Theses

Exciting topics for final papers constantly arise from the various projects. BIBA offers students at the university's faculty for Production Engineering – Mechanical Engineering and Process Engineering numerous projects for theses.

Overview Theses:

Bachelor and Master Theses

Bachelor and Master Theses

Zum Thema „Auswahl und Implementierung von Sensorik zur Zustandsüberwachung einer Wasserstoffelektrolyseanlage“ in Kooperation mit Hitachi Zosen Inova, ab sofort

Hintergrund:

  • Hitachi Zosen Inova betreibt Biogas- und Elektrolyseanlagen. Bei der Elektrolyse wird Wasser (H²O) in Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) getrennt. Für die Wasserstoffgewinnung mittels alkalischer Elektrolyse wird eine Anordnung einer Vielzahl von Elektrolysezellen genutzt. Durch die enorme Größe dieses „Stacks“ ist eine schnelle Wartung oder Analyse nicht möglich.

Aufgabenbeschreibung:

  • Um hier die Ausfallzeiten und den Wartungsaufwand so gering wie möglich zu halten, sollen verschiedene Sensoriken getestet werden, die eine Ermittlung von Zuständen im Stack ermöglichen, ohne diesen mit enormen Aufwand aus der Anlage zu entfernen. Hierbei soll ein Hauptaugenmerk auf die Schallsensorik gelegt werden. Dazu kann sowohl die Akustik, als auch der Körperschall zählen.

Zielsetzung:

  • Überwachung der Zellversorgung mit Elektrolyt und des Füllstands des Rahmeninneren.
  • Überwachung der Intaktheit der Membrane.
  • Redundante Überwachung der Lebensdauer von Bauteilen wie Ventilen, Kugelhähne oder Behälter.

Voraussetzung:

  • Interesse an der Thematik und technisches Verständnis
  • Motivation und Bereitschaft zur selbstständigen Bearbeitung
  • Verfügbarkeit für Vor-Ort-Termine bei Hitachi Zosen Inova in Zeven und experimentelle Erprobungen an der Anlag

Ansprechpartner:

BIBA-IKAP:
Anton Zitnikov
E-mail: zit@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 - 50178

Zum Thema „Erweiterung der Modellierung von Handhabungs- und Montageprozessen für hybride Prozesse“ ab sofort

Hintergrund:

  • Es existiert eine Vielzahl verschiedener Modellierungsansätze für die Darstellung von Handhabungs- und Montagetätigkeiten. Diese Ansätze verfolgen verschiedene Ziele und betrachten die Tätigkeiten aus entsprechenden Perspektiven (Menschbezogen, Automatisierungsbezogen, Prozessbezogen, ..). Für eine hybride Ausführung solche Tätigkeiten durch Mensch und Maschine ist eine Übertragbarkeit der Darstellungsformen notwendig.

Aufgabenbeschreibung:

  • Aufbereitung von Modellierungsansätzen für Handhabungs- und Montageprozesse
  • Analyse konzeptioneller Unterschiede der identifizierten Ansätze
  • Entwicklung eines kombinierten Modellkataloges

Voraussetzung:

  • Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift
  • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise
  • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit

Ansprechpartner:

BIBA, Robotik und Automatisierung
Jasper Wilhelm
E-Mail: wil@biba.uni-bremen.de

Zum Thema „Entwicklung einer modularen Ausreißeridentifizierungssoftware zur Echtzeitüberwachung und Fehlererkennung in datengetriebenen Produktivsystemen“ ab sofort, Bachelor-/Masterarbeit

Hintergrund:

  • Das Projekt Tide2Use entwickelt ein prototypisches Assistenzsystem mit dessen Hilfe potentielle Schleusungen von Schiffen und natürliche Wasserstandsregulierungen in einem Hafen vorhergesagt werden sollen
  • Es existieren eine Vielzahl von unterschiedlichen Daten wie Schiffs --, Wetter oder Pegeldaten, die für die Modellierung von großer Bedeutung sind

Aufgabenbeschreibung:

  • Recherche zu Ausreißerfiltermechanismen und Monitoringsystemen von Datenbanken
  • Erstellung eines Konzeptes zur methodischen Definition von potentiellen Fehlern und Anomalien in Datenmengen
  • Entwicklung einer modularen Ausreißererkennungssoftware in einem Produktivsystem
  • Weitere Themenschwerpunkte nach Absprache möglich

Voraussetzung:

  • Studiengang Systems Engineering oder vergleichbare
  • Programmierkenntnisse in Python und erste Erfahrungen im Bereich Data Analytics und KI Programmierung wünschenswert
  • Selbstständige Arbeitsweise und hohe Zuverlässigkeit
  • Sehr gute Deutschkenntnisse

