Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand...

43
B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 1 Honours degree programme in Engineering with Management B.Sc. (Ing.) Junior Sophister Handbook 2012/2013 Department of Mechanical & Manufacturing Engineering Faculty of Engineering & Systems Sciences Trinity College Dublin “Funded by the Irish Government under the national development Plan 2007-2013 and aided by the European Social Fund (ESF) under the Human Capital Investment Operational Programme 2007 - 2013.”

Transcript of Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand...

Page 1: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 1

Honours degree programme in

Engineering with Management B.Sc. (Ing.)

Junior Sophister Handbook

2012/2013

Department of Mechanical & Manufacturing Engineering

Faculty of Engineering & Systems Sciences

Trinity College Dublin

“Funded by the Irish Government under the national development Plan 2007-2013 and aided by the European Social Fund (ESF) under the Human Capital Investment

Operational Programme 2007 - 2013.”

Page 2: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 2

1  Introduction 

The third year of the B.Sc. course is designed to integrate the fundamental engineering and management tools that you have developed in the first two years. You will be asked to view things and develop solutions involving two or more distinct areas in both individual and team based work. 

 Modules 

The third year sees the introduction of several subjects that will challenge your ability to master non‐technical topics. These are the skills that most often challenge engineers in their professional lives.   

 

Table 1. No. of  lectures, tutorials, and laboratories 

Module  Lectures Tutorials  Labs

3MEMS1 Manufacturing Technology II  33  22   

3MEMS3 Engineering Design  22  0  22 

3MEMS5 Project & Operations Management  33  11  0 

3MEMS6 Human Resource Management  44  22  0 

ST3005 Information Systems  33     

ST3007 Multivariate Linear Analysis & Applied 

Forecasting 

22  11   

3B3 Mechanics of Solids  33  11  1 

3B4 Engineering Materials  33  11  1 

3B5 Mechanics of Machines  33  11  1 

3B6 Mechatronics  33  11  1 

3E2 Numerical Methods  33  11   

Page 3: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 3

1.2   Dates of semesters and examinations 

 

Teaching Semesters:  Semester 1    (Michaelmas  Term)  12 weeks    Monday, 24th September to Friday 14th December 2012  Semester 2  (Hilary Term) 12 weeks    Monday, 14th January to Friday 5th April 2013. 

 

Examinations:  Annual Examinations commence Monday 29th April 2013 and finish at the latest on Friday 

24th May 2013. 

 1Detailed examination timetables will be posted later in the year. 

1.3 Lecture/tutorial/laboratory timetables 

Lecturers assume that you carry out a significant amount of personal study and expect you to be able to understand aspects of the subject not explicitly covered in lectures, tutorials, and laboratories. 

The timetable for lectures, tutorials, and laboratories is attached at the end of this handbook. The assignment of students to the numbered laboratory groups will take place after registration. Every effort has been made to create a schedule that leaves significant blocks of time available to you to facilitate library and study time. There is an average of 30 scheduled hours per week. The expectation is that you will spend at least an additional 15 hours/week carrying out personal study (e.g. reading, problem sets, projects, lab reports). 

Page 4: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 4

2  Details of Junior Sophistor Courses 

COURSE TITLE:  Manufacturing Technology II 

Lecturer: Prof. John Monaghan. Prof. Rocco Lupoi 

CODE:  3MEMS1 

LEVEL: Junior Sophister  CREDITS:  5  PREREQUISITES:  None 

Semester 2: 11 weeks  LECTURE/WEEK: 2  

TOTAL: 33 

TUTORIALS/WEEK: 1  

TOTAL: 22 

 

 

AIMS/OBJECTIVES 

The objective of the Technology section of this course is to develop in students the capability to 

understand, analyse, design, and/or select the tooling, forming machinery and processes necessary 

for the production of metallic and polymer components. The focus will be on enabling students to 

understand the underlying material science and mathematical theories that underpin the 

production of components with particular emphasis on: – the identification of product defects; the 

safe deign of forming tooling and the selection of forming equipment; the optimum and efficient use 

of materials and energy and the selection of appropriate manufacturing processes with particular 

emphasis on safety, both personal and environmental. 

 

SYLLABUS 

Factors affecting the selection of appropriate tooling, equipment and the processes required for the manufacture of metal and polymer components, with particular emphasis on the influence of material properties on tool design and press selection and product quality. 

Derivation of the underlying mathematical expressions associated with an analysis of the bulk and sheet metal forming processes, including Extrusion, Forging, and the Deep Drawing of sheet components.  

The operating principals and main applications of thermo‐electrical processes such as Electro Discharge Machining (EDM) Electro‐Chemical Machining (ECM) for the machining high strength materials and the production of complex geometries. 

An analysis of the mechanics of polymer processing with an emphasis on extrusion, sheet forming and injection moulding. 

Mechanics, technology and optimisation of grinding processes. 

Metrology and measurement of surface texture. The accuracy and applications of different methods. 

Page 5: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 5

 

RECOMMENDED TEXT(S) 

Principles of Industrial Metalworking Processes, Rowe (Arnold: ISBN – 0‐7131‐3381‐3) 

Manufacturing Science, A. Ghosh & A.K.Mallik (Ellis Horwood: ISBN ‐0‐470‐20312‐9) 

Fundamentals of Modern Manufacturing, M. P. Groover (Prentice Hall: ISBN – 0‐471‐40051‐3) 

  

OTHER RELEVANT TEXT(S) 

Manufacturing Engineering and Technology, S. Kalpakjian & S.R.Schmid, (Pearson/Prentice Hall, ISBN 0‐

13‐148965‐8) 

Applied Elasto‐Plasticy of Solids, T.Z.Blazynski, (Macmillian Press London – ISBN 0‐333‐34545‐2) 

 

LEARNING OUTCOMES 

  Relevant PA/PO 

Sample assessment 

identify the main material properties required of the workpiece and the tooling and the forming process parameters influencing the manufacture of defect free components made of strain‐rate sensitive and non‐strain‐rate materials 

2a, 2b, b5, c2, d4 

exam 2006 Q1(i); 2006 Q4(ii); Tutorial Sessions 

use appropriate yield criteria, material properties and realistic friction and boundary conditions to derive suitable mathematical expression for the evaluation of workpiece and tool stresses and the forming loads to ensure the manufacture of safe, defect free components under safe working conditions and in an environmental friendly manner. 

 exam 2006 Q3(i); 2006 Q4(i); 

Tutorial Sessions 

design forming sequences that optimise production rates yet minimises the use/waste of expensive or scarce materials and the energy required to manufacture a component. 

2c, 5c, 6c, 6d, 4d 

exam 2006 Q1(ii), (iii); 2006 Q3(ii). 

use the material covered in this course in conjunction with a laboratory exercise (Extrusion or Forging) to obtain 

2e, 3e, 4e, 2b, 2f, 5f, 

6f 

2006 Extrusion Laboratory assignment 

Page 6: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 6

appropriate data, analyse and discuss that data,  and present it in a professional engineering report 

critically assess the suitability of using EDM and ECM for the production of complex geometries in difficult to machine materials, to understand the safety and environmental issues associated with such processes and the particular factors that affect the quality and safety of the finished component. 

2b,5b,5d,6d exam 2006 Q2; 2005 Q1 

calculate the appropriate process parameters associated with polymer extrusion processes including, blow moulding and wire coating. 

   

understand the grading systems for grinding wheels, and select the correct wheel for a given application. 

5a, 5b  exam 2006 Q7b 

understand the relationships between machine settings, workpiece properties, coolants, dressing and product quality 

5a, 5b  exam 2006 Q7 

analyse grinding processes using equivalent chip thickness. 

5a, 5b exam 2006 Q8 

 

optimise grinding processes for product quality and for cost. 

6a, 6b, 6c  exam 2006 Q7a) Q8 

understand the importance of metrology in an engineering and manufacturing framework, and apply concepts to deal with measurement uncertainty and manufacturing errors. 

