeitenden der NTB vertreten, in gemeinsamen Projekten mit den Industriepartnern umgesetzt und weiterentwickelt. Organisatorisch wird die Forschungsarbeit durch sieben Institute geleistet und koordiniert, die in den verschiedenen Kompetenzbereichen und Anwendungsschwerpunkten intensiv zusammenarbeiten. Auf diese Weise gelingt es an der NTB, den Systemtechnikgedanken gemeinsam zu leben – für hervorragende Projektergebnisse, für bestens ausgebildete und qualifizierte Mitarbeitende und zum Wohle der NTB-Kunden. ⊲⊲ www.ntb.ch/kompetenzen

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NTB I N S I D E

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NTB SYSTEMTECHNIK

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A F& E

ANGEWANDTE FORSCHUNG UND ENT WICKLUNG

Projekte aus den Instituten In den sieben Instituten der NTB sind Forschungsdrang und Innovationsfreude feste Bestandteile aller Bestrebungen. Gepaart mit Know-how, Sachkompetenz und einer bestens ausgebauten Infrastruktur, entstehen daraus mitunter richtungsweisende Resultate und Entwicklungen.

Ultraschall-Elektronik für die Osteoporose Forschung Bis zu 10 Prozent der Bevölkerung sind von Osteoporose betroffen, mehrheitlich Frauen über 50 Jahre. Diese «schleichende» Krankheit verläuft über viele Jahre unbemerkt, bis erste Knochenbrüche ohne übermässige Belastung auftreten. Wird Osteoporose rechtzeitig erkannt, können therapeutische Massnahmen einen günstigen Verlauf bewirken. Die Diagnose mittels einer speziellen Röntgentechnik verursacht hohe Kosten und Strahlenbelastung. Deshalb möchte ein Forscherverbund aus dem Institut für Biomechanik der ETHZ und der NTB ein Verfahren entwickeln, das die mechanischen Eigenschaften der Knochen mit Ultraschallwellen erfassen kann. Dazu koppeln Schallwandler starke Ultraschallpulse über die Haut in den Knochen ein. Mehrere Sensoren regis-

trieren die durch den Knochen gewanderten Wellen. Modellrechnungen lassen daraus Rückschlüsse auf dessen mechanische Eigenschaften zu. Die NTB entwickelt in diesem Projekt die nötige Elektronik, die mit leistungsstarken HochfrequenzSendern und mehreren empfindlichen Empfängern ausgerüstet ist. Die Sender müssen kurzzeitig bis zu 200 W Spitzenleistung abgeben und Frequenzen bis mehrere MHz linear verstärken. Da die Leistung nur kurzzeitig benötigt wird, konnte eine sehr kompakte und kostengünstige Lösung gefunden werden. ⊲⊲ www.ntb.ch/esa

Im Rack finden bis zu acht Sender und 16 Empfänger Platz. Das Gerät wird über USB von einem PC aus angesteuert.

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A F& E

Optimierung von Vakuum-Verpackungsanlagen Die Firma VC999 Verpackungssysteme AG ist ein internationaler Anbieter von Vakuum-Verpackungssystemen. Die Anlagen von VC999 kommen vorwiegend in der Nahrungsmittelproduktion, aber auch im Non-Food-Bereich zum Einsatz und müssen höchsten Ansprüchen bezüglich Verfügbarkeit, Prozesssicherheit und Leistung genügen. Die Konzipierung und Auslegung von VakuumVerpackungsanlagen ist komplex und zeitaufwändig. State-of-the-Art Berechnungsmethoden sind zu ungenau. Dies macht teure Versuchsreihen notwendig. Ausserdem ist der Einfluss des Verpackungsgutes auf die Evakuierungszeit bisher nicht untersucht und berücksichtigt worden. Aus diesem Grund hat VC999 beschlossen, in Zusammenarbeit mit dem Institut für Computational Engineering ICE der NTB ein Simulationswerkzeug zur Auslegung von Vakuum-Verpackungsanlagen zu entwickeln. Die grösste Herausforderung für die Modellierung stellt das Verpackungsgut selbst dar. Während des Vakuumiervorgangs verdampft das ungebundene Wasser von der Fleischoberfläche und aus den Poren des Flei-

Trockner

sches. Die Verdampfungsrate hängt vom Druck, der Fleischoberflächentemperatur, der Fleischzusammensetzung und der relativen Feuchte in der Kammer ab. Hierfür wurden eigene Modelle entwickelt, die mittels einer Messreihe – durchgeführt am Institut für Energiesysteme (IES) – validiert wurden. Peter Schmollinger, COO der VC999 Verpackungs systeme AG, ist von der Entwicklung überzeugt: «Das zur Verfügung stehende Simulationswerkzeug kann nun für die Auslegung und Entwicklung neuer Verpackungssysteme eingesetzt werden und lieferte bereits wertvolle Erkenntnisse in Bezug auf Anlagenlayouts und Optimierungspotential, die in die Produkte einfliessen. Das tiefe physikalische Verständnis des gesamten Systems von Packgut über die Maschine bis zu den Einzelkomponenten hat bereits zu zahlreichen Verbesserungen bei VC999 und auch bei Unterlieferanten von Komponenten geführt.» ⊲⊲ www.ntb.ch/ice

Vakuum-Verpackungsmaschine

Förderband

Schrumpflinie

Verpackungsanlage von VC999 inklusive Schrumpftank und Trockner (oben) und vereinfachtes BondGraph-Modell dieser Anlage (unten).

