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Opto-Mechatronik in Eindhoven ist erstklassig

Mechatronik-Kurse - Testimonial Technische Universität Dänemark
Vor acht Jahren hat die DSPE ein Zertifizierungsprogramm für Ausbildungsprogramme im Bereich der Feinmechanik gestartet. Vor drei Jahren war Nikola Vasiljevic der erste, der die Anforderungen für ein Bronze-Zertifikat erfüllte. Die Mechatronikkurse, die er während seiner Beförderung belegte, hatten einen großen Einfluss auf seine Karriere.

Im Jahr 2011 ergriff die Niederländische Gesellschaft für Feinmechanik (DSPE) die Initiative für ein Zertifizierungsprogramm für die postgraduale Ausbildung. Ziel war es, das Angebot durch die Zertifizierung von Ausbildungskursen in der Feinwerktechnik zu stärken. Die Initiative entstand, als zwei Jahre zuvor das Philips Centre for Technical Training aufgelöst wurde und die Ausbildungsprogramme zersplittert und teilweise verschwunden waren. Der niederländische Hightech-Sektor konnte sich einen solchen Verlust nicht leisten, so die Branchenorganisation.


Nikola Vasiljevic hat an der Technischen Universität von Dänemark promoviert. Er entwarf, entwickelte und testete eine mobile, weitreichende Infrastruktur für die Erforschung der Atmosphäre und der Windenergie.

DSPE hat beschlossen, das gesamte Angebot abzubilden und seine Qualität zu überwachen, indem ein Zertifizierungsprogramm eingerichtet wird. Die Kandidaten können an zertifizierten Schulungen teilnehmen, für die sie Punkte erhalten (ungefähr ein Punkt pro Kurstag). Bei einer Gesamtpunktzahl von 45 Punkten wird der Titel Certified Precision Engineer (CPE) verliehen. Dieser wurde später in ein Bronze-Zertifikat für 25 Punkte, Silber für 35 Punkte und Gold für alle 45 Punkte aufgeteilt.

Im Jahr 2016 war Nikola Vasiljevic der erste, der die Bronzestufe erreichte. Der serbische Forscher promovierte an der Technischen Universität von Dänemark (DTU) in der Abteilung für Windenergie. Er entwarf, entwickelte und testete eine mobile, weitreichende Infrastruktur für die Erforschung der Atmosphäre und der Windenergie. Sein System, der so genannte Windscanner, basiert auf mehreren scannenden Wind-Lidaren, die zur Kartierung der Windströmung eingesetzt werden.

Vasiljevics Hintergrund liegt in der Elektrotechnik und Informatik. Für sein Promotionsprojekt suchte er nach einem guten Kurs, der grundlegende und praktische Kenntnisse über die Abstimmung von Bewegungssteuerungen vermittelt. Er hatte das Gefühl, dass es ihm an Wissen über eine Reihe von praktischen Aspekten seiner Arbeit fehlte. Durch Zufall lernte er die Mechatronikkurse des High Tech Institute kennen.

Die Reise nach Eindhoven war ein weiter Weg

Das High Tech Institute bietet die große Mehrheit der CPE-zertifizierten Kurse an. Vasiljevics Hauptgrund für die Teilnahme an seinem ersten Kurs war die Art und Weise, wie das Thema präsentiert wurde. „Für Opto-Mechatronik gibt es eine Menge Literatur, aber es ist schwierig, sie in der Praxis anzuwenden“, sagt er. „Die meisten Kurse, die ich jetzt besucht habe, konzentrierten sich auf die praktischen Aspekte der Entwicklung komplexer optomechatronischer Geräte. So lerne ich immer, nämlich indem ich Dinge baue und sie in der Praxis verstehe. Für mehr Detailwissen lese ich Bücher und Fachliteratur.“

Da er die Position der Region Eindhoven in der High-Tech-Industrie kannte, ging Vasiljevic das Wagnis ein und schrieb sich für den ersten Kurs am High Tech Institute ein. „Die Opto-Mechatronik in Eindhoven ist im Vergleich zum Rest der Welt erstklassig. Viele meiner Freunde aus der Elektrotechnik an der Universität Belgrad kamen nach Eindhoven, um zu promovieren oder bei Philips zu arbeiten“, erklärt Vasiljevic. Er glaubt, dass die High-Tech-Industrie in Eindhoven sehr gesund ist. „Man sieht nicht oft ein solches Maß an Austausch zwischen verschiedenen Unternehmen. Die Leute wechseln regelmäßig zwischen Unternehmen innerhalb der Region und tragen so zum Wissensaustausch bei. Trotz des Wettbewerbs gibt es auch ein gewisses Maß an Offenheit.“

Ausgewogen

Motion Control Tuning, der erste Kurs, den Vasiljevic besuchte, war eine großartige Erfahrung. „Ich war erstaunt über das Wissen, das ich in diesen sechs Tagen erworben habe. Der Kurs war eine ausgewogene Mischung aus theoretischen und praktischen Aspekten des Motion-Control-Tunings. Das hat mich dazu veranlasst, weiter zu gehen und andere Kurse zu besuchen, wie zum Beispiel Fortgeschrittenes Motion Control Tuningzu besuchen“, beschreibt er.

