Mekatronikk og produktdesign - bachelor i ingeniørfag

Mekatronikeren er fremtidens maskiningeniør

På studiet kan du bruke interessen din for realfag til å lære å utvikle nye produkter som består av både mekanikk, elektronikk og programvare. Ved NTNU i Ålesund har vi en praktisk tilnærming til studiet og jobber i laboratorier med prosjekter. For å relatere teori til praksis får du utvikle en prototype gjennom studieløpet.

Krav til effektivitet og miljøvennlige produkter og prosesser, fører til stor etterspørsel etter ingeniører med kunnskap om mekatronikk og produktdesign.

Vurderingsformene som blir brukt avhenger i stor grad av emnet. Om vi ser på emnebeskrivelsene er følgende former nevnt:

• Muntlig eksamen

– generell utspørring (gjerne kontinuasjonseksamen)

– presentasjon av prosjekt med påfølgende utspørring

• Mappevurdering, prosjektvurdering, prosjektrapport

• Skriftlig eksamen: her er varianter

– på campus under tilsyn

– Hjemmeeksamen

– Flervalgseksamen

En ser at spesielt identitetsemnene gjennomfører en todelt vurdering; mappe-/prosjektrapportvurdering og muntlig presentasjon med utspørring. Dette er hensiktsmessig med tanke på å vurdere individuell innsats og oppnåelse av læringsmål for generell kompetanse G2, G4, G6 og G8.

Fellesemnene består av grunnleggende innføring i matematiske metoder, statistikk og fysikk samt et ingeniørfaglig innføringsemne, et ingeniørfaglig systememne, og bacheloroppgave. For realemnene kan følgende trekkes frem:

• Matematikk for ingeniørfag 1 gir et godt fundament innen lineær algebra, kalkulus, med vekt på ingeniørfaglig anvendelse.
• Matematikk for ingeniørfag 2B inneholder blant annet komplekse tall, Laplace-transformasjon, Fourier-rekker og differesialligningssystemer som er relevant for mekatronikk.
• Statistikk har innbakt tema innen måleteknikk som dermed knytter sammen praksisfeltet med teori.
• Fysikk gir en innføring i sentrale tema som klassisk mekanikk, elektrisitet og magnetisme.
• Innføringsemne, etikk og bærekraft. Dette er et generisk ingeniøremne spesielt tilrettelagt for bærekraftsperspektivet.
• Programmering, numerikk og sikkerhet gir grunnleggende kunnskap innen numeriske metoder, databehandling, programmering og IKT sikkerhet.

F1: Kandidaten kan anvende kunnskap og relevante resultater fra forsknings- og utviklingsarbeid til bærekraftige løsninger på teoretiske, tekniske og praktiske problemstillinger, samt begrunne sine valg.

F2: Kandidaten kan gjennomføre en produktutviklingsprosess fra idéstadiet til testing av prototype.

F3: Kandidaten kan anvende digitale verktøyer i produktutviklingsprosessen (design, konstruksjon, produksjon og drift), samt kjenne til fordeler og ulemper som kan oppstå ved bruk av de respektive verktøyene.

F4: Kandidaten kan arbeide i laboratorium for å bygge og teste prototyper.

F5: Kandidaten kan finne, vurdere, bruke og henvise til informasjon og fagstoff og framstille dette slik at det belyser en problemstilling i tilknytning til nyutvikling eller drift av eksisterende mekatroniske produkter.

F6: Kandidaten kan bidra til nytenkning, innovasjon, kvalitetsstyring og entreprenørskap ved utvikling og realisering av bærekraftige og samfunnsnyttige produkter, systemer og/eller løsninger.

F7: Kandidaten kan anvende Computer- Aided Engineering verktøy for et bredt spekter av industrielle oppgaver.

F8: Kandidaten kan utvikle og bygge automatiske produksjonssystemer.

G1: Kandidaten har innsikt i miljømessige, helsemessige, samfunnsmessige og økonomiske konsekvenser av produkter og løsninger innenfor maskinområdet og kan sette disse i et etisk perspektiv og et livsløpsperspektiv.

G2: Kandidaten kan løse komplekse problemstillinger ved å samarbeide i grupper, og kan begrunne valg i form av rapporter og muntlige presentasjoner. Kandidaten kan se industriell produksjon i et helhetlig perspektiv. Med dette menes spesielt etiske, miljømessige og økonomiske forhold.