Steuerung und Antrieb Zuleitung zu den Drehschieberpumpen

Wälzkolbenpumpe

Kurze Zuleitung Vakuumkammer

Lange Zuleitung

2 Vakuumventil

Belüftungsventil

Wälzkolbenpumpe L1 / L3

L2 / L3 pV

Abschlussventil

Röhrenvolumen

Bypassventil

Drehschieberpumpe

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A F& E

Dünnste Fluoreszenzschichten in der molekularen Diagnostik Im Rahmen eines von der KTI geförderten Innovationsprojektes, das im Frühling 2016 startete, werden gemeinsamen mit dem Industriepartner Volpi AG in Schlieren/ZH Fluoreszenzreferenzen zur Bestimmung der Beleuchtungsuniformität für bildgebende Verfahren in der molekular-genetischen Diagnostik entwickelt. Volpi bedient mit seinen Analysegeräten sämtliche Forschungsabteilungen der grossen Pharmafirmen weltweit. Diese Geräte, basierend auf Fluoreszenzmikroskopie, müssen jeweils kalibriert werden, um hochgenaue Messresultate zu liefern. Hierfür wurden im Projekt Fluorophore sowie Matrixmaterialien auf Basis eines systematischen Screenings ausgewählt. Fluoreszierende Nanopartikel wurden in einer Polymermatrix uniform und stabil eingebettet. Eine Dünnschicht mit homogener Schichtdicke und Fluoreszenzantwort wurde durch mikrotechnologische Herstellverfahren daraus erzeugt. Die Fluoreszenzantwort wurde mittels räumlich hochaufgelöster Fluoreszenzmikroskopie charakterisiert. Es werden reproduzierbare Variatio-

nen der Fluoreszenzantwort aus der Schicht von ≤ 1 % auf einem Bildfeldbereich von 1,5 × 1,1 mm2 erreicht. Darüber hinaus sind in Schnittbildern der Dünnschicht keine Agglomerationen sichtbar, was die optimalen Prozessbedingungen validiert. Aus den erfolgreichen Arbeiten resultiert bereits zwei Publikationen, die an den Konferenzen SPIE Microtechnologies im Mai in Barcelona und SPIE Optical Metrology kommenden Juni in München als Vortrag und Conference Proceedings Paper vorgestellt werden. ⊲⊲ www.ntb.ch/mnt

Fluoreszierende Nanopartikel in Lösung (links) und als Dünnschicht auf Glas (rechts).

Präzise Lasertriangulation unter schwierigen Bedingungen Das Lichtschnittverfahren ist in vielen industriellen Fertigungsprozessen das Arbeitspferd zur Ermittlung von 3D-Daten. Es setzt dabei auf die Lasertriangulation: Eine Laserlinie wird aus seitlich versetzter Richtung auf das Werkstück projiziert und seitlich von einer Flächenkamera aufgenommen. Verschiedene Höhen des Werkstücks zeigen sich im Bild als Deformation der ursprünglich geraden Linie. Bewegt sich nun das Werkstück unter der Laserlinie durch, kann die 3DForm des Werkstücks rekonstruiert werden. Was sich einfach anhört, ist in der Realität bei Werkstücken, die aus mehreren Materialien aufgebaut sind, häufig sehr diffizil. Die Laserlinie wird je nach Material- und Oberflächenbeschaffenheit ganz unterschiedlich reflektiert, sodass eine stabile und robuste Erkennung der Linienposition nicht immer mit der verlangten Genauigkeit möglich ist. Zusammen mit der Firma Photonfocus AG wird in einem von der KTI geförderten Projekt ein Verfahren entwickelt, das eine sichere und lücken

lose Auswertung der Linie auch unter schwierigen Bedingungen ermöglicht. Dabei wird für jeden Messpunkt der beste Auswertealgorithmus entsprechend der Analyse der lokalen Signalqualität ausgewählt. Erste Zwischenergebnisse zeigen, dass die Methode bei vielen Materialien und Oberflächen zu zu Verbesserungen führt und sich ohne Performanceeinbussen umsetzen lässt. ⊲⊲ www.ntb.ch/pwo

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Augmented Reality mit der Hololens Im November 2016 wurde von INF eine Augmented Reality Brille «HoloLens» von Microsoft angeschafft, für die nun verschiedene Anwendungen prototyphaft entwickelt werden, um die Leistungsfähigkeit der neuen, im Moment einzigartigen Hardware zu prüfen. Als einführende Aufgabe wurde ein holographisches Puzzle für die HoloLens programmiert. Wie im «normalen» Puzzle müssen die Puzzleteile richtig zusammengesetzt werden. Allerdings wird hier ein rein virtuelles Puzzle gelöst, wobei die Teile mit Fingergesten bewegt und auf einem realen Objekt, z. B auf einem Tisch, platziert werden. Die Anwendung wurde im Windows Store veröffentlicht, und ist für HoloLens Besitzer gratis verfügbar.

loLens verwendet und wieder mit Handgesten im Raum platziert und verändert werden. In einem letzten Test soll in einem «leeren» Raum eine Produktionsstrasse konfiguriert werden. Dafür sollen Modelle aus einem Katalog im Raum platziert und so eine Art Fabrikhallenplanung mit der HoloLens durchgeführt werden. ⊲⊲ www.ntb.ch/inf

Momentan wird eine Anbindung an das CAD System ClassCAD der Firma AWV Informatik umgesetzt. Hier soll ein CAD-Client für die Cloud-CADAnwendung entwickelt werden. In ClassCAD modellierte Werkzeuge sollen dann auf der Ho-