Nach diesem ersten Kurs belegte Vasiljevic eine Reihe von weiteren Mechatronikkursen. „Es gab weitere Mechatronik-Kurse, die mich ansprachen, wie zum Beispiel Experimentelle Techniken zur Abstimmung der Bewegungssteuerung und Metrologie und Kalibrierung von mechatronischen Systemen. Mein Hintergrund ist die Messtechnik, die Entwicklung von Windsensoren und die Metrologie, so dass fast der gesamte Lehrplan auf mein Fachgebiet zutraf“, betont Vasiljevic.

Check all Mechatronics courses

An seiner eigenen Universität in Dänemark hätte Vasiljevic wahrscheinlich ein ganzes Semester lang studieren müssen, um sich das notwendige Wissen anzueignen. Außerdem ist er der Meinung, dass die praktischen Aspekte nicht von gewöhnlichen akademischen Professoren vermittelt werden können. „Die Lehrer am High Tech Institute haben jahrelange Erfahrung in der Industrie. Sie haben sich praktisches Wissen angeeignet, das durch die Theorie unterstützt wird.“ An der DTU musste Vasiljevic Punkte für das European Credit Transfer System (ECTS) sammeln. „Dafür konnte ich die CPE-Kurse nutzen.“

Der nächste Kurs, den Vasiljevic belegte, war die Opto-Mechatronik-Sommerschule. Er hatte gerade ein Stipendium des Marie-Curie-Stipendiums erhalten, das die Finanzierung von fünf weiteren Kursen ermöglichte, die fast alle übrigen Themen der Opto-Mechatronik abdeckten, mit Ausnahme der Softwareentwicklung.

Wissen und Vernetzung

Nach seiner Beförderung hoffte Vasiljevic, eine zweite Generation des Langstrecken-Windscannersystems zu schaffen. Leider ist das nicht geschehen. Dennoch haben ihm die Kurse viel gebracht. Vor allem im Netzwerkteil der Kurse. „Ich habe mich mit Adrian Rankers und Pieter Nuij angefreundet, beides Lehrer am High Tech Institute. Wir bleiben regelmäßig in Kontakt.“


Vasiljevic über seine erste Schulung am High Tech Institute: „Ich war erstaunt über das Wissen, das ich in diesen sechs Tagen erworben habe.“

Insgesamt war die Investition vergleichbar mit dem, was Sie für einen MBA-Abschluss benötigen würden. „Das ist ein schönes Zeugnis für Ihre Fähigkeiten.“ Dennoch glaubt Vasiljevic, dass er das erworbene Wissen noch nicht voll ausschöpfen konnte, weil er die zweite Generation seines Geräts noch nicht entwickelt hat. „Dennoch habe ich das Gerät mit all dem Wissen, das ich gewonnen habe, verbessert.“

Nach seiner Beförderung erwog Vasiljevic, sich nach einem Job in Eindhoven umzusehen, aber letztendlich fand er keine passende Stelle. „Personalabteilungen haben gerne standardisierte Leute, die in ihrem Unternehmen arbeiten. Da ich Dinge anders mache, von Softwareentwicklung und Optik bis hin zu Steuerung und Datenwissenschaft, weit über die Rolle eines engen Spezialisten oder eines Systemarchitekten hinaus, ist es schwierig, mich zu etikettieren und in vordefinierte Geschäftsvorlagen einzuordnen“, veranschaulicht Vasilijevic.

'That's why I think researchers today are more capable and better able to adapt than preformed R&D engineers, who are favored by HR managers.'

Gegenwärtig arbeitet Vasiljevic immer noch in der Welt der Forschung. „In einem Forschungsumfeld zu arbeiten, insbesondere im Bereich Technologie und Ingenieurwesen, erfordert, dass man ständig neue Fähigkeiten und Kenntnisse erwirbt, denn nur so kann man in einer Landschaft überleben, in der die Mittel knapp sind“, schildert Vasiljevic. „Deshalb glaube ich, dass Forscher heute fähiger und anpassungsfähiger sind als vorgefertigte F&E-Ingenieure, die von Personalchefs bevorzugt werden.“

Europäische Expansion

Vasiljevic findet es schwierig, einen einzelnen Aspekt der CPE-Zertifizierung zu nennen, der für ihn am wertvollsten ist. „Ich würde sagen, es ist eine Mischung aus allem. Praktisches Wissen, das eine gute Grundlage für weiteres Lernen ist. Die Arbeit in Gruppen von bis zu zwanzig Personen und das Kennenlernen des Lehrers. Die Vernetzung unter Kollegen.“

Er ist überzeugt, dass die ECTS-Credits, die er durch seine CPE-Ausbildung erhalten hat, seine Karriere äußerst positiv beeinflusst haben. „Ich bin dabei, ein leitender Forscher zu werden. Außerdem gelte ich in der Abteilung für Windenergie als Optomechatroniker und bin der Ansprechpartner für Probleme mit Bewegungssystemen.“

Mit Blick auf die Zukunft möchte Vasiljevic seine Erfahrungen in der Opto-Mechatronik so nutzen, dass er eines Tages eine Rolle als Systemarchitekt und Designer neuer und aufregender Opto-Mechatroniken übernehmen wird. Meine größte Sorge ist, dass das Wissen, das ich erworben habe, irgendwann verpufft, wenn ich es nicht anwende“, sagt er. „Vielleicht werde ich eines Tages in Eindhoven arbeiten, im Herzen der High-Tech-Industrie.“

Das CPE-Zertifizierungsprogramm wird derzeit auf die europäische Ebene ausgeweitet. Zusammen mit Euspen, dem europäischen Pendant zu DSPE, werden nun auch einige Kurse aus anderen europäischen Ländern zertifiziert.

