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BA/PA/MA: Zusammenspiel aus digitaler Zwilling, Smart Home Middleware und Linked Data – Chance oder Sackgasse?

Ausgangssituation:

Unsere digitale Welt wird immer komplexer. Sowohl beruflich als auch privat nimmt die Digitalisierung und der Einsatz verschiedener Technologien einen immer höheren Stellenwert ein. Deshalb ist es unerlässlich, dass ein verständliches Abbild für den Menschen verfügbar ist und als Planungsgrundlage dienen kann. Ebenso ist für den Betrieb von Maschinen, Fabriken oder Wohnhäusern eine übersichtliche Kopie mit immensen Vorteilen verbunden. Hier kommt der digitale Zwilling ins Spiel. Ein digitaler Zwilling ist eine digitale Repräsentanz eines materiellen oder immateriellen Objekts aus der realen Welt in der digitalen Welt. Für die Integration von vielfältigen Komponenten und Dienste spielen im Smart Living Umfeld wiederum Cloud-Plattformen und lokale Middleware eine zentrale Rolle. Viele von einer Community getriebene Open Source Systeme (openHAB oder Home Assistant) richten sich allerdings an den Enkunden und weniger an den Geäudebewirtschafter mit einem Bedarf an einer Multi-Tenant-fähigen Lösung.

Aufgabenstellung
In einer studentischen Arbeit sollen daher zunächst einmal die technische Basis und der verfolgte Ansatz von Eclipse Ditto hinsichtlich des aktuellen Stands der Technik untersucht und als Proof of Concept eine Anbindung an eine Open Source Middleware erfolgen. Wichtige Gesichtspunkte für den Einsatz in aktuellen Forschungsfragen stellt darüber hinaus die Abbildung und Kompatibilität mit Konzepten wie beispielsweise Web of Things (WoT) oder Digital Twins Definition Language (DTDL) sowie Linked Data (z.B. SPARQL, JSON-LD und Turtle) inklusive Ontologien wie Building Topologiy Ontology (BOT), RealEstateCore oder dem BRICK Schema dar. Um einen breiten Einsatz im Bereich des Facility Managements zu erschließen spielen darauf aufbauend auch die Bereitstellung, Verwaltung und Wartung des Systems eine wichtige Rolle.

Weitere Informationen erhalten Sie auf Anfrage, der Arbeitsumfang kann entsprechend der Arbeit angepasst werden und die Bearbeitung weitestgehend im Home-Office stattfinden.

BA/PA/MA: Smart City Lighting – Leitfaden und Pilotierung einer nachhaltigen vernetzten, ökologischen und ressourceneffizienten Straßenbeleuchtung

Die Straßenbeleuchtung ist ein wichtiger Bestandteil der modernen städtischen Infrastruktur und sorgt für Sicherheit und Sichtbarkeit im öffentlichen Raum. Bei der Implementierung von Straßenbeleuchtungssystemen müssen verschiedene gesetzliche und normative Standards eingehalten werden, die die Effizienz und Effektivität dieser Systeme unter Berücksichtigung von ökologischen und sozialen Faktoren sicherstellen. In den letzten Jahren hat sich das Konzept der intelligenten Städte und des Internets der Dinge (IoT) als vielversprechender Rahmen für die Verwaltung der städtischen Infrastruktur, einschließlich der Straßenbeleuchtung, erwiesen. Gleichzeitig haben Aspekte wie Ressourceneffizienz, Insektenschutz und das Potenzial für die Integration von Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge an Bedeutung gewonnen.

Ziel dieser Arbeit ist es, eine Wissensbasis für Kommunen zum Thema Straßenbeleuchtung zu schaffen. Dabei sollen relevante Normen und Gesetze zusammengetragen und ein Leitfaden entwickeln werden, den Kommunen bei der Technologieauswahl und Planung ihrer Straßenbeleuchtungsanlagen berücksichtigen können und die Integration in umfassendere städtische Infrastrukturmanagementsysteme unterstützt. Als Praxispartner fungieren die Stadt Treuchtlingen und die angeschlossenen Kommunen, für die im Rahmen dieser Arbeit ein erstes beispielhaftes technisches Konzept entstehen und im Anschluss auch pilotierbar sein soll.

