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

„Konzeption und Entwicklung eines Pick-by-light-Systems für einen rekonfigurierbaren modularen Montagearbeitsplatz“

Hintergrund:

  • Ein neuartiger modularer Montagearbeitsplatz soll durch die bedarfsgerechte Zusammenstellung intelligenter Module die Produktivität und Flexibilität für die Montage mittlerer Stückzahlen steigern.
  • Für die Erforschung eines solchen Systems soll ein Demonstrator und verschiedene wechselbare Module entwickelt werden, unter anderem ein Pick-by-light-System.

Aufgabenstellung:

  • Recherche von Anforderungen im Kontext von Montage-Assistenz-Systemen und Mensch-Maschine-Schnittstellen
  • Auswahl von Komponenten und Bewertung von Lösungsalternativen
  • Definition von Schnittstellen für die modulare Einbindung

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)
Nils Hoppe
E-Mail: hpp@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 - 50181

Bachelor and Master Theses

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

„Entwicklung einer Vorhersage von CO2-Emissionen für eine nachhaltige kundenindividuelle Citylogistik“ ab sofort, Bachelor- oder Masterarbeit

Hintergrund:

  • Der eCommerce verzeichnet in Deutschland ein stetiges Wachstum. Gleichzeitig entstehen Bedenken von Seiten der Konsumenten hinsichtlich der Nachhaltigkeit ihres Kaufverhaltens.
  • Gerade im Bereich der Lebensmittellogistik bietet sich aber durch die Auswahl des Transportmediums und des Lieferzeitraums die Möglichkeit Kunden nachhaltigere Lieferoptionen zu bieten.
  • Momentan werden die verschiedenen Angaben der Emissionen mittels ereignisdiskreter Simulation erzeugt, dies soll zukünftig mittels Regressionsmethoden und einem robusten Prozess aus der Data Science ersetzt werden.

Aufgabenbeschreibung:

  • Definition eines allgemeinen Prozesses zur Ermittlung von CO2 -Emissionen für Logistiksysteme.
  • Auswahl passender Methoden und Modelle zur Regression der Emissionen.
  • Versuchsdurchführung und Validierung des definierten Prozesses und der trainierten Modelle.

Zielsetzung:

  • Evaluierten Prozess zur Ermittlung von CO2 -Emission für eine kundenindividuelle nachhaltige Logistik.

Voraussetzung:

  • Studiengang Systems Engineering, Wirtschaftsingenieurwesen oder Produktionstechnik
  • Sehr gute analytische Fähigkeiten
  • Gute Programmierfähigkeiten mit Python sowie erste Erfahrungen im Bereich Data Science
  • Selbstständige Arbeitsweise
  • Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse

Ansprechpartner:

BIBA, Prozessoptimierung und Data Analytics
Lennart Steinbacher
E-Mail: stb@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 – 50092

„Entwicklung einer Vorgehensweise zur Prozessdatenextraktion zur Modellierung von Digitalen Zwillinge“ ab sofort, Bachelor- oder Masterarbeit

Hintergrund:

  • Produktionssysteme von heute sind immer stärker vernetzt. Maschinen und Sensoren erzeugen in industriellen Netzwerken stetig Daten, die dazu beitragen effizienter und effektiver zu fertigen.
  • Um diese Potentiale zu heben und der Komplexität eines solchen vernetzten Systems gerecht zu werden, wird verstärkt auf Digitale Zwillinge von Produktionssystemen gesetzt. Diese können zum einen automatisiert Daten aus der physischen Welt erfassen und zum anderen mit der physischen Welt interagieren.
  • Wesentlich für Digitale Zwillinge ist eine flexible Modellierung von Produktionssystemen, die aus den Prozessdaten generiert werden muss.