Dieser Artikel stammt von Jessica Vermeer, technische Redakteurin von High-Tech Systeme.

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Nach Abschluss der Motion Control Tuning-Schulung können Sie innerhalb von Minuten eine optimale Motion Control-Leistung erzielen

Motion Control Tuning Interview mit Trainer und Studenten
Akademiker, die Experten in der Steuerungstheorie sind, haben oft Schwierigkeiten, einen Controller für die industrielle Praxis zu entwerfen. Andererseits fehlt vielen Mechatronikern, die mit der Steuerungstechnik in Berührung kommen, die theoretische Grundlage, um ihre Systeme auf optimale Leistung zu bringen. Das Motion Control Tuning Training bietet eine Lösung für beide Zielgruppen. „Wenn Sie es einmal durchgearbeitet haben, können Sie selbst in wenigen Minuten ein perfektes Steuerungssystem entwerfen“, sagt Kursleiter Tom Oomen.

Wie stellt man sicher, dass ein Sondenmikroskop eine Probe mit seiner Nanonadel richtig abtastet? Wie kann eine Bestückungsmaschine Teile blitzschnell auf einer Leiterplatte anbringen und dabei noch höchste Präzision erreichen? Wie kann ein Litho-Scanner Chip-Muster mit hoher Geschwindigkeit und genau an der richtigen Stelle auf einen Silizium-Wafer projizieren? Es dreht sich alles um Steuerungstechnik, um Bewegungssteuerung.

Dieses Wissen liegt in der DNA der Brainport Region. Die Bewegungssteuerung ist das Herzstück von Präzision und hoher Leistung. Der Erfolg der niederländischen High-Tech-Industrie ist zum Teil auf das Wissen über Steuerungstechnik zurückzuführen, das rund um die Stadt Eindhoven in den Niederlanden aufgebaut wurde.

Die technologischen Entwicklungen in den Philips Abteilungen Natlab und Centrum voor Fabricagetechnologie (CFT) haben in den achtziger und neunziger Jahren einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung des Bereichs Steuerungstechnik geleistet. Doch immer wieder gab es eine Hürde zu überwinden. Als die Ingenieure in den Produktabteilungen begannen, damit zu arbeiten, war es nicht so einfach, die entwickelte Technologie und die theoretischen Prinzipien in industrielle Systeme umzusetzen.


Die Studenten arbeiten mit einem sehr einfachen Zwei-Massen-Feder-Dämpfer-System.

Schulungskurse Advanced Motion Control und Advanced Feedforward & Learning Control

Deshalb erkannte Philips in den 1990er Jahren, dass es sein Wissen effektiv weitergeben musste. Dies führte zu einer Kursstruktur mit einem sehr praktischen Ansatz. Die kurzen Trainingskurse von mindestens drei Tagen sind intensiv, aber wenn die Teilnehmer an ihren Arbeitsplatz zurückkehren, können sie das Wissen sofort anwenden.

Motion Control Tuning (MCT) war einer der ersten Steuerungskurse, der in den 1990er Jahren von Maarten Steinbuch, heute Professor an der Technischen Universität Eindhoven, bei Philips CFT eingerichtet wurde. Heute entwickelt und pflegt die Mechatronics Academy die MCT-Ausbildung und vermarktet sie in Zusammenarbeit mit dem High Tech Institute, zusammen mit dem Fortgeschrittene Bewegungskontrolle und Advanced Feedforward & Learning Control Kursen.

MCT-Trainer Tom Oomen

Tom Oomen, außerordentlicher Professor in Steinbuchs Abteilung Control Systems Technology an der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Eindhoven, ist eine der treibenden Kräfte hinter diesen drei Kursen. „Das Gebiet entwickelt sich rasant“, sagt Oomen, „das bedeutet viel Theorie, aber die Basis, zum Beispiel wie man einen PID-Regler programmiert, ist gleich geblieben.“

Die Schulung Motion Control Tuning (MCT) bietet Ingenieuren eine solide Grundlage. Bei den Teilnehmern handelt es sich oft um Entwickler mit gründlichen Kenntnissen der Steuerungstheorie, die ihr Wissen in der Praxis anwenden wollen, aber auf praktische Hindernisse stoßen. Das Erstaunliche ist, dass bei jeder Ausgabe immer eine Reihe internationaler Teilnehmer dabei ist. Das sagt viel darüber aus, wie die Welt das niederländische Fachwissen in diesem Bereich einschätzt.

Check out the training

Studenten, die eine Ausbildung im Bereich der Bewegungssteuerung absolvieren, lassen sich grob in zwei Gruppen einteilen. Die erste sind Menschen mit unzureichendem technischem Hintergrund in der Steuerungstechnik, die jedoch täglich mit Steuerungstechnik zu tun haben. Sie wollen die Grundlagen lernen, um besser mit ihren Kollegen kommunizieren zu können. „Diese Leute entwerfen zwar Steuerungen, verstehen aber die Technik dahinter nicht. Sie erstellen Modelle für einen Controller, ohne genau zu wissen, was ein Controller leisten kann. Das führt zu Kommunikationsproblemen zwischen Systemdesignern und Steuerungsingenieuren“, sagt Oomen.

