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.

Übersicht Lehrprojekte:

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.

Weitere Informationen:

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

Anmeldung bei einer Ansprechperson bis zum 30.04.2021

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

Anmeldung bei einer Ansprechperson bis zum 30.04.2021

Ansprechpartner:

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

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

Dynamische Projektion mit Anpassung an Fahrbewegung eines FTF

Projektinhalt:

  • In den vergangenen Jahren wurden immer mehr fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) eingesetzt. Dieser Trend ist auch für die Zukunft zu erwarten. Damit FTF besser mit Menschen zusammen in einem Arbeitsbereich arbeiten können, soll eine Ausgabeschnittstelle vom FTF zum Menschen entwickelt werden. Mittels Projektion können so Informationen aus dem System für den Menschen zugängig gemacht werden. In dem Projekt soll eine Methode entwickelt werden, mit der die geplante Route, erkannte Hindernisse und daraus entstehende Konflikte vor dem FTF auf den Boden projiziert werden. Dafür muss ein dynamisches Bild erzeugt werden, welches die schräge Projektion und Bewegung des FTF ausgleicht.

Laufzeit: SoSe 2021 - WiSe 2021/2022
Zielgruppe: Bachelorstudiengänge Automatisierungstechnik und Robotik, Eingebettete Systeme und Systemsoftware und Raumfahrtsystemtechnik
Projektauftakt: 26.04.2021

Anmeldung bei rof@biba.uni-bremen.de bis zum 19.04.2021

Ansprechpartner:

Lennart Rolfs
E-Mail: rof@biba.uni-bremen.de

Entwicklung eines Demonstrators für die Überprüfung von Steuerungsstrategien beim Abziehen von Partikeln auf einer Flüssigkeit mittels eines Cobots (BA SysEng)

Projektinhalt:

  • In der Metallindustrie kommt es in einzelnen Prozessschritten immer wieder zu Schlackebildung. Um eine hohe Reinheit der Metalle zu erhalten, ist es erforderlich die Schlacke von der Badoberfläche abzuziehen. Hierbei entscheidet die Erfahrung des Mitarbeiters maßgeblich über die erreichbare Qualität, da die Steuerungsstrategie des Werkzeuges maßgeblich für die Dauer des Prozesses, die Reinheit des Metalls sowie den Metallverlust verantwortlich ist. Aus diesem Grund ist dieser Prozess noch immer Teilautomatisiert, obwohl eine vollständige Automatisierung zum Schutz der Mitarbeiter sinnvoll wäre. Aufgrund der für den Menschen gefährlichen Arbeitsumgebung soll ein Demonstrator entwickelt werden, der dem Prozess nachempfunden ist. Anschließend soll eine Referenz-Steuerungsstrategie implementiert werden.

Aufgaben:

  • Auswahl geeigneter Substitutionen für Metall und Schlacke
  • Programmierung der Messtechnik und des Roboters
  • Aufbau und Test einer Referenz-Steuerungsstrategie

Laufzeit: WiSe 2020/2021 - SoSe 2021
Zielgruppe: Bachelorstudiengang Systems Engineering und Produktionstechnik

Anmeldung bei ser@biba.uni-bremen.de bis zum 15.11.2020

Ansprechpartner:

Dirk Schweers
E-Mail: ser@biba.uni-bremen.de

Entwicklung eines Projektor-Netzwerkes zur Darstellung interaktiver Steuerungselemente auf einem 3D-Objekt

Projektinhalt:

  • Im Rahmen des Projektes wird ein System für Projektionsmapping entwickelt, welches selbsterstellte Texturen verzerrungsfrei auf ein bekanntes 3D-Objekt projizieren soll. Bei der Inbetriebnahme soll sich das System mittels Prüfobjekt selbstständig kalibrieren. Die Lage des Objektes wird anschließend manuell in die projizierte Lage verschoben, sodass Projektion und reales Objekt Deckungsgleich sind. Im Rahmen des Projektes findet anhand einer Anforderungsspezifikation die Auswahl der Hardware statt. Das digitale Abbild kann im Rahmen des Projektes selber konstruiert werden und in einem 3D-Drucker erstellt werden.