Ansprechpartner:

BIBA, Integrierte Produkt und Prozessentwicklung
Thimo Schindler
E-Mail: sth@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 64868

Zum Thema "Entwicklung einer modularen Steuerungsarchitektur für einen rekonfigurierbaren modularen Montagearbeitsplatz, Bachelor- oder Masterarbeit"

Hintergrund:

  • Ein neuartiger modularer Montagearbeitsplatz soll durch die bedarfsgerechte Zusammenstellung intelligenter Module die Produktivität und Flexibilität für die Montage mittlerer Stückzahlen steigern.
  • Verschiedene Module mit lokalen Informationen (z.B. Modelle) und individuellen Steuerungen müssen hierfür verschaltet werden

Aufgabenbeschreibung:

  • Recherche von Anforderungen an modular kombinierbare Steuerungssysteme
  • Analyse existierender Ansätze und Architekturen
  • Entwicklung einer Architektur für die Kombination von Modulen für die kollaborative Montage

Voraussetzung:

  • Erfahrungen in der methodischen Entwicklung und Modellierung technischer Systeme
  • Studium Wirtschaftsingenieurwesen, Produktionstechnik, Systems Engineering
  • Sehr gute Deutschkenntnisse in Wort und Schrift
  • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise

Ansprechpartner:
BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)
Jasper Wilhelm
E-Mail: wil@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 – 50113

Zum Thema „Entwicklung einer Konzeptes zur Erzeugung dynamischer Systemgrenzen in Netzwerken aus Cyber-Physische-Systeme “ ab sofort

Motivation:

  • Technische Systeme bestehen aus einer Vielzahl von einzelnen Komponenten. Dabei kann für jede Komponente ein digitales Abbild erstellt werden. Je nach logischer Funktion können die Komponenten durch Systemgrenzen gegeneinander abgegrenzt oder inkludiert werden. Diese Systemgrenzen werden im Designprozess des technischen Systems festgelegt.
  • Cyber-Physische-Systeme (CPS) sind über Netzwerk verbundene Systeme, die ihre Aktionen untereinander abstimmen. Um diesen Dezentralisierungsansatz weiterzudenken, sollten CPS auch ihre Systemgrenzen selbst organisieren. Methoden, um autonom Systemgrenzen und deren logische Beschreibung aus Netzwerken von CPS zu erstellen, sind bis jetzt jedoch nicht ausreichend betrachtet worden.

Zielsetzung:

  • Recherche zur Selbstorganisation in Netzwerken von CPS
  • Vergleich dieser Lösungen hinsichtlich verwendeter Metadaten
  • Erstellung eines Konzeptes, um Systemgrenzen und deren logische Beschreibung autonom zu erzeugen

Voraussetzung :

  • Erfahrungen in der methodischen Entwicklung und Modellierung technischer Systeme
  • Studium Wirtschaftsingenieurwesen, Produktionstechnik, Systems Engineering
  • Sehr gute Deutsch- und gute Englischkenntnisse
  • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise

Ansprechpartner:

BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)
Dirk Schweers
E-Mail: ser@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 - 50124

Zum Thema „Entwicklung einer Methode zur Kalibrierung eines Projektor Netzwerkes durch 2D und 3D Kameras“ ab sofort

Hintergrund:

  • Die Darstellung von Informationen durch Projektionen ist ohne Hilfsmittel für jeden zugänglich.
  • Sollen Informationen auf größere oder komplexere Objekte projiziert werden, werden mehrere Projektoren benötigt.
  • Damit in überlappenden Bereichen keine Doppelungen auftreten, sind die Projektoren zu kalibrieren

Aufgabenbeschreibung:

  • Recherche zur aufgabenspezifischen Positionierung des Projektornetzwerkes und dessen Kalibrierung
  • Berechnung und Verteilung der Oberflächensichtbarkeit auf dem Projektor-Netzwerk
  • Auswahl und Anpassung von Algorithmen zur Kalibrierung eines Projektor-Netzwerks durch mehrere Kameras
  • Entwicklung eines geeigneten Kalibrierkörpers
  • Evaluation der erreichbaren Genauigkeit 

Voraussetzung:

  • Erfahrungen in der Bildverarbeitung wünschenswert
  • Studium in Systems Engineering oder Produktionstechnik
  • Sehr gute Deutsch- und gute Englischkenntnisse
  • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise

Ansprechpartner:

BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)
Dirk Schweers
E-Mail: ser@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 – 50124

Zum Thema „Genetischer Algorithmus zur Lösung zeitsensitiver Produktionssteuerungen“

Motivation:

  • Es existieren Produktionssysteme, deren zu verarbeitende Produkte und Rohmaterialien hinsichtlich ihrer Qualität prozess und zeitabhängig sind Dies gilt beispielsweise für die Herstellung von Pharmaprodukten, Baustoffen wie Beton oder Lebensmitteln Durch diese zusätzlichen Randbedingungen und einer multifaktoriellen Zieldefinition, die neben Durchlaufzeiten auch Qualitätsziele beinhaltet, steigt die Komplexität des Problems Deshalb geraten exakte Methoden zur Bestimmung der Auftragsfreigabe und der Maschinenbelegungsplanung an die Grenzen der rechentechnischen Kapazitäten Zur Überwindung dieses Hindernisses bieten sich metaheuristische Verfahren, wie Genetische Algorithmen, an.