Regelungsingenieure entwerfen traditionell einen guten Regler anhand von Bildern, den sogenannten Bode- und Nyquist-Diagrammen. „Für erfahrene Steuerungsingenieure sind diese Diagramme ein Kinderspiel, aber wenn Sie nie gelernt haben, diese Zahlen zu lesen, ist es immer noch Abrakadabra. Dann können Sie an den Knöpfen drehen, wie Sie wollen, aber Sie werden nie einen guten Controller entwerfen“, sagt Oomen.

Motion Control Tuning bietet zwanzig Trainer

Gert Witvoet von TNO ist der Meinung, dass man Menschen mit unzureichenden theoretischen Kenntnissen am besten das Wesen des Berufs beibringt, indem man sie einmal ganz durch die Materie zieht. Witvoet, der auch als Teilzeit-Assistenzprofessor an der Technischen Universität Eindhoven tätig ist, ist einer der zwanzig Ausbilder und Betreuer, die an der MCT-Ausbildung beteiligt sind. „Sie müssen lernen, wie man solche Diagramme liest. Sie müssen genau verstehen, was sie bedeuten. Bei dieser Schulung lernen Sie wirklich, wie Steuerungsingenieure in der Industrie Steuerungen entwerfen und was die Möglichkeiten und Grenzen der Rückkopplung sind“, sagt Witvoet.

Die andere Zielgruppe besteht aus Ingenieuren, die theoretisch vorbereitet sind. Sie sind in theoretischer Steuerungstechnik ausgebildet und verfügen über einen guten Hintergrund, einschließlich der Kenntnisse der zugrunde liegenden Mathematik. Die meisten von ihnen sind internationale Teilnehmer, die eigens für die Motion Control-Schulung in die Niederlande kommen. „Diese Leute sind von der akademischen Welt in die Industrie gewechselt, haben aber oft noch nie einen Controller für ein industrielles System entworfen. Sie sind nicht in der Lage, mit modernen Werkzeugen eine gute Leistung zu erzielen, und es fehlt ihnen oft die Fähigkeit, klassische PID-Regler abzustimmen“, sagt Oomen. Witvoet: „In unserem Kurs lernen sie die echte Industriepraxis kennen: wie man ein Bewegungssystem handhabt und Schritt für Schritt zu einem guten Entwurf kommt.“

Tom Oomen sagt, dass er mit einer ‚theoretischen Brille‘ schaut. Witvoet ist eher der Anwendungstyp. Beide finden es cool, Ingenieuren beizubringen, wie sie das Wissen aus der Spitzenforschung in die Praxis übertragen können.

Die akademische Welt und die Industrie arbeiten auf sehr unterschiedliche Weise, obwohl ihr Ausgangspunkt derselbe ist: ein Modell. Forscher und Ingenieure wählen jedoch jeweils einen anderen Ansatz. Akademiker verwenden oft physikalische Modelle mit zugrundeliegender Mathematik, Differentialgleichungen und dergleichen. In der Praxis arbeiten Ingenieure jedoch mit so genannten nicht-parametrischen Modellen wie Frequenzgangfunktionen. „Das ist etwas ganz anderes als das, womit wir in der wissenschaftlichen Welt arbeiten, und wir werden in der Ausbildung damit arbeiten“, sagt Oomen.


Tom Oomen.

MCT-Schulung Teil eins ist Feedback-Design

Studenten, die sich mit Bewegungssteuerung beschäftigen, beginnen am ersten Tag mit Frequenzgangfunktionen. Sie sind schnell und einfach zu beschaffen und ein Mittel, um das Ziel zu erreichen: den Entwurf eines Feedback-Controllers. Sie messen die Eigenschaften und Merkmale eines bestehenden mechatronischen Systems. „Aus diesen Messungen ergibt sich eine Frequenzgangfunktion, die zeigt, wie sich die Maschine verhält“, sagt Oomen. „Dann entsteht ein Modell, mit dem Sie einen Controller für dieses System entwerfen können.“

Im Gegensatz zu diesen schnell zu beschaffenden und hochpräzisen Frequenzgangmodellen erstellen viele Techniken aus dem akademischen Bereich ein parametrisches Modell. Dafür benötigen sie detaillierte Informationen über Massen, Federn, Steifigkeit, Dämpfer und so weiter. In der Praxis ist dies viel zu zeitaufwändig. Es ist schwierig, alle Parameter genau zu kennen.

Aber wenn Sie ein bestehendes System haben, ist ein Frequenzgang eine gute Alternative. „Sie geben ein geeignetes Signal vor und messen einfach, wie das System reagiert“, sagt Witvoet. „Auf diese Weise erhalten Sie in nur wenigen Minuten eine super gute Frequenzgangfunktion des Eingangs-Ausgangs-Verhaltens, mit der Sie einen guten Controller entwerfen können. Wenn Sie dann noch wissen, wie man so etwas abstimmt, können Sie innerhalb weniger Minuten Schritt für Schritt den besten Controller für Ihr System entwickeln.“

MCT-Schüler verwenden ein einfaches, praktisches System

Die Schüler fangen mit einem sehr einfachen Zwei-Massen-Feder-Dämpfer-System an. Eine Masse ist direkt mit dem Motor verbunden, die zweite Masse (die Last) ist mit der ersten Masse verbunden. Das System verfügt über Positionssensoren sowohl am Motor als auch an der Last. Die Herausforderung besteht darin, einen Controller zu entwickeln, der die zweite Masse präzise steuert. Das ist nicht einfach, denn die Welle ist drehbar.

