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.

Bachelor and Master Theses

„Analyse und Konzeptionierung eines Kamerasystems zur Überwachung von kollaborativ genutzten Arbeitsräumen“

Motivation:

  • In vielen Szenarien Arbeiten Menschen und Roboter gemeinsam in einem überlagernden Arbeitsraum
  • Kamerabasierte Steuerungen erlauben eine flexible Kontroller des Roboterverhaltens

Problemstellung:

  • Die Anforderungen an die Objekt- und Personenerkennung sind stark abhängig von der exakten Aufgabenbeschreibung
  • Viele Kameras und entsprechende Erkennungsverfahren sind nur für spezifische Aufgaben geeignet
  • Aufbauend auf einer Übersicht existierender Hard- und Software ist ein Konzept zur Überwachung von Arbeitsräumen und Steuerung von Robotern zu entwickeln

Aufgabenbeschreibung:

  • Sammlung existierender Techniken zur kamera-basierten Überwachung von Arbeitsräumen
  • Vergleich dieser Lösungen hinsichtlich geeigneter Kenngrößen (Genauigkeit, Robustheit, ..)
  • Ableitung eines Konzeptes für die Überwachung eines beispielhaften Bauraumes

Voraussetzung:

  • Erfahrungen in der systematischen Analyse
  • Studium Wirtschaftsingenieurwesen, Produktionstechnik, Systems Engineering
  • Sehr gute Englischkenntnisse (wichtig für das Verstehen von wissenschaftlichen Papieren)
  • 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 - 50 113

Bachelor and Master Theses

„Analyse und Bewertung der Umweltauswirkungen von Komponenten im Flugzeugbau“ ab sofort, Bachelor-/Masterarbeit

Hintergrund:

  • Nachhaltigkeit als wichtiger strategischer Baustein in der zukünftigen Luftfahrtindustrie
  • Life Cycle Assessment als Möglichkeit zur Quantifizierung von Umweltauswirkungen

Aufgabenbeschreibung:

  • Recherche zum Thema Life Cycle Assessment
  • Modellentwicklung für das Life Cycle Assessment in der Luftfahrtindustrie
  • Quantitative Darstellung der Hauptstellhebel für einen ökoeffizienteren Flugzeugs anhand eines konkreten Beispiels

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

„Analyse und Vergleich von Methoden der Human Factors zur nutzerzentrierten Systementwicklung“, Bachelor- oder Masterarbeit

Motivation:

  • Human Factors setzen den Menschen in das Zentrum der Analyse sozio-technischer Probleme und ihrer Lösungen
  • Inspiriert von Human Factors Analysen existiert eine Vielzahl technischer Vorgehensweisen zur nutzerzentrierten Verbesserung der Mensch-Technik-Interaktion

Problemstellung:

  • Viele Lösungen finden nur begrenzt Anwendungen über die Grenzen einzelner Fachdisziplinen
  • Insbesondere für den Bereich Produktion und Logistik existiert nur eine begrenzte Zahl an Anwendungsbeispielen
  • Für die Übertragung existierender Ansätze ist eine Analyse bestehender Konzepte inklusive ihrer Klassifizierung notwendig

Zielsetzung:

  • Sammlung bestehender Modelle und Methoden zur nutzerzentrierten Entwicklung sozio-technischer Systeme
  • Klassifikation bestehender Systeme und Übertragung dieser Lösungen auf Anwendungsszenarien im Kontext der Produktion

Voraussetzung:

  • Erfahrungen in der systematischen Analyse
  • Studium Wirtschaftsingenieurwesen, Produktionstechnik, Systems Engineering
  • Sehr gute Englischkenntnisse (wichtig für das Verstehen von wissenschaftlichen Papieren)
  • 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

„Entwicklung eines resilienzorientierten Wirkmodells der Montage“ ab sofort, Bachelor-/Masterarbeit

Hintergrund:

  • Wirkmodelle können als Grundlage für das Verständnis der Wirkzusammenhänge verwendet werden
  • Steigende Komplexität von Prozessen führt zur starken Abhängigkeit der Teilprozesse
  • Bewertung von Risiken und Interdependenzen der Prozesse als Grundlage für die Auslegung der Prozesse

Aufgabenbeschreibung:

  • Identifikation und Beschreibung von Maßnahmen zur Steigerung der Resilienz
  • Entwicklung eines Zielgrößensystems
  • Entwicklung eines qualitativen Wirkmodells der Montage
  • Evaluation der Methode