Problemstellung:

  • In einer mehrstufigen Lebensmittelproduktion erfahren einzelne Inhaltsstoffe verschieden starke Qualitätseinflüsse Es besteht das Risiko, das Produkte im System durch zu langes Verweilen oder Warten in Prozessschritten beispielsweise zerdrückt werden oder eintrocknen Um dies zu verhindern, gilt es die einzelnen Vorprodukte zum richtigen Zeitpunkt in das Produktionssystem freizugeben, um etwaige Wartezeiten zu verringern Es ist dabei zu berücksichtigen, dass die Inhaltsstoffe verschieden stark Einfluss nehmen.

Zielsetzung:

  • Ausgehend des beschriebenen Problems aus der Lebensmittelindustrie soll ein Genetischer Algorithmus angewandt werden, der in der Lage ist, eine Lösung in einem komplexen Umfeld zu finden Neben der Auswahl der Algorithmus müssen Elemente, wie die Codierung des Maschinenbelegungsplans oder Mutationsmechanismen, definiert werden.

Voraussetzung:

  • Eingeschrieben in einem Masterstudiengang (Systems Engineering, Produktionstechnik oder Wirtschaftsingenieurwesen)
  • Erste Erfahrungen und Interesse an Programmierung
  • Gute Englischkenntnisse (wichtig für das Verstehen von wissenschaftlichen Papieren)
  • Sehr gute Deutschkenntnisse in Wort und Schrift
  • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit

Ansprechpartner:

Lennart Steinbacher, M.Sc.
E-Mail: stb@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 50092

Zum Thema „Konzeptionelle Entwicklung eines Vorgehensmodells zur Integration von Ökobilanzierungen in der Luftfahrtindustrie“ ab sofort

Hintergrund:

  • Nachhaltigkeit ist einer der Kernherausforderungen in der Luftfahrtindustrie für die Zukunft
  • Ökobilanzen ermöglichen eine Quantifizierung der Umweltauswirkungen

Aufgabenbeschreibung:

  • Systematische Aufbereitung des Stands der Technik zu Ökobilanzierungen in der Luftfahrtindustrie
  • Anforderungsermittlung an Vorgehensmodell in der Luftfahrtindustrie
  • Konzeption und Entwicklung eines Vorgehensmodells
  • Prototypische Anwendung

Voraussetzung:

  • Studium Wirtschaftsingenieurwesen oder Produktionstechnik
  • Starkes Interesse an konzeptioneller Arbeit
  • Vorkenntnisse zu Ökobilanzierungen sind erwünscht
  • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise

Ansprechpartner:

BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions und Logistiksysteme (IPS)
Dennis Keiser
E-Mail: ked@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 50183

Zum Thema „Analyse und Übertragung von Konzepten des Situationsbewusststeins auf Produktion und Logistik“ ab sofort

Hintergrund:

  • Die Leistungsfähigkeit und Fehleranfällig von Menschen ist stark durch ihr Verständnis der gegenwärtigen Situation (Situationsbewusstsein, Situational Awareness) beeinflusst. Im Rahmen dieser Arbeit gilt es, bereits gesammelte Erfahrungen aus produktionsfremden Bereichen (z.B. Luft- und Raumfahrt) auf Szenarien der Produktion und Logistik zu übertragen. Aufbauend auf dieser Analyse sind bestehende Konzepte auf die Anforderungen aus den Bereichen der Produktion und Logistik zu übertragen und weiterzuentwickeln.

