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Aufbau einer ROS-Simulation für eine doppelkinematik Roboterzelle

Flexible Fertigungsanlagen benötigen flexible Steuerungen. Im Forschungsumfeld ist das Robot Operating System (ROS) dafür eine bewährte Variante. ROS bietet ein umfassendes Angebot inclusive z.B. Kinematikplaner, physik Simulation, Visualisierung etc.

Aufgabenstellung

  • Einarbeitung in ROS
  • Erfassung der Roboterzelle
  • Aufbau des digitalen ROS Zwilling
  • Aufbau der Bewegungsplanung in MoveIt
  • Integration in Gazebo
  • Validierung

Anforderungen

  • Gute Programmierkenntnisse
  • Grundlegende Erfahrungen in ROS
  • Motiviertes, eigenständiges Arbeiten
  • Teamfähigkeit
  • Sehr gute Deutsch- und/oder Englischkenntnisse in Wort und Schrift (mind. B-Niveau)

 

Weitere Informationen und Details sind bei den genannten Mitarbeitern erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit aktuellem Notenauszug, relevanten Zeugnissen, Sprach-Level-Nachweis (außnahme Muttersprache DE/EN) und Lebenslauf per E-Mail. Wir werden uns zeitnah rückmelden.

[BA/PA] Marktrecherche und Potenzialanalyse zum Einsatz additiver Fertigung im Kontext des Elektromaschinenbaus

Hintergrund:

Die additive Fertigung entwickelt sich rasant und findet zunehmend Anwendung in unterschiedlichen Industriebereichen. Auch im Elektromaschinenbau eröffnen sich durch diese Technologie neue Gestaltungsspielräume, z. B. hinsichtlich Leichtbau, Funktionsintegration oder individualisierter Komponenten.

Ziel:

Ziel dieser Arbeit ist es, den aktuellen Stand und das Potenzial der additiven Fertigung speziell im Bereich des Elektromaschinenbaus im Rahmen einer fundierten Marktrecherche zu untersuchen. Dabei sollen aktuelle Markttrends, relevante Akteure und Technologien sowie potenzielle Anwendungsbereiche zusammengetragen und analysiert werden.

Aufgabenstellung:

  • Analyse des aktuellen Marktumfelds und Identifikation relevanter Marktakteure (Hersteller, Zulieferer, Forschungseinrichtungen, Start-ups, …)
  • Identifikation und Beschreibung relevanter Technologien, Verfahren und Prozessketten mitsamt zugehöriger Vor- und Nachbearbeitungsprozesse
  • Erfassung von Anwendungsfällen und Zukunftsperspektiven für den Einsatz im Elektromaschinenbau
  • Bewertung der Potenziale und Herausforderungen der Technologie im Hinblick auf elektrische Maschinen
  • Ableitung von Handlungsempfehlungen für Industrie und Forschung

Anforderungen:

  • Interesse am Themenfeld der additiven Fertigung
  • Selbstständige, analytische und strukturierte Arbeitsweise
  • Gute Deutsch- und Englischkenntnisse (gerade Firmen auf dem deutschen Markt sind relevant)

Bewerbung:
Bewerbungen bitte per E-Mail mit Lebenslauf und aktueller Fächerübersicht an simon.stauber@faps.fau.de.

Machine Learning Operations: User Interaction & Core Elements [AI/BA/PA/MA]

Initial Situation:

MLOps tools are essential for managing the complex machine learning lifecycle, but many suffer from poor usability, making adoption difficult for practitioners. This thesis explores how to design more intuitive, user-friendly interfaces for MLOps platforms. Through a structured evaluation of open-source tools and the identification of key interaction techniques, this research will contribute to building reusable UI components in Svelte 5 and shadcn-svelte—bridging the gap between powerful ML workflows and seamless user experiences.A well-designed MLOps interface enhances productivity, reduces onboarding time, and improves collaboration between data scientists, ML engineers, and DevOps teams. By applying UI/UX best practices, this thesis aims to make MLOps more accessible and efficient for everyone.

Tasks:

Within the thesis following topics will be worked on:

  • Conduct a literature review on user-friendly design of MLOps tools.
  • Methodical quantitative and qualitative evaluation of open source MLOps tools.
  • Identification of key interaction techniques in the ML lifecycle
  • Implementation of several identified components as reusable components in Svelte 5, shadcn-svelte.

Notes on application:

  • Interest in UI and UX design
  • Practical online courses and books will be provided after consultation on the existing level of knowledge
  • Mandatory experience: Svelte (5), SvelteKit, tailwindcss, TypeScript
  • Applications without Svelte experience will be ignored
  • Nice to have experience: libraries or projects such as shadcn-svelte, d3, xyflow / Svelte-flow, tanstack
  • Written and spoken German or English required
  • The thesis has to be written in English in LaTeX (e.g., TexStudio, Overleaf)
  • Literature management must be done using JabRef
  • Please send applications with CV and current overview of subjects by e-mail to benedikt.scheffler@faps.fau.de.
  • Generic e-mails will be ignored (how to write a proper e-mail).
  • In the first meeting there are questions regarding the stated requirements. Based on this, the student’s suitability for this thesis is determined.