1a,b,c; 2b; 4a,b,c; 5a; 

6d exam 2006 Q5 

understand how errors of form can adversely impact on machine performance and how steps can be taken to reduce errors. 

2a,b,c; 4b,c; 5a,b,c 

 

familiarisation with different techniques and instruments to measure form of mechanical parts, and to understand their limitations. 

2a; 5a,b; 6b  exam 2006 Q6a 

practice using measuring instruments in tutorial classes and laboratory demonstrations. 

2a,e,f; 5a,e  Tutorial class 

how to specify, obtain and measure linear and geometrical tolerances. 

2a,b,c,f; 4a,b,c,f; 5a,b,c 

exam 2006 Q6a 

how to specify, obtain and measure surface texture. 

2a,c; 4a,b,c; 5a,b,c,f 

exam 2006 Q6  

Page 7: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 7

 

TEACHING STRATEGIES 

This course is taught using a combination of lectures, structures tutorial sessions. During the tutorial 

sessions the students work alone to develop their capability for independent thought, which should 

contribute to lifelong learning, while the group work will build up their ability to cooperate and work as 

a member of a team. The tutorial sessions are overseen by a Teaching Assistant. 

 

ASSESSMENT MODE(S) 

Written examinations and Laboratory Experiments 

Page 8: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 8

COURSE TITLE:  Design II 

Lecturer: Prof. Garry Lyons 

CODE:  3MEMS3 

LEVEL: Junior Sophister  CREDITS:  10  PREREQUISITES:  None 

SEMESTERS: 1 & 2 

DURATION (WEEKS): 22 

LECTURE/WEEK: 2 

TOTAL: 44 

LABS/WEEK: 1 hour 

TOTAL: 22 

 AIMS/OBJECTIVES  Students  having  completed  2MEMS3  have  a  basic  understanding  of  design techniques and have undertaken at least one significant design exercise. The Design II course  expands  on  this  by  giving  an  understanding  of  the  use  of  standard components  in  a design.  Lectures on  computer  aided process planning  (CAPP)  are included  in order to demonstrate to the student the path from CAD to CAPP and to make some effort to show the link to computer integrated manufacture (CIM).    A  module  on  Re‐design/Re‐engineering  is  used  to  inform  the  student  of  these techniques much used for design improvement.        

To allow the students to investigate their own creativity whilst focussing their knowledge of engineering sciences and technologies on design problems  

To empower the student to develop practical, well analysed designs. 

To ensure the student develops an understanding of Finite and Infinite life standard components. The relevant mathematics and mechanics that govern their functioning, the interactions that occur between them and the regulatory issues that control their use.  

To have the students see the benefits and problems associated with teamwork during a major re‐design exercise on a commercial product.  

To ensure the student sees the purpose and relevance of Standards (national & international) to commercial designs  

SYLLABUS Design Module 

Introduction to Anthropometrics & Ergonomics 

Detail design & the Bill of Materials 

Case studies 

Standard Components, their role in, and there incorporation into the designed object 

The machine design of standard components (shafts, gears, drive belts, springs etc) 

Finite life components and Hertzian stresses 

Parts  classification  &  coding.  Part  clustering  techniques  (manual  and computer based). 

Computer based parts recognition/ decomposition techniques. 

Computer automated manufacture strategies (CAPP).  

The Re‐design technique.   

Page 9: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 9

 RECOMMENDED TEXT(S)       Full notes are given for the course.       No Text is specifically recommended. 

OTHER RELEVANT TEXT(S)  Product design : techniques in reverse engineering and new product development, Kevin N. Otto, Kristin L. Wood. Prentice Hall, London. 2001. ISBN 0‐13‐021271‐7 

CAD CAM: Principles, Practice and Manufacturing Management, Chris McMahon & Jimmie Brown, Addison Wesley Longman Ltd., England. 1998. ISBN 0‐201‐17819‐2 

LEARNING OUTCOMES 

On successful completion of this course students will be able to understand and use techniques for: 

Group based thought generation processes 

Embodiment design 

Costing   

the function in design of Standards & other regulatory issues  

have the ability to make calculations for the correct selection of Standard Components in a design. 

encode components on the basis of their manufacturing &/or design attributes 

form ‘Part Families’ on the basis of parts coding using clustering algorithms. 

use algorithmic methods to divide groups of machines into GT cells for the optimum manufacture of parts.   

understand and use feature based solid modelling and shape recognition as a tool for CAPP and calculate part shape decomposition graphs for computer automated manufacturing. 

 

Understand and use Re‐design techniques for product improvement by: 

re‐conceptualisation and ‘black box’ design of the product. 

using product strip‐down to complete a BOM whilst simultaneously analysing each components degree of ‘design function fulfilment’. 

assessing the quality of design for manufacture & assembly (DFMA) during the strip‐down process. 

using the ‘remove and operate’ process to evaluate the technical fulfilment level of individual components.      

performing analysis of the technical aspects of the design based on relevant scientific & mathematical techniques 

 

Page 10: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 10

bringing all the foregoing together, completing the re‐design process by developing an improved product & ‘selling’ the product to a ‘customer group’. 

assessing a design from an ethical perspective  

 ASSESSMENT MODE(S) The course marks are derived primarily from continuous assessment.  

The design module has various within‐class exercises which are graded.  

An ‘Open book’ exam  is held on either, Statistical Techniques  in Design or Standard Components or CAPP issues.  

The class  is broken  into teams of ~4 members with one democratically chosen  to be  team  leader. Each  team  is presented with a  commercial product which must be subjected to the re‐design process. This exercise is marked  by  a mixture  of  group &  individual  interviews,  team  based presentations  (45mins)  and  finally  a  team‐based  design  portfolio  is completed.  The work,  both written  and  oral  is  graded  by  an  ‘expert’ assessment  group  (~4)  for  clarity  of  communication,  project  planning, overall management and quality of engineering design.   

Students  are  again  formed  into  teams  to  research  some  major engineering  failure.  An  oral  presentation  by  these  teams  on  the ‘engineering ethics’ of the occurrence is marked.   

 

 TEACHING STRATEGIES Lectures are punctuated by short exercises, peer‐to‐peer discussion & generalized question‐&‐answer sessions on current topics. The drive is always to foster that aspect of thought – divergent thinking ‐ which is so essential to the design engineer and so different from the convergent thinking processes used for solving engineering science problems.  As these students also study business methods they are at all times encouraged to relate their re‐design/reverse engineering work to the market place and to the realities which attend it.  

Page 11: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 11

COURSE TITLE: Project & Operations Management  CODE:  3MEMS5 

LECTURER:   Prof. Kevin O’Kelly  

LEVEL: Junior Sophister  CREDITS: 5 

TERMS: Semester 1   Duration (weeks): 11 

LECTURE/WEEK: 3 

TOTAL HOURS: 33 

TUTORIALS/WEEK: 1 

TOTAL HOURS: 11 

MODULE AIMS & OBJECTIVES 

This course provides a general introduction to operations management of manufacturing 

systems. It will explore strategies for operating and optimising the production of products in 

different varieties and volumes with limited resources and in competitive environments. The 

impacts of design decisions on manufacturing performance and the physical organisation of 

plants are explored through various DFM and plant layout strategies.  

Formal project management methods will be introduced reflecting the growing use of 

continuous improvement through project management. 

