Lehrprojekte

In der Lehre setzt das BIBA auf einem starken Bezug zu aktuellen Forschungen und zur Praxis sowie auf interdisziplinäre Denk- und Betrachtungsweisen. Das spiegelt sich auch in den Themen der zahlreichen Lehrprojekte wieder, die es den Studierenden in den Studiengängen des Uni-Fachbereiches Produktionstechnik – Maschinenbau und Verfahrenstechnik anbietet.

Bachelorprojekte

Entwicklung einer Deep Learning - basierten Sprachsteuerung für Roboter

Projektinhalt:

  • Sprachsteuerungen werden immer populärer. Die meisten aktuellen Systeme basieren derzeit auf Clouddiensten. Freie Datensätze sowie Algorithmen ermöglichen die Erstellung eigener, offline funktionierender, Systeme. In diesem Lehrprojekt soll eine (deutschsprachige) Sprachsteuerung für einen in ROS Melodic / Gazebo simulierten UR5 Roboter sowie ein simuliertes FTF entwickelt werden. Der Fokus liegt dabei auf der Spracherkennung und -steuerung. Die Steuerung kann später auf reale Roboter übertragen werden.

Laufzeit: WiSe 2021/2022 - SoSe 2022
Zielgruppe: Bachelorstudiengang Systems Engineering

Anmeldung bei einer Ansprechperson bis zum 15.10.2021

Ansprechpartner:

M. Sc. Axel Börold
E-Mail: bor@biba.uni-bremen.de

M. Sc. Christoph Petzoldt
E-Mail: ptz@biba.uni-bremen.de

Entwicklung eines Objektbeschreibungs-Chatbots

Projektinhalt:

  • In der Logistik werden Objekte gehandhabt, die durch eine Vielzahl von Codes oder durch Klarschriften (Labels) beschriftet und identifizierbar sind. Um die weitere Automatisierung zu ermöglichen, ist eine automatische Erkennung und semantische Beschreibung erstrebenswert.
  • In dem Lehrprojekt soll ein Bildverarbeitungssystem entwickelt werden, dass zu der grundlegenden Klassifikation von Objekten Zahlen, Texte und Codes aufspürt, diese entziffert und in einer internen Repräsentation ablegt. Neben diesen Inhalten sollen jeweils Merkmale wie relative Position, Farbe, Schriftgewicht, Erkennungsgrad usw. erfasst werden.
  • Ein ebenfalls im Lehrprojekt zu entwickelndes Chatbot-System erstellt auf Basis der internen Repräsentation eine Beschreibung, kommuniziert diese nach außen und beantwortet zudem einfache Fragen über die erkannten Merkmale.

Laufzeit: WiSe 2021/2022 - SoSe 2022
Dauer: 2 Semester
Zielgruppe: Bachelorstudiengänge Eingebettete Systeme und Systemsoftware, Automatisierungstechnik und Robotik

Anmeldung bei einer Ansprechperson bis zum 15.10.2021

Ansprechpartner:

M. Sc. Axel Börold
E-Mail: bor@biba.uni-bremen.de

M. Sc. Christoph Petzoldt
E-Mail: ptz@biba.uni-bremen.de

Bachelor- und Masterprojekte

Masterprojekte

Entwicklung einer Fahrzeugsteuerung für individuell konfigurierte FTF und MAR-Antriebe mittels Reinforcement Learning

Projektinhalt:

  • Ziel ist die Entwicklung einer Steuerung für FTF/MAR mit individuell angeordneten flächenbeweglichen oder nicht holonomen Antriebskomponenten. Hierfür soll ein Tool entwickelt werden, mit dem eine Konfiguration erzeugt werden kann. Für diese soll anschließend mittels Reinforcement Learning in einer Simulationsumgebung wie Gazebo oder Unity ein Steuerungsmodell erzeugt und evaluiert werden.

Laufzeit: WiSe 2021/2022 - SoSe 2022
Zielgruppe: Masterstudiengang Systems Engineering
Projektauftakt: 15.11.2021

Anmeldung bei einer Ansprechperson bis zum 15.11.2021

Ansprechpartner:

M. Sc. Nils Hendrik Hoppe
E-Mail: hpp@biba.uni-bremen.de

Anwendung von Steuerungsmethoden des Machine Learnings für ein Flughafenterminal

Projektinhalt:

  • In diesem Lehrprojekt soll für ein Flughafenszenario aus historischen Daten eine Steuerung für die Terminal- und Gatebelegung entworfen, implementiert und evaluiert werden. Hierbei werden parallel die Grundlagen der diskreten Simulation anhand des Entwurfs und der Implementierung des Szenarios vermittelt. Zur Steuerung sollen Methoden aus dem Bereich des Machine Learnings (z.B. SVM, Neuronale Netze) verwendet werden, die dann mit herkömmlichen Scheduling-Methoden sowie mit den historischen Daten verglichen werden. Die Implementierung des Grundsystems wurde mit Hilfe des diskreten Event-Simulators adevs in C++/Qt durchgeführt. Natürlich können auch auf Wunsch der Gruppe andere Programmierumgebungen bzw. -sprachen genutzt werden.
  • Die Implementierung des Grundsystems wurde mit Hilfe des diskreten Event-Simulators adevs in C++/Qt durchgeführt. Natürlich können auch auf Wunsch der Gruppe andere Programmierumgebungen bzw. -sprachen genutzt werden.

Laufzeit: WiSe 2021/2022 - SoSe 2022
Dauer: 2 Semester
Zielgruppe: Masterstudiengang Systems Engineering
Projektauftakt: Oktober 2021

Ansprechpartner:

Tobias Sprodowski
E-Mail: spr@biba.uni-bremen.de

OR greifbar machen: Visualisierung einer Steuerung auf einem Automobil-Terminal

Projektinhalt:

  • Auf einem Automobil-Terminal werden Fahrzeuge zwischen verschiedenen Verkehrsträgern (Schiffe, Bahn und LKWs) umgeladen, wobei eine Auftragssteuerung zum Einsatz kommt, die basierend auf dem aktuellen Zustand (Position der Mitarbeiter*innen, Shuttle, Auftragslage) den Mitarbeiter*innen und Shuttle die nächsten Aufträge zuweist. Die Auftragssteuerung basiert auf einem Optimierungsproblem, was zeitabhängig in festen Intervallen gelöst wird. Die Lösung ist für Menschen ohne Kenntnisse in mathematischer Optimierung nicht immer greifbar und soll daher graphisch zugänglich aufbereitet werden. Um die Lösungsberechnung plausibel und nachvollziehbar zu gestalten, soll ein Visualisierungstool entwickelt werden, welches die Lösung graphisch auf einem Terminalmodell abbildet.

Zielsetzung:

  • In diesem Lehrprojekt soll eine Visualisierung entwickelt werden, die basierend auf einem Optimierungsproblem die erhaltende Lösung graphisch aufbereitet und die Entwicklung der Auftragslage sowie der angewendeten Lösung graphisch aufbereitet. Hierbei soll die Zuweisung aus Mitarbeitersicht möglichst mit einer Terminal-Draufsicht in einer 2D-Ansicht oder optional auch in einer 3D-Ansicht realisiert werden und auch die numerischen Ergebnisse in dieser Ansicht mit untergebracht werden. Ergänzend sollen auch weitere Kennzahlen in weiteren Diagrammen aufbereitet werden.

Laufzeit: WiSe 2021/2022 - SoSe 2022
Zielgruppe: Masterstudiengang Systems Engineering
Projektauftakt: Oktober 2021

Ansprechpartner:

Marit Hoffmeyer
E-Mail: hhz@biba.uni-bremen.de

Tobias Sprodowski
E-Mail: spr@biba.uni-bremen.de

Analyse von Datensätzen mittels Künstlicher Intelligenz und Machine Learning

Problemstellung:

  • Auf einem Automobil-Terminal werden Fahrzeuge zwischen verschiedenen Verkehrsträgern (Schiffe, Bahn und LKWs) umgeladen, wofür sogenannte Auftragspools erstellt werden, die in festen Schichten von Mitarbeitern abgearbeitet werden. Diese Auftragspools sollen möglichst so zusammengestellt werden, dass eine schnelle und effiziente Abarbeitung gewährleistet ist. Dazu gibt es einerseits statische Merkmale wie z.B. die räumliche Verteilung der Fahrzeuge, die Auftragslänge, andererseits auch dynamische Merkmale wie z.B. die Laufzeit der Mitarbeiter*innen. Diese Kennzahlen sind wichtig, um eine Vorhersage über die Entwicklung einer Schicht treffen zu können.

Zielsetzung:

  • In diesem Lehrprojekt sollen einerseits diese statischen wie auch dynamischen Merkmale als Metriken identifiziert und erarbeitet werden, um dann daraus die Kennzahlen für beispielhafte Schichten ableiten zu können. Dazu soll ein Tool entwickelt werden, welches automatisch die Schichtdaten aus Textdateien einliest und die Kennzahlen berechnet bzw. graphisch visualisiert.
  • Die Gruppe kann wählen, welches Framework/Programmiersprache sie einsetzt. Betreuung kann jedoch nur für MATLAB/Octave, C++/Qt oder Python gewährleistet werden.