Wave205 – Vakuumdestillationsanlage zur Trennung von Öl-Wasser-Emulsion In der Metallbearbeitung wird zum Kühlen und Schmieren der Werkzeuge ein Öl-Wasser-Gemisch (Emulsion) eingesetzt. Diese Emulsion muss in den Betrieben aufwändig reingehalten und von Zeit zu Zeit durch frische Emulsion ersetzt werden. Altemulsion wird dabei auf Basis des Gewichtes und relativ teuer entsorgt. Grosse Unternehmen können eigene Destillationsanlagen unterhalten, um die Emulsion vor der Entsorgung einzudicken und dadurch Entsorgungskosten zu sparen. Das Unternehmen Adlos AG möchte auch für Kleinbetriebe eine platzsparende und preisgünstige Alternative zu den grossen Vakuumdestillationsanlagen anbieten. Im Rahmen einer Masterarbeit wurde hierfür am IES ein erster Lösungsansatz aufgezeigt und als Funktionsmuster umgesetzt. Das Herz der Anlage bildet eine Wärmepumpe, die für eine hohe Energieeffizienz des Trennungsprozesses sorgt. Besonderes Augenmerk musste auch auf eine hohe Reinheit des destillierten Wassers gelegt werden, um dieses in die Kanalisation einleiten zu können oder damit wieder neue Emulsion für den Betrieb zu mischen. Auf Basis der erfolgreichen Vorstudie

wurde das Konzept in einem Forschungsmandat weiterentwickelt und verbessert. Im Moment wird noch das Regelungskonzept gemeinsam von Adlos AG und NTB finalisiert, um bereits im Frühjahr 2017 eine erste Kleinserie zu lancieren. ⊲⊲ www.ntb.ch/ies

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Neuartiges Prüfkonzept – Batteriezellen leben länger Die Lebensdauer einer Batterie – insbesondere in der Elektromobilität – kann durch ein gutes Thermomanagement nahezu verdoppelt werden. Der Einsatz von Li-Ionen-Batterien bei tiefen Temperaturen und die Erhitzung beim Schnellladen reduzieren die Lebensdauer stark. Ein adäquates Thermomanagement hält die Betriebstemperatur im Bereich von 20 bis 30 Grad Celsius. An der NTB wurde ein neuartiger Prüfstand entwickelt, mit welchem das thermische Verhalten von Bat-

teriezellen gemessen und verschiedene Kühlkonzepte getestet werden können. In der Fachliteratur lässt sich weltweit nichts Vergleichbares finden. Die örtliche Verteilung des Wärmestroms an der Oberfläche einer Batteriezelle hängt stark vom inneren Aufbau der Zelle ab. Für den Anwender ist das Innenleben einer Batteriezelle jedoch meist unbekannt. Eine Wärmebildkamera würde lediglich die Temperaturverteilung auf einer Zelle messen, nicht aber die lokal abgegebene Wärmemenge. Deshalb wird am NTB-Prüfstand mit etwa 100 einzelnen lokal verteilten Sensoren gleichzeitig der Wärmestrom und die Temperatur der Zelloberfläche gemessen. Das weltweit neue Prüfkonzept konnte dank des SCCER-Programms (Förderung der Energieforschung des Bundes) realisiert werden und hat in der Fachwelt reges Interesse geweckt. Für einen grossen Automobilzulieferer wird bereits ein zweiter Prüfstand gebaut. ⊲⊲ www.ntb.ch/ems

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Die NTB ist als regionale Fachhochschule mit ausgeprägt praxisorientiertem Charakter im Bereich angewandte Forschung und Technologietransfer sehr erfolgreich unterwegs: nahezu 50 Prozent des jährlichen NTB-Budgets werden hier erwirtschaftet. Das ist schweizweit ein Spitzenwert! Die Professoren der NTB haben neben ihren Lehrverpflichtungen zusätzlich die Aufgabe, angewandte Forschung zu betreiben. Das schafft die Nähe zur regionalen und nationalen Industrie und trägt dazu bei, dass das in der Lehre vermittelte Wissen immer auf dem aktuellen Stand der Technik basiert.

Über 100 wissenschaftliche Mitarbeitende arbeiten in Projekten, die für und mit der Industrie durchgeführt werden. Viele starten ihre Karriere in den Forschungslabors der NTB als Bachelorabsolventen oder Masterstudenten. Wenn sie nach einigen Jahren in die Industrie wechseln, sind sie bestens qualifiziert und machen häufig Karriere. Viele Industriepartner der NTB sind klein- oder mittelständisch organisierte Unternehmen. Sie erwarten von der NTB gut ausgebildete, praxisorientierte Ingenieurinnen und Ingenieure sowie Unterstützung bei vielen unterschiedlichen Forschungs- und Entwicklungsthemen. Dr. Andreas Ettemeyer, Prorektor und Leiter angewandte Forschung und Entwicklung an der NTB, betont: «Jenseits des Hypes um die Industrie 4.0 und die digitale Revolution spüren wir mittlerweile deutlich das Potenzial, das durch Integration und Vernetzung verschiedenster Systeme und durch intelligente Datenanalyse für die Industrie erwächst. Jenseits aller Schlagworte bleibt das Ziel, die Wettbewerbsfähigkeit der Schweizer Industrie zu fördern, produktive Arbeitsplätze im Land zu halten und unseren Wohlstand auch für die Zukunft zu sichern. Dies erfordert umsichtiges und weitblickendes Navigieren in dieser digitalen Welt.»

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Praxisorientierte Vorträge Am diesjährigen NTB-Technologietag werden einige pragmatische und in die Zukunft weisende Ansätze für KMU vorgestellt: Als Auftakt zeigt Prof. Dr. Peter Jaeschke von der FHS St. Gallen aktuelle Entwicklungen eines Navigationstools, das es KMU ermöglichen wird, ihr individuelles Potenzial zu erschliessen, das sich durch die Digitalisierung eröffnet. Dr. Hans Ebinger ist als Geschäftsführer Verkauf der ESPROS Photonics AG am Puls der Zeit, wenn es um die Entwicklung modernster Chips für den Einsatz in Drohnen, Robotern und autonom fahrenden Autos geht. Er wird die rasante Entwicklung auf dem Gebiet der Mobilität vorstellen. Anschliessend können die Besucher aus drei Parallelsessions zu den Themen «Industrial/Precision Engineering», «Digitalisierung/Industrie 4.0/ ICT» sowie «Mobilität der Zukunft» wählen. In jeder Session stellt die NTB je vier ausgewählte Projektbeispiele vor, die an der NTB in Kooperation mit Industriepartnern durchgeführt wurden.