G3: Kandidaten har god innsikt i maskinfagfelt, kan delta i kreative prosesser, arbeide i team og finne innovative løsninger på nye og eksisterende produkter. Kandidaten kjenner til fordeler og ulemper ved bruk av mekatronikk i industriell produksjon og produkter, og kan være med på planleggingen, innføringen, driftsfasen og avviklingen den.

G4: Kandidaten kan formidle kunnskap innenfor maskinområdet til ulike målgrupper både skriftlig og muntlig.

G5: Kandidaten kan utveksle synspunkter og erfaringer med andre innenfor fagområdet, og som resultat av dette bidra til nyutvikling eller forbedring av eksisterende produkter.

G6: Kandidaten kan bidra til utvikling av god praksis gjennom å delta i faglige diskusjoner innenfor fagområdet og dele sine kunnskaper og erfaringer med andre.

G7: Kandidaten kan identifisere datasikkerhetsaspekter i digitale verktøy som benyttes i bransjen.

G8: Kandidaten kan delta i kreative prosesser, arbeide i team og finne originale løsninger.

K1: Kandidaten har bred kunnskap om mekatronikk. Her inngår disipliner som mekanikk, materialer, produktutvikling, elektronikk, reguleringsteknikk og programmering, med et helhetlig perspektiv og kunne sette teknologier sammen til multidisiplinære produkter.

K2: Kandidaten har grunnleggende kunnskaper innen matematikk, fysikk, statistikk, mekanikk og samfunns- og økonomifag og kjenner til hvordan disse kan anvendes i produktutvikling, produksjon og vedlikehold.

K3: Kandidaten har god kunnskap om designprosessen og metoder til å utvikle og sette sammen ulike teknologier til et multidisiplinært produkter i et livsløpsperspektiv. Her inngår det å forstå et kundebehov, spesifisere, generere løsninger, bygge prototyper og teste løsninger.

K4: Kandidaten har god kunnskap om programmering og digitale verktøy som brukes i utvikling av mekatroniske produkter.

K5: Kandidaten kjenner til datasikkerhetsaspekter.

K6: Kandidaten har kunnskap om teknologiens historie, utvikling og ingeniørens rolle i samfunnet. Kandidaten har kunnskap om konsekvenser av utvikling og bruk av teknologi.

K7: Kandidaten har bred kunnskap om bruk av Computer- Aided Engineering.

K8: Kandidaten har bred kunnskap om automatiske produksjonssystemer. Dette inkluderer også design av produkter for automatisk produksjon.

K9: Kandidaten har kunnskap om design og bruk av forretningsmodeller.

Undervisning i mindre studentgrupper og studentaktiv læring er i sentrum. Studentene skal bruke laboratoriet fra første dag og det er fokus på produktutvikling og prototypebygging. Vi ønsker å knytte undervisningen opp mot prinsipp i Fremtidens teknologistudium (FTS). Vi vil spesielt fokusere på følgende FTS prinsipper:

Prinsipp 2 (om kandidatens kompetanse): NTNU skal legge aktivt til rette for at kandidater fra teknologistudiene opparbeider tverrfaglig samhandlingskompetanse, og for at man over den samlede studentpopulasjonen får et mangfold i kunnskapsprofiler, samtidig som den enkelte student oppnår tilstrekkelig programfaglig dybde.

Hvordan?

Emnene Mekatronikk I, II, III og IV med en «Design Thinking» profil gir flerfaglig samhandlingskompetanse. Det å kombinere mekanikk, elektronikk og programvare i seg selv gir et mangfold av kunnskapsprofiler. Flere emner vil bli undervist sammen med studenter fra «automasjon» (IIR/IE), f.eks. Industri 4.0. Det er også et mål å undervise emner som Produktdesign og Innovasjon og entreprenørskap sammen med Institutt for internasjonal forretningsdrift (IIF/ØK). På denne måten bygger vi tverrfaglig samhandlingskompetanse.

Prinsipp 4 (om pedagogisk læringsmiljø): NTNUs teknologistudier skal benytte kunnskapsbaserte, studentaktive og engasjerende undervisnings- og vurderingsformer som er samstemt med utdanningenes overordnede kompetansemål, fremmer god læringskultur, og gir effektiv dybdelæring.

Hvordan?