SYLLABUS 

Materials Requirements Planning 

Just in Time Manufacturing 

Flexible Manufacturing Systems 

Capacity Planning 

Production Activity Control and the Master Production Schedule 

Management by project 

Project Life Cycle 

Elements of Project Management – cost, time, work 

Project Assessment 

Project Planning 

Project Control 

Risk Management 

Applied project management: factory layouts 

Process based layouts 

Product based layouts 

Case study   

ASSOCIATED LABORATORY/PROJECT PROGRAMME 

Case study (group)                  Project Management Assignment 

Page 12: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 12

LEARNING OUTCOMES 

Upon completion of this module, students will (be able to):   

Learning outcomes for Operations Management 

describe manufacturing planning and control strategies (e.g. MRP, MRP II, JIT)  

construct a materials requirement plan from a bill of materials and master schedule using finite and infinite capacity 

assess the influence of costs on a plan 

link DFM and layout strategies with production planning and control 

identify the key differences between product and process layouts 

identify and quantify key metrics for creating manufacturing cells 

apply contemporary techniques to layout design 

understand the role of purchasing in a manufacturing company  

Learning outcomes for Project Management 

define objectives and deliverables in a project environment 

understand the role of project management in contemporary business practice 

write a project proposal including preliminary budgets and project controls 

apply planning methods including resource, time and cost planning 

understand the importance of risk assessment in developing alternate plans and emergency procedures 

be able to use graphical methods for presenting project schedules and plans  

be able to utilize contemporary techniques and technology for project management. 

apply course material to a project using MS Project software  

TEACHING STRATEGIES 

The course is taught using a combination of lectures, assignments, and tutorials. The bulk of the course material (notes, tutorials) are provided as handouts. There is a group based tutorial project developing skills in computer‐based Project Management.  

ASSESSMENT 

Written Exam (80%), Practical work (20%)  

REQUIRED/RECOMMENDED TEXTS 

The core text book for the operation management part of the course is: 

Slack, Chambers, Harland and Johnston Operations Management, 3rd Ed., Pitman, 2003. 

Other good general texts are: 

Heizer and Render. Production and Operations Management, 3rd or later Edition, Allyn and Bacon, 

2002.  

Vollman, Berry and Whybark, Manufacturing Planning and Control Systems, 4th Edition, McGraw 

Hill, 1997 

The core text is an important base, but most topics will be supplemented with specialist readings 

which are listed under the headings.  

Page 13: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 13

COURSE TITLE: Human Resource Management  CODE:  3MEMS6 

LECTURER:   Prof. Tom Fahey   CREDITS: 10 

TERMS: Semesters 1 & 2  Duration (weeks): 22 

LECTURE/WEEK: 2 

TOTAL HOURS: 44 

TUTORIALS/WEEK: 1 

TOTAL HOURS: 22 

MODULE AIMS & OBJECTIVES 

To provide a practical understanding of the main concepts and processes used in effective management of people. 

To provide students with an understanding the legal and social framework on which the employment relationship is based. To introduce students to modern people management techniques.

SYLLABUS 

Overview of Human Resource Management (HRM). Economic and social environment 

Overview of the legal framework, employment law in Ireland and managing effectively within the legal framework. 

Leadership and management. 

Conflict management, Trade Unions and dispute resolution processes.  

Recruitment , selection, training & development 

Performance Management and reward management.  

Motivating Theory and application.  

Career management.  

Teamwork  

Introduction to Management skills:‐Decision Making Processes, Meeting Management, Delegation, and Problem Solving Processes. 

Change Management   

LEARNING OUTCOMES 

Upon completion of this module, students will (be able to):   

Understand the social, historical and economic environment in which business operates and the evolution of people management processes.  

Know and understand the history, role and modus operandi of trade unions in industrial relations.  

Understand the basic theories of motivation. 

Have a basic knowledge and understanding of the legal framework in Ireland and the main statutes governing employment practices. 

Know the state support systems and processes in place to promote and assist with good industrial relations. 

Page 14: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 14

Understand the difference between management and leadership and the components of both concepts. 

TEACHING STRATEGIES 

Lectures and discussion.  

ASSESSMENT 

Examination at year end – 60% and individual  projects – 40%  

Page 15: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 15

COURSE TITLE: Information Systems  CODE:  ST3005 

LECTURERS:   Prof. Geraldine Langan ([email protected]

LEVEL: Junior Sophister  Credits:  5  PREREQUISITES: None 

TERMS: Semester  2 

Duration (weeks): 12 

LECTURE/WEEK: 3 

TOTAL: 33 

 

AIMS/OBJECTIVES 

The objective of this course is to introduce students to information systems in business and examines how management information and decision support systems can support improved organisational performance. Information security and control surrounding these systems and aspects of ethical use of IT are also covered.    

SYLLABUS 

Specific topics addressed in this module include: 

Business Processes, Transactions and Information 

Introduction to telecommunications and network systems. 

Emerging Technology 

Data Warehousing   

Decision Support Systems   

Business Intelligence 

Digital Markets/Digital Goods 

Introduction to Information Systems Security 

Information Technology and Ethics  

LEARNING OUTCOMES 

When students have successfully completed this module they should: 

Understand and describe how organisations survive in today’s business environment 

Evaluate Information systems in business 

Understand the need for computerised support of managerial decision making 

Describe the business intelligence (BI) concepts and relate them to Decision Support Systems  

Identify the ethical, social, and political issues that are raised by information systems. 

Assess the business value of information systems security and control.  

ASSESSMENT 

There will be one assignment worth 20% of the course. The final exam will be a two‐hour exam at the end of Trinity term.     

Page 16: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 16

BIBLIOGRAPHY 

1. Lecture slides 

2. Management Information Systems: Managing the Digital Firm, 11th ed; Laudon & Laudon; Pearson Prentiss Hall, 2010. 

3. Additional reading to follow  

WEBSITE 

jsbusiness.webexone.com/ 

Page 17: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 17

COURSE TITLE: Multivariate Linear Analysis and Applied 

Forecasting 

CODE:  ST3007 

LECTURERS:   Prof. Rozenn Dahyot (Multivariate Linear Analysis) 

Prof. Brett Holding (Applied Forecasting) 

LEVEL: Junior Sophister  CREDITS: 5  PREREQUISITES: Basic Statistics 

and Mathematics 

TERMS: Semester 1   Duration (weeks): 11 

LECTURE/WEEK: 2 

TOTAL HOURS: 22 

LABS/WEEK: 1 

TOTAL HOURS: 11 

MODULE AIMS & OBJECTIVES 

This module is divided into two parts – Applied Forecasting (AF) and Multivariate Linear Analysis (MLA).  Each module runs for 12 weeks.  In the first semester several methods of forecasting will be examined, including exponential smoothing and its Holt‐Winters extension, auto‐regression, moving average, and further regression based methods that take into account seasonal trends of lagged variables. The module will be practical, and will involve every student in extensive analysis of case study material for a variety of time series data.  In the second semester classical multivariate techniques of discriminant analysis, principal 

component analysis, clustering and logistic regression are examined. There is a strong emphasis on 

the use and interpretation of these techniques.  More modern techniques, some of which address 

the same issues, are covered in the SS module Data Mining.   

SYLLABUS 

Exploratory Data Analysis; 

Classical multivariate techniques: discriminant analysis, principal component analysis, 

clustering and logistic regression; 

Introduction to forecasting; auto‐regressive models, data transformations, seasonality, 

exponential smoothing, performance measures. 

Use of transformations and differences. 

Page 18: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 18

LEARNING OUTCOMES 

When students have successfully completed this module they should be able to:  

Define and describe the different patterns that can be found in times series and propose the methods that can be used for their analysis. 

Program, analyse and select the best model for forecasting.  

Define and describe various classical dimension reduction techniques for multivariate data. 

Implement clustering and/or classification algorithms and assess and compare the results.  

Interpret output of data analysis performed by a computer statistics package.    

ASSESSMENT 

Assessment is based on compulsory module assignments, worth 30% of the final mark, and a 3 hour examination worth 70%. The assignment marks will be divided equally, with 15% from each module. The examination paper will consist of two sections corresponding to the two modules, with 3 questions per section. Students will be required to complete 2 questions from each section. 