Laufzeit: WiSe 2020/2021 - SoSe 2021
Zielgruppe: Bachelorstudiengang Systems Engineering

Anmeldung bei ser@biba.uni-bremen.de bis zum 15.11.2020

Ansprechpartner:

Dirk Schweers
E-Mail: ser@biba.uni-bremen.de

Bachelor- und Masterprojekte

Weiterentwicklung eines Systems zur Bestandsverwaltung der Bordverpflegung in Flugzeugen (MA SysEng)

Problemstellung:

  • Im Bereich der Bordverpflegung in Flugzeugen gibt es viele Herausforderungen, von denen die meisten mit der Vielfalt und Menge der zu transportierenden Gegenstände zusammenhängen. Ein genauer Überblick über alle Produkte, einschließlich Lebensmittel, Getränke, Non-Food-Artikel (Zeitungen, Decken...), Duty-free-Waren und Equipment (Erste-Hilfe-Kits...) kann den gesamten Prozess wesentlich verbessern und neue Wege für die Durchführung des Bordverpflegungsservice eröffnen.

Zielsetzung:

  • Das Ziel des Lehrprojekts ist die Weiterentwicklung eines Inventory Management Systems für die Bordverpflegung im Flugzeug. Das Gesamtsystem besteht aus einen Prototyp, ausgestattet mit Identifikationssystemen, einer Android App mit Schnittstellen zur Webanwendung, Datenbanken und RaspberryPi. Das System soll in eine Versuchs-Galley integriert werden und als Testplattform fungieren.

 

Laufzeit: 02.11.2020 - 30.09.2021
Zielgruppe: Bachelorstudiengang Systems Engineering, Masterstudiengänge Systems Engineering, Wirtschaftsingenieurwesen PT und Produktionstechnik
Projektauftakt: 02.11.2020

Anmeldung bei mor@biba.uni-bremen.de bis zum 28.10.2020

Ansprechpartner:

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

Lars Panter
E-Mail: pat@biba.uni-bremen.de

Konzeptentwicklung und Überprüfung von Strategien für die Entladung von Kaffeesäcken aus Seecontainern (MA SysEng)

Problemstellung:

  • Der Containerumschlag, insbesondere die Entladung von z. B. mit Rohkaffee gefüllten Säcken, birgt ein enormes Potenzial für die Automatisierung mit intelligenter Robotik. Das hohe Gewicht und die leichte Verformbarkeit dieser Säcke sowie die unberechenbaren Stapelsituationen in einem Container stellen höchste mechanische und kognitive Anforderungen an die Greiftechnik und die entsprechende Entladungsstrategie.

Zielsetzung:

  • Das Ziel dieses Lehrprojekts ist es, neue Konzepte zu entwickeln und prototypisch zu testen, um geeignete Strategien für das Entladen von Kaffeesäcken aus Seecontainern zu ermöglichen.

 

Laufzeit: 02.11.2020 - 30.09.2021
Zielgruppe: Bachelorstudiengang Systems Engineering, Masterstudiengänge Systems Engineering, Wirtschaftsingenieurwesen PT und Produktionstechnik
Projektauftakt: 02.11.2020

Anmeldung bei mor@biba.uni-bremen.de bis zum 28.10.2020


Ansprechpartner:

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

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

Konzeptentwicklung eines Transportsystems für empfindliche Proben für Synchrotron Beamlines (MA SysEng)

Problemstellung:

  • Die Vorbereitung von Experimenten in Synchrotron Beamlines ist vielfältig, da jedes Experiment einzigartig ist. Es gibt verschiedene Arten von Proben, die von Pulvern, Flüssigkeiten bis hin zu Feststoffen variieren. Im Falle der SAXS- und Pulverdiffraktometrie-Strahlführungen werden die Proben in Kapillarrohre gefüllt, die von Forschern/Benutzern vorbereitet werden. Die Vorbereitung der Proben erweist sich als ein heikler und sich wiederholender Prozess. Da die Kapillarröhrchen zerbrechlich sind, müssen sie versiegelt und orthogonal in einem Halter montiert werden. Die Halterung wird über ein Magazin gelegt und von einem Knickarmroboter zum Aufbau des Experiments an der Beamline entnommen. Nach dem Experiment wird das Kapillarrohr mit Halter wieder in das Magazin gelegt und die nächste Probe entnommen.