Oomen: „In der Praxis messen die Systeme immer die Last. Sehen Sie sich nur einen Drucker an. Irgendwo gibt es einen Motor, der den Schlitten über einen Antriebsriemen bewegt. Da Sie genau wissen wollen, wo sich die Tinte auf dem Papier befindet, messen Sie die Position des Wagens. Wenn Sie am Motor messen, wissen Sie das nie genau, weil die Übertragung zwischen Motor und Druckkopf flexibel ist.“

Gert Witvoet.

Selbst erfahrene Forscher in der Steuerungstechnik haben manchmal Schwierigkeiten, die hartnäckige Praxis zu verstehen. Ihrer Erfahrung nach lässt sich alles im Detail modellieren, auch die Übertragung zwischen Motor und Last. Bei Besuchen in internationalen Spitzengruppen zeigt Oomen den Theoretikern regelmäßig den Versuchsaufbau aus dem Motion Control Tuning Training. „Ich frage sie dann, ob es einen Unterschied macht, wo ich messe, am Motor oder an der Last. Ausgehend von theoretischen Konzepten wie Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit, antworten sie in der Regel, dass es keinen Unterschied macht“.

Im MCT-Kurs zeigen die Trainer jedoch, dass es entscheidend ist, wo Sie messen. „Wenn Sie über den Motor messen, dann ist der Himmel in Bezug auf die Leistung die Grenze. Alles ist möglich. Störungen können bis zu einer beliebigen Frequenz unterdrückt werden. Wenn Sie aber – wie immer in der Praxis – über der Last messen, dann sind Sie sehr eingeschränkt, weil Sie mit unvorhersehbarem Verhalten aufgrund flexibler Teile umgehen müssen. Dann gibt es erhebliche Einschränkungen für Regelkreise und die Leistung, die Sie tatsächlich erreichen können. Wenn Sie unter diesen Bedingungen einen stabilisierenden Regler bauen wollen, müssen Sie sehr vorsichtig sein. Es ist leicht, ein instabiles Verhalten zu erreichen. Wenn Sie genau wissen wollen, wie das ist, müssen Sie zu dem Kurs kommen“, lacht Oomen.

Henry Nyquist und Hendrik Bode

Um einem Motion Controller Stabilität zu verleihen, sind klassische Konzepte erforderlich. Diese wurden von Henry Nyquist und Hendrik Bode entwickelt. Oomen: „Nyquist hat bereits in der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts Prinzipien entwickelt, um die Stabilität eines solchen Regelkreises zu gewährleisten. Ich habe kürzlich ein Buch aus dem Jahr 1947 gelesen, in dem er dies beschrieben hat. Wir verwenden dies immer noch täglich, in Kombination mit diesen Frequenzgangfunktionen. Beide sind eng miteinander verwoben. Auf diese Weise garantieren wir die Stabilität von Regelkreisen.“

Erwähnen Sie den Namen Nyquist, und Sie sprechen auch über Fourier- und Laplace-Transformationen. Es mag kompliziert klingen, aber die Arbeit mit Mathematik in der Praxis erfordert kein tiefes Verständnis. „Wir erklären diese Konzepte auf eine sehr intuitive Art und Weise, die für jeden zugänglich ist“, sagt Oomen. „Die Rolle dieser Konzepte bei der Entwicklung von Steuerungen bildet die Grundlage und wird von Steuerungsingenieuren bei ihrer Arbeit ohnehin angetroffen. Wir halten es für wichtig, dass die Leute sie wirklich kennen, aber es ist wirklich nicht nötig, dafür tief in die Mathematik einzusteigen.“

Nach den grundlegenden Konzepten macht das Training den Schritt zur Stabilität. Witvoet: „Sie lernen, mit einem Bild, einem Nyquist-Diagramm, eine gute Grundlage zu legen. Damit können die Studenten die Stabilität ihres Systems testen. Die ganze Mystik ist dann weg, denn sie wissen, was darunter liegt und wie man es benutzt. Die Studenten sind dann in der Lage, an den Reglern zu drehen und zu prüfen, ob der geschlossene Regelkreis stabil ist.“

Dann folgt der Schritt zum eigentlichen Entwurf. Die erste Anforderung an einen solchen Entwurf mag die Stabilität sein, aber letztendlich geht es um die Leistung. Um dies zu erreichen, erhalten die Studenten eine breite Palette von Werkzeugen zur Bewegungssteuerung wie Notch-, Lead- und Lag-Filter und PID-Controller. „Das alles gehört zum Werkzeugkasten des Ingenieurs und bildet den Auftakt zu einem der beliebtesten Nachmittage des Kurses – dem Spiel zur Gestaltung von Schleifen. Bei diesem Spiel müssen die Studenten den Controller so gut wie möglich einstellen und die Leistung herausquetschen. Wenn sie das schaffen, haben sie die Funktionsweise eines Feedback-Controllers gemeistert.“

MCT-Training Teil zwei: Entwurf von Vorwärtssteuerungen

Neben dem Feedback-Controller für Stabilität und Störungsunterdrückung verfügt jedes Bewegungssystem auch über einen Feedforward-Controller. Dieser sagt dem System, wie es seinem Weg von a nach b folgen soll. Dies wird auch als Referenzverfolgung bezeichnet. „Das steuern Sie mit dem Feedforward-Controller“, sagt Oomen. „Der wichtigste Teil der Leistung des Systems kommt von der Vorwärtssteuerung. Auch hier gehen wir kurz auf die Theorie ein und fangen dann sofort an zu experimentieren. Es ist ein sehr systematischer und intuitiver Ansatz. Wenn Sie es einmal gemacht haben, können Sie es sofort anwenden.“

Indem sie es tatsächlich anwenden, lernen die Teilnehmer der MCT-Schulung, wie Dinge wie Mass Feedforward und Capture Feedforward funktionieren. „Es ist ein sehr systematischer Ansatz, der es Ihnen ermöglicht, die Parameter einen nach dem anderen optimal abzustimmen“, sagt Oomen. „Wenn Sie diese Technik beherrschen, können Sie den besten Feedforward-Controller für Ihr System in nur wenigen Minuten durch iterative Experimente einstellen.