Aufgabenbeschreibung:

  • Aufbereitung des Stands der Forschung zur Situational Awareness
  • Analyse der spezifischen Anforderungen an die Situational Awareness im Kontext semi-autonomer Produktion und Logistik
  • Übertragung und Anpassung bestehender Konzepte auf die ermittelten Rahmenbedingungen

Voraussetzung:

  • Abgeschlossenes Bachelorstudium (Wirtschaftsingenieurwesen, Produktionstechnik, Systems Engineering)
  • Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift
  • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise
  • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit

Ansprechpartner:

BIBA, Forschungsbereich: Robotik und Automatisierung
Jasper Wilhelm
E-Mail: wil@biba.uni-bremen.de

Zum Thema „Entwicklung einer modularen Steuerungsarchitektur für einen semi autonomen Paketentladeroboter“ ab sofort

Hintergrund:

  • Es existiert ein semi autonomes System zur Entladung von Container, das aktuell mit ROS und SPS gesteuert wird
  • Die Kommunikation erfolgt auf Basis von OPC, CAN, IO Link
  • Dieses System soll vereinheitlicht und auf eine zentrale Architektur umgebaut werden

Aufgabenbeschreibung:

  • Analyse des bestehendes Systems auf Hard und Softwareebene
  • Entwicklung einer Architektur für die zentrale Speicherung und Verarbeitung der Steuerungsdaten
  • Entwicklung einer Steuerungsarchitektur für die modulare Steuerung des Systems

Voraussetzungen:

  • Studium Produktionstechnik, Systems Engineering
  • Erfahrungen mit Roboterarchitekturen und entsprechenden Programmiersprachen (ROS, Python, C++)
  • Sehr gute Deutschkenntnisse in Wort und Schrift
  • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise

Ansprechpartner:

BIBA, Forschungsbereich : Robotik und Automatisierung
Jasper Wilhelm
E-Mail:  wil@biba.uni-bremen.de

„Entwicklung einer technischen Referenzarchitektur zur Ökobilanzierung (Life Cycle Assessment) von Flugzeugkabinen“ ab sofort

Hintergrund:

  • Nachhaltigkeit ist einer der Kernherausforderungen in der Luftfahrtindustrie für die Zukunft
  • Zur Bewertung werden sogenannten Ökobilanzen eingesetzt, welche derzeit sehr komplex sind

Aufgabenbeschreibung:

  • Systematische Literaturanalyse
  • Anforderungsermittlung
  • Konzeption und Entwicklung der Referenzarchitektur
  • Prototypische Umsetzung des Modells anhand eines Beispiels

Voraussetzung:

  • Studium Systems Engineering oder Produktionstechnik
  • Starkes Interesse an konzeptioneller Arbeit
  • Sehr gute Englisch und Deutschkenntnisse
  • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise

Ansprechpartner:

BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)
Dennis Keiser
E-Mail: ked@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 - 50183

Master Theses

Master‘s Thesis: Development of an evaluation model for the material supply of assembly lines in the aerospace industry

Motivation:

  • Companies today operate in a globalized and dynamic market. In this context, different manufacturing paradigms such as lean, resilient, agile, and green have emerged.
  • In the aerospace industry, assembly lines are used for very large, material-intensive products and an optimized material supply is crucial for competitiveness.
  • Therefore, it is necessary to investigate how material supply systems for aerospace assembly lines can be evaluated considering the major manufacturing paradigms.

Objectives:

  • The overall objective of this master’s thesis is to develop an evaluation model for the material supply of assembly lines in the aerospace industry.
  • The focus is on quantitative evaluation, which may be completed with qualitative aspects.

Method:

  • Literature research on (1) major manufacturing paradigms (e.g., lean, agile, resilient, green), (2) material supply systems in the aerospace industry, and (3) existing KPIs or evaluation methods for material supply systems.
  • Assessment of existing evaluation methods for application in the aerospace industry
  • Derivation/development of an evaluation model for the material supply of assembly lines

Requirements:

  • Study programs: Production Engineering, Systems Engineering, Engineering Management, or similar.
  • Proficiency in German or English; the master’s thesis can be written in German or English
  • Good or excellent grade-point average
  • Experience with assembly lines and lean manufacturing is advantageous, but not required

Contact:

BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH (IPS)
Sebastian Eberlein, M. Sc.
E-Mail: ebs@biba.uni-bremen.de
Tel.: +49 421 218 50143

Master‘s Thesis: Modelling and Simulation of Wind Turbine Installation Processes

Starting date: immediate or to be discussed

Motivation:

  • Our industrial partner is a major wind turbine manufacturer.
  • The planning and execution of wind turbine installation is highly dependent on prevailing wind conditions.
  • Innovative aerodynamic devices can increase critical wind speeds, which in turn increases the available time window for installation.
  • The operational impact of this improvement has not yet been studied.

Objectives:

  • The objective of this master's thesis is to investigate how an increase in critical wind speeds affects the performance of the installation processes of wind turbines.