Aufgabenbeschreibung:

  • Entwicklung einer Vorgehensweise zur standardisierten Modellierung von Prozessmodellen von Digitalen Zwillingen mittels Prozessdaten aus IT-Systemen wie ERP-Systemen
  • Planung und Durchführung von Experimenten zur Validierung der Vorgehensweise

Zielsetzung:

  • Vorgehensweise zur standardisierten Modellierung von Digitalen Zwillingen mittels Prozessdaten

Voraussetzung:

  • Studiengang Systems Engineering, Wirtschaftsingenieurwesen oder Produktionstechnik
  • Programmierkenntnisse in Python
  • Selbstständige Arbeitsweise
  • Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse

Ansprechpartner:

BIBA, Prozessoptimierung und Data Analytics
Lennart Steinbacher
E-Mail: stb@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 – 50092

Konzeptionierung und Entwicklung eines modularen Frameworks für die Kombination von Digitalen Zwillingen

Motivation:

  • Mit dem Digitalen Zwilling werden physische Objekte um ein digitales Gegenstück mit identischen Eigenschaften und Funktionen erweitert. Dieses digitale Abbild verbindet aktuelle und historische Daten des Objektes mit Modellen seines Verhaltens zusätzliches Wissen zu generieren. Notwendig sind dafür modular verschaltete Modelle.

Problemstellung:

  • Da jedes Objekt über einen digitalen Zwilling verfügen kann, ist es notwendig einheitliche Modelle und Schnittstellen zu nutzen. Es existieren verschiedene Ansätze für die Simulation physikalischer Eigenschaften und des Verhaltens als auch für die Kommunikation zwischen verschiedenen Objekten. Aufgrund der Neuheit dieses Anwendungsfeldes hat sich bisher jedoch keine einheitliche Lösung entwickeln können.

Zielsetzung:

  • Analyse und Vergleich verschiedener Simulations- und Kommunikationsmodelle
  • Integration eines Simulationsverfahrens in ein autonomes System
  • Evaluation der Ergebnisse

 Voraussetzungen:

  • Erfahrungen in der methodischen Entwicklung und Modellierung technischer Systeme
  • Erfahrung im Umgang mit Matlab / Simulink oder anderen Simulationsumgebungen wünschenswert
  • Abgeschlossenes oder fortgeschrittenes Bachelorstudium (Systems Engineering, Produktionstechnik)
  • Sehr gute Deutsch- und gute Englischkenntnisse
  • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit

Ansprechpartner:

BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)

Jasper Wilhelm
E-Mail: wil@biba.uni-bremen.de
Tel: 0421 218 - 50113

Master Theses

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 „Vorgehensmodell zum Entwurf einer energieneutralen Produktion in der Lebensmittelindustrie“, ab sofort, Masterarbeit

Hintergrund:

  • Am Beispiel eines namhaften Lebensmittelhersteller soll ein Rahmenkonzept/Vorgehensmodell zur Entwurf einer „energieneutralen“ Produktion entwickelt werden. Es gibt bereits eine Photovoltaikanlage und es wird Wasser aus dem Hafenbecken zur Kühlung genutzt – weitere Maßnahmen sollen untersucht werden

Aufgabenbeschreibung:

  • Ermittlung der technologischen Rahmenbedingen
  • Konzeption eines Vorgehensmodells energieneutralen Produktion in der Lebensmittelindustrie
  • Simulationsbasierte Evaluation des Arbeitsergebnisses

Zielsetzung:

  • Konzeption und Evaluation des Vorgehensmodells für die energieneutrale Produktion

Voraussetzungen:

  • Sehr gute Deutschkenntnisse
  • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise
  • Hohe Bereitschaft zum eigenständigen Arbeiten

Ansprechpartner:

BIBA, Prozessoptimierung und Data Analytics:
Dr.-Ing. Michael Lütjen
E-Mail:  LTJ@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 - 50123

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 „Untersuchung von Einflussfaktoren und Auswirkungen von unsicherem Wissen bei der Modellierung von zeitreihenbasierten Pegelvorhersagen mithilfe von maschinellen Lernverfahren“ ab sofort, 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 Ursachen und Auswirkungen von unsicherem Wissen, insbesondere bei der Modellierung mithilfe von maschinellen Lernverfahren
  • Modellierung eines Prognosemodells von zeitreihenbasierten Pegeldaten
  • 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 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

    Zielsetzung:

    • Im Rahmen dieser Arbeit sollen Industrierolltore und die Einsatzbereiche auf die Möglichkeit eines Retrofits untersucht werden. Die zu entwickelnde Methodik beschreibt das theoretische Vorgehen und die Maßnahmen die getroffen werden müssen, um eine Anlage zu modernisieren. Anhand von Szenarien, die denn Standort einer Anlage beschreiben, sollen Konzepte zur möglichen Vernetzung erarbeitet werden. Eine Darlegung der Anbindungsmöglichkeiten von Sensorik ist Teil der Arbeit.