'Once you have experienced this, you can almost get optimal performance out of the system within a few minutes.'

Wenn Sie wissen, wie man eine Frequenzgangfunktion misst und eine Rückkopplungs- und Vorwärtssteuerung entwirft, können Sie sehr schnell Regler entwerfen. Oomen: „Zeit ist natürlich Geld, und deshalb arbeitet die gesamte niederländische High-Tech-Industrie auf diese Weise. Sie finden es in Venlo bei Canon Printing Systems und in Best bei Philips Healthcare. Auch die kleineren Mechatronikunternehmen nutzen diese Techniken. Bei ASML in Veldhoven werden fast alle Bewegungssteuerungen in Wafer-Scannern auf diese Weise abgestimmt. Wenn Sie ein wenig Erfahrung haben, können Sie fast die optimale Leistung aus dem System herausholen. Das geht innerhalb weniger Minuten und das ist natürlich cool.“

MCT-Training ist 100 Prozent Praxis

Auf die Frage nach dem Verhältnis zwischen Theorie und Praxis sagt Oomen lachend, dass die MCT-Ausbildung „100 Prozent Praxis“ ist. „All die Theorie, die wir vermitteln, ist für die Praxis unerlässlich“, fügt Witvoet hinzu. „Wir erklären eine Reihe von theoretischen Konzepten, aber wir tun dies anhand einer Anwendung. Es dreht sich alles um die Abstimmung. Es ist wirklich ein Designkurs und man lernt nach und nach etwas Theorie. Jeden Nachmittag arbeiten wir an diesem System, erstellen Frequenzgangfunktionen und nehmen dann die Feinabstimmung vor. Feedforward, Feedback, das ist ein täglicher Job, bei dem man sich die Hände schmutzig macht und die Füße in den Dreck steckt, weil man die Theorie sofort anwendet.“

'The Motion Control Tuning training is 100 percent practice, every day with your feet in the mud.'

Nach fünf Tagen werden die Teilnehmer in der Lage sein, selbständig einen Feedback- und Feedforward-Controller zu entwickeln. Am letzten Tag diskutieren verschiedene Trainer und Experten die Entwicklungen auf ihrem Fachgebiet.

Oomen: „In den fünf Tagen gelingt es den Teilnehmern, Steuerungen mit einem Eingang und einem Ausgang zu bauen, aber viele industrielle Systeme haben mehrere Ein- und Ausgänge. Das scheint Folgen für die Abstimmung zu haben.“ Witvoet: „Wir zeigen, wo die Gefahren liegen. Wann etwas schief gehen kann und wie man damit umgeht.“

Um Steuersysteme für mehrere Eingänge und Ausgänge zu entwerfen, benötigen Ingenieure für Bewegungssteuerung eine solidere theoretische Grundlage. Dieses Wissen über multivariable Systeme wird in der fünftägigen Schulung Advanced Motion Control behandelt. „In diesem Kurs lernen die Teilnehmer sehr detailliert, wie man Steuerungssysteme mit mehreren Eingängen und Ausgängen erstellt“, sagt Oomen. „Wir folgen der gleichen Philosophie und Argumentation wie in der Schulung Motion Control Tuning“.

Am letzten Tag wird auch das Lernen aus Daten besprochen, ein Trend, der im Bereich der Kontrolle derzeit stark zunimmt. „Die neuesten Generationen von Kontrollsystemen können aus vergangenen Fehlern lernen und sie gleichzeitig korrigieren“, sagt Oomen. „Dabei nutzen wir große Mengen von Daten, die von Sensoren in Maschinen erzeugt werden. So können wir Maschinenfehler innerhalb weniger Iterationen korrigieren. Dies ebnet den Weg für neue, revolutionäre Maschinenkonstruktionen, die leichter, genauer, preiswerter und vielseitiger sind, aber auch die Aufrüstung bestehender Maschinen auf diese Weise ermöglichen. Am letzten Tag der MCT werde ich Ihnen eine Stunde lang davon erzählen, aber im Kurs Advanced Feedforward Control werden wir uns drei Tage Zeit dafür nehmen.“

Dieser Artikel wurde von René Raaijmakers geschrieben, dem technischen Redakteur von High-Tech Systeme.

Recommendation by former participants

By the end of the training participants are asked to fill out an evaluation form. To the question: 'Would you recommend this training to others?' they responded with a 9 out of 10.

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Wenn Sie schon alles wissen, wie sollen Sie dann noch etwas Neues lernen?