A F& E

Den Abschluss der Veranstaltung bildet ein Plenarvortrag von Johann Soder, Geschäftsführer Technik des Antriebsherstellers SEW-EURODRIVE. Johann Soder ist ein wahrer Pionier von Industrie 4.0, die nach effizienteren Arbeitsabläufen, Steigerung der Produktivität und letztlich Sicherung der Arbeitsplätze strebt. Bei SEWEURODRIVE ist Smart Factory kein Schlagwort, sondern gelebte Realität. In seinem Referat stellt Johann Soder Wertschöpfungsketten im Wandel der Zeit vor, gibt Hinweise auf die Gestaltung einer Smart Factory und demonstriert seine praktischen Erfahrungen im eigenen Unternehmen.

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NTB I N S I D E

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« Bei uns gibt es eine kleine NTB-Community.» Im Jahr 2007 gründeten Reto Eicher, R oland Fetting und Hansjörg Untersander die swissQprint AG. Die grossformatigen Drucksysteme des Unternehmens aus Kriessern haben sich seither erfolgreich im Markt etabliert. NTB Folio hat sich mit Roland Fetting – der selbst an der NTB studiert hat – unterhalten.

(v. l.) Hansjörg Untersander, Roland Fetting und Reto Eicher

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Herr Fetting, Ihr Unternehmen hat sich seit der Gründung vor zehn Jahren äusserst positiv entwickelt, namhafte Unternehmen in unterschiedlichen Branchen setzen auf swissQprint-Systeme. Wie erklären Sie sich diesen Erfolg? Letztlich ist es das Gesamtpaket aus Produkt und Unternehmenskultur, mit dem wir uns einen ausgezeichneten Namen im Markt geschaffen haben. Mit nunmehr über 800 Grossformatdruckern im Markt haben wir einen grossen, internationalen Kundenkreis. Unser oberstes Ziel sind zufriedene Kunden. Schliesslich sind sie die besten Werbebotschafter. Was zeichnet Ihre Drucksysteme besonders aus? Sie arbeiten präzise, sind vielseitig im Einsatz und modular aufgebaut. Das heisst, der Anwender stellt sich sein System so zusammen, wie er es im Moment braucht. Wächst sein Geschäft, kann er den Drucker jederzeit ausbauen. Die Investition lässt sich also skalieren. Ausserdem sind die Maschinen robust und langlebig. Wir entwickeln und bauen sie hier in Kriessern und haben so die Kontrolle über den gesamten Prozess. Selbst die allerersten Systeme, die wir ausgeliefert haben, sind nach wie vor im Einsatz und in tadellosem Zustand. Das ist wohl der beste Beweis, dass swissQprint-Maschinen konstant gute Ergebnisse liefern und ihren Besitzern zuverlässige Dienste leisten. Wann und warum sind Sie zum Entschluss gelangt, sich mit eigenem Unternehmen auf die Entwicklung und Produktion von Drucksystemen zu spezialisieren? Meine Gründer-Kollegen und ich waren vor gut zehn Jahren bei Zünd Systemtechnik AG in Altstätten angestellt. Dort waren wir verantwortlich für die Drucksparte. Diese wurde aus strategischen Überlegungen eingestellt. Bis zu diesem Zeitpunkt hatten wir enormes Know-how im Digitaldruck

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aufgebaut und sahen in diesem Markt grosse Chancen. Wir glaubten an unsere Fähigkeiten und daran, im Rheintal die optimalen Ressourcen zu finden. So wagten wir den Schritt in die Selbstständigkeit. Wie ist Ihr persönlicher Bezug zur NTB? Der ist in der Tat stark. Nach dem Grundstudium in der Fachrichtung EMRT absolvierte ich ein Nachdiplomstudium mit Schwerpunkt Signalverarbeitung, Regelungstechnik und Mathematik. Ich hatte dann das Glück, für drei weitere Jahre als Assistent im Regelungstechnik-Labor an der NTB arbeiten zu dürfen. Inwiefern hat die swissQprint AG Bezugspunkte zur NTB? Die drei Gründer sind allesamt NTB-Abgänger. Das gleiche gilt für sechs Mitarbeiter in unserer Entwicklungsabteilung. So gesehen gibt es bei swissQprint eine kleine NTB-Community. Welche Bedeutung hat Ihrer Meinung nach die NTB für die Region? Das Rheintal wird als Randregion wahrgenommen, was durchaus auch Vorteile hat. Nach unserem Empfinden kommen wenige hochqualifizierte Arbeitskräfte in unsere Region. Es sei denn, sie haben bereits einen persönlichen Bezug zum Rheintal. Bei swissQprint leisten auch Ingenieure, die in Rapperswil abgeschlossen haben, ausgezeichnete Arbeit. Allerdings sind sie klar in der Unterzahl. Das NTB ermöglicht unseren Talenten eine solide Ausbildung in der Heimat. Sie bleiben nach der Ausbildung mehrheitlich in der Region und bringen sich erfolgreich in den hier ansässigen Unternehmen ein, was am Ende unserer Wirtschaft hilft.

Die Zukunft entwickeln. Mit uns.

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Kreative Ideen in wirtschaftliche Lösungen umsetzen. SFS ist ein internationaler Entwicklungs-, Fertigungs- und Vertriebsspezialist mit Schweizer Wurzeln. Mehr als 8000 Mitarbeitende sind auf ein gemeinsames Ziel fokussiert: Das Schaffen von Kundennutzen. Wir suchen Menschen, die sich mit unseren Zielen identifizieren und dabei querdenken. Menschen, die im Team Höchstleistungen erbringen und Verantwortung übernehmen. Wenn Sie den Antrieb haben viel zu bewegen, sind Sie bei uns genau richtig!