 

BIBLIOGRAPHY 

Forecasting ‐ Methods and Applications, S. Makridakis, S. C. Wheelwright and R. J. Hyndman, Wiley 

Introduction to Multivariate Analysis, C. Chatfield and A. Collins, Chapman & Hall   

WEBSITE 

http://www.scss.tcd.ie/Rozenn.Dahyot/  http://www.scss.tcd.ie/Brett.Houlding/  

 

 

 

 

 

 

 

Page 19: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 19

Course Title:  3B3 Mechanics of Solids  Code:  ME3B3  Level:  Junior Sophister  Credits:  5  Lecturer(s):     Prof. Henry Rice ([email protected] )

Prof. Tim Persoons ([email protected] )

Module Organisation  The module  runs  for 12 weeks of  the  academic  year and  comprises  three  lectures per week.  A tutorial is given every week.  Total contact time is 44 hours.  

Semester  Start Week 

End Week 

Lectures per week 

Lectures total 

Tutorials per week 

Tutorials total 

2  1  12  3  33  1  11 

Total Contact Hours: 44 

  Module Description This  is a module on the fundamentals of stress analysis which  is a central subject  in the mechanical  engineering  discipline.  Students  learn  how  to  determine  the  stresses  and strains in typical mechanical components, such as beams and pressure vessels, as well as in  structures  under  combined  loads  of  torsion  and  bending.  Buckling  and  stability  of structures is also introduced and experimental strain measurement is covered by lectures and  laboratory sessions.  In addition to the development of modelling skills, the analysis also relies on mathematical techniques commonly used  in advanced engineering such as solution of differential equations, Laplace transform and eigenvalue analysis. The subject also  introduces  computing  as  a  tool  for  the  solution  of  more  complex  structural problems.   This  module  completes  the  essential requirements  of  a  mechanical  engineer  in  the mechanics area. It builds on earlier introductory (but fundamental and applied) modules in mechanics, mathematics  and  numerical methods.  It  provides  a  basis  for  advanced modules  in solid mechanics, fluid mechanics, vibration and bioengineering. It  is essential that a module  such as  this  is  completed before  commercial  software particularly  finite element software  is used  in  independent project work which will be done  in the  fourth year.   Learning Outcomes On successful completion of this module, students will (be able to): 

Understand   the  fundamentals  of  stress/strain  analysis   and  be  able  to  apply  them with confidence to simple structures; 

Page 20: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 20

Abstract  a  physical  problem  and  reformulate  it  in  a  frame  (a  differential  equation, eigenvalue problem  for example) for which he/she has developed  the mathematical tools; 

Develop free‐body diagrams which form the basis of many formulations in mechanics. This latter activity is the implementation of Newton's third law which is at the centre of deep understanding of mechanics.  

  Module Content 

Relationships between Stress and Strain   An  understanding  of  axial  and  shearing  stress  and  strain  and  the  relationships 

between them are developed. 

Two Dimensional Stress Analysis Multi‐axial  stress  stress/strain  analysis  is  introduced  and  the  concept  of  principal loads and simple failure mechanisms. The use of traditional mohr circle and computer based tensor methods are also introduced. The application to strain gauge methods is then developed. 

Energy Methods Energy  approaches  based  on  the  concept  of  virtual  work  and  the  theorems  of Castigliano are now developed and  shown  to be often a useful alternative  to direct force equilibrium modelling.   

Torsion of  circular and general Thin Sections Torsional  deflection  analysis  of  circular  sections  is  introduced  in  the  context  of  a special  case of  shear  loading. A  variety of problems  in  shaft design  are  considered with  an  extension  of  the  analysis  to  tapered  sections  and  non‐circular  thin walled sections where an energy based method is developed.  

Advanced Beam Theory   Beam  theory developed  from  fundamental equations  to  study a  variety of  loadings 

and  solution  approaches.  Direct  integration  methods  are  used  with  appropriate development of  the mathematics of discontinuous  functions. Various  strategies are developed  to analyse  statically  indeterminate problems and  finally analysis of  shear stress distributions are introduced.  

Buckling of Struts   Beam theory  is used to derive governing differential equations of buckling which are 

then solved using  laplace  techniques which have been developed  in earlier courses. Various end loadings, eccentricity and some simple structures are analysed. 

Analysis of Composites   Various beam problems using composite material cross‐sections are considered and 

design constraints for these types of problems are explored.  Lab/Assignments Strain Gauges: The performance of a strain gauge rosette mounted on a simply support beam is studied. This allows the student to draw directly from beam theory, strain gauge and experimental techniques.  Beam  Analysis  Assignment:  A  Matlab  model  of  a  beam  with  complex  loading  is formulated and solved with post‐processing of the results  

Page 21: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 21

  Teaching Strategies Lectures: The  teaching  strategy  follows a  single well established  text book. This  subject has been well developed for teaching at this level so student accessibility and consistency of notation is easily established.   Tutorials: Tutorials follow a series of question sheets. The solutions for these are available on the web and are released gradually as the module progresses. The tutorials are given to class groupings and are informal. No assessment of tutorial performance is noted.   Assessment Modes This module is assessed by a two‐hour written examination and laboratory experiments.   Recommended Texts Gere and Timoshenko, Mechanics of Materials 3rd Ed ITP 1990   Laboratories 

Strain Gauges   ___________________________________________________________________

Module Title:   3B4 Mechanical Engineering Materials  Code:   ME3B4  Level:   Junior Sophister  Credits:   5  Lecturer(s):   Associate Prof. Kevin O’Kelly ([email protected])   Module Organisation  The module runs for 12 weeks of the academic year and comprises three lectures per week.  A tutorial is given every week.  Total contact time is 44 hours.  

Semester  Start Week 

End Week 

Lectures per week 

Lectures total 

Tutorials per week 

Tutorials total 

1  1  12  3  33  1  11 

  Module description, aims and contribution to programme 

Page 22: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 22

This module  introduces  the  student  to  essential  concepts  in  the  selection  and  use  of engineering materials. This includes a study of the mechanical properties of materials and their structure at the atomic and microscopic scales, as well as other important properties such as price and availability. Material processing  is also discussed, allowing the student to obtain an overview of the various considerations necessary when selecting materials as part of  the design process. Failure modes are described,  including short‐term and  long‐term  types  of  failure, which  are  related  to  their  underlying  causes  such  as  cracks  and dislocations.  Ethical  issues  are  discussed  relating  to material  recycling  and  safe  design procedures. This is a key module in the study of mechanical engineering, which builds on work established in the second year curriculum.   Learning outcomes On completion of this module the student will be able to: 

describe  and  conduct  tests  to measure mechanical  properties, making  use  of  data collection and analysis systems; 

perform  calculations  relating  deformation  under  load  to  atomic  structure  and microstructure; 

predict  the  failure  loads  and  times  for  simple  structures,  appreciate  how  these predictions can be made for complex engineering components and how they can be used to ensure safe life in conjunction with maintenance; 

describe  the  assumptions  and  approximations  that  must  be  made  in  predicting deformation and failure and the likely errors that will arise as a result; 

describe  the microstructures and phases  that will occur  in material alloys  in general and in steels and aluminium alloys in particular; 

predict  how  microstructure  will  be  affected  by  alloy  composition  and  thermo‐mechanical treatment; 

describe the structure and processing of some typical engineering ceramic materials; to  compare  the  mechanical  properties  of  these  materials  to  those  of  metals, explaining  under  what  circumstances  ceramics  might  be  used  in  industry  and  to predict the probability of failure of a ceramic structure using a Weibull analysis; 

describe  the  structure,  processing  and  mechanical  properties  of  polymers  and composites;  to compare  the mechanical properties of  these materials with  those of metals  and  to  explain  under what  circumstances  these materials might  be  used  in industry; to estimate the mechanical properties of a composite material knowing the properties of its constituents; 

appreciate  the  considerations  involved  in materials  selection:  to  use  a  systematic approach to the selection of the optimum material  for a given application,  including considerations of material price and availability; 

explain  the  importance  of  sustainable  technology  as  applied  to materials  selection and use, including recycling and maintenance scheduling; 

be  aware  of  the  importance  of  preventing  failure  in  engineering  components, especially its social and ethical consequences; 

work as part of a team to solve a problem in materials selection and failure prediction.    