Schulung zu Entwurfsmustern - Erfahrungsbericht Thermo Fisher Scientific
Inmitten eines angespannten niederländischen Arbeitsmarktes arbeiten Unternehmen härter denn je, um neue Talente zu halten und anzuziehen. Der Software-Manager von Thermo Fisher, Reinier Perquin, ist der Meinung, dass das Angebot von Weiterbildungsmöglichkeiten für seine Mitarbeiter nicht nur dazu beiträgt, neue Mitarbeiter zu gewinnen, sondern auch dafür sorgt, dass seine Mitarbeiter frisch bleiben. Er organisierte die Schulung‚Design Patterns und emergente Architektur‚ für sein Team.

Thermo Fisher Scientific, ein multinationaler Marktführer im Bereich der biotechnologischen Produktentwicklung, beschäftigt mehr als 70.000 Mitarbeiter auf der ganzen Welt. Aber wie schafft es ein Unternehmen mit einer so großen globalen Präsenz, seine Mitarbeiter zu halten und ständig neue Mitarbeiter anzuwerben? Laut Reinier Perquin, dem Leiter der Softwaregruppe in der Niederlassung von Thermo Fisher in Eindhoven, ist die Hauptattraktion für Ingenieure die Möglichkeit, an bahnbrechenden Projekten zu arbeiten. Ein Beispiel: der Einsatz fortschrittlicher Software, um das Problem der weltweiten Krankheiten zu lösen. Um diese talentierten Ingenieure an Bord zu holen, sind laut Perquin Investitionen in die Ausbildung – sowohl technisch als auch sozial – ein wertvolles Instrument.

'Training budgets are increasingly important to attracting prospective colleagues.'

Als Manager in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Thermo Fisher in Eindhoven führt Perquin regelmäßig Vorstellungsgespräche, um neue Mitarbeiter für die Softwaregruppe zu gewinnen. Was ihm bei diesen Gesprächen aufgefallen ist: Schulungsbudgets werden immer wichtiger, wenn es darum geht, potenzielle Kollegen zu gewinnen. „In manchen Vorstellungsgesprächen ist das eine der ersten Fragen, die gestellt werden. Das stellen wir immer häufiger fest. Wir bieten zwar keine individuellen Schulungsbudgets an, aber wir wissen, wie wichtig das sein kann. Deshalb haben wir ein Gruppenbudget, um unsere Mitarbeiter zu ermutigen, Schulungsmöglichkeiten zu nutzen“, erklärt Perquin.


Foto von Vincent van den Hoogen.

Bevorzugen Sie interne oder externe Schulungen?

„Wir bieten unseren Mitarbeitern beides an, aber ein Blick von außen kann sehr hilfreich sein, und deshalb fördern wir externe Schulungen. Unsere Mitarbeiter können neue Erkenntnisse gewinnen und etwas über neue Technologien und innovative Methoden lernen. In meiner Abteilung stellen wir fest, dass sich die gesamte Architektur der Software vor unseren Augen weiterentwickelt. Früher war sie abgeschottet, aber jetzt sehen Sie, wie Dinge in der Cloud oder im Edge Computing passieren. Das geschieht, weil neue Technologien dies ermöglichen. Bei Software müssen Sie ständig lernen und sich anpassen. Wenn Sie also nicht in sich selbst investieren, dann bleiben Sie am Ende auf der Stelle stehen. Diese Schulungen sind eine großartige Methode, um die Fähigkeiten zu verbessern und neue Lösungen kennenzulernen.“
Die Schulung ‚Design Patterns und emergente Architektur‘ fand im Unternehmen statt.

Was ist der größte Vorteil, wenn Sie Ihren Mitarbeitern Schulungen anbieten?

„Nun, zunächst einmal sind die Menschen mit ihren täglichen Aufgaben sehr beschäftigt. Manchmal ist es gut, einen Schritt nach draußen zu gehen und eine Pause zu machen, ohne nur an die Arbeit zu denken. Es gibt den Leuten nicht nur die Möglichkeit, sich von ihren täglichen Herausforderungen zu erholen, sondern auch, sich auf die Verbesserung ihrer persönlichen Fähigkeiten zu konzentrieren“, beschreibt Perquin. „Außerdem haben unsere Ingenieure die Möglichkeit, Menschen aus anderen Unternehmen zu treffen und ein soziales und berufliches Netzwerk aufzubauen. Wenn die Leute zu lange stillsitzen, ohne sich weiterzubilden – vor allem extern – fangen sie an, auf bestimmte Weise innerhalb ihrer Komfortzone zu denken. Bei manchen Problemen müssen Sie über den Tellerrand hinausschauen – nicht in absoluten Kategorien wie ‚Das haben wir schon immer so gemacht, also werden wir es auch weiterhin so machen‘. Das ist die falsche Mentalität. Schulungen helfen, diese Denkweise zu durchbrechen.“

Go to Design Patterns training
Welche Art von Kursen wählen Ihre Arbeitnehmer?

„Da wir in der Softwarebranche tätig sind, sehen wir oft, dass sich unsere Mitarbeiter für eine Ausbildung in Design Patterns in emergenter Architektur entscheiden, die von Onno van Roosmalen am High Tech Institute unterrichtet wird. In der Software sieht man eine Wiederholung bestimmter Muster. Indem wir diesen Mustern gemeinsame Namen geben und damit im Grunde eine einheitliche Software-Sprache schaffen, können unsere Ingenieure besser kommunizieren und Probleme lösen. Onno und ich haben eine lange gemeinsame Geschichte, die bis zur Universität zurückreicht. Ich kenne also das Niveau des Wissens, das gelehrt wird, und weiß, dass die Schulung für unsere Mitarbeiter leicht zu genehmigen ist.“

Gibt es noch andere Schulungen, die Sie nutzen?