Smart Manufacturing: Erprobung und Weiterentwicklung der Messtechnik und des Regelungskonzepts beim Richten von Flachdraht für Hairpin-Statoren [BA/PA/MA]

Inmitten des wachsenden Spektrums elektrischer Antriebstechnologien, wie dem inzwischen etablierten Hairpin-Motor und aufstrebenden Varianten wie Continuous Hairpin, Hairpins aus Hohlleitern oder Litzen und Axialflussmaschinen, steht das Richten von Flachdraht als zentraler Prozessschritt im Fokus. Die gegenwärtige Herausforderung im industriellen Umfeld liegt in der Steuerung dieses Prozesses, der bisher auf statischen Parametern und dem empirischen Wissen von Facharbeitern basiert und Schwankungen im Eingangsmaterial nur unzureichend berücksichtigt.

Mögliche Aufgabenstellungen:

Im Rahmen aktueller Forschungsaktivitäten am Lehrstuhl FAPS soll der Prozessschritt des Richtens von Flachdraht durch die Erforschung und Implementierung inlinefähiger Sensorik zur Erfassung von Wechselwirkungen im Prozess sowie innovativer Regelungsansätze revolutioniert werden. Auf diese Weise soll die Qualität in der Hairpin-Produktion effektiv und effizient gesteigert und ein wichtiger Beitrag zur Weiterentwicklung neuer Trends in der Automobilindustrie geleistet werden.

Mögliche Themengebiete:

  • Planung und Konstruktion von Anlagenkomponenten
  • Erforschung neuer Messmethoden
  • Implementierung und Validierung von Messsystemen
  • Planung und Durchführung von experimentellen Untersuchungen
  • KI-gestützte Analyse und Interpretation experimenteller Daten
  • Modellierung und Simulation der Produktionsprozesse

Detaillierte Informationen zu den möglichen Themengebieten und deren Aufgabenstellungen werden gerne in einem persönlichen Gespräch erläutert.

Anforderungsprofil:
  • Interesse an der Produktion elektrischer Traktionsantriebe
  • Je nach Themengebiet: Grundkenntnisse in Konstruktion, Messtechnik, Werkstoffkunde, Programmierung, Datenanalyse (KI/ML) oder Regelungstechnik
  • Freude an praktischer Arbeit wie z.B. Durchführung und Auswertung von Versuchsreihen oder Aufbau von Messtechnik
  • Analytisches Denkvermögen sowie selbstständige, gewissenhafte und strukturierte Arbeitsweise
  • Teamfähigkeit und Kommunikationsstärke
  • Gute Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift

Bewerbung per E-Mail mit Lebenslauf, aktuellem Notenspiegel und Angabe des bevorzugten Themengebietes an anja.preitschaft@faps.fau.de

Technologiestudie – Kontaktierung von primärisoliertem Runddraht

Ausgangssituation:

Die Kontaktierung von primärisoliertem Runddraht stellt eine zentrale Herausforderung im Elektromaschinenbau dar, da sie maßgeblich die Zuverlässigkeit und Effizienz von elektrischen Verbindungen beeinflusst. Ziel dieser Technologiestudie ist es, bestehende Kontaktierungstechnologien systematisch zu untersuchen und deren Einsatzmöglichkeiten sowie Grenzen anhand einer Literaturrecherche zu bewerten. Die Arbeit soll so einen Beitrag zum Verständnis und zur Weiterentwicklung dieser Technologien leisten.

Der Umfang der Arbeit umfasst dabei folgende Arbeitsinhalte:

  • Literaturrecherche und Quellensammlung: Systematische Suche nach wissenschaftlichen Artikeln, Patenten, technischen Berichten und anderen relevanten Publikationen zu Kontaktierungstechnologien für primärisolierten Runddraht
  • Kategorisierung und Analyse der Technologien: Einteilung der gefundenen Kontaktierungsmethoden (z. B. mechanische, thermische, chemische Verfahren) und Analyse ihrer Funktionsweise, Materialanforderungen und Anwendungsbereiche
  • Bewertung von Vor- und Nachteilen: Gegenüberstellung der Stärken und Schwächen der identifizierten Technologien hinsichtlich Effizienz, Kosten, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit
  • Aufzeigen aktueller Trends und Entwicklungen: Erfassung des Stands der Technik sowie Identifikation neuer Ansätze oder Innovationen in der Kontaktierung von primärisoliertem Runddraht

Nähere Informationen sowie Beginn und Umfang der Arbeit können in einem persönlichen Gespräch diskutiert werden. Eine Konkretisierung des Themas erfolgt nach Absprache.