    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

    „Explorative Erforschung des Transfer Learnings für Reinforcement Learning Anwendungen in der Produktionssteuerung“ ab sofort, Masterarbeit

    Hintergrund:

    • Cyberphysische Produktionssysteme versprechen die Integration von intelligenten Steuerungsmethoden, die unter Berücksichtigung vollumfänglicher Produktionsdaten bessere Ergebnisse erzielen als herkömmliche Methoden. Hierzu kann Reinforcement Learning benutzt werden, dessen Trainingsalgorithmen Simulationsmodelle der geplanten Anwendungsumgebungen benötigen.
    • Da komplexe Produktionssysteme oder langfristige Reward-Definition hohe Trainingsdauern verursachen soll untersucht werden, in wie fern ein Agentensystem die in einer veränderten Umgebung bereits gelernte Verhalten anwenden kann.

    Aufgabenbeschreibung:

    • Entwicklung eines Simulationsmodells und Integration eines Reinforcement Learning Algorithmus zur Erforschung des Zusammenhangs
    • Entwicklung einer Methodik zur Identifikation des Zusammenhangs
    • Planung und Durchführung der Experimente

      Zielsetzung:

      • Identifikation der Möglichkeit zum Transfer Learning für Reinforcement Learning Anwendungen in der Produktionssteuerung.

      Voraussetzung:

      • Studiengang Systems Engineering
      • Gute Programmierkenntnisse in Python und erste Erfahrung im Bereich Reinforcement Learning
      • Selbstständige Arbeitsweise
      • Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse

      Ansprechpartner:

      BIBA, Prozessoptimierung und Data Analytics
      Lennart Steinbacher
      E-Mail: stb@biba.uni-bremen.de
      Tel.: 0421 / 218 - 50092

      „Entwicklung einer Künstlichen Intelligenz zum Vorschlag von Prozessschrittsequenzen für die Prozessplanung in der Kontraktlogistik“ ab sofort, Masterarbeit

      Hintergrund:

      • Im Rahmen des Industrieprojekts INSERT soll die Planung von Prozessen in der Kontraktlogistik mittels künstlicher Intelligenz unterstützt werden.
      • Dies ist wünschenswert, da ein Planer zwar übergeordnete Prozessmodelle leicht erstellen kann, aber je nach Kunde und Anwendung Prozesse verschieden ausdefiniert werden müssen.
      • Hierzu sind Domänenwissen und aufwändige Abstimmungsprozesse unumgänglich. Eine Assistenz, die bei den zeitaufwendigen Tätigkeiten den Planer unterstützen kann, ist deshalb von großem Interesse.

      Aufgabenbeschreibung:

      • Analyse der in der Literatur und Forschung existierender Methoden zur Lösung von Sequenzproblemen, wie etwa Recurrent Neural Networks
      • Entwicklung und Implementierung einer oder mehrerer Methoden zur Vorhersage von Prozessschritten oder Klassifikationen von Prozessschrittgruppen.
      • Konzeption einer Funktionalität, die das kontinuierliche Lernen bei steigender Datenmenge ermöglicht.
      • Evaluation der Implementierung und des Konzepts anhand zuvor festgelegter Anforderungen.

      Zielsetzung:

      • Entwicklung einer funktionalen KI-Anwendung für die Prozessmodellierung in der Kontraktlogistik

      Voraussetzung:

      • Studiengang Systems Engineering oder vergleichbare
      • Programmierkenntnisse in Python und erste Erfahrungen im Bereich KI-Programmierung wünschenswert
      • Selbstständige Arbeitsweise
      • Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse

      Ansprechpartner:

      BIBA, Prozessoptimierung und Data Analytics
      Lennart Steinbacher
      E-Mail: stb@biba.uni-bremen.de
      Tel.: 0421 / 218 - 50092

      „Methode zur Steuerung individuell konfigurierbarer FTF-Antriebe“ ab sofort, Masterarbeit

      Motivation:

      • Die Entwicklung eines kundenspezifischen FTF erfordert viele zeit- und personalintensive Arbeitsschritte. Neben der Konzeption des Gesamtsystems und der konstruktiven Umsetzung stellt die Programmierung der Steuerung einen großen Aufwand dar. Ein automatischer Konfigurator, der die einzelnen Schritte übernimmt, würde die Kosten hierfür senken und den Einsatz individueller Lösungen attraktiver gestalten. Eine Herausforderung ist dabei die Steuerung der Fahrzeuge über die individuell zusammengestellten Antriebskomponenten.