Zu den Schwerpunkten dieser Arbeit gehören:

Identifizierung rechtlicher und normativer Anforderungen an Straßenbeleuchtungssysteme, u.a. im Hinblick auf Energieeffizienz, Sicherheit und Umweltverträglichkeit.
Untersuchung des Potenzials für die Integration von Smart-City- und IoT-Technologien in Straßenbeleuchtungssysteme, wie Fernüberwachung und -steuerung, drahtlose Zugangspunkte und öffentliches WiFi.
Untersuchung von Überlegungen zur Ressourceneffizienz, einschließlich der Verwendung energieeffizienter Lichtquellen wie LEDs und des Potenzials für solarbetriebene Straßenbeleuchtungslösungen.
Untersuchung von Maßnahmen zum Schutz von Insekten, wie z. B. die Verwendung bestimmter Lichtwellenlängen oder Abschirmtechniken, um die Auswirkungen von Kunstlicht auf Insektenpopulationen zu minimieren.
Untersuchung der Integration von Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge in Straßenbeleuchtungssysteme unter Berücksichtigung der technischen Anforderungen und des möglichen Nutzens.
Entwicklung eines ersten beispielhaften technischen Konzepts für die Stadt Treuchtlingen und die angeschlossenen Gemeinden auf der Grundlage der im Rahmen der Diplomarbeit erarbeiteten Wissensbasis.
Erprobung des technischen Konzepts in der Stadt Treuchtlingen und den angeschlossenen Gemeinden im Anschluss an die Diplomarbeit zur praktischen Erprobung und weiteren Verfeinerung des Konzepts.

Weitere Informationen erhalten Sie auf Anfrage, der Arbeitsumfang kann entsprechend der Arbeit angepasst werden und die Bearbeitung weitestgehend im Home Office stattfinden. Bewerbungen bitte per Email mit aktueller Notenübersicht und Lebenslauf.

Extern: Analyse der Preisbildung am deutschen Spotmarkt für Strom mit Hilfe des Euphemia Algorithmus

Diese Arbeit wird in Kooperation mit der N-Ergie AG angeboten (Originale Ausschreibung). Die Beschaffung und die handelsseitige Vermarktung von Strom und Erdgas sind die Hauptaufgaben der Beschaffung und Asset-Bewirtschaftung der N‑ERGIE. Dabei gilt es, die bestehenden Prozesse zu optimieren und neue Aufgaben vor dem Hintergrund der Energiewende zu gestalten.

Das erwartet Sie

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit unterstützen Sie konkret die Weiterentwicklung des bestehenden Fundamentalmodells des deutschen Strommarktes in der Fachabteilung. Sie erhalten Einblicke in die vorgelagerten technischen und energiewirtschaftlichen Prozesse der Day-Ahead-Auktion und bilden diese im Rahmen ihrer Abschlussarbeit modellbasiert nach:

Erarbeiten des Stands der Technik der Kraftwerkseinsatzplanung
Inhaltliches Erarbeiten des EUPHEMIA Algorithmus zur Marktabwicklung an der EPEX Spot
Empirisches Ermitteln geeigneter Gebotsstrukturen der verschiedenen Kraftwerkstypen
Modellbasiertes Nachbilden der Preisbildung am deutschen Spotmarkt auf Basis marktnaher exogener Preiszeitreihen
Evaluieren des Modells mittels Backtesting

Ihre Bewerbung

Damit wir Ihre Bewerbung bearbeiten können, benötigen wir von Ihnen vollständige Bewerbungsunterlagen: Anschreiben, aussagekräftiger tabellarischer Lebenslauf – bitte mit Stichworten zu Ferienjobs, Praktika, Werkstudententätigkeiten o.ä., aktuelle Notenübersicht, relevante Zeugnisse, Informationen über die Vorgaben Ihrer Hochschule zum Praktikum bzw. zur Abschlussarbeit.

