SDE-Team 2025/26
| Dozent: | Prof. Dr.-Ing. Schneider |
| Modul | Mechatronik, Systementwicklung (Wahlpflichtprofil „Systems Design Engineering“), Sommersemester |
| Modulbezeichnung: | MTR-B-2-6.11 |
| Modulverantwortung: | Ulrich Schneider |
| Lehrveranstaltung: | Praktikum Systementwurf |
| Zeit: | Dienstag, 08:15 - 10:30 Uhr, Selbstlernzeit: TBD |
| Ort: | Labor L3.3-E01-180 (Autonome Systeme) |
Qualifikationsziele
Die Studierenden haben praktische Erfahrungen bei der eigenständigen Entwicklung eines umfangreichen mechatronischen Systems unter Einsatz geeigneter Methoden und Werkzeuge innerhalb eines Projektteams. Sie verfügen über die Kompetenzen im Bereich der Projektplanung und – leitung sowie in allgemeinen gruppendynamischen Prozessen innerhalb eines Entwicklungsteams (Teamfähigkeit).
Die Studierenden können ihre Konzepte und Projektergebnisse vor einem Fachpublikum vorstellen und diskutieren.
Lernziele
Sie erlangen durch das Praktikum
- praktische Erfahrungen bei der eigenständigen Entwicklung eines umfangreichen mechatronischen Systems unter Einsatz geeigneter Methoden und Werkzeuge
- Kompetenzen in der Projektplanung und –leitung (d. h. auch Projekte rechtzeitig und mit geplanter Reife/Budget/etc. zu Ende zu bringen)
- Kompetenzen in allgemeinen gruppendynamischen Prozessen innerhalb eines Entwicklungsteams (Teamfähigkeit),
- Kompetenz der systematischen Systementwicklung von Anforderung über Umsetzung bis hin zum Test,
- Kompetenzen in der Präsentation von Konzepten.
Nach Durchführung der Auftaktveranstaltung inkl. Nachbereitung
- kennen Sie das Konzept des SDE Praktikums im 6. und 7. Semester.
- können Sie nachhaltig in SVN arbeiten.
- kennen Sie die grundlegende Bedienung von MATLAB/Simulink.
- kennen Sie die Systemkomponenten des Projektfahrzeugs im Detail.
- kennen Sie die Systemarchitektur des Projektfahrzeugs im Detail.
- kennen Sie die Ablagestruktur in SVN.
- kennen Sie die Artikelstruktur im HSHL Wiki.
- kennen Sie das Lastenheft.
- kennen Sie die Programmierrichtlinien.
- berücksichtigen Sie das Schnittstellendokument.
- kennen Sie den Ablauf des Praktikums im Wintersemester.
- wissen Sie, was bis zum kommenden Praktikumstermin vorzubereiten ist.
Inhalte
Das Praktikum wird in einem eigens dafür hergerichteten Labor durchgeführt. Für die Projektplanung, Konzeption und Realisierung von Steuerungs- und Regelungsalgorithmen stehen den Studierenden Multimedia-PCs mit aktueller Anwendungssoftware zur Verfügung. Für die prototypische Realisierung des mechatronischen Systems wird eine Rapid Control Prototyping Plattform eingesetzt. Für die finale Realisierung sind aktuelle Mikrocontroller mit passenden Platinen vorgesehen.
Prüfungsform(en)
Prüfungsteilleistung im Rahmen des Praktikums Systementwurf als Nachweis, fachliche Ergebnisse einem Team vorstellen zu können. Ein Teil der Veranstaltungen kann in Form einer fachbezogenen Exkursion durchgeführt werden.