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VLC-Leuchte – Visible Light Communication Ein Korridor oder Gehsteig, welcher nur dort beleuchtet wird, wo gerade ein Mensch durchgeht. Ohne aufwändige Verkabelung. Utopie? Nein, Realität dank der NTB. Die NTB entwickelt ein intelligentes Leuchten-System, das mittels Präsenzmelder und Visible Light Communication (VLC) in der Lage ist, sich selbst zu organisieren, die Helligkeit zu regeln und den Stromverbrauch zu optimieren. Die LEDs erlauben es, ohne zusätzliche Elektronik Informationen ins sichtbare Licht zu modulieren. Der Empfang der Informationen geschieht über eine integrierte Fotodiode. Auch für den Empfänger ist nur wenig zusätzliche Hardware notwendig. Mit diesem Verfahren kann eine Kommunikation ohne Funk und ohne spezielle Module realisiert werden. Im Rahmen dieses Projekts konnte ein System mit einer Reichweite von 20 Metern entwickelt werden. ⊲⊲www.ntb.ch/esa

NTB I N S I D E

Systemtechnik verlangt EMV-Konzept Umrichter werden immer häufiger auch in Wärmepumpen eigesetzt. Beim Einbau eines Frequenzumrichters kommt es jedoch oft zu unerwarteten Problemen. So beklagte sich ein Hersteller, dass wegen zu hoher Fehlerströme ein Betrieb der neuen Anlage in einer FI-geschützten Umgebung nicht möglich sei. Es sei alles versucht worden, sogar ein eigens entwickelter Störschutzfilter habe nichts gebracht. Das Problem ist die Masseführung: Verdichter sind üblicherweise über Chassis und Kältemittel-Leitungen sehr gut mit Masse verbunden. So fliesst hochfrequenter Gleichtakt-Ableitstrom über die Motorleitung und findet einen Weg über die gesamte Installation. Durch die Auslegung eines passenden Massekonzepts konnte das Institut ESA das Problem erfolgreich lösen. ⊲⊲www.ntb.ch/esa

VLC-Leuchte mit Steuer elektronik

OpenFOAM-Stammtische am ICE

Seit über einem Jahr führt das Institut für Computational Engineering regelmässig OpenFOAM-Stammtische durch. OpenFOAM ist ein Open-Source-Simulationsprogramm, das vor allem für Strömungsprobleme angewendet wird. Da der Quellcode vorliegt, können auch sehr spezielle Probleme gelöst werden. Es fallen keine Lizenzgebühren an, was OpenFOAM sehr attraktiv macht für komplexe Fragestellungen, die mit vielen Prozessoren parallel gelöst werden sollen. Bei den Stammtischen tauschen sich Anwender aus der Industrie und der Hochschule über Erfahrungen und Lösungsansätze aus. ⊲⊲www.ntb.ch/ice

Messung an einer Wärmepumpe vor Ort

IoT Weiterbildungsangebot an der NTB Die nächste Phase des Internets beginnt allmählich Gestalt anzunehmen: eine Welt voller intelligenter Geräte, ausgerüstet mit Aktoren und Sensoren, verbunden mit dem Internet, um Information ohne menschliches Zutun untereinander auszutauschen. Dieses sogenannte Internet of Things (IoT) soll im Jahre 2020 fünfzig Milliarden Geräte umfassen. Viele Experten sprechen bereits jetzt von einer technologischen Revolution und Politiker haben erkannt, dass das Internet der Dinge für viele Nationen strategischen Charakter hat. Fest steht bereits heute, dass diese neue Welt der intelligenten Dinge Millionen von Menschen positiv und nachhaltig beeinflussen wird. Intelligente Geräte werden in grossem Umfang die Umgebung überwachen und Geschäftsprozesse steuern – und so unter anderem die Bereiche Gesundheitswesen, Energieversorgung (Smart Grid), Transport und Verkehr grundlegend verändern. Mit dem Internet of Things werden intel-

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ligente Städte (Smart Cities) Wirklichkeit, denn sie ermöglichen die effiziente Nutzung der verfügbaren Ressourcen und Infrastrukturen. Das Internet of Things wird ferner als technologische Grundlage die vierte industrielle Revolution einläuten – auf Mechanisierung, Elektrifizierung und Informatisierung folgt die Vernetzung. Man spricht deshalb von Industrie 4.0. Das Institut für Ingenieurinformatik INF an der NTB veranstaltet in regelmässigen Abständen IoTWorkshops, um externen Interessenten einen Einblick in die nächste Phase des Internets zu geben. ⊲⊲www.ntb.ch/inf

Die USB-Schnittstelle spricht Java Heutige Sensoren wie Kameras oder Laserscanner werden fast immer über eine USBSchnittstelle an einen Rechner angeschlossen. Das darauf laufende Protokoll sorgt dafür, dass die Datenströme zu den unterschiedlichen Geräten sinnvoll und rechtzeitig über die Leitungen fliessen. Was aber passiert mit den transferierten Daten? Das an der NTB entwickelte Open-Source-Projekt LibusbJava bietet den Zugriff aus der sicheren Programmiersprache Java auf alle an der USB-Schnittstelle angeschlossenen Geräte und deren Daten. Dabei ist die LibusbJava ein schmaler und effizienter Wrapper für die Open-Source-Bibliothek libusb. LibusbJava wurde bereits vor gut 10 Jahren von uns entwickelt und wird laufend an die aktuellen Versionen des USB-Protokolls angepasst. Aktuell ist dies die Unterstützung des USB3-Protokolles. Die Zahl der Downloads über die vergangenen Jahre zeigt, dass dieses Angebot auf reges Interesse stösst. ⊲⊲www.ntb.ch/inf