Zielsetzung:

  • Konzeptentwicklung eines neues prozessintegrierten Probentransportsystems
  • Entwicklung und Erprobung eines Stabilisierungssystems zum Schutz der Proben während des Transports
  • Konzeptentwicklung einer Plattform zur Probenrückverfolgung

 

Laufzeit: 02.11.2020 - 30.09.2021
Zielgruppe: Bachelorstudiengang Systems Engineering, Masterstudiengänge Systems Engineering, Wirtschaftsingenieurwesen PT und Produktionstechnik
Projektauftakt: 02.11.2020

Anmeldung bei mor@biba.uni-bremen.de bis zum 28.10.2020


Ansprechpartner:

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

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

Entwicklung einer Software zur KI-basierten Videoanalyse der Ergonomie unterschiedlicher Arbeitsschritte in der Flugzeugkabine (MA SysEng)

Problemstellung:

  • Durch schlechte ergonomische Arbeitsbedingungen erleiden Mitarbeiter häufig langfristige gesundheitliche Schäden. Es ist daher wichtig, die Arbeitsschritte und Prozesse so ergonomisch wie möglich zu gestalten. Hierfür müssen allerdings zunächst die einzelnen Arbeitsschritte analysiert werden, um Stellen mit Verbesserungspotenzial zu identifizieren. Da viele Prozesse sehr komplex sind, ist die Analyse mit einem sehr großen organisatorischen und zeitlichen Aufwand verbunden, wenn sie manuell für jeden einzelnen Arbeitsschritt durchgeführt wird. Eine KI-basierte Videoanalyse der einzelnen Arbeitsprozesse kann den zeitlichen und organisatorischen Aufwand erheblich reduzieren und schnell Verbesserungspotenziale offenlegen. Zudem kann die KI-basierte Videoanalyse dazu beitragen, bestehende ergonomische Maßnahmen für unterschiedliche Arbeitsschritte zu evaluieren.

Zielsetzung:

  • Ausarbeitung eines Ergonomie Regelwerks
  • Erstellung einer ersten Datenbank mit geeignetem Videomaterial
  • Entwicklung der Methode/Software zur KI-basierten Videoanalyse

 

Laufzeit: 02.11.2020 - 30.09.2021
Zielgruppe: Bachelorstudiengang Systems Engineering, Masterstudiengänge Systems Engineering, Wirtschaftsingenieurwesen PT und Produktionstechnik
Projektauftakt: 02.11.2020

Anmeldung bei mor@biba.uni-bremen.de bis zum 28.10.2020


Ansprechpartner:

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

Lars Panter
E-Mail: pat@biba.uni-bremen.de

Konzeptentwicklung und Umsetzung einer Flugzeug Galley als Testplattform für Innovation (MA SysEng)

Problemstellung:

  • Die heute eingesetzten Bordküchen sind im Kern auf Prinzipien längst vergangener Tage aufgebaut. Es ist eine Herausforderung, eine Testplattform mit einer echten Galley zu gestalten, damit Automatisierungskonzepte realitätsnah getestet werden können.

Zielsetzung:

  • Das Ziel des Lehrprojekts ist die Konzeptentwicklung und Umsetzung einer Testplattform einer Flugzeug Galley in der BIBA Halle, um mit neuartigen Konzepten zu experimentieren.