Laufzeit: WiSe 2021/2022 - SoSe 22
Zielgruppe: Masterstudiengang Systems Engineering
Projektauftakt: Oktober 2021

Ansprechpartner:

Marit Hoffmeyer
E-Mail: hhz@biba.uni-bremen.de

Tobias Sprodowski
E-Mail: spr@biba.uni-bremen.de

Konzeptentwicklung für die Teilautomatisierung einer Flugzeugküche auf Basis eines Cyber-physisches Systems

Projektinhalt:

  • Die heute eingesetzten Bordküchen in Flugzeugen sind bisher nicht digitalisiert und es werden keine Sensoren und Aktoren zur Automatisierung eingesetzt. Eine Interaktion der verschiedenen Teilsysteme ist derzeit nicht möglich, um Potentiale für Optimierungen abzuleiten

Zielstellung:

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Konzepts für die Teilautomatisierung von spezifischen Anwendungsfällen in einer Flugzeugküche. Hierzu sollen die grundlegenden Vorgehensweisen von Cyber-physisches System berücksichtigt werden.

  • Recherche zu Cyber-physisches System
  • Konzeptentwicklung anhand eines konkreten Beispiels
  • Umsetzung des Anwendungsfalls auf Hard- und Softwareseite
  • Validierung des Anwendungsfalls

Laufzeit:  WiSe 2021/2022 - SoSe 2022
Dauer: 2 Semester
Zielgruppe: Masterstudiengänge Produktionstechnik, Systems Engineering (alle Vertiefungsrichtungen)
Projektauftakt: 1. November 2021

Anmeldung bis zum 15. Oktober 2021

Ansprechpartner:

Dennis Keiser
E-Mail: ked@biba.uni-bremen.de

Rafael Mortensen Ernits
E-Mail: mor@biba.uni-bremen.de

Entwicklung eines luftfahrtspezifischen Ökobilanzdashboards durch Analyse typischer Umweltindikatoren

Projektinhalt:

  • Nachhaltigkeit gewinnt in der Luftfahrtindustrie zunehmend an Bedeutung und entlang des gesamten Produktlebenszyklus werden neue Methode und Vorgehensweisen zur Verbesserung der Umweltbilanz von Flugzeugen erforscht. Die Darstellung von Ökobilanzen ist bisher auf Experten beschränkt.

Zielstellung:

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines luftfahrtspezifischen Ökoblianzdashboards. Hierzu sollen zunächst typische Umweltindikatoren analysiert und abstrahiert werden. Ferner soll eine Anforderungsanalyse auf Basis von User-Stories durchgeführt werden. Abschließend erfolgt die Umsetzung von Anforderungen und Abstraktion der Umweltindikatoren in einem Dashboard.

  • Recherche zu Umweltindikatoren
  • Recherche von Darstellungsformen für Ökobilanz Ergebnisse
  • Anforderungsermittlung auf Basis von User-Stories
  • Entwicklung des Dashboards
  • Validierung der Usability

Laufzeit:  WiSe 2021/2022 - SoSe 2022
Dauer: 2 Semester
Zielgruppe: Masterstudiengänge Produktionstechnik, Systems Engineering (alle Vertiefungsrichtungen), Wirtschaftsingenieurwesen
Projektauftakt: 1. November 2021

Anmeldung bis zum 15. Oktober 2021

Ansprechpartner:

Dennis Keiser
E-Mail: ked@biba.uni-bremen.de

Rafael Mortensen Ernits
E-Mail: mor@biba.uni-bremen.de

Technologieauswahl für ein technisches Assistenzsystem im Flugzeugrecycling auf Basis einer Anforderungs- und Prozessanalyse

Projektinhalt:

  • Nachhaltigkeit gewinnt in der Luftfahrtindustrie zunehmend an Bedeutung und entlang des gesamten Produktlebenszyklus werden neue Methode und Vorgehensweisen zur Verbesserung der Umweltbilanz von Flugzeugen erforscht. Das Flugzeugrecycling spielt im Zuge der Umweltbilanz eine große Rolle und rückt weiter in den Fokus. Die Prozesse des Recyclings sind derzeit allerdings nicht ausreichend erforscht-

Zielstellung:

Ziel des Projekts ist die Anforderungsermittlung sowie Prozessanalyse der Flugzeugrecyclingprozesse. Basierend auf dieser Analyse soll eine Technologieauswahl für ein technisches Assistenzsystem erfolgen. Abschließend erfolgt die Validierung mittels eines Versuchsaufbaus im Laborumfeld Hierzu sind folgende Schritte im Projekt zu bearbeiten:

  • Systematische Prozessanalyse
  • Anforderungsanalyse auf Basis des Prozesses
  • Recherche zu bestehenden Assistenzsystemen in der Industrie
  • Technologieauswahl auf Basis zu definierender Kriterien
  • Prototypische Validierung der Auswahl mittels Laborversuche

Laufzeit:  WiSe 2021/2022 - SoSe 2022
Dauer: 2 Semester
Zielgruppe: Masterstudiengänge Produktionstechnik, Systems Engineering (alle Vertiefungsrichtungen)
Projektauftakt: 1. November 2021. Bremen

Anmeldung bis zum 15. Oktober 2021

Ansprechpartner:

Dennis Keiser
E-Mail: ked@biba.uni-bremen.de

Rafael Mortensen Ernits
E-Mail: mor@biba.uni-bremen.de

Entwicklung einer Software zur Optimierung des Flugzeugrecyclings

Projektinhalt:

  • Nachhaltigkeit gewinnt in der Luftfahrtindustrie zunehmend an Bedeutung und entlang des gesamten Produktlebenszyklus werden neue Methode und Vorgehensweisen zur Verbesserung der Umweltbilanz von Flugzeugen erforscht. Das Flugzeugrecycling spielt im Zuge der Umweltbilanz eine große Rolle und rückt weiter in den Fokus.

Zielstellung:

Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer Software, welche einem Flugzeugrecycler während des Prozesses mittels ausgewählter Informationen unterstützt. Hierzu sind folgende Schritte im Projekt zu bearbeiten:

  • Anforderungsanalyse auf Basis des Prozesses
  • Konzeption der Anwendung
  • Auswahl geeigneter Frameworks und Technologien
  • Umsetzung der Softwareanwendung
  • Test und Validierung der Anwendung

Laufzeit:  WiSe 2021/2022 - SoSe 2022
Dauer: 2 Semester
Zielgruppe: Masterstudiengänge Produktionstechnik, Systems Engineering (alle Vertiefungsrichtungen)
Projektauftakt: 1. November 2021. Bremen

Anmeldung bis zum 15. Oktober 2021

Ansprechpartner:

Dennis Keiser
E-Mail: ked@biba.uni-bremen.de

Rafael Mortensen Ernits
E-Mail: mor@biba.uni-bremen.de

Entwicklung einer KI-basierten Anwendung zur Zustandsbestimmung technischer Komponenten

Motivation:

  • Produktionsanlagen und technische Systeme verfügen über systemkritische Komponenten, wie beispielsweise der Riemen, die Feder und der Gurt eines Schnelllauftors. Im Betrieb führt der Ausfall dieser Komponenten zu einem Stillstand der Anlage und einem ungeplanten Einsatz der Instandhaltung. Die vorausschauende Instandhaltung bietet die Möglichkeit, Stillstände der Anlagen, unplanmäßige Wartungseinsätze und die damit verbundenen Kosten zu minimieren.

Problemstellung:

  • In der Industrie findet vermehrt die vorbeugende Instandhaltung, Anwendung. Demnach werden die systemkritischen Komponenten nach einem festgelegten Wartungsintervall ausgetauscht. Dabei wird die technisch mögliche Nutzungsdauer der Komponenten nicht erreicht. Für die automatisierte Bestimmung der Nutzungsdauer muss die Komponente überwacht, der Zustand bestimmt und bewertet werden, bevor eine Prognose getroffen werden kann. Einen Mehrwert könnte dabei eine KI-basierte Anwendung leisten, die mithilfe von Aufnahmen den Zustand der Komponente bewertet.

Zielsetzung:

  • Im Rahmen dieses Lehrprojektes soll ein KI-basierte Anwendung entwickelt werden, die den Ist-Zustand der Komponenten anhand von Bildaufnahmen bewertet. Auf Basis der Ergebnisse kann dann eine Prognose bezüglich der Nutzungsdauer getroffen werden.

Voraussetzungen:

  • Fortgeschrittenes Masterstudium der Studiengänge: Systems Engineering oder Produktionstechnik
  • Interesse an Themenstellungen aus den Bereichen Softwareentwicklung, Bildverarbeitung, KI – Bildklassifikation
  • Gute Studienleistungen mit Besuch von Lehrveranstaltungen aus den o.g. Themenbereichen
  • Vorkenntnisse im Bereich Embedded Systems, Bildverarbeitung, KI sind von Vorteil
  • Teamfähigkeit und hohe Zuverlässigkeit

Ansprechpartner:

M. Sc. Anton Zitnikov
E-Mail: zit@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 - 50178