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

„Vergleich und Entwicklung von Modellierungsmethoden zur Repräsentation von kooperativen Montageprozessen“, ab sofort, Bachelor- oder Masterarbeit

Hintergrund:

  • Kooperative Mensch-Roboter Arbeitsplätze gewinnen zunehmend an Bedeutung in der industriellen Produktion
  • Modellierung von Montageprozessen stellt die Grundlage bei der Planung und Steuerung von Montageprozessen dar

    Aufgabenbeschreibung:

    • Literaturrecherche und systematischer Vergleich von Methoden zur Prozessmodellierung
    • Übertragung der Ansätze auf die Modellierung von kooperativen Montageprozessen sowie Bewertung deren Eignung
    • Entwicklung eines Modellierungstools zur Repräsentation kooperativer Montageprozesse
    • Anwendung und Validierung des entwickelten Tools in einem Anwendungsbeispiel

    Voraussetzung:

    • Studium in Produktionstechnik, Wirtschaftsingenieurwesen oder Systems Engineering
    • Wissen zu industriellen Produktionsprozessen sowie Interesse an Mensch-Roboter-Kooperation
    • 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

    „Empirische Erhebung und Bewertung von Resilienz-Faktoren in der Industrie“ ab sofort, Master oder Bachelorarbeit

    Hintergrund:

    • Steigende Komplexität von Prozessen führt zur starken Abhängigkeit der Teilprozesse
    • Resilienz als aktuelles Forschungsgebiet
    • Resilienz-Faktoren als Grundlage für die Bewertung von Systemen

    Aufgabenbeschreibung:

    • Recherche zur technischen Resilienz-Forschung
    • Entwicklung eines Studiendesigns
    • Erhebung von Daten zu Resilienz-Faktoren (Interviews, Fragebogen)
    • Auswertung und Bewertung der Daten

    Voraussetzung:

    • Studium Wirtschaftsingenieurwesen oder Produktionstechnik
    • Interesse an empirischen Studien
    • Sehr gute Englisch- und Deutschkenntnisse
    • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise

    Ansprechpartner:
    Dennis Keiser
    E-Mail: ked@biba.uni-bremen.de
    Tel.: 0421 / 218 - 50183

    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

    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

    Zum Thema „Entwicklung eines montagespezifischen Wissensmanagements“ ab sofort, Masterarbeit

    Hintergrund:

    • Industrielle Montage unterliegt einer immer stärkeren Komplexität
    • Indirekte Bereiche, wie Entwicklung und Einkauf, mit immer größeren Schnittstellen zur Montage
    • Aktives Wissensmanagement als zentraler Faktor für den wirtschaftlichen Erfolg

    Aufgabenbeschreibung:

    • Recherche zu Wissensmanagement
    • Ableitung von notwendigen Wissensmodulen für die Montage
    • Konzeption des Wissensmanagements für die Montage
    • Prototypische Umsetzung & Evaluation

    Voraussetzung:

    • Studium Wirtschaftsingenieurwesen oder Produktionstechnik
    • Sehr gute Englisch und Deutschkenntnisse
    • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise

    Ansprechpartner:

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

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

    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
      • Erste Kenntnisse 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

      „Evaluierung von mitarbeiterzentrierten Montageassistenzsystemen“ ab sofort, Masterarbeit

      Hintergrund:

      • Assistenzsysteme halten mehr und mehr Einzug in der industriellen Montage
      • Informatorische Assistenz und aktive Anreizgestaltung als Lösungsvektor zur Produktivitätssteigerung
      • Mitarbeiterzentrierung als Gestaltungsparadigma

      Aufgabenstellung:

      • Recherche zu mitarbeiterzentrierten Assistenzsystemen
      • Konzeptionierung einer Evaluierungsstudie
      • Vorbereitung und Durchführung der Studie
      • Auswertung der Studienergebnisse

      Voraussetzung:

      • Studium Wirtschaftsingenieurwesen oder Produktionstechnik
      • Sehr gute Englisch- und Deutschkenntnisse
      • Analytische Herangehensweise und selbstständige Arbeitsweise

      Ansprechpartner:

      BIBA, Forschungsbereich IPS
      Dennis Keiser
      E-Mail: ked@biba.uni-bremen.de
      Tel.: 0421 / 218 - 50183