Page 23: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 23

Module content 

price and availability of materials: environmental factors: sustainability and recycling; 

elastic and plastic deformation: stiffness and strength; 

fracture: toughness; 

fatigue, creep and wear; 

phase diagrams: phase changes; 

metallic alloys; 

ceramic materials; 

polymers; 

composites; 

structure/property relationships; 

case studies in materials selection and design.   Teaching strategies This module  is  taught  using  a  combination  of  lectures,  laboratory  classes  and  tutorial sessions.  The  tutorial  sessions  are  overseen  by  a  Teaching  Assistant  ‐  during  these sessions, students are encouraged to work in groups to develop their communication and teamwork skills.   Assessment This module is assessed by means of a formal two‐hour written examination at the end of the second semester and with  laboratory experiments (with  logbook and formal written reports).  Examination  questions  are  designed  to  test  students’  ability  to  use  the knowledge  gained  in  lectures  to  solve  practical  problems,  bringing  together  different aspects  of  the  module  and  of  other  modules,  such  as  mechanics  of  solids  and manufacturing technology.   Recommended text 

Engineering Materials Books 1 and 2, Ashby and Jones, Pergamon 

Selection and Use of Engineering Materials, Crane and Charles 

Introduction to Engineering Materials, John 

Materials Science and Engineering, Callister 

The New Science of Strong Materials, Gordon   Laboratories 

Lead Creep  

 

 

Page 24: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 24

Module Title:   3B5 Mechanics of Machines  Code:   ME3B5  Level:   Junior Sophister  Credits:   5  Lecturer(s):   Assistant Prof. Ciaran Simms ([email protected])   Module Organisation  The module runs for 12 weeks of the academic year and comprises three lectures per week.  A tutorial is given every week.  Total contact time is 44 hours.  

Semester  Start Week 

End Week 

Lectures per week 

Lectures total 

Tutorials per week 

Tutorials total 

1  1  12  3  33  1  11 

Total Contact Hours: 44 

  Module Description This  is  a  module  on  the  application  of  fundamental  mechanics  to  realistic  machine configurations. This  includes engines, whole body vehicles,  linkages and friction devices. The  analysis  provides  the  link  between  conceptual  design  resulting  in motion  and  the generation of internal forces resulting in stresses. Prior to this these subjects are studied separately.  Further modelling  skills  are developed  together with  the use of  vector  and matrix algebra  in the synthesis of solutions. The subject also  introduces computing as a tool for the solution of more complex robotics/linkage problems.  This  module  completes  the  essential requirements  of  a  Mechanical  Engineer  in  the machine dynamics area and prepares the students  for project work which  is  focused on machine design. This  subject also provides a good basis  for  study  in  robotics and  some aspects of bio‐mechanics/engineering. It builds on earlier  introductory (but fundamental and applied) modules in mechanics, mathematics and programming.    Learning Outcomes On successful completion of this module, students will (be able to): 

outline a practical methodology in the application of mechanics and vector analysis to real machine  configurations. This  learning  in abstraction  is  complementary  to other modules being taken by the student at this point; 

use vector mathematics and other academic subject matter in an applied situation for the first time; 

analyse common elements in machine design; 

apply and develop computer programmes to implement matrix analysis which models the forces being generated in a linkage system 

Module Syllabus 

Page 25: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 25

Review of Mechanics   Fundamentals of rigid body mechanics are reviewed starting with Newton's laws and 

with a particular emphasis on vector analysis. Fundamental equations and concepts in mechanics are few however correct implementation can only be achieved once deep understanding is developed.  

Balancing   Rotating and reciprocating engine balance is analysed. The utility of vector analysis for 

automotive engineering is firmly established. In addition, practical balancing solutions are analysed. 

Vibration   This applies single degree of  freedom  theory  to vibration  transmission and  isolation 

problems. The theory which has been developed  in the previous year  is revisited.  In practice trouble shooting these types of problems  is common and some case studies are explored.   

Friction   Screw friction and clutch plate friction are analysed with reference to some common 

designs assuming simple Coulomb friction models. 

Kinematics   The theory of kinematics with particular emphasis on relative motion is analysed. The 

role of matrix and vector algebra  is emphasised with attendant computer modelling using a matlab environment. 

Linkages    Kinetic analysis  is now added to the kinematic models and some common three and 

four bar linkages are analysed.   Laboratories/Assignments Identification  of Material  properties  using  vibration  tests:  Natural  frequencies  of  bar specimens of bending and torsion modes of vibration are measured and compared with simple  formulae to determine Young’s modulus and Shear Modulus and Poisson’s ratio. Such  properties  will  have  been  measured  directly  by  the  students  earlier  in  the programme using  static  tests. A main objective  in  this  lab apart  from  introducing basic modal  testing  is  to  illustrate  the  detailed  use  of  error  analysis  in  the  experimental procedure.  (In  this  case  the  student  sees  that  this  is  an  excellent method  to measure moduli but a poor way to measure Poisson's ratio).   Development  of  a  computer model  for  a  4  bar  linkage  analysis:  A Matlab  program  is developed to implement the matrix algebra associated with a four bar linkage and returns component motions and  loadings  for given driver motions. The students  formulate and run their own code based on a skeleton program.    Teaching Strategies Lectures: The teaching strategy does not follow a single text book, as interpretation of the essential elements of this subject tend to vary widely among teaching institutions. This is because of the bridging nature of the subject. This presents some extra challenges to the student which mirrors  the  challenge of bringing  fundamental  concepts  into  the design 

Page 26: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 26

forum. Computing implementations using Matlab routines are also incorporated into the lectures.  Tutorials: Tutorials follow a series of question sheets. The solutions for these are available on the web and are released gradually as the module progresses. The tutorials are given to class groupings and are informal. No assessment of tutorial performance is noted.   Assessment Modes The assessment is by a two‐hour written examination which is held at the end of the year term  and  an  extended  Matlab/Working  Model  project  during  the  year.  The  written examination  carries  75%  of  the  total  marks,  the  project  10%  and  the  laboratory  is integrated into a single continuous assessment mark which accounts for 15% of the mark reported in each third year subject.   Recommended Texts 

Kinematics and Dynamics of Machines, CE Wilson  and  J.P.  Sadler  (Pearson Prentice Hall) 

Dynamics , JL Meriam (Wiley) 

Mechanics of Machines , B Crossland and J Morrison (Longmans)  

Mechanics of Machines , J Hannah and RC Stephens (Arnold)  

Theory of Machines and Mechanisms , JE Shigley and JJ Uicker (McGraw Hill)   Laboratories 

Vibrations 

 

Page 27: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 27

Module Title:   3B6 Mechatronics (Instrumentation and Control)  Code:   ME3B6  Level:   Junior Sophister  Credits:   5  Lecturer(s):   Assistant Prof. Dermot Geraghty ([email protected])    Module Organisation  The module runs for 12 weeks of the academic year and comprises three lectures per week.  A tutorial is given every week.  Total contact time is 44 hours.  