Method:

  • Development of an abstract (discrete-event) simulation model comprising the central phases of the installation process, different scenarios (number of turbines, location etc.), and appropriate wind models (historical, prognostic)
  • Planning and conducting simulation-based experiments

Requirements:

  • Study programs: Production Engineering, Systems Engineering, Engineering Management, or similar.
  • Advanced German or English
  • Experience with simulation software is advantageous

Contact:

BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH (IPS)
Sebastian Eberlein, M. Sc.
E-Mail: ebs@biba.uni-bremen.de
Tel.: +49 421 218 50143

Zum Thema „Data Augmentation of Time Series Data“ ab sofort

Motivation:

  • Data augmentation is a useful technique growing in popularity, for situations when not enough data is available to create a good model
  • So far however, it is mainly applied in the context of image analysis
  • However, many ML use cases in the manufacturing realm deal with time series data from machinery and processes

Problem Statement:

  • The applicability of data augmentation for time series data analysis in the context of manufacturing is unclear

Objective:

  • Test how well different time series data sets from manufacturing contexts can be augmented
  • Derive rules for how and under which conditions data augmentation adds value; e.g. guideline that can be used to determine if it is worth trying to augment a given data set for a given objective analysis

Profile:

  • Enrolled in Fachbereich 4
  • Basic familiarity with ML and willingness to learn more
  • Interest in doing real research, incl. opportunity to publish!
  • Thesis can be in English or German
    Ideal, but not required:
  • Experience with ML and/or data augmentation

Contact:

BIBA, Forschungsbereich: IKAP
Henry Ekwaro Osire
E-mail: eko@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 50175

Zum Thema „Entwicklung eines strategischen Vorgehensmodells zur Integration von Ökobilanzierungen in der Luftfahrtindustrie“ ab sofort

Hintergrund:

  • Nachhaltigkeit ist einer der Kernherausforderungen in der Luftfahrtindustrie für die Zukunft
  • Ökobilanzen ermöglichen eine Quantifizierung der Umweltauswirkungen sind bisher jedoch nur teilweise implementiert

Aufgabenbeschreibung:

  • Systematische Literaturanalyse zu Ökobilanzen und Prozessmodellen
  • Anforderungsermittlung an ein Vorgehensmodell für die Luftfahrtindustrie
  • Konzeption und Entwicklung eines Vorgehensmodells für die strategische Implementierung bei Flugzeubauern

Voraussetzung:

  • Studium Wirtschaftsingenieurwesen oder Produktionstechnik
  • Starkes Interesse an konzeptioneller Arbeit
  • Sehr gute Englisch- und Deutschkenntnisse
  • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise

Ansprechpartner:

BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)
Dennis Keiser
E-Mail: ked@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 - 50183

Zum Thema „Multi-Camera People Detection“ ab sofort

Hintergrund:

  • Die Abschlussarbeit erfolgt in Zusammenarbeite mit der FOCKE & CO GmbH, einem Hersteller für Verpackungsmaschinen
  • Einige Maschinen bieten dem Bediener die Möglichkeit diese zu betreten, um bspw. Material zuzuführen
  • Allerdings besteht das Risiko von anderen Personen in der Maschine eingeschlossen zu werden oder sich bei der Arbeit zu verletzen

Aufgabenbeschreibung:

  • Modell entwickeln und trainieren
  • Evaluation der Hardware
  • Prototypischer Test in realer Umgebung

Zielsetzung:

  • Entwicklung eines kamerabasierten Assistenzsystems, welches mittels Künstlicher Intelligenz Personen in der Maschine bzw. Gefährdungen erkennt

Ansprechpartner:

BIBA, Forschungsbereich: IPS
Stephan Oelker und Christoph Petzoldt
E-Mail: oel@biba.uni-bremen.de oder ptz@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 – 50130 oder - 50119

Zum Thema „ KI für die Synchronisation von Servoantrieben einer Verpackungsmaschine“ ab sofort

Hintergrund:

  • Die Abschlussarbeit erfolgt in Zusammenarbeite mit der FOCKE & CO GmbH, einem Hersteller für Verpackungsmaschinen
  • Die neusten Verpackungsmaschinen sind aufgrund der hohen Modularität und der Produktionsgeschwindigkeit sehr komplex und mit diversen Servoachsen aufgebaut
  • Vor dem Start der automatischen Produktion müssen alle Servoantriebe zueinander eine synchrone Position finden

Aufgabenbeschreibung:

  • Entwicklung einer KI zum Training der Bewegungsabläufe
  • Prototypischer Test an realem System möglich

    Voraussetzung:

    • Erfahrungen im Bereich KI
    • Gute Kenntnis zur Funktionsweise und Aufbau eines Neuronalen Netzes

    Ansprechpartner:

    BIBA, Forschungsbereich: IPS
    Stephan Oelker und Christoph Petzoldt
    E-Mail: oel@biba.uni-bremen.de oder ptz@biba.uni-bremen.de
    Tel.: 0421 / 218 – 50130 oder - 50119

    Zum Thema „Formation eines Multi-Agenten-Systems auf eine vorgegebene Orientierung mit Hilfe eines Indoor-Lokalisationssystems“, Masterarbeit

    Motivation:

    • Die Positionierung und Orientierung von fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) spielt heute in der Welt von autonomen Transportsystemen eine große Rolle. Während optische Lokalisierungsmethoden wie SLAM rechenintensiv und eine gewisse Kenntnis und Exploration der Umgebung voraussetzen, ergeben sich durch Indoor-Beacon-Systeme alternative Möglichkeiten, recheneffiziente eine möglichst genaue Orientierung der Fahrzeuge zu ermitteln.