 

Laufzeit: 02.11.2020 - 30.09.2021
Zielgruppe: Bachelorstudiengang Systems Engineering, Masterstudiengänge Systems Engineering, Wirtschaftsingenieurwesen PT und Produktionstechnik
Projektauftakt: 02.11.2020

Anmeldung bei mor@biba.uni-bremen.de bis zum 28.10.2020


Ansprechpartner:

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

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

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

Konzeptentwicklung eines App-Stores für eine Flugzeug Galley als Cyber-physisches System (MA SysEng)

Problemstellung:

  • Die heute eingesetzten Bordküchen in Flugzeugen sind im Kern auf Prinzipien längst vergangener Tage aufgebaut. Im Moment gibt es wenig Möglichkeiten, den Zustand der Galley digital zu erfahren und neue Systeme damit interagieren zu lassen.

Zielsetzung:

  • Das Ziel des Lehrprojekts ist die Konzeptentwicklung eines App-Stores für eine cyberphysiche Flugzeug Galley.

 

Laufzeit: 02.11.2020 - 30.09.2021
Zielgruppe: Bachelorstudiengang Systems Engineering, Masterstudiengänge Systems Engineering, Wirtschaftsingenieurwesen PT und Produktionstechnik
Projektauftakt: 02.11.2020

Anmeldung bei mor@biba.uni-bremen.de bis zum 28.10.2020

Ansprechpartner:

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

Lars Panter
E-Mail: pat@biba.uni-bremen.de

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

Entwicklung einer App-Anwendung für die Bewertung innovativer Flugzeug Galley Konzepte (MA SysEng)

Problemstellung:

  • Der Einsatz innovativer Galley Konzepte in der Flugzeugkabine unterläuft ein komplexes Bewertungsverfahren. Entscheidend dabei ist die Möglichkeit, die Konzepte auf verschiedenen Ebenen vergleichen zu können. Hierfür wurden Indizes entwickelt, um einen Standard-Vergleich darstellen zu können. Derzeit ist die Dateneingabe hierfür manuell und sehr aufwendig.

Zielsetzung:

  • Das Ziel des Lehrprojekts ist die Entwicklung einer App-Anwendung, um eine Bewertung der Konzept mit einer automatisierten Dateneingabe durchführen zu können - bspw. mittels CAD-Extraktion oder Objekterkennung (Foto/VR).

 

Laufzeit: 02.11.2020 - 30.09.2021
Zielgruppe: Bachelorstudiengang Systems Engineering, Masterstudiengänge Systems Engineering, Wirtschaftsingenieurwesen PT und Produktionstechnik
Projektauftakt: 02.11.2020

Anmeldung bei mor@biba.uni-bremen.de bis zum 28.10.2020

Ansprechpartner:

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

Lars Panter
E-Mail: pat@biba.uni-bremen.de

Design einer bedienerfreundlichen App zur Berechnung eines Life Cycle Assessments (LCA) für unterschiedliche Ausstattungen im Flugzeug (MA SysEng)

Problemstellung:

  • Zur Beurteilung der Umwelteinwirkungen eines Produktes oder Prozesses werden heutzutage häufig Life Cycle Assessments (LCA) durchgeführt. Die Ergebnisse können später zum Beispiel bei einem Produktvergleich zur Entscheidungsfindung herangezogen werden. Zur Berechnung eines LCA gibt es viele unterschiedliche Softwareprogramme, die allerdings häufig sehr komplex zu bedienen sind. Eine bedienerfreundliche App zur schnellen Berechnung eines LCA für unterschiedliche Flugzeugausstattungen kann nicht nur als Entscheidungshilfe herangezogen werden, sondern vor allem das Bewusstsein für umweltfreundliche Ausstattungen in der Flugzeugkabine stärken. Hierfür ist es besonders wichtig, dass komplexe Thema auf eine simple Ebene herunter zu brechen und die Benutzeroberfläche sowohl anwenderfreundlich als auch informativ zu gestalten.