Bitte geben Sie in Ihrem Anschreiben unbedingt an:

Freiwilliges Praktikum oder Pflichtpraktikum
Mindestdauer und maximal mögliche Dauer
Frühester und spätester Startzeitpunkt

Das steckt in Ihnen

Studium Wirtschaftsingenieurwesen, Maschinenbau, Volkswirtschaftslehre oder vergleichbar
Interesse am deutschen Strommarkt und den Technologien zur Erzeugung von Strom
Systematische und selbständige Arbeitsweise
Affinität zur Programmierung (Python Kenntnisse sind von Vorteil)

Das bieten wir Ihnen

Wir bieten Ihnen die Chance, vom ersten Tag an mit erfahrenen Praktiker*innen an anspruchsvollen Aufgaben zu arbeiten.
Auf faire Konditionen können Sie sich dabei verlassen:

Attraktive Vergütung für das begleitende freiwillige Praktikum: 950,- Euro brutto im Monat für Bachelorand*innen (Vollzeit) bzw. 1.070,- Euro brutto für Masterand*innen (Vollzeit), ab dem 4. Monat Mindestlohn
Ankauf der Nutzungsrechte bei Abschlussarbeiten: 1.000,- Euro bis 3.000,- Euro
Flexible Arbeitszeit und Möglichkeit zum mobilen Arbeiten
Möglichkeit, am unternehmenseigenen Weiterbildungsprogramm teilzunehmen
Vergünstigte Preise in unseren Kantinen
Ein Klima der Toleranz und Offenheit sowie eine wertschätzende und faire Arbeitsumgebung

Das sind wir

Die N-ERGIE Aktiengesellschaft, Nürnberg, zählt zu den großen kommunalen Energieversorgern in Deutschland und ist ein wichtiger Investor in der Region. Energie- und Wasserversorgung begreift sie als Daseinsvorsorge. Deshalb macht sie sich für Klimaschutz und eine regionale Energiewende stark. Große Teile Mittelfrankens und angrenzende Regierungsbezirke versorgt sie mit Strom und Erdgas sowie die Stadt Nürnberg zusätzlich mit Wasser und Fernwärme. Stadtwerke und Industriekunden beliefert sie deutschlandweit. 2021 setzten die rund 2.500 Mitarbeiter*innen im N-ERGIE Konzern mehr als 3,4 Mrd. Euro um.

BA/PA/MA: The Cloud Awakens: Harnessing the Power of Gaia-X for App Deployment

Wir suchen engagierte Studierende zur Durchführung einer Arbeit im Bereich Cloud Computing.

Die Aufgabe besteht darin, sich mit der Thematik des Deployments von Apps in der Cloud auseinanderzusetzen. Im Rahmen der Arbeit werden die Herausforderungen der Cloud-basierten Anwendungsbereitstellung untersucht und speziell auf die Gaia-X Initiative sowie die Entwicklung von cloud-native Anwendungen eingegangen.

Der/die Studierende wird in der Lage sein, verschiedene Strategien zur Anwendungsbereitstellung zu analysieren und zu bewerten, um eine eigene Lösung zu konzipieren und zu implementieren. Besonderes Augenmerk wird auf Sicherheitsaspekte und Best Practices gelegt. Die Arbeit bietet eine hervorragende Möglichkeit, um praktische Erfahrungen in einem aktuellen Forschungsbereich zu sammeln und das eigene Verständnis für Cloud-basierte Anwendungen zu vertiefen.

Die Arbeit kann sowohl als Bachelor-, Projekt- als auch als Masterarbeit durchgeführt werden und wird von erfahrenen Wissenschaftler/innen betreut. Die Ergebnisse der Arbeit können dazu beitragen, innovative Ansätze für Cloud-basierte Anwendungsbereitstellung zu entwickeln und die Zukunft der Cloud-Computing-Industrie mitzugestalten. Wir freuen uns auf Bewerbungen von motivierten und engagierten Studierenden.

