Die zunehmende Komplexität moderner Design- und Engineering-Probleme und ihre starke Interaktion mit der Natur, der Umwelt und der Gesellschaft haben dazu geführt, dass es für einen Ingenieur nicht mehr ausreicht, nur in einem engen Bereich des spezifischen Engineerings kompetent zu sein und die ihm zugewiesenen technischen Teilprobleme zu lösen. Der moderne Ingenieur muss den gesamten Entwicklungsprozess neuer Produkte/Dienstleistungen verstehen und alle Aspekte der Interaktion des Produkts mit der Umwelt (kulturell, wirtschaftlich, ökologisch, sozial, psychologisch usw.) vorhersehen.

Im Rahmen des Konzepts der Industrie 4.0 ist der Übergang von mechatronischen Produkten zu intelligenten Produkten von zentraler Bedeutung. Während die Diskussion über smarte Produkte im Kontext der digitalen Produktion im Vordergrund steht, legt der Wandel hin zum Paradigma der smarten Produkte auch nahe, dass die derzeitige Art der Produktentwicklung grundlegend angepasst werden muss. Wie in repräsentativen Studien gezeigt wurde, besteht unter Branchenexperten ein Konsens über veränderte Arbeitsprozesse und -inhalte, neue Entwicklungsmethoden, -modelle und -werkzeuge. Darüber hinaus behaupten viele Autoren, dass diese Anforderungen sogar zu neuen Berufsrollen führen werden, vergleichbar mit den Entwicklungen im Bereich der Mechatronik in den 1990er Jahren.

Nach unserem besten Wissen gibt es in allen Projektländern keinen Lehrplan, der auf die Entwicklung intelligenter Produkte spezialisiert ist, und zwar auf keiner Bildungsebene und in keiner Einrichtung. Das Hauptziel dieses Projekts ist daher die Entwicklung und Akkreditierung eines innovativen Masterstudiengangs für Ingenieure, der den Studierenden die oben genannten Trends in Theorie und Praxis der intelligenten Produktentwicklung vermittelt und die Entwicklung ihrer transversalen Fähigkeiten fördert, einschließlich der Arbeit in multidisziplinären, multinationalen und multikulturellen Umgebungen, die ihnen helfen, echte industrielle und unternehmerische Erfahrungen zu sammeln und Kontakte für ihre zukünftige berufliche Laufbahn zu knüpfen. Ein besonderer Schwerpunkt wird auf die Umsetzung von sechs Gestaltungsprinzipien in das Studienprogramm gelegt (allgemein anerkannte Prinzipien der Industrie 4.0): Interoperabilität, Virtualisierung, Dezentralisierung, Echtzeitfähigkeit, Serviceorientierung, Modularität. Die Integration wird in zweierlei Hinsicht erfolgen: Der Lehrplan selbst wird sich an diesen sechs Prinzipien orientieren und den Studierenden die Anwendung der Prinzipien in ihren Design-Engineering-Prozessen demonstrieren und vermitteln.

Das Studienprogramm wird in allen drei Programmländern anerkannt und ECTS vergeben. Die Studierenden können sich an jeder der drei Partnerhochschulen einschreiben und während ihres Studiums migrieren.

Das Projekt selbst verbindet die akademischen Fachleute von drei Universitäten aus drei verschiedenen europäischen Ländern, alle anerkannt und mit reichen Referenzen im Bereich Industrie- und Designtechnik. Um das Hauptziel der Entwicklung und internationalen Akkreditierung des gemeinsamen Masterstudiengangs Smart Product Development zu erreichen, werden die Projektpartner eine Reihe von Aktivitäten durchführen und eine Reihe von umfassenden intellektuellen Ergebnissen liefern: Auf der Grundlage von vorläufigen Forschungsergebnissen werden sie das gemeinsame Smart Product Development Master-Programm vollständig entwickeln, das den Studierenden universitätsübergreifende und international anerkannte 120 ECTS bietet; die Projektpartner werden den Evaluierungs- und Akkreditierungsprozess des Lehrplans in allen drei beteiligten Ländern durchführen. Auf der Grundlage des akkreditierten Programms werden sie ein komplettes Set der notwendigen Lehr- und Lernmaterialien für das neu entwickelte Masterprogramm erstellen. Außerdem werden sie während der Projektlaufzeit die IKT-Infrastruktur des Programms einrichten, die für die reibungslose Projektarbeit und den weiteren Betrieb des Masterprogramms erforderlich ist. Die IKT-Infrastruktur wird unter anderem die Projektwebseite, ein digitales Klassenzimmer, eine Kursdatenbank und ein Notenbuch, die Alumni-Informationsplattform und eine VC-Infrastruktur für die Kommunikation mit allen akademischen und industriellen Partnern und Studenten umfassen.

