Projekt

Fakultät 03
Entwicklung kostengünstiger Durchflussmesser in Kooperation mit Taiwan - Low cost measurement of fluid flow
Kategorie:
Projekt
Themengruppe:
Kompetenzfelder: interkulturell, forschend
AutorIn:
Peter Schiebener
Jahr:
2015
Weiteres

Studiengang: Maschinenbau (Diplom)

Name der Lehrveranstaltung: Schwerpunktbezogene Projektarbeit, Fachübergreifend - Kooperation zwischen der FK03 (HM) und der National Taiwan University of Science and Technology (NTUST)



Die vier Studierenden und Prof. Georg Lee während der Präsentation
Die vier Studierenden und Prof. Georg Lee während der Präsentation

 
Lernzielbeschreibung

Welche Kompetenzen sollen die Studierenden erwerben?

  • interkulturelle Kommunikation und Teamarbeit
  • Entwicklung eines Prototyps in einem anderen Land, mit anderer Sprache und anderen kulturellen Gegebenheiten

 

Beim Erlernen von interkultureller Kommunikation und Teamarbeit gilt es, die Unterschiede der Kulturen zu erkennen, sie zu berücksichtigen und auf sie einzugehen. Die Studierenden haben bereits die theoretischen und praktischen Grundlagen, um einen Prototypen zu erstellen, kennen gelernt. In diesem Projekt werden sie vor die Herausforderung gestellt, einen Prototyp in einem anderen Land, mit anderer Sprache und anderen kulturellen Gegebenheiten zu erstellen. Nachdem die Studierenden in der vorhergehenden Projektarbeit einen Prototyp erstellt haben, sollen sie nun strukturiert das Gesamtsystem analysieren und eine gemeinsame Optimierung der mechanischen als auch der elektronischen Teile mit den Studenten der NTUST, durchführen. Für die Studierenden ist es neben der Fertigung eines funktionierenden Prototyps wichtig an die Wirtschaftlichkeit des Endproduktes zu denken. Dies gilt nicht nur für die Einkaufspreise der elektronischen Bauteile, sondern ebenso für die Materialauswahl als auch für die Art der Fertigung.

 

Interkulturell: Teamfähigkeit, Förderung der Kooperation der Hochschulen, Kulturkompetenz, Internationale Kommunikation

 

Unternehmerisch: Projektmanagement, Wirtschaftlichkeit, Zielstrebigkeit

 

Abbildung_1_Ausschnitt_aus_einem_Bericht_der_Homepage_der_NTUST
Abbildung_1_Ausschnitt_aus_einem_Bericht_der_Homepage_der_NTUST

 

Beschreibung der durchgeführten Innovation

  • Entwicklung eines kostengünstigen Durchflussmessers für die alltägliche Anwendung am Wasserhahn in Kooperation mit Studierenden in Taiwan
  • Aufgabenteilung zwischen München und Taiwan mit Skype-Kommunikation
  • Zusammenführung der Ergebnisse vor Ort in Taiwan (NTUST)

 

Die zentrale Herausforderung lag darin, einen Durchflussmesser zu entwickeln, der bei sehr geringen Herstellungskosten eine ausreichend genaue Messgenauigkeit liefert. Den Studierenden war es freigestellt, welche Art von Medium für welche Anwendung gemessen werden sollte. Um die Zusammenarbeit mit den Studierenden der NTUST möglichst einfach zu gestalten, entschied man sich für die alltägliche Anwendung im Wasserhahn. Die gemessenen Daten werden auf ein Smartphone übertragen und können dort anwenderfreundlich aufbereitet angezeigt werden. Die verbrauchte Wassermenge kann jederzeit mit einem Smartphone abgerufen werden. Im Vorfeld gab es eine Aufgabenteilung zwischen München und Taiwan. Das Aufgabenfeld der Studierenden der HM war das mechanische Grundgerüst sowie die Signalerzeugung. Die Signalverarbeitung und Darstellung mit Hilfe von elektronischen Bauteilen wurde durch das Team aus Taiwan bewerkstelligt. Auf deutscher Seite konstruierten die Studierenden die Bauteile mit strömungsoptimierter Geometrie und integrierten darin ihre messtechnischen Bauteile. Durch Berechnungen legten sie Zusammenhänge zwischen der Durchflussrate und den Ausgangsgrößen des Signalgebers fest. Mit dieser Information konnte auf taiwanesischer Seite die Datenverarbeitung entwickelt werden. Daraus ergaben sich die äußeren Abmessungen der elektronischen Bauteile. Mit diesen Abmaßen war es dem Konstruktionsteam möglich das elektronische Bauteil in das signalgebende Gehäuse zu integrieren und dem Gesamtprodukt ein ansprechendes Äußeres zu geben. Der Anwender kann sich den aktuellen, den Durchschnitts-, sowie den Gesamtverbrauch anzeigen lassen.