„Um ehrlich zu sein, geben wir wahrscheinlich den größten Teil unseres Budgets für die Schulung von Soft Skills aus – wahrscheinlich mehr als für die technischen Schulungen. Wenn Leute direkt von der Universität kommen, neigen sie manchmal dazu zu denken, dass sie alles wissen. Technisch können diese Leute sehr stark sein, aber oft sind ihre Soft Skills ihr schwächster Punkt. Jeder will glauben, dass er ein Systemarchitekt ist, aber ich sage immer, dass ein Architekt kein technischer Mensch ist. In dieser Situation sind die Soft Skills wichtiger als das gesamte technische Niveau. Wenn Sie schon alles wissen, wie sollen Sie dann jemals etwas Neues lernen? Manchmal ist ihnen das nicht bewusst und sie brauchen Zeit zum Nachdenken. Das ist etwas, bei dem das Soft-Skills-Training unglaublich hilfreich ist.“

Check out the soft skills courses
Bemerken Sie eine Rentabilität Ihrer Investition? Hilft es dem Output?

„Auf jeden Fall. Ich sehe es nicht so, dass wir drei Tage Arbeit verlieren. Ich sehe es als eine lohnende Investition, sowohl für das Unternehmen als auch für den Einzelnen. Ich glaube, dass es sich positiv auf die Produktivität auswirkt, insbesondere auf die Soft Skills. Wir sehen sehr positive Veränderungen, weil die Leute erkennen, dass sie vielleicht eine andere Herangehensweise wählen müssen, wenn sie etwas erreichen wollen. Wir stellen fest, dass die Teilnehmer ihre Ideen klarer kommunizieren und besser mit anderen zusammenarbeiten können, was sie zu effektiveren Mitarbeitern macht. Wir stellen fest, dass unsere Kollegen mit neuen Ideen, neuer Energie und neuer Inspiration zurückkommen. Das hält die Leute frisch.“

Dieser Artikel wurde von Collin Arocho geschrieben, Tech-Redakteur von Bits&Chips.

Recommendation by former participants

By the end of the training participants are asked to fill out an evaluation form. To the question: 'Would you recommend this training to others?' they responded with a 8.8 out of 10.

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Kostenloser Abendworkshop am 28. November: Niederländische Hightech-Arbeitskultur

Wie man in der niederländischen High-Tech-Arbeitskultur erfolgreich ist

Holland Expat Center South organisiert den Workshop ‚Dutch high tech work culture‘ am Abend des 28. November 2019 im Holiday Inn Eindhoven. Trainer Jaco Friedrich wird über die Do’s und Don’ts der niederländischen High-Tech-Kultur sprechen. Die Teilnahme ist kostenlos, aber eine Anmeldung ist erforderlich.

Dieser Abendworkshop steht im Zusammenhang mit der Schulung des High Tech Institute ‚How to be successful in the Dutch high tech work culture‚, die sich an nicht-niederländische Technologieexperten richtet, die mit niederländischen Kollegen in den Niederlanden oder im Ausland zusammenarbeiten.

Programm 28. November 2019:
17.45 – 18.00 Türen öffnen;
18.00 – 19.30 Do’s and Don’ts of… – Jaco Friedrich;
19.30 – 20.00 Drinks & Snacks.

Standort: Holiday Inn Hotel Eindhoven

Anmeldung: Registrieren Sie sich hier.

Wenn Sie den kompletten Workshop besuchen möchten, sehen Sie sich bitte die Online-Kursbeschreibung an.

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Trainer Ernõ Jeges erhält für seine firmeninterne Ausgabe von ‚Sicheres Kodieren in C und C++‘ eine Monsternote von 9,3

Zehn Teilnehmer der jüngsten Ausgabe des Kurses ‚Sicheres Kodieren in C und C++‚ gaben dem Trainer Ernõ Jeges eine Durchschnittsnote von 9,7 von 10 für seine Schulung. Auf die Frage ‚Wie wahrscheinlich ist es, dass Sie die Schulung weiterempfehlen würden?‘ antworteten die Teilnehmer mit einer 9,3 (von 10). Jeges hat das Training kürzlich im Rahmen einer firmeninternen Schulung in einem belgischen Technologieunternehmen durchgeführt.

‚Das war wirklich beeindruckend! Mit ein paar Zeilen Code wurde die Theorie in die Realität umgesetzt“, so das Feedback eines Teilnehmers. Andere Bemerkungen waren: ‚Sehr interessant.‘ Man kann die Leidenschaft des Trainers für das Thema spüren.

Für Software-Sicherheitstrainings hat das High Tech Institute eine exklusive Partnerschaft mit Cydrill, einem ungarischen Institut, das sich auf diesen Bereich spezialisiert hat. Sicherheit für eingebettete Systeme ist eine von Cydrills Spezialitäten. Das Ziel von Cydrill ist es nicht, Menschen über das Hacken zu unterrichten, sondern Paranoia zu entwickeln. Der Schwerpunkt der Schulung für sichere Software liegt darauf, den Teilnehmern zu helfen, neue Codierungsgewohnheiten für eine sichere Verschlüsselung zu kultivieren, die keinen zusätzlichen Zeit- oder Arbeitsaufwand erfordern.

Das High Tech Institute organisiert diese Schulung zweimal im Jahr.