Die Modulnote setzt sich aus den beiden Prüfungsteilen nach ihrem SWS-Anteil gewichtet zusammen:
| Prüfungsteil | Gewichtung |
|---|---|
| Seminar Hausarbeit | 25 % |
| Seminar Präsentation/Multimediapräsentation | 25 % |
| Praktikum Systementwurf | 50 % |
Workload
| Modul/LV | SWS | Workload | Präsenz | Selbststudium |
|---|---|---|---|---|
| Systementwicklung | 4 | 150 h | 60 h | 90 h |
| Seminar Systementwicklung | 1 | 15 h | 22,5 h | |
| Praktikum Systementwurf | 3 | 36 h | 76,5 h (6,4 h/w) |
Terminübersicht SoSe25
| # | Termin | Thema |
|---|---|---|
| 1 | 25.03.2025 | Auftaktveranstaltung |
| 2 | 01.04.2025 | Linienverfolger und Referenzmessung |
| 3 | 08.04.2025 | Linienverfolger und Referenzmessung |
| 4 | 15.04.2025 | Linienverfolger und Referenzmessung |
| 22.04.2025 |  Feiertag: Ostern
| |
| 5 | 29.04.2025 | Meilenstein Sprint 1 Geregelte autonome Fahrt |
| 6 | 06.05.2025 | Geregelte autonome Fahrt |
| 7 | 13.05.2025 | Geregelte autonome Fahrt |
| 8 | 20.05.2025 | Geregelte autonome Fahrt |
| 9 | 27.05.2025 | Meilenstein Sprint 2 Spurverfolgung mit Kamera |
| 10 | 03.06.2025 | Spurverfolgung mit Kamera ab 13:00 Uhr Hochschultag |
| 10.06.2025 | Feiertag: Pfingsten
| |
| 11 | 17.06.2025 | Spurverfolgung mit Kamera |
| 12 | 24.06.2025 | Meilenstein Sprint 3 |
Hinweis: Alle Praktikumstermine sind Pflichttermine mit Anwesenheitspflicht.
Agiles Projektmanagement
- Dieses Semester durchläuft in 3 Sprints die vier Phasen des PDCA-Zyklus (Plan – Do – Check – Act) gemäß Abb. 2.
- Jeder Zyklus/Sprint wird durch eine Meilensteinpräsentation von 10 min abgeschlossen.
- Neue Planung ggf. jeweils auch mit neuer Team-Zusammensetzung
- Für jeden Sprint pro Projekt/Team
- 1 Themenverfolgung mittels KANBAN (einheitliche Dokumentation zu jedem Sprint)
- 1 Präsentation (auf 6.-Semester-Niveau)
Themenverfolgung mittels KANBAN
- Die Themenverfolgung erfolgt pro Projekt
- Alle Aufgaben sind sofort sichtbar.
- Überlastung/Engpässe sind deutlich erkennbar.
- Der aktuelle Status ist stets für alle sichtbar
- Die Farbcodes/Spalten/Felder sind frei wählbar.
- Besprechen Sie die Aufgaben mit Betreuer.
Daily Standup
Das Praktikum startet wöchentlich mit einem von den Teilnehmenden organisiereten und moderierten Daily Standup. Beantworten Sie dabei diese Fragen:
- Was habe ich am letzten Termin zum Erreichen unseres Sprintziels getan?
- Was werde ich in den nächsten 24 Stunden (heute) zum Erreichen unseres Sprintziels tun?
- Welche Hindernisse halten mich bzw. uns davon ab, unser Sprintziel zu erreichen?
Software-Werkzeuge
Nur die nahfolgenden Software-Werkzeuge sind erlaubt.