Optimierung von selbstabdunkelnden Schweissschutzhelmen Um Schweisser vor hohen Strahlungen während des Schweissens zu schützen, werden Schutzhelme mit passivem oder auch aktiv selbstabdunkelndem Sichtfenstern eingesetzt. Aktive Helme schalten ihr Sichtfenster mittels einer Kombination aus passiven Filterschichten für UV und IR und schaltbarem Flüssigkristallpanel (LCD) elektronisch hell und dunkel. Dadurch lässt sich die Strahlung im sichtbaren Bereich während des Schweissens auf ein angenehmes Niveau reduzieren. So ist der Blick direkt in den Schweissbogen möglich und ungefährlich. Das 2016 gestartete KTI-Projekt mit dem Schutzhelm-Hersteller Optrel und der auf Beschichtungen spezialisierten Mungo AG verfolgt das Ziel, durch Kombinatorik optimierter Einzelkomponenten und neuer Ansätze die Transmissionseigenschaften des Sichtfensters zu erhöhen und so eine verbesserte Transmissionsstufe im Hellzustand zu realisieren. ⊲⊲www.ntb.ch/mnt

Erfolgreiche Akkreditierung für Koordinatenmesstechnik Als erste Prüfstelle in der Schweiz bieten wir Ihnen in unserem akkreditierten Bereich neben taktilen Koordinatenmessungen auch optische Koordinatenmessungen im Akkreditierungsumfang an. Mit dieser Erweiterung unserer bisherigen Tätigkeiten auf dem Gebiet der SCS Kalibrierstelle für Rauheit, die wir weiterhin anbieten, können wir Sie auch auf diese m Gebiet mit international anerkannten Messergebnissen unterstützen. ⊲⊲Kontakt: michael.marxer@ntb.ch

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NTB I N S I D E

Fachtagung Produktionsmesstechnik 2017 Am 7. September 2017 findet an der NTB die Fachtagung Produktionsmesstechnik statt. Renommierte Referenten aus Praxis und Forschung stellen die neuesten Entwicklungen auf den Gebieten Computertomografie, Oberflächen- und Koordinatenmesstechnik vor und berichten von den neuesten Trends. In der begleitenden Fachausstellung mit rund 30 Ausstellern haben die Besucher die Möglichkeit, ihre Aufgabenstellungen aus der Praxis direkt vor Ort mit verschiedenen Experten der dimensionellen Messtechnik zu diskutieren. ⊲⊲www.ntb.ch/pwo/fachtagung

Virtual Reality an der NTB Eine Neuanschaffung im Bereich Virtual Reality (VR) am Institut EMS wird auch für die Studierenden verfügbar gemacht: Basierend auf modernsten VR-Technologien und -Kompetenzen, erleichtert das neue System von IC.IDO den Entscheidungsf indungs prozess und reduziert so die Notwendigkeit von physikalischen Prototypen. Als erste Ausbaustufe kommt ein HMD (Head Mounted Display) zum Einsatz. In einem rund 5 × 6 Meter grossen Bereich kann über Hochleistungs-PCs ein virtuelles Abbild generiert werden. Produktionsumgebungen und CAD-Modelle können realistisch dargestellt werden. Über zwei Motionsticks in

Studium fertig – und dann?

den Händen kann der Nutzer Elemente auswählen und bewegen. Dadurch werden unter anderem auch Montage- und Demontageabläufe sauber simulierbar.

In den weiteren Ausbaustufen können eine Powerwall (eine extrem hochauflösende Projektionswand) und anschliessend eine «Cave» zum Einsatz kommen. Ein «Cave Automatic Virtual Environment» (abgekürzt: CAVE; wört-

lich übersetzt: Höhle mit automatisierter, virtueller Umwelt) bezeichnet einen Raum zur Projektion einer dreidimensionalen Illusionswelt der virtuellen Realität. Auch im Bereich der Produktentwicklung werden Digitalisierung und Industrie 4.0 deutlich sichtbarer wiederzufinden sein und ergänzen die bereits eingesetzte 3D-Drucktechnik am Institut EMS. ⊲⊲www.ntb.ch/ems ⊲⊲www.ntb.ch/digitalisierung

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NTB I N S I D E

Ausgezeichnete Qualität: NTB mit Qualitätslabel R4E***

Recognised for Excellence 3 Star - 2017

Die Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs NTB erhält das Qualitätslabel «Recognised for Excellence 3 Star (R4E***)» der European Foundation for Quality Management (EFQM). Nach einem umfassenden externen Assessment wird die NTB für ihr Qualitätsstreben mit der zweiten EFQM-Stufe ausgezeichnet. Autor: Roland Seeger

Weitblick, Nachhaltigkeit, eine ganzheitliche Sichtweise und Berücksichtigung aller zentralen Anspruchsgruppen sind Kernelemente des EFQM-Modells für Business Excellence. «Das Modell bietet dadurch einen idealen Bezugsrahmen für den Aufbau und die Weiterentwicklung des Qualitätsmanagements und der Qualitätskultur der NTB» sagt der Rektor der NTB, Prof. Lothar Ritter. Weg zur Excellence Seit 2010 arbeitet die NTB konsequent und auf freiwilliger Basis mit dem EFQM-Modell auf ihrem Weg zu nachhaltiger Excellence in den Bereichen Hochschullehre, Forschung und Dienstleistungen. Nach einer Selbstevaluation hat die Hochschule 2011 die erste Qualitätsstufe «Committed to Excellence (C2E)» nach EFQM erreicht. Aufgrund der positiven Erfahrungen in der Arbeit mit dem EFQM-Ansatz entschloss sich die NTB, den Weg fortzuführen. Die Erkenntnisse der

