Seminar

Python für Ingenieure

Veranstaltungsnummer: 08SE160

Mit Teilnahmebescheinigung

  • Numerisches Rechnen: Simulieren, Optimieren, Kurven fitten
  • 2D und 3D Visualisierung
  • Analyse tabellarischer Daten
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Kommende Termine:

19. – 21. März 2025
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23. – 25. Juli 2025
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10. – 12. September 2025
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Das Aufgabenspektrum im Ingenieuralltag ist äußerst vielfältig und doch geht es fast immer um die geeignete Verarbeitung von Daten. Werkzeuge wie Taschenrechner oder Excel stoßen schnell an Grenzen und passgenaue Spezialsoftware ist oft nicht (ökonomisch sinnvoll) verfügbar. Python mit seinem äußerst reichhaltigen Ökosystem aus Open-Source-Bibliotheken wie Numpy, Matplotlib oder Pandas stellt daher das ideale Toolkit zur Lösung spezifischer Ingenieurprobleme dar, denn es ist universell einsetzbar und kann gleichzeitig effizient auf die jeweilige Aufgabe angepasst werden.

Das Seminar vermittelt und vertieft nützliche Kenntnisse der Pythonprogrammierung, z. B. Objektorientierung, Exception-Behandlung oder verschachtelte Namensräume. Sie erhalten einen fundierten Einblick in die Nutzung der wichtigsten Bibliotheken zur Lösung von Analyse- und Entwurfsaufgaben sowie in verschiedene Techniken des Softwareengineering, welche Ihnen den Umgang mit Quellcode-Komplexität erleichtern. Nach dem Seminar sind Sie in der Lage, eine komplexe fachliche Problemstellung mit Hilfe von Python zu lösen.

Top-Themen

  • Numerisches Rechnen: Simulieren, Optimieren, Kurven fitten
  • 2D und 3D Visualisierung
  • Analyse tabellarischer Daten
  • Symbolisches Rechnen
  • Software Engineering in der Praxis

Ablauf des Seminars "Python für Ingenieure"

Erfahren Sie im Seminar "Python für Ingenieure" mehr zu folgenden Themen:

1. Tag 09:00 bis 17:00 Uhr

2. Tag 09:00 bis 17:00 Uhr

3. Tag 09:00 bis 17:00 Uhr

Python-Grundlagen

  • Skripte, interaktiver Interpreter, Jupyter-Notebooks
  • Datentypen (float, str, list, tuple, dict, ...)
  • Kontrollstrukturen (for, while, if, elif, ...)
  • Funktionen und Namensräume
  • Polymorphie (optionale Argumente, ...)

Numerisches Rechnen: Numpy und Scipy

  • Rechnen mit Arrays: ein- und mehrdimensionial
  • Numpy-Funktionen
  • Optimierungsaufgaben lösen mit Scipy
  • Numersiche Simulation
  • Regression und Interpolation

Objektorientierung und fortgeschrittene Programmiertechniken

  • Grundlagen
  • Vererbung
  • Funktionale Programmierung und Dekorierer
  • Profiling und Performanz-Optimierung

2D- und 3D-Visualisierung: Matplotlib und VTK

  • Matplotlib Grundlagen
  • Styling, Layout und Plot-Typen
  • Visualisierung von 3D-Geometrien

Symbolisches Rechnen (Computer-Algebra) mit Sympy

  • Grundlagen
  • Gleichungen lösen
  • Numerische Auswertung und Code-Generierung

Verarbeitung tabellarischer Daten

  • Pandas Grundlagen (Dataframes)
  • Pandas-Funktionen und Indizierung

Software Engineering

  • Modularisierung
  • Unittesting
  • Versionsverwaltung mit git
  • Automatisierte Dokumentation

Themen nach Bedarf

  • Fourieranalyse
  • Kombinatorik
  • Statistik
  • Bildverarbeitung
  • Statistische Versuchsplanung

Seminarmethoden

Das Seminar ist in thematische Blöcke gegliedert. Jeder Block besteht aus einem Theorie- und einem Praxisteil. Im Theorieteil erfolgt die Wissensvermittlung als Vortrag mit Folien und live erstellten Programmierbeispielen, wobei die Möglichkeit besteht, unmittelbar auf Nachfragen einzugehen. Für den jeweiligen Praxisteil werden Übungsaufgaben (inkl. Musterlösungen) zur individuellen Bearbeitung bereitgestellt. Im Praxisteil ist auch Raum für größere Fragen oder die Bearbeitung eigener Problemstellungen.

Hinweis: Eine lokale Pythoninstallation (mindestens 3.10) inkl. Möglichkeit, weitere Pakete zu installieren, werden vorausgesetzt. Bei etwaigen Fragen stehen wir Ihnen zur Verfügung: wissensforum@vdi.de .

Zielgruppe

  • Ingenieur*innen
  • technische Fachkräfte
  • Mitarbeitende

aller Fachrichtungen, mit grundlegender Programmiererfahrung in Python und Interesse an vertieften Inhalten, um echte Probleme effizient zu lösen

Ihr Referent für das Seminar "Python für Ingenieure":

Dr.-Ing. Carsten Knoll, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Technische Universität Dresden, Berlin

Carsten Knoll studierte Mechatronik an der TU-Dresden und promovierte in Elektrotechnik über Regelungstheorie. Als Postdoc befasst er sich aktuell mit sog. erklärbarer künstlicher Intelligenz und formaler Wissensrepräsentation. Seit 2009 gibt er in verschiedenen Formaten Python-Workshops. 2021 veröffentlichte er zusammen mit Robert Heedt „Python für Ingenieure für Dummies“. Seine weiteren Interessen und Aktivitäten umfassen die Bereiche digitale Nachhaltigkeit und konstruktive digitale Diskussionskultur.

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