Abschlussarbeiten

Über die vielfältigen Projekte und die Kooperationen des Instituts ergeben sich immer wieder spannende Themen für Abschlussarbeiten, die das BIBA den Studierenden in den Studiengängen des Uni-Fachbereiches Produktionstechnik – Maschinenbau und Verfahrenstechnik anbietet.

Bachelor- und Masterarbeiten

„Konzeption einer Technologieinfrastruktur zur Gestaltung und Erprobung von Mensch-Technik-Interaktion“ , ab sofort, Bachelor oder Masterarbeit

Motivation:

  • Um Technik für den Menschen zu gestalten, ist es notwendig den Menschen in den Entwicklungs- und Konzeptionsprozess zu integrieren. Nur auf diese Weise ist es möglich bedarfsgerechte Innovationen zu schaffen, die eine hohe Gebrauchstauglichkeit aufweisen und den Menschen in den Mittelpunkt stellen. Das Forschungsfeld der Mensch-Technik-Interaktion bedient sich hier verschiedener Formate um dieses Ziel zu erreichen. Diese reichen von etablierten Verfahren wie das „User Centered Design“ über offene Kreativitätswerkstätten und Labore, bis hin zu neuen methodischen Ansätzen.

Problemstellung:

  • Die Umsetzung einer bedarfsgerechten Mensch-Technik-Interaktion in Produktionsumgebungen stellt eine wesentliche Herausforderung im Kontext von Industrie 4.0 dar. Hier fehlen derzeit noch praxisorientierte Infrastrukturen, die eine Gestaltung und Erprobung von interaktiven Systemen (z.B. User Interfaces, Sensorsysteme, etc.) ermöglichen.

Zielsetzung:

  • Ausgehend von einer Literaturrecherche sowie der Identifizierung und qualitativen Bewertung existierender Infrastrukturen zur Gestaltung und Erprobung von Systemen zur Mensch-Technik-Interaktion, soll im Rahmen der Abschlussarbeit ein Konzept für die Implementierung einer Technologieinfrastruktur zur Gestaltung und Erprobung von Mensch-Technik-Interaktion für Produktionsumgebungen ausgearbeitet werden. Die Arbeit kann entweder auf Deutsch oder auf Englisch geschrieben werden.

Voraussetzung:

  • ortgeschrittenes oder abgeschlossenes Bachelorstudium (Wirtschaftsingenieurwesen, Produktionstechnik oder Systems Engineering)
  • Interesse an der Gestaltung innovativer Technologien
  • Begeisterung für Industrie 4.0 und relevanten Schlüsseltechnologien
  • Gute Englischkenntnisse (wichtig für das Verstehen von wissenschaftlichen Papieren)
  • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit

Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Pierre Kirisci
E-Mail: kir@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 – 50113

Dr.-Ing. Christian Gorldt
E-Mail: gor@biba.uni-bremen.de

„Anforderungen einer Distributed Ledger Technologie (DLT) Infrastruktur für den Einsatz in Produktionsumgebungen“ , ab sofort, Bachelor oder Masterarbeit

Motivation:

  • Als Distributed Ledger Technologie (DLT) wird im weitesten Sinne eine dezentrale Datenbank bezeichnet, die Teilnehmern eines (Unternehmens)-Netzwerkes eine gemeinsame Grundlage für Schreib- und Leseberechtigungen im Rahmen von Transaktionen schafft. Prominentes Beispiel hierfür sind Ansätze auf Basis von Blockchains, welche vor allem aus dem Kontext der Finanzwirtschaft bekannt sind. Aufgrund der besonderen technischen Eigenschaften und Möglichkeiten der DLT (z.B. Manipulationssicherheit und Transparenz) als disruptive Schlüsseltechnologie, ergeben sich vielversprechende Anwendungen, die das Potenzial haben Produktionsnetzwerke maßgeblich zu optimieren.

Problemstellung:

  • Die Distributed Ledger Technologie hat sich zunehmend zur Abwicklung von Finanztransaktionen und zur Gestaltung sogenannter „Smart Contracts“ bewährt. Die Potenziale der DLT sind allerdings noch lange nicht ausgeschöpft, insbesondere vor dem Hintergrund des Einsatzes in der produzierenden Industrie. Hier fehlt es weitestgehend noch an entsprechenden Anwendungsfällen und an notwendigen Infrastrukturen um innovative DLT Anwendungen zu Erproben.