Inhalte:

Literaturrecherche
Deployment von Apps in Cloud-Infrastrukturen
Testen des Deployments
Auswertung der Ergebnisse und Ergebnisdokumentation

Vorkenntnisse:

Vorkenntnisse/Interesse im Bereich Cloud Computing
Vorkenntnisse/Interesse im Bereich der App Deployment
Klar strukturierte und selbstständige Arbeitsweise

Weitere Infos auf Anfrage.

Der genaue Arbeitsumfang wird bei einer Themenbesprechung entsprechend der Art der Arbeit angepasst.

Bewerbungen bitte per Email mit aktueller Notenübersicht und Lebenslauf.

Beginn:

Ab sofort

BA/PA/MA: Sektorübergreifende und interoperable Kommunikationsprotokolle zum Energiemanagement im Smart Home

Ausgangssituation
Das E|Home-Center ist eine interdisziplinäre Forschungsgruppe an der FAU Erlangen-Nürnberg. Ressourcenschonendes, nachhaltiges und intelligentes Wohnen stehen dabei im Vordergrund. Unter diesem Gesichtspunkt spielt die Energiewende eine zentrale Rolle. Die sich daraus ergebenden Veränderungen in der Versorgungsinfrastruktur stellen dabei das Verteilnetz vor neue Herausforderungen. Durch den dezentrale und gleichzeitig angebotsgetriebene Charakter einer regenerativer Energieversorgung wird ein sowohl domänen- als auch sektorübergreifendes Energiemanagement, unter Einbindung verschiedener Energiespeichern, immer wichtiger.

Aufgabenstellung
Mit dem offenen Standard “EEBUS” wurde die notwendige Basis geschaffen, welche eine Kommunikation zwischen den beteiligten Komponenten in den Energiesektoren Strom und Wärme sowie über die Wohnungsdomäne hinaus ermöglicht. Im Rahmen dieser Arbeit sollen nun die Potentiale einer Anbindung an konventionelle Smart-Home-Systeme analysiert werden. In Anlehnung daran gilt es den Handlungsbedarf zu spezifizieren, ein Lösungskonzept unter Einsatz von openHAB als Middleware zu erstellen und den ermittelten Ansatz in einer exemplarische Umsetzung im Reallabor des Lehrstuhls zu überprüfen.

Inhaltliche Schwerpunkte

Ermittlung des Stands der Technik an sektor- und domänenübergreifenden Kommunikationsprotokollen
Analyse des Potenzials in Anbetracht der Energiewende
Ableitung des Handlungsbedarfs für das Smart Home
Ausarbeitung eines Lösungskonzepts auf Basis von openHAB als Middleware
Prüfung und etwaige Realisierung des Konzepts im LivingLab des Lehrstuhls

Weitere Informationen erhalten Sie auf Anfrage, der Arbeitsumfang kann entsprechend der Arbeit angepasst werden und die Bearbeitung weitestgehend im Home Office stattfinden.

BA/PA/MA: Föderiertes, dezentrales Identitäts- und Berechtigungsmanagement im Smart Living Umfeld

Ausgangssituation
Das E|Home-Center ist eine interdisziplinäre Forschungsgruppe an der FAU Erlangen-Nürnberg. Ressourcenschonendes, nachhaltiges und intelligentes Wohnen stehen dabei im Vordergrund. Eine der größten Herausforderungen beim Betrieb von Plattformen im Smart-Living-Umfeld ist die Unsicherheit auf Grund von Compliance Risiken bei der Umsetzung von rechtlichen Vorgaben wie Privacy/Security by Design (PbD/SbD). Eine zentrale Rolle spielt dabei das Identitäts- und Berechtigungsmanagement beim Zugriff auf Dienste, Aktorik, Sensorik und den Daten daraus, die Integration von Identity Providern, die Nutzeridentifikation in der Wohnung und die Vererbung von Berechtigungen. Diese Teilproblemstellungen wurde bereits in verschiedenen Vorabreiten adressiert aber noch nicht zu einem dezentralen Gesamtsystem kombiniert.