Zielsetzung:

  • Ableitung von klaren Use-Cases
  • Herunterbrechen des komplexen LCA Themengebiets auf eine simple Ebene
  • Gestaltung einer informativen und anwenderfreundlichen GUI
  • Programmierung der LCA Calculator App

Laufzeit: 02.11.2020 - 30.09.2021
Zielgruppe: Bachelorstudiengang Systems Engineering, Masterstudiengänge Systems Engineering, Wirtschaftsingenieurwesen PT und Produktionstechnik
Projektauftakt: 02.11.2020

Anmeldung bei mor@biba.uni-bremen.de bis zum 28.10.2020

Ansprechpartner:

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

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

Masterprojekte

Entwicklung eines Demonstrator für die Schlacke-Abschöpfung mittels Industrierobotern in einer Simulationsumgebung

Projektinhalt:

  • In der Metallindustrie kommt es in einzelnen Prozessschritten immer wieder zu Schlackebildung. Um eine hohe Reinheit der Metalle zu erhalten, ist es erforderlich die Schlacke von der Badoberfläche abzuziehen. Hierbei entscheidet die Erfahrung des Mitarbeiters maßgeblich über die erreichbare Qualität, da die Steuerungsstrategie des Werkzeuges maßgeblich für die Dauer des Prozesses, die Reinheit des Metalls sowie den Metallverlust verantwortlich ist. Aus diesem Grund ist dieser Prozess noch immer Teilautomatisiert, obwohl eine vollständige Automatisierung zum Schutz der Mitarbeiter sinnvoll wäre.
  • Ziel ist die Entwicklung einer Simulation, in der der Prozess nachempfunden wird, um unterschiedliche Steuerungsstrategien mittels Reinforcement Learning (RL) zu erlernen und zu testen.

Laufzeit: SoSe 2021 - WiSe 2021/2022
Zielgruppe: Masterstudiengänge Automatisierungstechnik und Robotik, Mechatronik, Produktionstechnik
Projektauftakt: nach Absprache

Anmeldung bei ser@biba.uni-bremen.de bis zum 30.04.2021

Ansprechpartner:

M. Sc. Dirk Schweers
E-Mail: ser@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 Fahrer*innen, Shuttle, Auftragslage) den Fahrer*innen und Shuttle die nächsten Aufträge zuweist. Die Auftragssteuerung basiert auf einem Optimierungsproblem, was zeitabhängig in festen Intervallen gelöst wird (liegt bereits vor/ist fertig implementiert). 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 der Auftragszuweisung graphisch auf einem Terminalmodell abbildet.

Zielsetzung:

  • In diesem Lehrprojekt soll eine Visualisierung entwickelt werden, die basierend auf einem Optimierungsproblem die erhaltende Lösung und Entwicklung der Auftragslage graphisch aufbereitet. Hierbei soll die Zuweisung von Aufträgen an Fahrer*innen möglichst mit einer Terminal-Draufsicht in einer 2D-Ansicht oder optional auch in einer 3D-Ansicht realisiert werden. Außerdem sollen die numerischen Ergebnisse in dieser Ansicht mit untergebracht werden und weitere Kennzahlen ergänzend in Diagrammen dargestellt werden.

Laufzeit: SoSe 2021 - WiSe 2021/2022
Zielgruppe: Masterstudiengang Produktionstechnik
Projektauftakt: April 2021

Anmeldung bei einer Ansprechperson bis zum 15.04.2021

Ansprechpartner:

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

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

Entwicklung eines Projektor-Netzwerkes zur Darstellung interaktiver Steuerungselemente auf einem 3D-Objekt

Projektinhalt:

  • Im Rahmen des Projektes wird ein System für Projektionsmapping entwickelt, welches selbsterstellte Texturen verzerrungsfrei auf ein bekanntes 3D-Objekt projizieren soll. Bei der Inbetriebnahme soll sich das System mittels Prüfobjekt selbstständig kalibrieren. Die Lage des Objektes wird anschließend manuell in die projizierte Lage verschoben, sodass Projektion und reales Objekt Deckungsgleich sind.