Was bedeutet «Recognised for Excellence»? Das EFQM-Modell für Business Excellence ist ein Unternehmensmodell, das eine ganzheitliche Sicht auf Organisationen ermöglicht. Es erlaubt Führungskräften, die UrsacheWirkungs-Zusammenhänge zwischen den Aktivitäten der Organisation und den resultierenden Ergebnissen besser zu verstehen. Das Modell besteht aus drei ineinandergreifenden Komponenten: –– Die Grundkonzepte der Excellence: Grundprinzipien, auf denen nachhaltige Excellence für jede Form von Organisationen beruht. –– Das Kriterienmodell: Grundstruktur, mit der die Grundkonzepte der Excellence und die RADAR Logik praktisch umgesetzt werden. –– Die RADAR Logik: Ein einfaches, jedoch wirksames Instrument, um überall in der Organisation systematisch Verbesserungen voranzutreiben. Die NTB setzt für ihre kontinuierliche Qualitätsverbesserung das ähnliche, genauso effiziente PDCA-Konzept ein. Siehe nachfolgende Erläuterung.

Stärken und Verbesserungspotenziale entlang der neuen Prüfkriterien bildeten die Basis für das Erreichen von R4E. Kontinuierliche Weiterentwicklung Auch nach dem Erreichen der zweiten Stufe wird sich die NTB vertieft mit der Weiterentwicklung beschäftigen. Eine hohe Qualität und herausragende Ergebnisse können nur durch eine kontinuierliche Auseinandersetzung mit der eigenen Institution erreicht werden. Die NTB hat mit dem Erreichen von R4E einen weiteren Meilenstein in ihrer Qualitätsentwicklung erreicht und ist für die anstehende gemeinsame institutionelle Akkreditierung aller Teilschulen der Fachhochschule Ostschweiz FHO gut gerüstet. Das Streben nach kontinuierlich verbesserter Qualität ist fest im Leitbild der NTB verankert (siehe NTB FOLIO Nr. 52, Dezember 2016).

Grundkonzepte der Excellence Die Grundkonzepte der Excellence sind Leitlinien für dauerhaft exzellente Leistungen einer jeden Organisation. Sie sind als Bezugspunkte zur Beschreibung der Ausprägungen einer überzeugenden Organisationskultur hilfreich. Dem Führungsteam können sie als gemeinsame Sprache dienen. Die NTB hat diese Grundkonzepte in ihrem Leitbild festgehalten. Und setzt diese täglich um.

Nutzen für Kunden schaffen

Dauerhaft herausragende Ergebnisse erzielen

Die Zukunft nachhaltig stärken

Die Fähigkeiten der Organisation entwickeln

Durch Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter erfolgreich sein

Veränderungen aktiv managen

Kreativität und Innovation fördern

Mit Vision, Inspiration und Integrität führen

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A F& E

Exzellente Organisationen... … schaffen konsequent Kundennutzen durch Verstehen, Vorausschauen und Erfüllen von Bedürfnissen, Erwartungen und Chancen. … üben einen positiven Einfluss auf ihr Umfeld aus. Sie steigern ihre Leistung und verbessern gleichzeitig die ökonomischen, ökologischen und sozialen Bedingungen der Gesellschaftsgruppen, mit denen sie in Kontakt stehen. … entwickeln ihre Fähigkeiten durch effektives Management von Veränderungen innerhalb und ausserhalb der Organisation. … schaffen Mehrwert und steigern ihre Leistung durch kontinuierliche und systematische Innovation, indem sie die Kreativität all ihrer Interessengruppen nutzbar machen.

Das Kriterienmodell

… haben Führungskräfte, welche die Zukunft gestalten und verwirklichen. Sie agieren als Vorbilder für Werte und Moral. … zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, Chancen und Gefahren zu erkennen und darauf effektiv und effizient zu reagieren. … achten ihre Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Sie schaffen eine Kultur der aktiven Mitwirkung, um sowohl die Ziele der Organisation als auch die der Mitarbeitenden zu erreichen. … erreichen in ihrer Branche dauerhaft herausragende Ergebnisse, welche die kurz- und langfristigen Bedürfnisse ihrer Interessengruppen erfüllen.

Befähiger

Ergebnisse

Führung

Mitabeitende

Prozesse, Produkte & Dienstleistungen

Mitarbeiterbezogene Ergebnisse

Strategie

Kundenbezogene Ergebnisse

Partnerschaften und Ressourcen

Gesellschaftsbezogene Ergebnisse

Schlüsselergebnisse

P LA

Kontinuierliche Verbesserung

N O

CH STANDARD

NEUER STANDARD

Konsolidierung durch Standardisierung

Zeit Quellen: www.efqm.de www.wikipedia.org

Der Deming-Kreis des amerikanischen Qualitätssicherungsexperten W. Edwards Deming (andere Bezeichnungen: Deming-Rad, Shewhart Cycle, PDCA-Zyklus) beschreibt einen iterativen drei- bzw. vierphasigen Prozess für Lernen und Verbesserung. PDCA steht hierbei für «Plan–Do–Check–Act».

Qualitätsverbesserung

Kontinuierliche Verbesserung durch PDCA Qualität entsteht in einem Unternehmen oder einer Organisation nicht von alleine. Um sie zu erreichen und weiter zu steigern, müssen systematische Anstrengungen unternommen werden. Die NTB setzt dabei auf das Konzept des PDCA-Zyklus, oft auch als Deming-Rad bezeichnet. In einem iterativen Prozess soll in vier Phasen eine kontinuierliche Qualitätsverbesserung erzielt werden.