      Problemstellung:

      • Abhängig vom Antriebskonzept weisen FTF unterschiedliche Manövrierfähigkeiten auf, die z.B. einen bestimmten Flächenbedarf in Kurven oder an Übergabestationen zur Folge haben. Die Art, Kombination, Anzahl und Anordnung der Antriebskomponenten wirkt sich aber auch auf weitere Anforderungen, wie Positioniergenauigkeit, Geschwindigkeit, Traglast, u.v.m. maßgebend aus und es ergeben sich individuelle kinematische Gleichungen, die für die Fahrzeugsteuerung aufgestellt werden müssen. Unter anderem sind folgenden Teilprobleme zu betrachten:

        • Wie kann die Auswahl des Antriebskonzepts erfolgen und welchen Einfluss habe die Prozessanforderungen?
        • Wie beeinflussen die verschiedenen Gestaltungsparameter eines FTF dessen Einsatzmöglichkeiten?
        • Wie kann basierend auf den gewählten Komponenten und ihrer Anordnungen die Fahrsteuerung erfolgen?
        • Wie sollte eine einheitliche, antriebsunabhängige Schnittstelle für die Ansteuerung der Fahrzeuge aussehen?

      Zielsetzung:

      • Ziel ist die Entwicklung einer Methode zur Konfiguration der Antriebssteuerung für individuelle FTF, die folgende Teilaspekte berücksichtigt.

        • Systematik zum Ableiten eines Antriebskonzepts aus den Prozessanforderungen und Umgebungsbedingungen
        • Definition der Gleichungen der individuellen Fahrkinematik
        • Bereitstellen einer antriebskonzeptunabhängigen Schnittstelle zur Fahrzeugsteuerung
        • Evaluation in Simulationsumgebung

      Voraussetzung:

      • Abgeschlossenes Bachelorstudium (Systems Engineering oder Produktionstechnik)
      • Sehr gute Deutschkenntnisse in Wort und Schrift
      • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit

      Ansprechpartner:

      BIBA, Forschungsbereich: Intelligente Produktions- und Logistiksysteme (IPS)
      Nils Hendrik Hoppe
      E-mail: hpp@biba.uni-bremen.de
      Tel.: 0421 / 218 - 50181

      Container-2-Container Communication Study

      Introduction:

      The goal of this master thesis is to explore experimentally wireless communication between logistical containers. The project is a cooperation between the BIBA institute and the ComNets department. Communication between containers is an important topic for future research and implementation projects, as containers consist of mostly steel, which largely disturbs wireless communications. At the same, positioning antennas outside of the container might prohibit their proper stacking and is uncertain whether it will function correctly with stacked containers.

      Project description:

      The objective of this work is to experimentally evaluate three different communication technologies in different scenarios. The considered communication technologies are LoRa, acoustic communications and RFID communications. The experimental scenarios consist of at least the following:

      • Two nodes in the same closed container
      • One node in the closed container, one outside
      • One node per container for two neighbouring containers

      For all scenarios, different placements of the nodes and their antennas have to be taken into consideration. Depending on the success of these experiments, a larger experiment with several stacked containers will also be necessary. The work packages of this thesis are as follows:

      • Study the documentation of all three communication technologies, understand their principles and how to parametric them and optimise their work
      • Identify the application requirements and general regulations for container transportation and storage (stacking, interference with other systems, etc.)
      • Make a state of the art survey of existing container-2-container wireless communication solutions, including different antenna designs
      • Perform the above described experiments and document them in a systematic way
      • Compare the solutions in terms of their technical performance, costs and application requirements for the logistic domain and identify the best option

      Prerequisites:

      • Good knowledge of wireless communication technologies, e.g. LoRa.
      • Good understanding of wireless signal propagation
      • Experience with Python and/or C programming
      • Willingness to learn new topics and to experiment with real hardware
      • Good knowledge of English or German

      Contact:

      BIBA, Forschungsbereich:
      Produktions und Logistiksysteme (IPS)
      Prof. Dr.-Ing. Michael Freitag
      E-Mail: fre@biba.uni-bremen.de
      Tel.: 0421 / 218 50001