Semester  Start Week 

End Week 

Lectures per week 

Lectures total 

Tutorials per week 

Tutorials total 

1  1  12  3  33  1  11 

Total Contact Hours: 44 

 Module Description This module introduces the student to various systems of continuous control of electrical, electronic,  mechanical  and  combined  systems.  First  and  Second  order  systems  are studied,  with  extensions  to  higher  order  systems  using  approximate  methods  and computer  modelling  (using  Matlab).  Aspects  of  control  systems  which  are  discussed include stability, steady state error and frequency response. Techniques covered  include transfer functions, block diagram algebra, the root‐locus method and frequency response design methods.   Learning Outcomes On successful completion of this module, students will (be able to): 

Develop the transfer function for any electro‐mechanical system; 

Use  the  Laplace  Transform  to  transform  between  the  time  domain  and  frequency domain and find the time domain responses of 1st and 2nd order systems to standard test inputs e.g. the step input; 

Use  s‐plane  analysis  to  determine  the  performance  characteristics  of  systems  e.g. settling time, peak time, find lines of constant damping; 

Draw a block diagram for a control system starting with a schematic of the system and find the overall transfer function for the system; 

Determine  if a system  is stable, marginally stable or unstable using a Routh table or using Matlab; 

Find the steady state error in a system due to a standard test input e.g. a step input. Understand  how  to  reduce  or  remove  this  error.  Understand  steady‐state  error behaviour of P, PI and PID controlled systems; 

Use the root‐locus as a means of assessing the performance of a system including its stability and its behaviour; 

Use the root locus as a design tool to alter the response of a control system/ plant by introducing a compensator; 

Page 28: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 28

Apply  frequency  response  methods  to  the  analysis  of  control  systems  including stability analysis; 

Use Matlab Control Systems Toolbox to analyze control systems and design.  Module content 

Introduction to control systems; 

Brief review of the Laplace Transform and its application in the design of control systems; 

Transfer functions; 

Time response of 1st and 2nd order systems; 

Modelling in the frequency domain; 

Block diagram algebra; 

Stability and the Routh‐Hurwitz criterion; 

Steady state errors; 

Root locus techniques – analysis and design of compensators; 

Frequency response techniques; Bode plots and Nyquist criterion; 

Use of Matlab and Control Systems Toolbox in Analysis and Design of Control Systems.  Module Notes Some module notes will be posted on the module website. Details will be supplied as the lectures progress.  Teaching Strategies The module  is taught using a combination of  lectures,  laboratories and tutorials. During the  tutorials  the  students  work  in  groups,  thereby  encouraging  teamwork  and cooperation.  The  tutorials  are  overseen  by  a  Teaching  Assistant.  The  use  of  Matlab (Control  Systems  Toolbox)  as  a  design  tool  for  control  systems  is  introduced  via  a combination of  lecture demonstrations and tutorial sessions based on  ‘Control Tutorials for Matlab and Simulink’ which  is a HTML based  teaching  tool  for Control  systems and introduces  the  student  to many  typical problems and alternative approaches  to  solving these problems.  Assessment Modes This  Module  will  be  assessed  by  a  two‐hour  written  examination  and  laboratory experiments. The examination questions test the student’s ability to use the techniques explained in the lectures and to apply them to the analysis and design of control systems.   Recommended Texts The module will use the following text: Control Systems Engineering by Norman S Nise, Wiley, 3rd or 4th Edition  These texts are also useful:  Modern Control Systems by Richard C. Dorf and Robert H. Bishop, 9th Edition, Prentice‐Hall Modern Control Engineering by Katsuhiko Ogata, 4th Edition, Prentice‐Hall  Laboratories 

Process control 

Page 29: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 29

Module Title:   3E2 Numerical Methods  Code:   ME3E2  Level:   Junior Sophister  Credits:   5  Lecturer(s):   Assistant Prof. Ciaran Simms ([email protected]) and Assistant Prof. 

Tim Persoons ([email protected])  Module Organisation  The module runs for 12 weeks of the academic year and comprises three lectures per week.  A tutorial is given every week.  Total contact time is 44 hours.  

Semester  Start Week 

End Week 

Lectures per week 

Lectures total 

Tutorials per week 

Tutorials total 

2  1  12  3  33  1  11 

Total Contact Hours: 44 

  Module Description This  is  a  module  on  the  application  of  mathematical  methods  to  gain  approximate solutions to real world problems in Civil and Mechanical and Biomedical Engineering. This module  demonstrates why  there  is  frequently  a  need  for  numerical  solutions  to  real‐world problems, and  introduces  the high  level programming environments of Excel and Matlab  to  code  basic  solutions  to  problems  experienced  in  Civil  and Mechanical  and Biomedical Engineering. The Mathematics which underpin this module has been covered in previous Mathematics modules, and  the physical problems solved are  typically  taken from accompanying Civil and Mechanical and Biomedical Engineering core subjects, and this module  therefore provides  a  link  between  pure Mathematics  and  the  Engineering applications students will encounter in research and industry.   Learning Outcomes On successful completion of this module, students will (be able to):  understand the need for numerical solutions to engineering problems 

understand how numerical methods incur errors 

use Matlab and Excel to code basic solution methods for Civil & Mechanical and Biomedical Engineering problems  

perform basic statistical analysis  

use the Taylor Series as a basis for error estimation in numerical techniques  

find numerical solutions to systems of linear and nonlinear algebraic equations  

perform 1‐Dimensional nonlinear optimization 

perform multidimensional linear optimization 

Page 30: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 30

program basic curve fitting techniques 

perform numerical integration and differentiation 

find numerical solutions to partial and ordinary differential equations 

understand the basis of, and apply, the linear finite element method to basic engineering problems 

 Module Syllabus  

The need for numerical methods 

Machine representation of numbers and associated errors 

Review of the Taylor Series  

Roots of non‐linear equations 

Roots of systems of linear equations  

One dimensional nonlinear optimization 

Multidimensional linear optimization  

Curve fitting and basic statistics 

Numerical integration  

Numerical differentiation 

Solutions to differential equations  

The linear finite element method   Lab/Assignments Where practical, each topic is covered in two podium lectures, one demonstration lecture showing  the  techniques  implemented  in  Excel  or  Matlab,  and  one  computer  based tutorial which students submit for grading.  Teaching Strategies Lectures: The teaching strategy attempts to mainly follow a single text book for the core material, to assist  in student revision. Examples  from the  lecturer’s research experience are frequently introduced to demonstrate the need for the methods covered.  Tutorials:  there  are  weekly  tutorials  using  either  Excel  or Matlab  to  implement  each numerical method. These  tutorials  are  taught by  teaching  assistants who  are  recruited from the postgraduate student body in the School of Engineering.  Assessment Modes The assessment  is by a 2 hour examination which  is held at the end of the Trinity term and by grading of a  random  selection of 6 of  the 11  submitted assignments done on a weekly basis. The written examination carries 70% of  the  total marks and  the 6 graded assignments together carry 30% of the marks.  

Page 31: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 31

Recommended Texts  Matlab primer  

Introduction to Matlab 7, by DM Etter, DC Kunkicky & H Moore, Pearson Prentice Hall, 2005. 

Matlab for Engineers, Biran & Breiner, Addison Wesley, 1995. 

The Matlab Handbook, Enander, et al., Addison Wesley, 1996.  Numerical Methods  

Numerical Methods for Engineers by Steven Chapra & Raymond Canale, McGraw Hill, 5th Edition 2006. 

Numerical Methods with Matlab – Recktenwald, Prentice Hall,2000 

Numerical Methods using Matlab – Mathews & Fink, Prentice Hall, 1999   

Page 32: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 32

3 Regulations and Assessment 

3.2.1 College Regulations 

The complete set of regulations is set out in the University Calendar. Copies are held in the College Library, Enquiries Office, and all academic and administrative offices. A copy can be purchased in the Library Shop. Some of the more relevant sections are summarised in the following sections. Extracts of the Examinations Regulations of the Calendar are included in Section 5. 

 

3.2.1.1.1 Attendance, non‐satisfactory attendance & course work 

Please note the following extract for the university calendar: “For professional reasons, lecture 

and tutorial attendance in all years is compulsory in … the School of Engineering.” Attendance at 

practical classes is also compulsory. 

All students must fulfil the requirements of the school with regard to attendance and course work. Students whose attendance or work is unsatisfactory in any year may be refused permission to take all or part of the annual examinations for that year. Where specific attendance requirements are not stated, students are non‐satisfactory if they miss more than a third of a required course in any semester. 