An dem Projekt selbst werden mindestens 15 Professoren und Lehrkräfte direkt beteiligt sein, und etwa die gleiche Anzahl von unterstützenden Mitarbeitern aus der Industrie, die zwar nicht formell an dem Projekt beteiligt sind, aber industrielle und wirtschaftliche Aspekte in das Projekt einbringen werden. Das Projekt ist jedoch so konzipiert, dass es eine größere langfristige Wirkung auf eine größere Anzahl von Menschen hat, einschließlich akademischem Personal, Studenten und der Industrie in der Region, indem es ein innovatives Design-Engineering-Masterprogramm anbietet, das Studenten lehrt, ihre Rolle und Verantwortung in Bezug auf die anspruchsvollsten Design- und Engineering-Themen der modernen Welt zu erkennen. Mit dem interdisziplinären Wissen, das der Studiengang vermittelt, werden sie in der Lage sein, Lösungen zu entwerfen, die den zunehmenden Problemen und Herausforderungen der modernen globalen Welt gerecht werden: Umweltfragen, Nachhaltigkeit des Designs, Migration, Integration, wirtschaftliche Schwankungen, alternde Bevölkerung, globale ethische Fragen usw.

Kompetenzen für die Entwicklung von intelligenten Produkten

"Im Rahmen des Konzepts der Industrie 4.0 ist die Erweiterung mechatronischer Produkte hin zu intelligenten Produkten von zentraler Bedeutung. Während die Diskussion um smarte Produkte im Kontext der Produktion im Vordergrund steht, legt der Paradigmenwechsel zu smarten Produkten auch nahe, dass die bisherige Art der Produktentwicklung grundlegend angepasst werden muss. Es wird deutlich, dass neben technologischen Themen wie Big-Data oder IT-Infrastruktur auch der Faktor Mensch für eine erfolgreiche Umsetzung von Industrie 4.0 von großer Bedeutung ist. Insbesondere neue Konzepte für die Aus- und Weiterbildung in der Produktentwicklung sind notwendig, um den sich abzeichnenden Herausforderungen zu begegnen. Um neue Bildungskonzepte zu entwickeln, sind die Lernziele entscheidend. Heutzutage werden diese Ziele kompetenzorientiert beschrieben."
Quelle: Competences for the development of smart products, A. Maier et al. Paper link, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster.

Struktur des Lehrplans

The joint Master's Programme between University of Zagreb, Fakultät für Maschinenbau und Schiffbau (UZ), University of Ljubljana, Fakultät für Maschinenbau (UL), and TU Wien, Fakultät für Maschinenbau und Betriebswissenschaften (TUW)  ist in 4 Semester zu je 30 ECTS unterteilt. Das erste Semester findet  an der UZ statt, das zweite an der UL und das dritte an der TUW. Das vierte Semester ist der Masterarbeit gewidmet und kann je nach Wunsch des Studenten an einer der genannten Universitäten abgehalten werden:

• 1st Semester: University of Zagreb
• 2nd Semester: University of Ljubljana
• 3rd Semester: TU Wien
• 4th Semester: Masterarbeit bei UZ, UL oder TUW

Die Inhalte des Programms sind in 6 Fachbereiche unterschiedlicher Disziplinen gegliedert:

• Fachbereich 1: Produktentwicklung
• Fachbereich 2: Digitale Fertigung und Informationssysteme
• Fachbereich 3: Big Data Systeme
• Fachbereich 4: Innovation & Entrepreneurship
• Fachbereich 5: Transferable Skills
• Fachbereich 6: Integrationsprojekt

Außerdem müssen die Studierenden Kurse mit mindestens 13 ECTS aus einem Pool von Wahlfächern auswählen. Dies ermöglicht es den Studierenden, je nach ihren Präferenzen den Schwerpunkt auf eine der ersten fünf Fachbereiche zu legen. Die ECTS werden gleichmäßig auf die ersten drei Semester verteilt. Das Programm basiert auf den Kernmerkmalen des Ingenieurwesens: dem iterativen Prozess des Entwerfens, der Leistungsvorhersage, des Bauens und des Testens. Diese Kursinhalte und die Anwendung des projektbasierten Lernens als Pädagogik ermöglichen den Aufbau angemessener technischer und beruflicher Kompetenzen, wie Problemlösung, Kommunikation und Teamarbeit.