Godt fysisk læringsmiljø gir trygghet og bidrar til økt motivasjon og studentengasjement. Vi legger opp til klasser under 40 studenter som tillater god dialog og prosjektbasert undervisning. I de prosjektbaserte emnene (Mekatronikk I-IV), Produktdesign, Industri 4.0 og Innovasjons og entreprenørskap vil det bli undervist i klasserommet L107 som fysisk er lokalisert i laboratoriebygget. På denne måten har studentene nærhet til laboratoriene. Disse emnene vil bli undervist i en sammenhengende bolk ukentlig hvor en fritt kan veksle mellom forelesning og øving i klasserommet og laboratoriearbeid. På denne måten oppnår vi fleksibilitet og undervisningsformen kan endres i takt med arbeid i prosjektene utvikler seg. IHB har særdeles gode laboratorier som tillater bygging av prototyper og «hands-on». Det å bygge og lage produkter og systemer er engasjerende og gir inspirasjon. IHB har lang erfaring i å skape god læringskultur.

Prinsipp 9 (om nasjonal/internasjonalt samarbeid og samhandling): NTNUs teknologistudier skal vektlegge systematisk samhandling med arbeidsliv og samfunn, med mål om å fremme arbeidsrelevants, legge til rette for livslang læring, og sikre at studenter kan opparbeide relevant arbeidslivserfaring gjennom studiene.

Hvordan?

«Tett på» er et mantra og tenkemåte IHB. Prosjektbaserte emner knyttes både til næringslivet og til samfunnsrelevante problemstillinger. Alle BSc oppgavene skal være for en bedrift. På denne måten sikrer vi relevans og tette koblinger mot næringslivet. Vi etablerer større problemstillinger sammen med næringslivet hvor praksis i bedrift, sommerjobb og BSc oppgave henger sammen.

Prinsipp 10 (om fysisk, digitalt og psykososialt læringsmiljø): NTNU skal utvikle sitt læringsmiljø – og spesielt sin campus og infrastruktur (både fysisk og digital) – i en retning som understøtter de øvrige FTS-prinsippene I – IX, og som fremmer læring, helse og trivsel blant studenter og ansatte.

Hvordan?

IHB har særdeles gode laboratoriefasiliteter som er tilpasset studentprosjekter. Laboratoriene er i hovedsak åpne døgnet rundt (med unntak av større maskiner som krever oppsyn). Dette gir godt læringsmiljø som fremmer trivsel og engasjement. Se også kapittel 8 for oversikt over laboratorier tilgjengelig for studenter i dette programmet. Et nytt studenthus er oppført på campus. Her vil det også bli en innovasjonshub som en arena for alle studenter på NTNU Campus Ålesund.

Her gis en oversikt over alle emner som inngår i studieprogrammet.

Første semester

• Mekatronikk 1 (MEPA1001)
• Mekanikk (MEKA1101)
• Matematikk for ingeniørfag 1 (IMAA1002)
• Programmering, numerikk og sikkerhet (INGA1002)

Andre semester

• Mekatronikk 2 (MEPA1002)
• Produktdesign (MASA2072)
• Fysikk (IFYA1002)
• Matematikk for ingeniørfag 2B (IMAA2022)

Tredje semester

• Mekatronikk 3 (MEPA2001)
• Materialer og tilvirkning (MEPA2200)
• Examen philosophicum for ingeniørfag (EXPH0600)
• Statistikk (ISTA1002)

Fjerde semester

• Mekatronikk 4 (MEPA2002)
• Maskindeler (MASA2022)
• Dynamiske systemer (MEPA2202)
• Energioverføring og styring av maskinerisystemer (MASA2042)

Femte semester

I femte semester velger en fire emner. Listen under gis som forslag til relevante valgemner.

• Introduksjon til kunstig intelligens (MEPA2315)
• Industri 4.0 (MASA2362)
• Matematikk for ingeniørfag 3 B (IMAA3012)
• Innovasjon og entreprenørskap (MASA2322)
• Maskinkonstruksjon (MASA2062)

Sjette semester

• Ingeniørfaglig systemtenkning (INGA2301)
• Bacheloroppgave (MEPA2910)

Vi legger opp til «Nordic Five Tech» som den viktigste organisering av internasjonalisering. Dette er et samarbeid mellom de fem ledende tekniske universitetene i Norden og omfatter Chalmers University of Technology (Sverige), KTH Royal Institute of Technology (Sverige), Technical University of Denmark-DTU (Danmark), Alto University (Finland) og NTNU. Det legges opp til at femte semester kan gjennomføres ved en av disse studiestedene. Konkret anbefales følgende utdanninger:

• Chalmers University of Technology: BSc Mekatronik
• TEchnical University of Denmark, DTU: BSc Mechanical Engineering
• KTH, Royal Institute of Technology: BSc Maskinteknikk
• Alto University: BSc Programme in Design