At the end of the teaching semester, students who have not satisfied the department or school requirements may be turned to the Senior Lecturer’s Office as non‐satisfactory for that semester. In accordance with the regulations laid down by the University Council non‐satisfactory students may be refused permission to take their annual examinations and may be required by the Senior Lecturer to repeat their year. 

Further details on the academic regulations concerning attendance, non‐satisfactory attendance and course work are given in the University Calendar, 2009/2010, pages H5 and H6. See also section 5 below. 

Please note that you must attend the particular tutorial and laboratory sessions to which you have been assigned. Students cannot swap sessions because of the complexity of the timetable, the large numbers in the year and the limited accommodation available. 

   

3.2.1.1.2 Collaboration, Individual Work, and Plagiarism 

Much of the work you will do during your college and professional life will require collaboration with other engineers and people from other disciplines. You will find that much of the laboratory and project work is designed to encourage this through group‐based work. Whether the group submits a single report or whether each group member submits an individual report, teamwork and collaboration is a critical part of the work and how it is assessed. So, what is plagiarism? 

Plagiarism, simply put, is the act of presenting the work of others as your own without acknowledgement. The last two words are crucially important. The advancement of

Page 33: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 33

knowledge in any field relies heavily on the work of peers and previous workers. Formal acknowledgement of their contribution not only gives them due credit for their work but adds to the strength of your results and arguments. The regulations governing plagiarism are presented in the Calendar 2009/2010 pages H17 – H18 and you should read them. In summary, plagiarism can arise from actions such as: 

  Copying another student’s work. 

Enlisting another person or persons to complete an assignment on the student’s behalf. 

Quoting directly, without acknowledgement, from books, articles, or other sources, either in printed, recorded or electronic format. 

Paraphrasing, without acknowledgement, the writings of others.  

3.2.2 B.Sc. Course Regulations 

The following sections relate specifically to the B.Sc. course. 

3.2.2.1.1 Assignment deadlines 

Many B.Sc .courses include an element of continuous assessment. Different departments have their own rules on continuous assessment and homework. You should make sure you are familiar with these rules and that you understand them. The Department of Mechanical and Manufacturing Engineering rules are summarised below: 

 1. The lecturer must notify the students of: 

the deadline  where and how the assignment is to be handed in  the penalties for late submission  the procedure for granting permission for late submissions.  Otherwise the default rules, as set out below, will apply.  

2. The deadline for all continuous assessment work will be 5pm on the day specified.  3. The work must be handed in to the Department secretary who will stamp it with the 

date and time and record the submission in a log. The submission must be clearly labelled and must show the student’s name, the assignment title, the course number, and the lecturer’s name. 

 4. Penalties for late submission are as follows: Material submitted late will be marked 

down 20% of the mark that would otherwise have been awarded for each day (or part thereof) that it is late. Work submitted after 5pm of the fifth day after the deadline will receive a mark of zero. 

 5. Extensions are normally granted if you can present a good reason for not being able 

to submit on time. If you need an extension, you should speak to your tutor, not your lecturer. Lecturers will normally grant an extension following a letter from a tutor. Keep in mind that valid reasons are those that could not have been foreseen. 

 

Page 34: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 34

6. Sometimes, where there is a general problem, a Lecturer may award an extension to the entire class. This will be posted (and optionally e‐mailed to all students). Penalties will apply as stated above from the revised deadline. 

EXAMINATION RULES  New details on examination rules will soon follow 4.1 Publication of Results

Examination results are published on the Department Notice board in Parsons Building. The examination results of candidates are published on the notice board in order of the candidates’ student numbers. Candidates’ names are not listed. Anyone seeking a candidates’ result must have their student number. Tutors can also be contacted regarding your examination results.

4.2 Re‐checking/Re‐marking of Examination Scripts  

Extract from the University Calendar, 2011/2012, page H11: 

 45  Regulations for re‐check/re‐marking of examinations scripts 

i) All students have a right to discuss their examination and assessment performance with the appropriate members of staff as arranged for by head of department. This right is basic to the educational process. 

ii) Students’ examination performance cannot be discussed with them until after the publication of examination results. 

iii) To obtain access to the breakdown of their results students should make a request through their tutor. 

iv) Having received information about their results and having discussed these and their performance with the head of department and the appropriate staff, students may ask that their results be reconsidered if they have reason to believe: 

(a) that the grade is incorrect because of an error in calculation of results, 

(b) that the examination paper specific to the student’s course contained questions on subjects which were part of the course  prescribed for the examination, or  

(c) that bias was shown by an examiner in marking the script. 

v) In the case of (a) above, the request should be made through the student’s tutor to head of department. 

Page 35: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 35

vi) In the case of (b) and/or (c) above, the request should be made through the student’s tutor to the Senior Lecturer. In submitting such a case for reconsideration of results, students should state under which of (iv) (b) and /or (c) the request is being made. 

vii) Once an examination result has been published it cannot be amended without the permission of the Senior Lecturer. 

 

4.3 Academic Appeals 

 Summary of the University Calendar, 2011/2012 page H11‐H12: 

Students may appeal against an academic decision made on them (e.g. an examination result) 

where a student’s case 

i) is not adequately covered by the ordinary regulations of the College, or 

ii) is based on a claim that the regulations of the College were not properly applied in the applicant’s case, or 

iii) represents an ad misericordiam appeal (compassion). 

 Appeals may be made to the Faculty’s Academic appeals Committee and subsequently to the College’s Academic Appeals Committee.  

Those considering making an appeal should consult their tutor in the first instance. See the 

University Calendar, page H10 for further information. 

 

GUIDELINES AND REGULATIONS FOR B.A.I. STUDENTS UNDERTAKING 

INTERNATIONAL STUDIES 

This document provides guidelines and regulations  for students who spend  their  Junior Sophister year of 

the B.A.I. programme at an approved foreign host University. Agreements are currently in place with INSA 

Lyon (France) and Karlsruhe University (Germany). 

 Students must obtain permission to spend their JS year at another University from the International 

Student Coordinator of the Department responsible for the B.A.I. stream in which they intend to specialise. 

These applications will then be reviewed by the Director of Teaching and Learning (Undergraduate) and the 

Head of School for final approval.  At present, these coordinators are as follows: 

Department of Civil, Structural and Environmental Engineering: Dr Sara Pavia 

Department of Computer Science: Ms Mary Sharp 

Department of Electronic and Electrical  Engineering: Dr Anthony Quinn 

Department of Mechanical and Manufacturing Engineering: Professor Henry Rice Students must obtain at  least a  II.1  in their SF year  in order to be given permission to spend their JS year 

abroad and must have appropriate language competency for their host University. 

Page 36: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 36

Each student must undertake courses that have a combined rating of at least 45 ECTS of which at least 40 

ECTS must  be  in  approved  technically  based  engineering modules.  Each  student must  get  their module 

choices approved by their International Student Coordinator. 

Students should be aware that some host Universities  (typically  in Germany) do not return marks using a 

centralised administrative  system.  In  such  cases,  students need  to  take  responsibility  for obtaining  their 

marks  for  each  subject  directly  from  their  lecturers  on  official  College  letterhead.  These must  then  be 

returned to their International Student Coordinator as quickly as possible. 

Students must  complete  the  year  at  the host University  and have no  entitlement  to  take  supplemental 

exams at TCD. Students should be aware that some host Universities do not have supplemental exams or 

may not allow students to sit supplementals if their attendance or performance has been poor. 

Students are advised to monitor the course information at their host University very frequently. 

Assessment of modules  taken  in  the overseas university will be weighted  in  the  calculation of  the  final 

degree results as if the modules had been taken in this university.  