Laufzeit: SoSe 2021 - WiSe 2021/2022
Zielgruppe: Masterstudiengänge Automatisierungstechnik und Robotik, Mechatronik, Produktionstechnik
Projektauftakt: nach Absprache

Anmeldung bei ser@biba.uni-bremen.de bis zum 30.04.2021

Ansprechpartner:

M. Sc. Dirk Schweers
E-Mail: ser@biba.uni-bremen.de

Entwicklung einer Ladestation für FTF

Projektinhalt:

  • Ziel ist die Entwicklung einer Ladestation für ein fahrerloses Transportfahrzeug. Der Ladevorgang über magnetische Kontakte erfordert eine genaue Positionierung der Fahrzeuge, für die ein Steuerungskonzept umgesetzt werden soll. Für die Entwicklung des Systems sind Komponenten auszuwählen und in einer Gesamtkonstruktion zusammenzufassen. Die Elektrik der Ladestation ist zu planen und die Positionierung des Fahrzeugs in einer Simulationsumgebung zu testen.

Laufzeit: SoSe 2021 - WiSe 2021/2022
Zielgruppe: Masterstudiengänge Mechatronik, Produktionstechnik, Automatisierungstechnik und Robotik
Projektauftakt: 03.05.2021

Anmeldung bei hpp@biba.uni-bremen.de bis zum 23.04.2021

Ansprechpartner:

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

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 Unitiy ein Steuerungsmodell erzeugt und evaluiert werden.

Laufzeit: SoSe 2021 - WiSe 2021/2022
Zielgruppe: Masterstudiengänge Mechatronik, Produktionstechnik, Automatisierungstechnik und Robotik
Projektauftakt: 03.05.2021

Anmeldung bei einer Ansprechperson bis zum 23.04.2021

Ansprechpartner:

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

M. Sc. Dirk Schweers
E-mail: ser@biba.uni-bremen.de

Dynamische Projektion mit Anpassung an Fahrbewegung eines FTF

Problemstellung:

  • In den vergangenen Jahren wurden immer mehr fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) eingesetzt. Dieser Trend ist auch für die Zukunft zu erwarten. Damit FTF besser mit Menschen zusammen in einem Arbeitsbereich arbeiten können, soll eine Ausgabeschnittstelle vom FTF zum Menschen entwickelt werden. Mittels Projektion können so Informationen aus dem System für den Menschen zugängig gemacht werden. In dem Projekt soll eine Methode entwickelt werden, mit der die geplante Route, erkannte Hindernisse und daraus entstehende Konflikte vor dem FTF auf den Boden projiziert werden. Dafür muss ein dynamisches Bild erzeugt werden, welches die schräge Projektion und Bewegung des FTF ausgleicht.

Laufzeit: SoSe 2021 - WiSe 2021/2022
Zielgruppe: Masterstudiengänge Mechatronik, Eingebettete Systeme und Systemsoftware, Automatisierungstechnik und Robotik
Projektauftakt: 26.04.2021

Anmeldung bei rof@biba.uni-bremen.de bis zum 19.04.2021

Ansprechpartner:

Lennart Rolfs
E-mail: rof@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

Zum Thema „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

Voraussetzungen:

  • 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 - 50131

Entwicklung eines Demonstrators zum Lernen und Prüfung von Steuerungsstrategien für das Abziehen von Partikeln auf einer Flüssigkeit mittels eines Cobots (MA SysEng)

Problemstellung:

  • In der Metallindustrie kommt es in einzelnen Prozessschritten immer wieder zu Schlackebildung. Um eine hohe Reinheit der Metalle zu erhalten, ist es erforderlich die Schlacke von der Badoberfläche abzuziehen. Hierbei entscheidet die Erfahrung des Mitarbeiters maßgeblich über die erreichbare Qualität, da die Steuerungsstrategie des Werkzeuges maßgeblich für die Dauer des Prozesses, die Reinheit des Metalls sowie den Metallverlust verantwortlich ist. Aus diesem Grund ist dieser Prozess noch immer Teilautomatisiert, obwohl eine vollständige Automatisierung zum Schutz der Mitarbeiter sinnvoll wäre. Aufgrund der für den Menschen gefährlichen Arbeitsumgebung soll ein Demonstrator entwickelt werden, der dem Prozess nachempfunden ist, um unterschiedliche Steuerungsstrategien mittels Reinforcement Learning (RL) zu erlernen und zu testen.