    Problemstellung:

    • Die möglichst genaue Lokalisierung und Ermittlung der Orientierung von Robotern ist für die Steuerung eines solchen veteilten Systems unerlässlich. Für eine Anzahl unabhängig voneinander agierender autonomen Kleinstroboter (GoPiGo3-Roboter von Dexter Industries) soll unter Einbeziehung eines bestehendes Indoor-Lokalisationssystem basierend auf der Technik von Marvelmind eine möglichst genaue Orientierung der Roboter ermittelt und auf eine vorgegebene Orientierung hingeführt werden. Hierbei sollen die Initialpositionen der Roboter möglichst beibehalten werden, um Kollisionen zu vermeiden.

    Zielsetzung:

    • Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Methodik, unter Einbeziehung des Indoor-Beacon-Systems und der internen Sensoren der Fahrzeuge eine möglichst effiziente Ermittlung der Ausrichtung der Roboter zu ermitteln. Mit Hilfe dieser Informationen soll eine vorgegebene Zielausrichtung basierend auf der Initial-Position mit möglichst wenig Fahrmanövern erreicht werden. Sowohl in Simulationen als auch in experimentellen Durchführungen mit vorhandenen GoPiGo-Robotern soll die Methodik validiert werden.

    Voraussetzung:

    • Gute Programmierkenntnisse (C++ oder Python) oder Bereitschaft zur selbstständigen Einarbeitung
    • Abgeschlossenes Bachelorstudium (Wirtschaftsingenieurwesen, Produktionstechnik, Informatik, Sys.Eng.)
    • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit
    • Keine Angst vor hardwarenaher Programmierung
    • Erfahrung mit der ARM-Architektur (Raspberry Pi, Udoo, Arduino, o.ä.) wünschenswert

    Ansprechpartner:

    BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)
    Tobias Sprodowski
    E-Mail: spr@biba.uni-bremen.de
    Tel.: 0421 / 218 - 50097

    Zum Thema „Evaluierung der Performance eines MPC-Controllers unter Berücksichtigung verschiedener Optimierungstechniken“, Masterarbeit

    Motivation:

    • Fahrerlose Transportsysteme (FTS) spielen heute in der Intralogistik eine immer größere Rolle. Während viele Systeme vorgegebenen Pfaden folgen, um auch Rechenzeit zu sparen, erfordern andere Verfahren wie z.B die Modellprädiktive Regelung aus dem Bereich der Optimalsteuerung eine höhere Rechenleistung. Der Vorteil ist hierbei eine deutlich flexiblere Planung und die Berücksichtigung von Nebenbedingungen, um Kollisionsvermeidungen oder auch Geschwindigkeitslimits zu realisieren.

    Problemstellung:

    • Die Implementierung eines MPC-Controllers auf einem GoPiGo-Roboter ist rechenintensiv und überfordert oft die Architekturen der lokal eingesetzten Kleinstrechner. Mit Hilfe von verschiedenen Techniken, die eine (schwache) Echtzeitfähigkeit sicherstellen, soll der Controller diesbezüglich verbessert werden, um die Rechenzeiten bis zur Lösungsermittlung weiter zu verkürzen. Hierbei sollen zunächst einfache Methoden (z.B. Warm-Start), aber auch fortgeschrittene Methoden (z.B. Multiple Shooting) eingesetzt und evaluiert werden.

    Zielsetzung:

    • Ziel der Arbeit ist die Implementierung der Techniken auf vorhandenen GoPiGo-Robotern von Dexter-Industries. Im Rahmen der Arbeit sollen einfache als auch fortgeschrittene Optimierungsmethoden eingesetzt werden. Sowohl in Simulationen als auch in experimentellen Durchführungen mit vorhandenen GoPiGo-Robotern soll der Einfluss dieser Methoden evaluiert werden.