 

MARKING SCHEMES 

Firstly, the grades obtained are converted into TCD equivalents as follows: 

INSA (Lyon) 

ECTS mark returned TCD equivalent

A  80%

B  65%

C  60%

D  55%

E  45%

Fx 30%

F  20%

 

Karlsruhe University 

The marks obtained from Karlsruhe are based on the German system which grades subjects from 1.0 (very 

good) to 5.0 (NOT adequate). Grades are converted into TCD equivalents using the following formula: 

TCDMARK = (5 – KarlsruheMARK) / 4 * 100 

Pass Criteria 

In order to pass the JS year, students must: 

Page 37: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 37

acquire 45 credits for modules at the host University, of which 40 credits must be in approved technical engineering modules; 

each student must submit an interim and a final report on their experience to their International Student Coordinator to acquire an additional 15 credits giving a total of 60 credits for the year. 

 

Page 38: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 38

4  Health & Safety 

 

Safety in the Department 

 

 

Dear Student, 

 

  The Department of Mechanical & Manufacturing Engineering operates a ‘safe 

working environment’ policy and we take all practical precautions to ensure that hazards or 

accidents do not occur. We maintain safety whilst giving you the student very open access to 

the departmental facilities. Thus safety is also your personal responsibility and it is your duty 

to work in a safe manner when within the department. By adopting safe practices you 

ensure both your own safety and the safety of others.   

 

Please read the Safety Document on the Departmental website: 

http://www.mme.tcd.ie/  and comply with the instructions given within.  Failure to behave 

in a safe manner may result in your being refused the use of departmental facilities.  

 

 

Professor Dermot Geraghty 

Departmental  Safety Officer 

 

 

 

Page 39: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 39

5   College Map 

Page 40: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 40

6  Student Disability Services 

If you have a disability or a specific learning disability (such as dyslexia) you may 

want to register with Student Disability Services.  

Do you know what supports are available to you in College if you have a disability or 

a specific learning disability? Further information on our services can be found at 

www.tcd.ie/disability 

 

Declan Reilly and Alison Doyle are the Disability Officer for the Engineering Faculty. 

 

You can make an appointment with a member of the Disability Service by:  

phoning  01 8963111 

emailing:  [email protected]  

texting:    086 3442322 

The disability Service holds drop‐in sessions during the academic year. Details are given below:  Office Hours   Monday – Thursday:   9:15 – 5:15 Drop in – or appointments may be made during these times Friday :  By appointment only  

Page 41: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 41

7 New Student Information System (SITS) 

NEW STUDENT INFORMATION SYSTEM (SITS) – ACCESS VIA my.tcd.ie   The way that you do things in College is changing – New student information system for 2012/2013 The way that you do things in College is changing – including how you have just registered for the year. The College has recognised that some of the administrative processes in College were becoming somewhat outdated (such as queueing in the rain to register or trying to get a letter to prove that you are a student) and has invested in a brand new student information system which is accessible to all staff and students via the web portal my.tcd.ie  This means that, from 2012/2013 onwards, all communications from College will be sent to you via your online portal which will give you access to an ‘intray’ of your messages. You will also  be  able  to  view  your  timetables  online,  both  for  your  teaching  and  for  your examinations.  All  fee  invoices/payments,  student  levies  and  commencement  fees will  be issued  online  and  all  payments will  be  carried  out  online.  You will  be  able  to  view  your personal details in the new system – some sections of which you will be able to edit yourself. Up until now, all examination  results were published online by  the Examinations Office at http://www.tcd.ie/vpcao/examinations.php –  in  future,  it  is planned  that  your  results will also be communicated to you via the online portal. Future plans for the new system include online module registration and ongoing provision of module assessment results.   As  this  is a brand new way of doing  things  in Trinity,  full user helpline  facilities,  including emergency contact details, will be available  from when you  register  to guide you  through these new processes and to answer any queries that you may have.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 42: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 42

8 Student Supports

8.1 Academic Concerns: Sources of Assistance

other students in the class; the course lecturer; Engineering class representatives; your personal tutor (or any other tutor if you cannot find yours), or the Senior

Tutor; Head of Department, Head of School or Director of Teaching and Learning (Undergraduate),

Associate Prof. Dermot O’Dwyer ([email protected]); Students’ Union Education Officer ([email protected])

Skills for Study Campus (S4SC)

Skills4studycampus (S4SC) is a fully interactive e-learning resource, which helps students to develop study skills and is suitable for students on all courses and in any year of study. Published by Palgrave Macmillan, core skills are developed through personalized interactive activities, tests and assessments. Utilised by HEIs in UK and in ROI includes UCC and UCD. In 2011 – 2012 piloted to all JF students in School of Nursing and Midwifery, Social Work and Social Policy, Drama and Theatre Studies, TAP, Mature and disability students. Feedback from staff has been very encouraging. Fully embedded by School of Nursing (course handbook, skills module) and end of year analysis of academic performance indicates positive correlation with S4SC usage / module completion. Study skills can be provided ‘anytime, anywhere’, fully accessible to students living outside of Dublin, or who commute long distances, have family or work commitments, extensive off campus placements, or heavy timetables. Due to the large number of students it is not possible to provide this via the Blackboard Learn; DS will fund access to S4SC for all TCD undergraduate students and academic staff for AY 2012 – 2013. Login will continue to be provided via the link on www.tcd.ie/local, additional links should be added on Student Homepage, Orientation website and the new student portal my.tcd.ie. A key factor is engagement and support from academic staff and embedding of resource within course materials. DS proposes to present S4SC to all Directors of Undergraduate Teaching and Learning at the beginning of the next academic year. The first module ‘Getting ready for academic study’ is a free open resource. It is suggested that a link is added to the registration email issued to all prospective students via GeneSIS. This will identify this resource at the point of pre-entry so that students have already been familiarised with its structure and content. http://www.skills4studycampus.com/StudentLogin.aspx

Page 43: Engineering with Management B.Sc. (Ing.) · Engineering with Management B.Sc. (Ing.) ... understand the underlying material science and ... Fundamentals of Modern Manufacturing, M.

B.Sc. JS Handbook 2012/13 Page 43

8.2 Personal Concerns: Sources of Assistance

S2S offers trained Peer Supporters if you want to talk confidentially to another student or just to meet a friendly face for a coffee and a chat. Peer Supporters are there to assist with everything from giving you the space to talk about things to helping you access resources and services in the College. You can email directly to request a meet-up with a Peer Supporter or can pop in to the Parlour to talk directly to one of our volunteers and arrange a meeting. S2S is supported by the Senior Tutor's Office and the Student Counselling Service. Contact details are: http://student2student.tcd.ie , E-mail: [email protected] , Phone: + 353 1 896 2438

your tutor (or any other tutor if you cannot find yours), or the Senior Tutor; Student Counselling Service, 3rd Floor, 7/9 South Leinster Street, Trinity

College, Dublin 2 (Near the National Gallery). email: [email protected]; tel: (01) 896 1407 Niteline (Thursdays to Sundays during term only, 9pm - 2.30am) at 1800 793

793; Student Health Service, House 47 Medical Director: Dr David McGrath 896 1556; Doctor: Dr David Thomas 896 1556; Health Promotion Officer, Ms Martina Mullin 896 1556; Physiotherapist: Ms Karita Cullen 896 1591;

Welfare Officer, Students’ Union, House 6, College; email: [email protected]; Chaplains, House 27, College: Paddy Gleeson (Roman Catholic) 896 1260; Darren McCallig (Church of Ireland) 896 1402;

Julian Hamilton (Methodist and Presbyterian) 896 1901; Peter Sexton (Roman Catholic) 896 1260; Email: [email protected] Website: www.tcd.ie/chaplaincy

Any student, member of staff or other person with whom you feel able to discuss your concerns;

Disability Service – Room 2054, Arts Building. Tel: 8963111. Email: [email protected] Web: http://www.tcd.ie/disability/ Office is open 8.00 – 5.00.

NOTE: IF YOU HAVE A CONCERN OF ANY SORT, PLEASE TALK TO SOMEONE STRAIGHT AWAY