 

Abbildung_2_Werkstatt_der_NTUST
Abbildung_2_Werkstatt_der_NTUST

Hintergrund

In einer Gesellschaft, die immer mehr Wert auf Schutz der natürlichen Ressourcen legt, ist ein Produkt, das zum Wassersparen anregt, ein Schritt in die richtige Richtung. Darüber hinaus ist der Durchflussmesser durch seine geringe Größe und Robustheit auch in vielen anderen Anwendungsgebieten einsetzbar. Auf dem Markt gibt es kein Produkt, das diesen Anforderungen genügt: kostengünstig, klein und hinreichend genau.

 

 

 

Konkretes Vorgehen

  • Technikrecherche, in welchen wirtschaftlichen Bereichen ein Durchflussmesser für eine Flüssigkeit notwendig ist, mit anschließender Bewertung und Auswahl
  • Einteilung des Entwicklungsbereiches zwischen den Studierendenteams in Deutschland und Taiwan
  • Erstellung von Eckdaten für die Ansprüche, die an das entwickelte Produkt gesetzt sind
  • Recherche des Aufgabenbereiches in Bezug auf Umsetzung, Größe, Material
  • Konzepterstellung für die ausgewählte Problematik im jeweiligen Aufgabengebiet in Form von Skizzen, Daten, Design
  • Verbesserung und Anpassung des Konzeptes durch regelmäßige Video-Konferenzen und E-Mail Verkehr zwischen beiden Entwicklungsteams
  • Konzeptionelle Ausarbeitung des Konzeptes zur Erstellung eines Prototypen
  • Mit dem produzierten Prototypen soll eine gemeinsame Verifikation durchgeführt werden
  • Bei Abweichung zu den ausgearbeiteten Eckdaten Verbesserungsmaßnahmen treffen mit gemeinsamer Optimierung des Produktes
  • Diese anschließend in einer weiteren Verifikationsphase belegen und einen funktionellen Prototypen vorweisen.
  • Der erste funktionsfähige Prototyp wurde in direkter Zusammenarbeit mit den Studierenden der NTUST in Taiwan entwickelt, gebaut und verifiziert.
  • Präsentation

 

In Abbildung 6 und Abbildung 7 sind die Studierenden im Lasersinterlabor der Fakultät 03 zu sehen. Mit der Maschine aus Abbildung 6 wurden die Prototypen an der Hochschule gefertigt. In Abbildung Abbildung 7 sind einige Bauteile zu sehen welche durch das SLS – Verfahren produziert wurden.

 

Erfahrungen

  • Durch die regelmäßigen Skype – Meetings und dem Austausch von Informationen mittels Email können die Studierenden hilfreiche Erfahrungen im internationalen Projektmanagement sammeln.
  • Anpassung an eine fremde Kultur war spannend
  • Zusätzlich zu der durchgeführten Optimierung der Projektarbeit wurde von den Studierenden aus Deutschland ein Deutschkurs an der NTUST angeboten. Dieser Kurs stieß auf reges Interesse. Pro Kurs gab es 15 Teilnehmer. Der Deutschkurs ging über zwei Stunden pro Tag für zwei Wochen. Im Anschluss an den Sprachkurs mussten die Studierenden einen schriftlichen Sprachtest ablegen. Dieser wurde von den meisten Studenten mit Erfolg bestanden.
  • Auch nach dieser Präsentation zeigten die taiwanesischen Studierenden ein reges Interesse an Deutschland und stellten zahlreiche Fragen.

 

Beteiligte: Die Projekarbeit „Low cost measurement of fluid flow“ wurde von Prof. Peter Schiebener seitens der FK 03 in Kooperation mit Prof. George Lee von der National Taiwan University of Science and Technology durchgeführt. Unterstützt wurde diese Studienarbeit von jeweils vier Studenten der genannten studentischen Einrichtungen.


 

Weitere Informationen zur Lehrinnovation:

QualiFIVE-Bericht- Maschinenbau_Schiebener

 

Abbildung_3_Finaler_Prototyp
Abbildung_3_Finaler_Prototyp

 

Abbildung_4_3D_-_Schnitt_des_Prototyps
Abbildung_4_3D_-_Schnitt_des_Prototyps

 

Abbildung_5_Fuehrung_durch_die_Firma_Feeler
Abbildung_5_Fuehrung_durch_die_Firma_Feeler

 

Abbildung_6_EOS_Lasersintermaschine_der_Fakultaet_03
Abbildung_6_EOS_Lasersintermaschine_der_Fakultaet_03

 

Abbildung_7_vL_Stephan_Urbin_Jorin_Seidl_und_Dennis_Renner
Abbildung_7_vL_Stephan_Urbin_Jorin_Seidl_und_Dennis_Renner

 

Abbildung_8_Deutschkurs_an_der_NTUST
Abbildung_8_Deutschkurs_an_der_NTUST

 

Abbildung_9_Jorin_Seidl_als_Deutschlehrer_in_Taiwan
Abbildung_9_Jorin_Seidl_als_Deutschlehrer_in_Taiwan