Lernen, Kreativität und Innovation

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NTB I N S I D E

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

Dr. Daniel Gut, Stadtpräsident Buchs und Mitglied Hochschulrat NTB

«Buchs ist stolz auf die NTB.» In der Funktion als Stadtpräsident von Buchs und als Mitglied des Hochschulrates der NTB vertritt Dr. Daniel Gut zwei Bereiche, die zusammen gehören. Im Gespräch erläutert er den gegenseitigen Nutzen und die Vorteile einer guten Zusammenarbeit.

Was ist besonders reizvoll an der Aufgabe des Hochschulrates der NTB? NTB und Buchs sind für mich untrennbar verbunden. Darum ist mir als Gemeindepräsident ein möglichst enger Kontakt zur NTB wichtig. Dies ist neben persönlichen Kontakten besonders gut durch den Einsitz im Hochschulrat möglich. Als Stadtpräsident von Buchs engagieren Sie sich stark für die Region. Was macht Buchs und Umgebung aus? Warum liegt Ihnen die Region besonders am Herzen? Das Alpenrheintal mit Buchs im Zentrum bietet eine tolle Symbiose zwischen Stadt und Land. Die Extreme wie raue, hohe Berge und «südliche» Talböden mit hoch entwickelten Infrastrukturen für ein ertragreiches Zusammenleben von Menschen beeindrucken mich – gerade auch wenn ich von weiter weg wieder nach Hause komme. Die Region ist fortschrittlich und aufstrebend. Sie hat sich trotz schwieriger äusserer Rahmenbedingungen bewundernswert entwickelt. Dies dank vorausschauenden, einsatzbereiten und fleissigen Menschen, was auch weiterhin spürbar ist und mich im Alltag motiviert. Die politische Gemeinde Buchs nennt sich seit 2015 «Stadt Buchs». Kommt als nächstes der Schritt zur «Hochschulstadt Buchs»? Faktisch sind wir schon Hochschulstadt, oder? Aber ernsthaft: Buchs bekennt sich als kantonales Regionalzentrum mit der Umbenennung in «Stadt» zu seiner Rolle und Verantwortung im Kanton. Ich bin überzeugt, dass ein urbanes Zentrum eine wichtige Ergänzung im ländlich geprägten Raum ist – gerade für Fachkräfte, die von grösseren Städten ins Rheintal ziehen. Wir sind stolz auf die NTB, aber auch auf das Berufs- und Weiterbildungszentrum Buchs (bzb) und die International School Rheintal in Buchs. Der «Bildungsstandort Buchs» ist also dank weiser Voraussicht initiativer Menschen Realität.

Welchen Stellenwert hat die NTB für die Stadt Buchs? Sie geniesst hohen Stellenwert in der lokalen Wirtschaft und Politik. Und erfreulicherweise auch bei den Menschen auf der Strasse. Sie hilft, die Abwanderung von hoch qualifizierten Arbeitskräften zu reduzieren. Mitarbeitende und Studierende der NTB bereichern die Gesellschaft ebenso wie Absolventen, die hier Firmen gründen oder in Kaderpositionen tätig sind. Ein «Hochschulquartier» mit einem attraktiven Campus wäre ein Gewinn für die Schulen, die Studierenden und die Stadtbevölkerung. Darum engagiert sich der Stadtrat für diese Campus-Idee. Wie wichtig ist die Zusammenarbeit der NTB mit der Wirtschaft für den Standort Buchs? Das Alpenrheintal ist ein wichtiger Standort für die Hightech-Industrie. Arbeitsplätze können nur hier gehalten werden, wenn ein Technologie-Vorsprung die höheren Produktionskosten kompensiert und Exporte möglich bleiben. Die NTB ist für die Industrie in der Ostschweiz wichtiger Innovationstreiber, was sich in den vielen Aufträgen der Industrie für angewandte Forschung und Entwicklung manifestiert. Ich bin stolz, dass die NTB bei der Akquise von Drittmitteln aus der Wirtschaft eine der erfolgreichsten Hochschulen in der Schweiz ist. Zu guter Letzt: Wie ist der ganz persönliche Zugang von Daniel Gut zum Thema «Technik»? Als Kind spielte ich gern mit Lego, Fischertechnik-Baukästen und Modelleisenbahnen. Mit dem langsamen Verlust des Spieltriebes habe ich mich eher den Life Sciences zugewandt. Natürlich bin ich Anwender von aktueller Technik, zum Beispiel im ICT-Bereich. Die Möglichkeiten der Technik, insbesondere auch zur Lösung grosser Fragen der Menschheit, interessieren mich. Allerdings meine ich, dass nicht alles, was machbar ist, auch umgesetzt werden soll. Idealerweise soll die Technik dem Menschen dienen, nicht umgekehrt.

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NTB I N S I D E

Agenda Jugend Technikum 2017 Physikvorlesung für Kinder, Jugendliche, Familien und Erwachsene an der Hochschule für Technik Buchs NTB.

7., 14. und 21. Juni 2017

NTB Campus Buchs

NTB Technologietag

22. Juni 2017

NTB Campus Buchs

Präsentation Systemtechnik-Projekt

27. Juni 2017 17.15 Uhr

Mehrzweckhalle bzb Buchs

17. Ostschweizer Technologiesymposium «Erhöhung der Innovationskraft – Marktchancen für KMU»

25. August 2017

Olma Halle 2.1, St. Gallen

Fachtagung Produktionsmesstechnik

7. September 2017

NTB Campus Buchs

BachelorarbeitenAusstellungen

15. September 2017 22. September 2017

NTB Studienzentrum St. Gallen NTB Campus Buchs

Infotag St. Gallen TECH DEINE ZUKUNFT

25. November 2017

NTB Studienzentrum St. Gallen

Photonik Kolloquium

Jeden letzten Dienstag im Monat 17.00 bis 18.00 Uhr, anschliessend Apéro

Fachvorträge zu P hotonik-Themen

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 9013 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 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, 9013 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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