Zielsetzung:

  • Auswahl geeigneter Substitutionen für Metall und Schlacke
  • Programmierung der Messtechnik und des Roboters
  • Aufbau und Test einer Referenz-Steuerungsstrategie
  • Vergleich mit einer durch RL gelernten Steuerungsstrategie

 

Laufzeit: WiSe 2020/2021 - SoSe 2021
Zielgruppe: Masterstudiengänge Systems Engineering und Produktionstechnik

Anmeldung bei ser@biba.uni-bremen.de bis zum 15.11.2020


Ansprechpartner:

Dirk Schweers
E-Mail: ser@biba.uni-bremen.de

Entwicklung eines Projektor-Netzwerkes zur selbst adaptierbaren Darstellung interaktiver Steuerungselemente auf einem 3D-Objekt

Problemstellung:

  • Im Rahmen des Projektes wird ein System für Projektionsmapping entwickelt, welches selbsterstellte Texturen verzerrungsfrei auf ein bekanntes 3D-Objekt projizieren soll. Bei der Inbetriebnahme soll sich das System mittels Prüfobjekt selbstständig kalibrieren. Anschließend soll die Berechnung der Oberflächentexturen automatisch über den Abgleich der Lage des Objektes und der Lage des digitalen Abbildes erfolgen. Im Rahmen des Projektes findet anhand einer Anforderungsspezifikation die Auswahl der Hardware statt. Das digitale Abbild kann im Rahmen des Projektes selber konstruiert werden und in einem 3D-Drucker erstellt werden.

 

Laufzeit: WiSe 2020/2021 - SoSe 2021
Zielgruppe: Masterstudiengang Systems Engineering

Anmeldung bei ser@biba.uni-bremen.de bis zum 15.11.2020


Ansprechpartner:

Dirk Schweers
E-Mail: ser@biba.uni-bremen.de

Maschinelles Lernen zur Detektion von Rissen bei Windenergieanlagen

Problemstellung:

  • Recherche aktueller Literatur zur Erkennung von Rissen in Bauteilen mit Neuronalen Netzwerken.
  • Recherche der aktuellen Vorgehensweise zur Erkennung von Rissen in Bauteilen bei Windenergieanlagen.
  • Erstellung und Training eines Neuronalen-Netzwerks, welches die Risserkennung automatisiert.
  • Anwendung des Neuronalen Netzwerkes an konkreten Bilddaten zu Rissen bei Windenergieanlagen.

 

Laufzeit: WiSe 2020 - SoSe 2021
Zielgruppe: Masterstudiengang Systems Engineering
Projektauftakt: 04.11.2020

Anmeldung bei zei@biba.uni-bremen.de bis zum 30.10.2020


Ansprechpartner:

Waldemar Zeitler
E-Mail: zei@biba.uni-bremen.de

Hendrik Stern
E-Mail: ste@biba.uni-bremen.de

Moritz Quandt
E-Mail: qua@biba.uni-bremen.de

Analyse von Datensätzen mittels Künstlicher Intelligenz und Machine Learning (MA SysEng)

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 Fahrer*innen 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 Fahrer*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 die Schichtdaten automatisch aus Textdateien einliest und die Kennzahlen berechnet bzw. graphisch visualisiert.

 

Laufzeit: WiSe 2020/2021 - SoSe 21
Zielgruppe: Masterstudiengänge Systems Engineering, Wirtschaftsingenieurwesen PT und Produktionstechnik
Projektauftakt: November 2020, BIBA

Anmeldung bei hhz@biba.uni-bremen.de oder spr@biba.uni-bremen.de bis zum 30.11.2020


Ansprechpartner:

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

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

OR greifbar machen: Visualisierung einer Steuerung auf einem Automobil-Terminal (MA SysEng)

Problemstellung:

  • 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 Fahrer*innen, Shuttle, Auftragslage) den Fahrer*innen und Shuttle die nächsten Aufträge zuweist. Die Auftragssteuerung basiert auf einem Optimierungsproblem, was zeitabhängig in festen Intervallen gelöst wird (liegt bereits vor/ist fertig implementiert). 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 der Auftragszuweisung graphisch auf einem Terminalmodell abbildet.

