Mechatronik - Kombinieren Sie das Beste aus zwei zukunftssicheren Fachbereichen!

Ein Beitrag von Dr.-Ing. Oliver Kreis, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Department Maschinenbau

»Mechatronik ist das Fach für die Neugierigen, die ganze Systeme begreifen wollen. Für die Optimisten, die zwar wissen, dass es die eine Lösung nicht gibt, aber glauben, dass sie die beste Lösung finden können. Für die Kreativen, die ihre Erkenntnisse aus verschiedenen Disziplinen einsetzen, um etwas Neues entstehen zu lassen.« Theresa, Studentin der Mechatronik an der FAU.

Was ist Mechatronik?

Die Mechatronik ist ein noch junges, technisches Fachgebiet mit einem sehr hohen Innovationsgrad und großem Wachstumspotenzial. Bereits heute sind viele mechatronische Produkte fester Bestandteil unseres Alltags, wie z.B. ABS, ESP oder ein elektrischer Fensterheber im Auto, moderne Roboter in der Industrie, ein einfacher DVD-Spieler oder auch die Steuerung von großen Verkehrsflugzeugen. Mechatronische Systeme erfassen automatisch Informationen und Signale, gewinnen daraus selbständig neue Daten und setzen diese in Kräfte und Bewegungen um.

› Industrieroboter - ein typisches Beispiel für Mechatronik

Der Begriff »Mechatronik« ist ein Kunstwort und stammt aus dem Englischen »Mechatronics« als Verbindung von »MECHAnical Engineering« und »ElecTRONIC Engineering«. Die Mechatronik verbindet damit Inhalte aus den klassischen Ingenieursdisziplinen Maschinenbau und Elektrotechnik, ergänzt diese mit der Informatik und vernetzt die Disziplinen zu einem neuen, zukunftssicheren Fachgebiet, in dem interdisziplinäres und systemtechnisches Denken eine große Rolle spielt.

Aufgabenbereiche

Ingenieurinnen und Ingenieure der Mechatronik arbeiten in vielen verschiedenen Bereichen. Typische Aufgaben sind:

› Forschung, Entwicklung, Erprobung und Optimierung im Bereich mechatronischer Produkte und Systeme
› Integration von Mechatronik in Systemen und Produkten
› Fertigung und Produktion mechatronischer Systeme

› NAO-Roboter im Interview an der FAU

Viele technische Probleme lassen sich in den immer komplexeren Systemen häufig nur noch durch einen systemtechnischen und interdisziplinären Ansatz lösen. Ingenieure der Mechatronik überwinden die klassischen Grenzen und meistern diese Herausforderung durch fachübergreifendes Wissen und einen ganzheitlichen Blick auf die technischen Systeme von morgen. Sie denken vernetzt und haben ein gutes Systemverständnis. Sie arbeiten mit Spezialisten aus Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik zusammen. Im Unterschied zu diesen gelten sie als Generalisten, die Projekte und Probleme fachübergreifend und koordinierend angehen.

Ein typisches Anwendungsbeispiel der Mechatronik sind Roboter. Hierunter fallen große Industrieroboter, die Aufgaben in der Produktion bearbeiten, wie der im ersten Bild gezeigte, aber auch kleine humanoide Roboter, die zukünftig als Haushaltsroboter eingesetzt werden können. Das Bild zeigt einen NAORoboter der FAU. Diese Roboter werden mit natürlicher Sprache gesteuert, können ihr Wissen durch permanenten Zugriff auf das Internet erweitern und können beispielsweise zukünftig die Menschen im Rahmen der Heimautomatisierung von Alltagsaufgaben entlasten oder ältere Menschen bei einem selbstbestimmten Leben in der eigenen Wohnung unterstützen.

Produktionsmaschinen wie die Spritzgussmaschine zur Herstellung von Bauteilen aus Kunststoff sind ebenfalls hochkomplexe mechatronische Systeme, die von Ingenieurinnen und Ingenieuren der Mechatronik konstruiert und entwickelt werden. Diverse Sensoren, Aktoren und Regelungsmechanismen werden hier eingesetzt, um ein Kunststoffgranulat aufzuschmelzen, unter hohem Druck in eine Spritzgussform zu pressen und damit Kunststoffprodukte in höchster Qualität herzustellen.

