Themenvorschläge für studentische Arbeiten

Masterarbeit

1. Dynamische Routenzugplanung bei schwankenden Auftragsvolumina im Praxisunternehmen

Die Planung von Routenzügen - konkret von Wegen und Zeiten - folgt mittelfristig dem Lastprofil, welches sich aus dem dahinterliegenden Produktionsprogramm ergibt. Kommt es aber zu Schwankungen bei Bedarf und Verfügbarkeit von Material, sind auch die generierten Fahrpläne obsolet. Einschränkungen wie Einbahnstraßenregelungen oder Überholverbote erschweren die kurzfristige Neuplanung zusätzlich. Die Folgen sind Stau und schlimmstenfalls Materialflussabrisse. In Kooperation mit einem Praxispartner aus der Automobilindustrie sollen Möglichkeiten aufgezeigt werden, wie die logistischen Zielwerte dennoch bestmöglich erfüllt werden können.

Aufgabenfeld Theorie:

• gemeinsame Erarbeitung der Forschungsfrage im Kontext des Unternehmens
• Erarbeitung der Grundlagen zum Thema (fachliche Inhalte und Methoden, insbesondere im Umgang mit Routenplanungsproblemen)

Aufgabenfeld Praxis:

• Situationsanalyse vor Ort
• Ableitung von geeigneten Bewertungsgrößen und Konzeptionierung von Lösungsvarianten
• Validierung der Ergebnisse im Hinblick auf das theoretische Konzept

Informationen zum Unternehmen:

• Standort in Chemnitz
• Situationsanalyse erfolgt ein-/mehrtägig direkt im Werk

Betreuer: Florian Förster

2. Proposing a Fuzzy Inference System for Evaluating Technological Barriers in Sustainable Road Freight Transport

Previous research has identified several barriers to technology adoption within the road freight transportation sector. Given these findings, a multi-criteria tool capable of evaluating how effectively companies in this sector are adopting Information and Communication Technologies (ICTs) to improve their sustainability practices is now needed. Consequently, developing a Fuzzy Inference System is essential to facilitate this assessment.

Areas of Responsibility:

• Validation of the identified barriers list in the context of sustainable road freight transportation
• Design and implementation of the Fuzzy Inference System

Supervisor: Mario Henrique Callefi

3. Überprüfung der praktischen Anwendbarkeit eines Frameworks für einen Kognitiven Digitalen Zwilling für die Modellierung des autonomen Umschlages am Beispiel von Cargo Sous Terrain im Praxisunternehmen vor Ort (Schweiz)

Im Rahmen des innovativen Schweizer Projekts Cargo Sous Terrain (CST) sollen Möglichkeiten erörtert werden, wie ein kognitiver digitaler Zwilling innerhalb des Vorhabens sinnvoll und gewinnbringend eingesetzt werden kann. Eine Kurzvorstellung des Projekts finden Sie unter folgendem Link: Cargo sous terrain - Erklärung System

Aufgabenfeld Theorie:

• Literaturrecherche und -analyse zu den Grundlagen kognitiver digitaler Zwillinge (KDZ)
• Erarbeitung relevanter Schlüsselfaktoren für die erfolgreiche Implementierung im Hinblick auf die relevanten Aspekte des Projekts
• Ableitung und Zusammenstellung von Erfolgsfaktoren zur zielgerichteten Einführung von KDZ in Abhängigkeit der entsprechenden Projektphasen

Aufgabenfeld Praxis:

• Beschreibung des Problems und Untersuchungsgegenstands
• Entwicklung eines Konzepts zur Einführung eines KDZ anhand von Cargo Sous Terrain
• Vergleichende Gegenüberstellung von Anforderungen des KDZ-Konzepts und den vorliegenden Gegebenheiten bei Cargo Sous Terrain in den relevanten Projektphasen
• Kritische Bewertung und finales Urteil über die Anwendbarkeit von KDZ innerhalb der relevanten Teilaspekte des Projekts inkl. der Ableitung von noch zu schaffenden Voraussetzungen

Besonderheiten:

• Die Bearbeitung des Themas erfolgt im Rahmen eines mindestens halbjährlichen Praktikums im Praxisunternehmen in Basel (CH). In dieser Zeit sind Sie auch in die tägliche Projektmitarbeit innerhalb des Unternehmens eingebunden. Ihre Arbeit wird in dieser Zeit angemessen vergütet. Bei Eignung wird der Kontakt zum Praxisunternehmen vermittelt, damit dort der Bewerbungsprozess durchlaufen werden kann. Die Bearbeitung des Themas ist nur möglich, wenn dieser Prozess erfolgreich abgeschlossen wird.
• Sprachkenntnisse (CEFR): Deutsch min. C1, Englisch min. B2

Betreuer: Florian Förster

4. Retrofit einer Textilmaschine im Praxisunternehmen

Aufgabenfeld Theorie:

• Einarbeitung in die Grundlagen zum Thema Retrofit im Textilmaschinenbau sowie Maschinenzustandserfassung mittels Schwingungsanalyse
• Ableitung der notwendigen Aspekte einer Maschinenzustandserfassung mittels Schwingungsanalyse und Erzeugung einer Übersicht zu Umsetzungsvarianten

Aufgabenfeld Praxis, in Zusammenarbeit mit einem Unternehmen aus dem Erzgebirgskreis:

• Erarbeitung eines Konzeptes zum Retrofit der Textilmaschine mittels Schwingungsmessgerät
• Anbringen und Erprobung des Schwingungsmessgerätes
• Datenanalyse und Entwicklung eines Dashboards zur Visualisierung der relevanten Daten

Betreuer: Martin Folz, Philipp Wilsky

5. Integration von Lautbasierten und Bewegungsdaten zur Tätigkeitenerkennung

Aufgabenfeld:

• Auswahl und Installation von Sensoren zur Datengenerierung
• Datenerhebung im Rahmen von Versuchen
• Datenanalyse zur Klassifikation von Tätigkeiten basierend auf Klangdaten
• Erprobung des antrainierten Klassifikationsalgorithmus

Betreuer: Matthias Thürer

weitere Informationen: Activity Recognition of Assembly Tasks Using Body-Worn Microphones and Accelerometers

6. Identifikation von Gefahrstoffen als Teil des Solid Waste Collection

Aufgabenfeld:

• Auswahl und Installation von Sensoren zur Datengenerierung
• Datenerhebung im Rahmen von Versuchen
• Datenanalyse zur Klassifikation der Gefahrstoffe
• Erprobung des antrainierten Klassifikationsalgorithmus

Betreuer: Matthias Thürer

weitere Informationen: Internet of Things (IoT) driven kanban system for reverse logistics: solid waste collection

7. Energiedatenvisualisierung mittels Augmented Reality & KI

Sensordaten zum Energieverbrauch verschiedener Maschinen sollen in einer Augmented Reality Umgebung in der Experimentier- und Digitalfabrik als schwebende Labels mit den Verbrauchsdaten neben den jeweiligen Maschinen dargestellt werden, wenn ein mobiles Endgerät (z. B. Tablet, Smartphone oder AR-Brille) darauf gerichtet wird.

Aufgabenfeld:

• Recherche zum Stand der Technik
• Erarbeitung einer wissenschaftlich fundierten Vorgehensweise zur Umsetzung
• Realisierung an Beispielen aus der Experimentier- und Digitalfabrik der TU Chemnitz
  • Implementierung/Formatierung der Sensordatenweitergabe über MQTT
  • Implementierung einer Bilderkennungs-KI mittels Unity zur Erkennung der jeweiligen Maschine (bspw. TensorFlow)
  • Aufnahme von Bildmaterial als Trainingsmaterial für die KI
  • Erstellung von grafischen Labels/Tags inklusive Anzeige der Energieverbrauchsdaten für die Augmented Reality Umgebung in Unity mittels AR Foundation
• Ziel innerhalb der Umsetzung: Export einer eigenständigen mobilen Anwendung aus Unity zur Verwendung auf Android und/oder iOS-Endgeräten
• Verallgemeinerung der Erkenntnisse aus dem Use Case

Betreuer: Martin Uhlmann