Projektorganisation
- Projektplanung: GanttProject
- Versionsverwaltung: Subversion (SVN)
- Anforderungsmanagement: Doors oder Word
- Pflichtenheft: Doors oder Excel
Realisierung von Software
- System- und Softwarearchitektur: PAP Designer, SystemDesk (kann)
- Simulation: MATLAB®/Simulink R2024b 64bit
- Softwareentwicklung: MATLAB®/Simulink , MS Visual Studio, Arduino IDE
- Versionsvergleich: WinMerge
Qualitätssicherung
- Dateimanagement: Total Commander
- Dokumentation: HSHL Wiki
- Coding-Guidelines verwenden (siehe Namenskonventionen.pdf)
- Statische Codeanalyse: QA-C, QA-C++
- Dynamische Codeanalyse: MATLAB®/Simulink (inkl. Polyspace)
Abgabeordner
https://svn.hshl.de/svn/MTR_SDE_Praktikum/trunk/_Semesterordner/SS2025/Sprint_#/
Bewertung
Die Bewertung der Meilensteinpräsentationen erfolgt anhand der Bewertungsvorlage für Präsentationen. Nutzen Sie diese Vorlage zur Eigenbewertung und prüfen Sie kritisch die darin geforderten Kriterien. Die Inhalte wurde im Seminar System Design Engineering gelehrt und geübt.
| Planung (plan) | Plan umfasst das Erkennen von Verbesserungspotentialen (in der Regel durch den Arbeitnehmer beziehungsweise Teamleiter vor Ort), die Analyse des aktuellen Zustands sowie das Entwickeln eines neuen Konzeptes (unter intensiver Einbindung des Arbeitnehmers). Arbeitsergebnisse: Gantt-Diagramm im Wiki, Aufgabenübersicht auf dem Kanban-Board mit Prioritäten nach dem Eisenhower-Prinzip, Dokumentation des aktuellen Zustanden und des Konzeptes im Wiki. |
| Umsetzung (do) | Darstellung der Umsetzung der Planung
Arbeitsergebnisse: PAP |
| Test und Dokumentation (check) | In diesem Schritt wird geprüft, ob und wie gut die Umsetzung funktioniert hat. Dabei wird eine umfangreiche Analyse aufgestellt, um Problematiken und Schwachstellen zu identifizieren.
Arbeitsergebnisse: Link zu den Testprotokollen, Wiki-Dokumentation der Testergebnisse |
| Aktion/Reagieren/Verbessern (act) | Zuvor haben Sie Ihren Plan entwickelt, umgesetzt und überprüft. Jetzt müssen Sie auf die Ergebnisse reagieren. Es wird eine Analyse des Soll-Zustands erstellt, die anschließend mit dem Ist-Zustand verglichen wird. Zudem stehen während dieser Phase die Fragen im Vordergrund, was optimiert werden kann und wo sich weitere Potenziale befinden.
Arbeitsergebnisse: Darstellung der Wirksamkeit und Ausblick/LOP für den nachfolgenden Sprint |
| Präsentation | Systematische Darstellung des PDCA-Kreises in Praesentation_Sprint<x>.pptx
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| Selbstbewertung | Bewertung_Sprint<x>.xlsx
|
Tipps:
- Nutzen Sie das KANBAN-Board als Arbeitsmittel während des Sprints.
- Besprechen Sie die Dokumente mit Ihrem Betreuer.
- Bewerten Sie sich selbst anhand der Bewertungsvorlage. Sollten Sie Fragen haben, wenden Sie sich an Prof. Schneider.
- Stecken Sie sich Ihre Ziele zu Beginn des Sprints und zeigen Sie den Ziel-Zustand in Ihrer Präsentation.
| Begriffserläuterung: Ziel-Zustand |
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Der angestrebte Soll-Zustand muss klar spezifiert werden. Ausgehend vom angestrebten Ziel führt das Rückwärts-Denken in der Regel zu besseren Lösungen als die Suche ohne klares Ziel. Bei der Bestimmung des Ziel-Zustands muss auch geklärt werden, wie sich feststellen lässt, dass der Ziel-Zustand erreicht ist. Wie messen wir, ob die Problemlösungen erfolgreich sind? Welche Basis oder Kennzahl dient als Vergleichsmaßstab? |
Lokale Datenablage auf HSHL-PCs
Sichern Sie Ihre Daten lokal auf allen Rechnern auf dem Laufwerk D:\ (Daten).
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