Zielsetzung:

  • In diesem Lehrprojekt soll eine Visualisierung entwickelt werden, die basierend auf einem Optimierungsproblem die erhaltende Lösung und Entwicklung der Auftragslage graphisch aufbereitet. Hierbei soll die Zuweisung von Aufträgen an Fahrer*innen möglichst mit einer Terminal-Draufsicht in einer 2D-Ansicht oder optional auch in einer 3D-Ansicht realisiert werden. Außerdem sollen die numerischen Ergebnisse in dieser Ansicht mit untergebracht werden und weitere Kennzahlen ergänzend in Diagrammen dargestellt werden.

 

Laufzeit: WiSe 20/21 - SoSe 21
Zielgruppe: Masterstudiengänge Systems Engineering, Wirtschaftsingenieurwesen PT und Produktionstechnik
Projektauftakt: November 2020, BIBA

Anmeldung bei hhz@biba.uni-bremen.de oder spr@biba.uni-bremen.de bis zum 30.11.2020


Ansprechpartner:

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

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

Entwicklung einer selbstlernenden adaptiven Robotersteuerung (MA SysEng)

Problemstellung:

  • Im Gegensatz zu Industrierobotern ist der Haupteinsatzort von Robotern für Mensch-Roboter-Kollaboration in dynamischen Umgebungen. Für diese Umgebungen ist eine statische Bahnplanung nicht mehr sinnvoll, da auf geänderte Umweltbedingungen nicht reagiert werden kann. Daher soll in diesem Projekt ein bestehendes Robotersystem so erweitert werden, dass es auf geänderte Umweltbedingungen selbstständig reagieren kann. Hierfür sollen Bahnplanungsalgorithmen auf Basis von Reinforcement Learning verwendet werden. Die implementierten Algorithmen sollen anschließend in unterschiedlichen Szenarien evaluiert werden, wie z.B. versperrten Arbeitsräume oder dynamischen Anpassung von Zielkoordinaten.

 

Laufzeit: WiSe 20/21 - SoSe 21
Zielgruppe: Masterstudiengänge Systems Engineering, Wirtschaftsingenieurwesen PT und Produktionstechnik

Anmeldung bei ser@biba.uni-bremen.de bis zum 15.11.2020


Ansprechpartner:

Dirk Schweers M. Sc.
E-Mail: ser@biba.uni-bremen.de

Entwicklung eines Simulationstools zur Prüfung von Anwendbarkeit und Wirtschaftlichkeit von Fertigungsprozessen mit modularer Struktur

Projektinhalt:

  • Durch die dynamischen und variantenreichen Umgebungen der Märkte steigen die Anforderungen an flexible Systeme in der Produktion. Die Modularisierung der Strukturen innerhalb der Fertigung bietet die Möglichkeit schnell auf Veränderungen zu reagieren und gleichzeitig die Erwartungen der Kunden an das Produkt zu erfüllen. Dadurch lassen sich zum einen Zeit, Ressourcen und Kosten sparen und anderen Wettbewerbsvorteile sichern. Die Frage ob und wie eine Umsetzung dieser Modularisierung sinnvoll ist stellt Unternehmen jedoch häufig vor Herausforderungen.

Aufgaben:

  • Im Rahmen dieses Projekts soll ein Tool entwickelt werden, welches eine Hilfestellung für genau diese Entscheidungsfindung liefert. Anhand von ausgewählten Parametern verschiedener Fertigungsmodule und derer Verknüpfung miteinander soll einer modularen Struktur in der Fertigung simuliert werden. Kennzahlen die aus dieser Simulation hervorgehen geben schließlich eine Stütze zur Bewertung von Anwendbarkeit und Wirtschaftlichkeit der Umsetzung.

Laufzeit: SoSo 2020 - WiSo 2020/2021
Zielgruppe: Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen, Master Produktionstechnik

Anmeldung nicht mehr möglich

Ansprechpartner:

Dr. Thies Beinke
E-Mail: ben@biba.uni-bremen.de
Tel.: 0421 / 218 – 50086