Aufgabenstellung
Vor dem genannten Hintergrund sollen im Rahmen einer studentischen Arbeit zunächst die Vorarbeiten gesichtet und mit dem Stand der Technik abgeglichen werden. Ziel ist es ein Konzept zu entwickeln, welches neben der Cloud-Ebene auch die lokale Ebene eines Smart Home hin zu einem dezentralen Gesamtsystem zu integrieren und damit die Datenhoheit und Souveränität des Endnutzers zu stärken. Dazu ist ein Machbarkeitsbeweis anhand eines Demonstrators zu erbringen, für den bestehende Komponenten weiterentwicklt und bereits im Einsatz befindliche Systeme angebunden werden müssen. Zur Dokumentation und für daran anschließende Arbeiten gilt es, Softwareschnittstellen und Programmbibliotheken für Systembetreiber und Softwareentwickler bereitzustellen. Auf dieser Basis kann anschließend ein Konzept für ein Dashboard erstellt und damit die Transparenz über Datenverarbeitungsvorgänge gesteigert werden.

Weitere Informationen erhalten Sie auf Anfrage, der Arbeitsumfang kann entsprechend der Arbeit angepasst werden und die Bearbeitung weitestgehend im Home Office stattfinden.

BA/PA/MA: IT-Sicherheit und Datenschutz im Umfeld smarter Gebäudebewirtschaftung

Ausgangssituation
Das E|Home-Center ist eine interdisziplinäre Forschungsgruppe an der FAU Erlangen-Nürnberg. Ressourcenschonendes, nachhaltiges und intelligentes Wohnen stehen dabei im Vordergrund. Eine der größten Herausforderungen beim Betrieb von Plattformen im Smart-Living-Umfeld ist die Unsicherheit auf Grund von Compliance Risiken bei der Umsetzung von rechtlichen Vorgaben wie Privacy/Security by Design (PbD/SbD) nach der Datenschutzgrundverordnung (DSGVO) und dem Bundesdatenschutzgesetz (BDSG). Mit ISIS12, VdS 10000, dem Standard-Datenschutzmodell (SDM) der Konferenz der unabhängigen Datenschutzaufsichtsbehörden des Bundes und der Länder (DSK) und dem IT-Grundschutz des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) oder auch den NIST-Frameworks der amerikanischen Behörden existieren Handreichungen für die Umsetzung von Informations-Sicherheits-Management-Systemen (ISMS), entsprechende Datenschutz-Management-Systeme (DSMS) lassen aber weitestgehend auf sich warten oder sind kaum auf die Belange der Wohnungswirtschaft zugeschnitten.

Aufgabenstellung
Vor dem genannten Hintergrund sollen im Rahmen einer studentischen Arbeit zunächst die gesetzlichen Rahmenbedingungen geklärt, der Stand der Technik hinsichtlich Frameworks und Zertifizierungen ermittelt und das Potential eines branchenspezifischen DSMS analysiert werden. Im weiteren Verlauf gilt es ein Konzept auf Basis von PbD auszuarbeiten, dieses im Rahmen eines aktuellen Forschungsprojekts zu prüfen und einen operativen Prozess zu entwickeln. Ziel ist es, dass sowohl Bewirtschafter von Wohnraum als auch Betreiber von Plattform und Serviceentwickler bei ihrer Tätigkeit unterstützt und ein hohes Datenschutz- und IT-Sicherheitsniveau sichergestellt werden kann. Dazu kann sowohl eine exemplarische Umsetzung im Reallabor, die Bereitstellung von Softwarebibliotheken oder Formulierungshilfen erfolgen.

Weitere Informationen erhalten Sie auf Anfrage, der Arbeitsumfang kann entsprechend der Arbeit angepasst werden und die Bearbeitung weitestgehend im Home Office stattfinden.