    Voraussetzungen:

    • Gute Programmierkenntnisse (C++ oder Python) oder Bereitschaft zur selbstständigen Einarbeitung
    • Abgeschlossenes Bachelorstudium (Wirtschaftsingenieurwesen, Produktionstechnik, Informatik, Sys.Eng.)
    • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit
    • Grundlegendes Verständnis von Optimierungsproblemen
    • Erfahrung mit der ARM-Architektur (Raspberry Pi, Udoo, Arduino, o.ä.) wünschenswert

    Ansprechpartner:

    BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)
    Tobias Sprodowski
    E-Mail:  spr@biba.uni-bremen.de
    Tel.: 0421 / 218 - 50097

    Zum Thema „Mobile Überwachung von Bauteilen einer Windenergieanlage mit Wärmebildtechnik“ ab sofort, Masterarbeit

    Hintergrund:

    • Instandhaltung von Windenergieanlagen erzeugt hohen zeitlichen Aufwand sowie hohe Kosten im Anlagenbetrieb
    • Servicetechniker können mit Wärmebildtechnik befähigt werden, kritische Bauteile mobil zu prüfen, wie z.B. Erkennung von Hitzeentwicklung bei Defekt

    Aufgabenbeschreibung:

    • Untersuchung technischer Möglichkeiten zur mobilen Aufnahme von Wärmebildern (Sensorik und Integration in mobile Endgeräte)
    • Vorbereitung und Durchführung eines Experiments zur Aufnahme und Auswertung von Wärmebildern im Labor an einem repräsentativen Bauteil

    Zielsetzung:

    • Mobile Aufnahme und Auswertung von Wärmebildern im Kontext der Instandhaltung von Windenergieanlagen

    Voraussetzung:

    • Studium in Systems Engineering oder Produktionstechnik
    • Methodische, strukturierte Arbeitsweise
    • Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse
    • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit

    Ansprechpartner:

    BIBA, Integrierte Produkt und Prozessentwicklung
    Dipl.-Wi.-Ing. Moritz Quandt
    E-Mail: qua@biba.uni-bremen.de
    Tel.: 0421 / 218 50133

    Zum Thema „Entwicklung einer Optimierungsmethode zur Planung von Montageprozessen in Mensch-Roboter-Kooperation“ ab sofort, Masterarbeit

    Hintergrund:

    • Kollaborative Mensch-Roboter Arbeitsplätze gewinnen zunehmend an Bedeutung in der industriellen Produktion
    • Optimierung der Bearbeitungsreihenfolge von Montageprozessen durch Mensch und Roboter zur Steigerung der Effizienz

      Aufgabenbeschreibung:

      • Recherche und Vergleich von Optimierungsverfahren zur Montagesequenzplanung
      • Anpassung und Erweiterung eines Optimierungsverfahrens zur Anwendung für die Prozessplanung in Mensch-Roboter-Montagestationen
      • Softwaretechnische Umsetzung der Optimierungsmethode
      • Evaluation der Methode für einen Beispiel-Montageprozess

      Voraussetzung:

      • Studium in Systems Engineering oder Produktionstechnik
      • Sehr gute Programmierkenntnisse (insb. Python)
      • Wissen zu Optimierungsalgorithmen wünschenswert
      • Sehr gute Deutschkenntnisse und Englischkenntnisse
      • Methodische, strukturierte Arbeitsweise
      • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit

      Ansprechpartner:
      BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)
      Christoph Petzoldt
      E-Mail: ptz@biba.uni-bremen.de
      Tel.: 0421 / 218 - 50119

      „Entwicklung und Umsetzung einer Methode zur dynamischen Aufgabenverteilung für die Mensch-Roboter-Montage“, ab sofort, Masterarbeit

      Hintergrund:

      • Kollaborative Mensch-Roboter Arbeitsplätze gewinnen zunehmend an Bedeutung in der industriellen Produktion
      • Steigerung der Flexibilität und Entlastung des Menschen durch dynamische Zuweisung von Montageprozessschritten zur Bearbeitung durch Mensch oder Roboter

      Aufgabenbeschreibung:

      • Entwicklung und Implementierung einer Methode zur dynamischen Prozessaufteilung in der hybriden Montage
      • Erfassung der Eingangsgrößen Qualität, Ergonomie und Zeit
      • Prototypische Umsetzung der Implementierung an einer Mensch-Roboter-Montagestation
      • Evaluation der Implementierung und des Einflusses der Eingangsgrößen an einem exemplarischen Montageprozess

      Voraussetzung:

      • Studium in Systems Engineering oder Produktionstechnik
      • Interesse an kollaborativer Robotik
      • Sehr gute Programmierkenntnisse (insb. Python)
      • Sehr gute Deutschkenntnisse und Englischkenntnisse
      • Methodische, strukturierte Arbeitsweise
      • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit

      Ansprechpartner:

      BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)
      Christoph Petzoldt
      E-Mail: ptz@biba.uni-bremen.de
      Tel.: 0421 / 218 - 50119

