Tele-Operative Prüfzelle zur Materialcharakterisierung
Dieses Remote-Labor ermöglicht das Durchführen von tele-operativen Experimenten auf dem Gebiet der Materialcharakterisierung. Hierzu bestückt ein Roboter insgesamt zwei Maschinen: eine universelle Zug-Druck-Prüfmaschine, sowie eine Blechprüfmaschine. Auf ersterer können der Zug- sowie der Druckversuch angeboten werden. Auf der zweiten kann sowohl ein Näpfchenversuch, als auch der automatisierte Hole-Expansion-Test durchgeführt werden. Studierende können so neben fundamentalen Materialkennwerten auch ihre Simulationsergebnisse direkt validieren. Lehrende können dank dieses Remote-Labors selbst bei digitalen Vorlesungen Hypothesen mit den Studierenden erörtern und durch ein reales Experiment überprüfen.
Aufwand
Implementierung
Die Entwicklung und Implementierung eines Remote-Labors dieser Größenordnung hängt stark von der Ausgangssituation ab. Viele Maschinen und Apparate sind heutzutage mit Netzwerkschnittstellen ausgestattet und Software, wie z.B. LabVIEW, bietet die Möglichkeit, Zugriffe direkt ins Internet zu spiegeln.
Durchführung
Gegenüber einem regulären, hands-on Labor kann bei der Durchführung einiges an Zeit gespart werden, da keine direkte Beaufsichtigung der Studierenden notwendig ist. Dies setzt voraus, dass das Labor nur sichere Parametersätze vollziehen kann, welche von den Studierenden ausgewählt werden können.
Sonstiges
Da sich Technologien stetig weiterentwickeln, müssen auch Remote-Labore, insbesondere bei diesem, da vielen Elemente eigenständig entwickelt wurden, gewartet und vor allem geupdatet werden. Dies umfasst bspw. auch mögliche Sicherheitsaspekte, welche sich durch den Zugriff über das Internet auf das Labor ergeben.
Zielgruppen
Product Owner
Lehrende im Maschinenbau und angrenzender Ingenieurwissenschaften
Target Group
Studierende ingenieurtechnischer Studiengänge, in denen Materialcharakterisierung Teil des Curriculums ist
Einsatzszenario
Das Remote-Labor zur Materialcharakterisierung wird an der TU Dortmund sowohl im Rahmen von Vorlesungen, Übungen als auch die Studierenden als Teil digitaler Laborveranstaltungen eingesetzt. Während Vorlesungen und Übungen kann der bzw. die Dozierende Hypothese gemeinsam mit den Studierenden entwickeln und bspw. mittels eines Voting-Systems deren Intuition abfragen. Anschließend wird live das Remote-Experiment durchgeführt, welches dann auf Grundlage von experimentell ermittelten Fakten Erkenntnis über die untersuchten Zusammenhänge liefert. In den Laborveranstaltungen nutzen nationale und internationale Studierende das Remote-Labor um selbstständig und ggf. in Gruppen Zusammenhänge explorativ zu erforschen. Somit können z.B. Fragen „welchen Einfluss hat meine Prüfgeschwindigkeit auf die benötigte Kraft“ eigenständig beantwortet werden.
Download
Veröffentlichungen
Grodotzki, J., Ortelt, T. R., Tekkaya, A. E. (2018). Remote and Virtual Labs for Engineering Education 4.0 – Achievements of the ELLI project at the TU Dortmund University. Procedia Manufacturing 26, pp. 1349-1360.Grodotzki, J., Selvaggio, A., Ortelt, T. R., Tekkaya, A. E. (2017). Demonstration of Deep Drawing Experiments in a Remote Lab Environment. In: 4 th Experiment@ International Conference Online Experimentation, Faro, Portugal, pp. 141-142.
Ortelt, T., Pekasch, S., Lensing, K., Guéno, P.-J., May, D., & Tekkaya, A. E. (2016). Concepts of the International Manufacturing Remote Lab (MINTReLab). In Proceedings of the 2016 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON 2016)
April 10th-13th, 2016 (pp. 602–607). Abu Dhabi.
Selvaggio, A., Sadiki, A., Ortelt, T. R., Meya, R., Becker, C., Chatti, S., & Tekkaya, A. E. (2016). Development of a cupping test in remote laboratories for engineering education. In 13th International Conference on Remote Engineering and Virtual Instrumentation (REV 2016)
February 24th-26th, 2016 (pp. 122–126). Madrid (Spain): IEEE Conference Publications.
Sadiki, A., Ortelt, T. R., Pleul, C., Becker, C., Chatti, S., & Tekkaya, A. E. (2015). The challenge of specimen handling in remote laboratories for Engineering Education. In International Conference on Remote Engineering and Virtual Instrumentation (REV 2015)
February 25th-28th, 2015 (pp. 180-185). Bangkok (Thailand).
Ortelt, T. R., Sadiki, A., Pleul, C., Becker, C., Chatti, S., & Tekkaya, A. E. (2014). Development of a tele-operative testing cell as a remote lab for material characterization. In International Conference on Interactive Collaborative Learning (ICL) as part of 2014 World Engineering Education Forum “Engineering Education for a Global Community”, December 3rd-6th, 2014 (pp. 977–982). Dubai (UAE).