BA/PA/MA: Zusammenspiel und Koexistenz von Smart Home Middleware und Energiemanagementsystem

Ausgangssituation
Das E|Home-Center ist eine interdisziplinäre Forschungsgruppe an der FAU Erlangen-Nürnberg. Ressourcenschonendes, nachhaltiges und intelligentes Wohnen stehen dabei im Vordergrund. Unter energetischen Gesichtspunkten steht momentan vor allem die Sektorkopplung von Großverbrauchern zur Deckung des Wärmebedarf und der Nachfrage nach elektrischer Energie im Fokus. Langfristig wird für eine höhere Felibilität auch ein domänenübergreifendes Energiemanagement unter Berücksichtigung der Mobilität und der Haushaltsgeräte mit einer Vielzahl an Klein- und Kleinstverbrauchern eine immer größere Rolle spielen. Während im SmartHome eine Cloud-Plattformen oder eine lokale Middleware die Interaktion zwischen Systemen verschiedener Hersteller und dem Bewohner steuern, wird des Energiemanagement von einem davon weitestgehend separtierten System durchgeführt.

Aufgabenstellung

Im Rahmen einer studentischen Arbeit soll daher das Zusammenspiel dieser Systeme untersucht werden. Hierfür gilt es zunächst ein Energiemanagementsystem auszuwählen, das kompatible zu Paradigmen wie Web of Things (WoT) aus dem Smart Living Kontext ist und den aktuellen Stand der Technik wiederspiegelt. Dabei sollte es insbesondere eine Skalierbarkeit über einen einzelnen Haushalt hinaus auf Gebäude- und Quartiersebene unterstützen sowie eine Interoperabilität von Speichern, Elektrofahrzeugen, Verbrauchs- und Versorgungseinrichtungen ermöglichen. Übergeordnetes Ziel ist es, zukünftig neue Ertragsmöglichkeiten für den Bewohner zu erschließen und die Integrationstiefe vor dem Hintergrund der Eigenverbrauchsoptimierung und Netzdienlichkeit zu steigern.

Weitere Informationen erhalten Sie auf Anfrage, der Arbeitsumfang kann entsprechend der Arbeit angepasst werden und die Bearbeitung weitestgehend im Home Office stattfinden.

Der digitale Zwilling in der Wohnungswirtschaft – Chance oder Sackgasse?

Ausgangssituation:

Aufgabenstellungen:
In dieser Arbeit (BA/PA/MA) soll die Software Eclipse Ditto mit verfügbaren Alternativen zur Erstellung und Verwaltung digitaler Zwillinge verglichen werden. Außerdem ist die Passung der Softwarelösungen zur Cloud-Infrastruktur des europäischen Projektes GAIA-X und dessen Architekturansatz des Sovereign Cloud Stack zu prüfen. Ein umfassender Überblick über die Einsatzmöglichkeiten und eine Bewertung der Softwarepassung auf die Bedürfnisse der Wohnungswirtschaft runden diese Arbeit ab.

Weitere Informationen erhalten Sie auf Anfrage, der Arbeitsumfang kann entsprechend der Arbeit angepasst werden und die Bearbeitung weitestgehend im Home-Office stattfinden.

Betriebsbegleitende Simulation und Optimierung eines hybriden Prozesses mittels Plant Simulation

Die Simulation von Prozessen stellt ein mächtiges Werkzeug dar, um künftige Zustände zu prognostizieren und zu beurteilen. Aber auch das Verhalten im Falle unvorhergesehener Vorkomnisse kann abgeschätzt werden. Darauf aufbauend können Maßnahmen entwickelt werden, um suboptimale Entwicklungen zu antizipieren und die Prozesse dadurch zu optimieren.

Um Simulation adäquat einsetzen zu können, ist eine möglichst treffende Modellierung der realen Situation erforderlich. Ziel der Arbeit ist die Erstellung eines möglichst realitätsgetreuen Simulationsmodells mit Hilfe der diskreten Simulationssoftware Plant Simulation.

Folgende Arbeitsschritte sind Bestandteil der Arbeit:

Einarbeitung in Plant Simulation, bestehende Vorarbeiten und den zu modellierenden Prozess
Abbildung eines realen Anwendungsfalls
Ableitung der erforderlichen Daten aus der Produktionsumgebung
Validierung der Einzelkomponenten der Simulation und des Gesamtsystems
Dokumentation der Ergebnisse

Anforderungen:

Sehr gutes Deutsch in Wort und Schrift
Grundsätzliche Erfahrung und Affinität in der Programmierung