      „Entwicklung einer Methode zur Projektion von montagerelevanten Robotertätigkeiten für die Mensch-Roboter-Interaktion“ ab sofort, Masterarbeit

      Hintergrund:

      • Kollaborative Mensch-Roboter Arbeitsplätze gewinnen zunehmend an Bedeutung in der industriellen Produktion
      • Effiziente Bearbeitung von Prozessen erfordert engere Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter

      Aufgabenbeschreibung:

      • Recherche zur kollaborativen Montage, zur Projektion von Informationen auf Arbeitsplätze und zu Roboter-Fähigkeiten
      • Analyse und Ermittlung von für den Menschen benötigten Informationen im Rahmen der Mensch-Roboter-Kooperation
      • Entwicklung und Implementierung eines Ansatzes zur Projektion von Robotertätigkeiten und Mensch-Roboter-Übergabepunkten basierend auf dem Montageprozess
      • Prototypische Umsetzung und Evaluierung der Akzeptanz mit und ohne Nutzung des Projektionssystems

      Vorraussetzungen:

      • Studium in Systems Engineering oder Produktionstechnik
      • Interesse an kollaborativer Robotik und Montage
      • Gute Programmierkenntnisse (z.B. in Python)
      • Sehr gute Deutschkenntnisse und Englischkenntnisse
      • Methodische, strukturierte Arbeitsweise
      • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit

      Ansprechpartner:

      BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)
      Christoph Petzoldt
      E-Mail: ptz@biba.uni-bremen.de
      Tel.: 0421 / 218 - 50119

      „Entwicklung einer Methode zur Lokalisierung von Objekten in nicht vollständigen 3D-Punktwolke", ab sofort, Masterarbeit

      Hintergrund:

      • Bildverarbeitung ist eine Schlüsseltechnologie in der industriellen Produktion. Erst durch sie ist es möglich Objekte bzw. deren Lage universell zu identifizieren
      • Teilweise sichtbare Objekte und sich durch äußere Einflüsse ändernde Sensorinformationen erschweren die Lokalisierung

      Aufgabenbeschreibung:

      • Recherche zur Lokalisierung von Objekten mittels 3D-Sensorik, zur Sensorfusion, und dem Umgang mit unsicheren Wissen
      • Auswahl von geeigneter Sensorik
      • Entwicklung und Implementierung einer Methode um temporär bzw. teilweise verdeckte Objekte in 3D-Punktwolken zu lokalisieren
      • Evaluation der Ergebnisse

      Voraussetzung:

      • Erfahrungen in der Bildverarbeitung wünschenswert
      • Studium in Systems Engineering oder Produktionstechnik
      • Sehr gute Deutsch- und gute Englischkenntnisse
      • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise

      Ansprechpartner:

      BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)
      Dirk Schweers
      E-Mail: ser@biba.uni-bremen.de
      Tel.: 0421 / 218 – 50124

      „Entwicklung einer Handgestenerkennung für die Mensch-Technik-Interaktion in projektionsbasierter Augmented Reality“, ab sofort, Masterarbeit

      Hintergrund:

      • In Augmented Reality wird die reale Welt mit zusätzlichen Informationen angereichert. Für die Mensch-Technik-Kommunikation stehen dem Benutzer häufig keine physischen Eingabegeräte zur Verfügung. Um dennoch mit dem System interagieren zu können erfolgt die Eingabe über definierte Gesten oder virtuelle Schaltflächen. Diese sind jedoch meistens statisch und erlauben keine kontinuierlichen Eingaben.

      Aufgabenbeschreibung:

      • Recherche zu Handgesten, zur Handgestenerkennung und zu Projektionen von Eingabeflächen für die Mensch-Technik-Interaktion.
      • Auswahl geeigneter Handgesten für kontinuierliche Eingaben.
      • Implementierung eines Algorithmus zum Handgestentracking zur Erfassung kontinuierlicher Eingaben, wie z.B. eine Linien abfahren.
      • Evaluation und Vergleich mit anderen Eingabemodalitäten.

      Voraussetzung:

      • Erfahrungen in der Bildverarbeitung wünschenswert
      • Studium in Systems Engineering oder Produktionstechnik
      • gute Deutsch- und gute Englischkenntnisse
      • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise 

       Ansprechpartner:

      BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)
      Dirk Schweers
      E-Mail: ser@biba.uni-bremen.de
      Tel.: 0421 / 218 – 50124

      Events:
      SysInt 2022
      September 7 - 9, 2022, Genova
      18. Fachkolloquium Logistik
      26. - 27. September 2022, Bremen
      IFIP-ICEC 2022
      November 1 - 3, 2022, BIBA

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