Studium der Mechatronik

Der Studiengang Mechatronik stellt besondere qualitative Anforderungen sowohl an die mathematischen Fähigkeiten wie auch an die Motivation beim Lernen eines umfangreichen Stoffs und beim Verstehen komplexer technischer Zusammenhänge. Dabei wird - kennzeichnend für ein Universitätsstudium - eine hohe Eigenständigkeit gefordert.

› Kunststoff-Spritzgussmaschine

Von der Fabrikplanung über den Bau von Robotern und deren Komponenten wie Elektrische Antriebe und Sensoren bis hin zur Chipherstellung können die Studierenden meist mehrere Studienschwerpunkte frei wählen. Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik wirken zusammen und haben meist vielfältige gemeinsame Forschungskooperationen und Studienkonzepte realisiert. An der FAU beispielsweise können sich die Studierenden in folgenden Schwerpunkten vertiefen:

1. Regelungstechnik
2. Sensorik
3. Elektrische Antriebe und Leistungselektronik
4. Elektronische Bauelemente, Schaltungen und Systeme
5. Radar-, Funk- und Photoniksysteme
6. Eingebettete Systeme
7. Technische Mechanik
8. Konstruktion
9. Laser- und Umformtechnik
10. Fertigungsautomatisierung und Kunststofftechnik
11. Messtechnik und Qualitätsmanagement

Wie sind die Berufsaussichten?

Aufgrund der interdisziplinären Ausbildung finden die Absolventen der Mechatronik sowohl bei Großunternehmen als auch in der mittelständischen Industrie ausgezeichnete Beschäftigungsmöglichkeiten. So bietet beispielsweise alleine das Kompetenznetzwerk »Automation Valley Nordbayern« über 40.000 Arbeitsplätze bei über 200 Unternehmen in der Metropolregion Nürnberg im Bereich Automatisierung (automation-valley.de).

In den meisten Studiengängen ist eine berufspraktische Tätigkeit, das sogenannte Industriepraktikum, vorgeschrieben. Hierdurch erlangen die Studierenden bereits früh praktische Erfahrungen und können wertvolle Kontakte zu Unternehmen knüpfen. Das Praktikum kann auch im Ausland absolviert werden. Ebenso sind meist Studienaufenthalte im Ausland möglich, um Fremdsprachen- und interkulturelle Kompetenz zu stärken.

Während Bachelor-Absolventen meist im Umfeld der Produktion arbeiten, finden sich Absolventen eines Masterstudiengangs häufig im Bereich Forschung und Entwicklung.Absolventen der Mechatronik arbeiten in allen wichtigen Branchen des Maschinen- und Anlagenbaus sowie der Elektrotechnik und Elektronik. Sie werden in Betrieben der Automobil- und Luftfahrtindustrie, der Fahrzeugtechnik, Automatisierungstechnik, Robotik, Mikrosystem- und Feinwerktechnik, Print- und Medientechnik, Audio- und Videoindustrie sowie der Medizintechnik gebraucht. Breiten Einsatz findet die Mechatronik z.B. bei sensorgeführten Robotern, Werkzeugmaschinen mit selbsteinstellenden Werkzeugen, mikromechanischen Geräten der Medizintechnik und aktiven Fahrwerken moderner Kraftfahrzeuge.

Die Ingenieure der Mechatronik beginnen ihre Berufslaufbahn als Angestellte in der Industrie, im öffentlichen Dienst oder als Selbständige. Bei besonderer Befähigung können sie sich, wenn sie den Abschluss Diplom oder Master erworben haben, um eine Anstellung als wissenschaftliche Mitarbeiter/ Assistenten an der Universität bewerben und dabei die Promotion zum Doktor der Ingenieurwissenschaften (Dr.-Ing.) anstreben.› www.mechatronik.fau.de