Zielsetzung:

  • Im Rahmen der Abschlussarbeit sollen technische Anforderungen für die Implementierung einer Distributed Ledger Technologie (DLT) Infrastruktur in Produktionsumgebungen ausgearbeitet werden. Auf dieser Grundlage soll ein Referenzkonzept für DLT Infrastrukturen im industriellen Kontext entstehen. Die Arbeit kann entweder auf Deutsch oder auf Englisch geschrieben werden.

Voraussetzung:

  • Fortgeschrittenes oder abgeschlossenes Bachelorstudium (Wirtschaftsingenieurwesen, Produktionstechnik oder Systems Engineering)
  • Interesse an Distributed Ledger Technologie (z.B. Blockchain, etc.)
  • Begeisterung für Industrie 4.0 und relevanten Schlüsseltechnologien
  • Gute Englischkenntnisse (wichtig für das Verstehen von wissenschaftlichen Papieren)
  • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit

Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Pierre Kirisci
E-Mail: kir@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 – 50113

Dr.-Ing. Christian Gorldt
E-Mail: gor@biba.uni-bremen.de

„Konzeption einer Industrie 4.0 Infrastruktur zur Etablierung einer Smart Factory“ , ab sofort, Bachelor oder Masterarbeit

Motivation:

  • Die industrielle Digitalisierung (Industrie 4.0) wird in Deutschland sowie auch international zunehmend vorangetrieben. Hier sind in den letzten Jahren verschiedene digitale Infrastrukturen wie etwa „Smart Factories“ und „IoT Labs“ entstanden, die auf bestimmte Aspekte von Industrie 4.0 fokussieren. Vor dem Hintergrund dieser Vielfalt wäre von besonderem Interesse, wie eine Industrie 4.0 Infrastruktur konzipiert werden müsste, damit diese die universellen Anforderungen einer intelligenten Produktionsumgebung bzw. „Smart Factory“ genügt.

Problemstellung:

  • Notwendige Schlüsseltechnologien für Smart Factories stellen u.a. sogenannte cyber-physische Systeme (CPS) dar, die eine nahtlose Vernetzung und intelligente Datenverarbeitung ermöglichen. In Anlehnung an die für Industrie 4.0 geltenden Referenzmodelle (z.B. RAMI4.0) und Kommunikationsstandards, ist es möglich einheitliche Infrastrukturen zu definieren, die das Potenzial haben die Herausforderungen industrieller Digitalisierung zu bewältigen. Hier gilt es unter Berücksichtigung der Vielzahl existierender cyber-physischer Technologien einen repräsentativen Prozess zu identifizieren, der ein möglichst großes Anwendungsspektrum abdeckt.

Zielsetzung:

  • Ausgehend von einer Literaturrecherche sowie der Identifizierung und qualitativen Bewertung existierender Infrastrukturen und Technologien für Smart Factories, soll im Rahmen der Abschlussarbeit ein funktionales Konzept für eine Smart Factory entwickelt werden. Die Arbeit kann entweder auf Deutsch oder auf Englisch geschrieben werden.

Voraussetzung:

  • Fortgeschrittenes oder abgeschlossenes Bachelorstudium (Wirtschaftsingenieurwesen, Produktionstechnik oder Systems Engineering)
  • Begeisterung für Industrie 4.0 und dem Einsatz cyberphysischer Systeme
  • Gute Englischkenntnisse (wichtig für das Verstehen von wissenschaftlichen Papieren)
  • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit

Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Pierre Kirisci
E-Mail: kir@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 – 50113

Dr.-Ing. Christian Gorldt
E-Mail: gor@biba.uni-bremen.de

„Simulation von Oberflächeninspektion bei Windenergieanlagen“, ab sofort, Bachelorarbeit

Hintergrund:

  • Wir wollen die Rotorblattinspektion von Windenergieanlagen mit Hilfe von Drohnen automatisieren
  • Eine Teilaufgabe: Mehrere Nahaufnahmen müssen zu einem kompletten Bild des Rotorblattes zusammengefügt werden (Stitching)
  • Dafür brauchen wir große Datenmengen
  • Lösung: Simulation mit Entwicklungsumgebungen für Spiele

Aufgabenbeschreibung:

  • Aufbau einer Simulation in einer Spiel-Engine, die für die Bildgenerierung der Rotorblättersegmente genutzt wird
  • Recherche Stand der Forschung: Stitching-Verfahren
  • Realisierung eines Algorithmus für die Erzeugung der zusammengefügten Rotorblattbilder
  • Evaluation des Algorithmus mit verschiedenen Rotorblättertexturen

Zielsetzung:

  • Erstellung einer Simulation und Stitching-Algorithmus
  • Evaluation mit verschiedenen Texturen

Voraussetzung:

  • Interesse am Themengebiet
  • Erste Erfahrung mit Entwicklungsumgebungen für Spiele wie Unity oder Unreal Engine sind wünschenswert
  • Gute Programmierkenntnisse (wünschenswert)

Ansprechpartner:
BIBA, Forschungsbereich: IPS
Dimitri Denhof
E-Mail: den@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 – 50141

Arbeitsthema: Big-Data-Analyse zur Optimierung von modularen Materialflusssystemen (Bachelor/Master)

Hintergrund:

  • Modulare und flexible Materialflusssysteme erzeugen ein hohes Datenaufkommen, welches zur Optimierung des Systems, aber auch des Prozesses genutzt werden kann
  • Neuartige Fördersysteme sind hochflexibel, erfordern allerdings komplexere Steuerungsarchitekturen
  • Die Arbeit ist in der Abteilung Robotik und Automatisierung in einem anwendungsorientierten Forschungsprojekt angesiedelt

Aufgabenbeschreibung:

  • Recherche und intensive Auseinandersetzung mit Big Data in der Materialflusstechnik
  • Identifikation von geeigneten Optimierungspotenzialen
  • Spezifikation und Umsetzung einer Beispielanwendung an einem neuartigen Fördersystem

Voraussetzung:

  • Studium des Systems Engineering, der Mathematik oder der Informatik
  • Exzellente Kenntnisse im Bereich künstliche Intelligenz und Big Data
  • Technisches Grundverständnis und sehr gute Programmierkenntnisse (idealerweise C++)
  • Idealerweise Vorkenntnisse im Bereich der Intralogistik
  • Selbstständige, wissenschaftliche Arbeitsweise

Wir bieten:

  • Aufgabenstellung aus aktuellem Forschungsprojekt und unmittelbaren Praxisbezug
  • Intensive Betreuung und regelmäßiges Feedback

Interessierte melden sich bitte bei:

Dr.-Ing. Hendrik Thamer
E-Mail: tha@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 218 – 50 160

Masterarbeiten

„Entwicklung einer Methode zur Charakterisierung von Prozessen anhand vom Maschinendaten“, Masterarbeit

Motivation:

  • Im Zuge der Entwicklungen im Bereich „Industrie 4.0“ fallen immer größere Datenmengen an. Dies betrifft auch die verfügbaren Daten die während der Produktion / Montage an den einzelnen Anlagen anfallen. Diese Daten können im Rahmen eines Prozess-Monitorings verwendet werden, um Abweichungen vom Normalbetrieb der Anlagen zu detektieren und so ggf. frühzeitig Produktionsfehler auszuschließen. 

Problemstellung:

  • Für ein effizientes Prozess-Monitoring auf Basis von Maschinendaten, bedarf es Methoden zur systematischen Auswahl und Evaluation geeigneter Merkmale. Aufgrund der großen Menge an Sensorik und Aktuatorik in heutigen Maschinen fallen eine Vielzahl von Daten an, die es notwendig machen auf systematische Weise zu untersuchen, welche dieser Daten für eine Bewertung des Prozesszustands relevant sind und wie diese Aufbereitet werden müssen. Zudem ist es notwendig zu erkennen, wenn die verwendete Datenbasis nicht ausreichend ist.

Zielsetzung:

  • Das Ziel der Masterarbeit ist die Erarbeitung einer Methodik zur Analyse und Bewertung von Maschinendaten im Hinblick auf die Klassifizierung des Prozesszustands. Die Methodik soll dabei die Identifikation relevanter Merkmale und die Ableitung von Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen abdecken. Schließlich soll sie eine Bewertung der resultierenden Modelle im Hinblick auf ihre Vollständigkeit ermöglichen. In Kooperation mit dem Sondermaschinenhersteller bwm wird die Methodik anhand einer realen Maschinen evaluiert werden.

Voraussetzung:

  • Abgeschlossenes Bachelorstudium (Wirtschaftsingenieurwesen oder Produktionstechnik)
  • Erfahrungen im Umgang mit statistischen Methoden (u.a. Sensitivitätsanalysen, Regressionen)
  • Programmiererfahrungen (Pyhton, Matlab, R oder Java)
  • Gute Englischkenntnisse
  • Sehr Gute Deutschkenntnisse in Wort und Schrift
  • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit

Interessierte melden sich bitte bei:

BIBA, Forschungsbereich IPS
Daniel Rippel
E-Mail: rip@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 218 – 50137

„Entwicklung eines Blockchain-basierten EPCIS Repositories", Masterarbeit

Motivation:

  • Die softwaregestützte Produktverfolgung ist ein wichtiges Instrument in der Produktion und Logistik. Sie ermöglicht es einem Produktbesteller zu sehen welche Produktions- oder Lieferschritte bereits erfolgt sind. Technisch basieren diese „Track & Trace“ Lösungen beispielsweise auf der Radiofrequenzidentifikation (RFID). Ein Produkt wird dazu mit einem RFID Chip versehen auf dem ein eindeutiger Identifikator gespeichert ist. Der Zulieferer/Logistiker kann mit einem entsprechenden Lesegerät den Chip auslesen und die dort gespeicherten Informationen in ein betriebliches Informationssystem aufnehmen. Auf diese Weise können Lese-Events mit einzelnen Arbeitsstationen verbunden und als State-Gate Modell dargestellt werden.

Problemstellung:

  • Die Speicherung der Lese-Events erfolgt typischerweise in einer zentralen Datenbank. Dies kann aus verschiedenen Gründen problematisch sein. Die Manipulation von zentral gespeicherten Daten führt beispielsweise dazu, dass alle darauf aufbauenden Prozesse falsche Informationen erhalten ohne das dies möglicherweise rechtzeitig erkannt wird. Neue Technologien der dezentralen Speicherung können hier einen Lösungsansatz bieten. Die „Blockchain“ ist ein intensiv diskutierter Ansatz der dezentralen Datenhaltung. Es fehlt aktuell an Anwendungsbeispielen in der Produktverfolgung, um den Nutzen der Technologie zu bewerten.

Zielsetzung:

  • Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Produktverfolgung auf Basis der Blockchain entwickelt werden. Die Entwicklung beinhaltet unter anderem eine Anforderungsermittlung, eine Technologieauswahl und eine Evaluation der wesentlichen Funktionen. Produktdaten sollen nach dem Electronic Product Code Information Services (EPICS) Standard erzeugt und geteilt werden können. Die Ausarbeitung soll am BIBA und in Zusammenarbeit mit dem IoTFabLab demonstriert werden. Das BIBA arbeitet in diesem Themenbereich u.a. mit einem IBM Forschungslabor in Israel und dem schwedischen Fertighaushersteller Lindbäcks zusammen.

Voraussetzungen:

  • Abgeschlossenes Bachelorstudium (z.B. Wi.-Ing., Prod.-Technik, Systems Engineering, Informatik)
  • Interesse an Programmierung
  • Selbstständiges Arbeiten und hohe Zuverlässigkeit

Wir bieten:

  • Intensive Betreuung und regelmäßiges Feedback
  • Einblick in interessante Forschungsprojekte zum Themengebiet „Industrie 4.0“

Interessierte melden sich bitte bei:

BIBA, Forschungsbereich IKAP
Dipl.-Wirtsch.-Ing. Stefan Wellsandt
E-Mail: wel@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 218 – 50166

„Bildgestützte Objekterkennung und -klassifizierung: Stand der Technik und Einsatzmöglichkeiten für ein Nutzfahrzeug-Assistenzsystem“, ab sofort, Masterarbeit

Hintergrund:

  • In zahlreichen Wirtschaftsbereichen werden heute vermehrt Nutzfahrzeuge eingesetzt.
  • Eine vergleichsweise hohe Anzahl von schweren Unfällen werden durch Sichteinschränkungen des Maschinenführers verursacht.

Aufgabenbeschreibung:

  • Entwicklung einer Objektklassifizierung zur Unterscheidung verschiedener beweglicher Objekte im Arbeitsraum eines Nutzfahrzeugs, am Beispiel eines Mobilkrans
  • Konzept zur Einbindung der erkannten Objekte in ein Nutzfahrzeug-Assistenzsystem

Zielsetzung:

  • Ermittlung Stand der Technik und der Einsatzmöglichkeiten der bildgestützten Objekterkennung zur Steigerung der Sicherheit von Nutzfahrzeugen

Voraussetzung:

  • Studium der Informatik, des Systems Engineering oder verwandter Disziplinen
  • Interesse an der Thematik
  • Selbstständige, wissenschaftliche Arbeitsweise

Ansprechpartner:

BIBA, Forschungsbereich IPS
Dipl.-Wi.-Ing. M. Sc. Thies Beinke
E-Mail: mailto: ben@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 – 50086

Termine:
Hannover Messe, Projekt MESA
23. - 27. April 2018, Hannover
Hannover Messe, Projekt SaSCh
23. - 27. April 2018, Hannover
Industrie 4.0 Schulung
14. Mai 2018, Bremen
SysInt
19. - 20. Juni 2018, Hannover

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