 

Voraussetzungen zur Bewerbung:

  • Hohe Motivation, Neugierde sowie selbständige und strukturierte Arbeitsweise
  • Deutsch in Wort und Schrift von elementarer Bedeutung
  • Fachlicke Kenntnisse und methodische Fähigkeiten von Vorteil

 

Bewerbungen mit Lebenslauf und aktuellem Notenspiegel bitte per E-Mail an:

miriam.eichinger@faps.fau.de

 

Sollten Sie in die engere Auswahl kommen, werden Sie per Mail kontaktiert. Ein Anruf ist nicht notwendig.

Mechanischer Aufbau eines E-Motorprüfstandes (BA, PA)

Die Elektrifizierung gewinnt zunehmend an Bedeutung, wodurch die Entwicklung und Prüfung von Elektromotoren immer wichtiger wird. Ein Motorprüfstand dient der Untersuchung der Leistungsfähigkeit, Effizienz und mechanischen Eigenschaften eines Elektromotors unter realitätsnahen Bedingungen. Insbesondere kostengünstige Elektromotoren aus dem asiatischen Raum werden häufig ohne detaillierte Kennwerte oder Kennlinien geliefert. Dies erschwert deren gezielte Anwendung und Integration in technische Systeme. Daher soll im Rahmen dieser studentischen Arbeit ein Motorprüfstand entwickelt werden, um die unbekannten Eigenschaften solcher Motoren systematisch zu erfassen.

Im Rahmen dieser Arbeit soll zunächst eine umfassende Recherche zu bestehenden Prüfstandskonzepten durchgeführt werden, um bewährte Lösungen und benötigte Komponenten zu identifizieren. Auf Basis dieser Erkenntnisse werden die mechanischen Anforderungen definiert, wobei u.a. besonderer Wert auf Stabilität, Schwingungsdämpfung und die präzise Messung von Drehmoment und Drehzahl gelegt wird. Anschließend soll ein Prüfstand entwickelt werden, der eine flexible Anpassung an verschiedene Motortypen ermöglicht. Die Auswahl geeigneter Materialien und Komponenten spielt dabei eine zentrale Rolle, um eine langlebige und zuverlässige Konstruktion zu gewährleisten. Die mechanische Struktur wird in einem CAD-Programm detailliert ausgearbeitet. Die erwarteten Ergebnisse umfassen eine vollständige mechanische Konstruktion, eine Stückliste der verwendeten Komponenten, sowie eine technische Dokumentation.

Persönliche Voraussetzungen:

  • Interesse an elektrischen Antrieben und Maschinen
  • Interesse an der Prüftechnik elektrischer Antriebe
  • Gute CAD-Kenntnisse
  • Strukturiertes, lösungsorientiertes und wissenschaftliches Arbeiten
  • Deutsch und Englisch in Wort und Schrift

Weitere Informationen und Details sind bei den genannten Mitarbeitern erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit aktuellem Notenauszug, relevanten Zeugnissen und Lebenslauf per E-Mail. Wir werden uns zeitnah rückmelden.

Strukturierte Untersuchung notwendiger Prozesskräfte während der Montage von geschlossenen Formspulen durch die Anwendung von 6σ-Methoden (BA/PA/MA)

Aufgabenstellung:

Im Kontext der Elektromotorenfertigung für schienengebunden Fahrzeuge haben sich diverse Motorkonzepte etabliert, welche vorwiegend auf massiveren Flachleitern beruhen. Deren Handhabung und Einbringung stellt auf Grund ihrer großen Biegesteifigkeit, gepaart mit der erforderlichen Formgebung, eine große Herausforderung dar. Auf Grund vergleichsweise geringen Stückzahlen sind gegenwärtig einige Prozessschritte manuelle gelöst. Deren Automatisierung stellt eine große Herausforderung innerhalb der Transformation der Mobilität im 21. Jahrhundert dar.

Ziel dieser studentischen Arbeit ist es, strukturiert zu ermitteln, welche Kräfte zum Aufreißen einer Perforation notwendig sind. Diese Kräfte werden durch die zu montierenden Spulen selbst während des Montagevorgangs aufgebracht bzw. auf die perforierte Nutgrundisolation übertragen. Übergeordnetes Ziel, durch den Einsatz von 6σ-Methoden, optimale Perforationsmuster zu ermitteln und der Prozessführung zur Verfügung zu stellen. Dabei muss sowohl die Perforation vollständig aufgetrennt, aber gleichzeitig die Spulenisolation und -geometrie nicht beschädigt werden.

Die Arbeit beinhaltet folgende Schwerpunkte:

  • Einarbeitung in den Statorfertigung für Schienenfahrzeuge
    • Fertigungsprozess Stator
    • Zusammenspiel des statorseitigen Isolationssystems
    • Zweck und Funktion der Nutgrundisolation
  • Einarbeitung in den Themenkomplex 6σ
    • Methodik
    • Statistische Standardwerkzeuge
  • Konzeptentwürfe für Teillösungen
    • Untersuchungen verschiedener Perforationsmuster
    • Untersuchung verschiedener Schneidengeometrien
    • Aufnahme von Risskräften
  • Analytische Untersuchung der aufgenommenen Kraftwerte durch den Einsatz von 6σ
    • Prozessanalyse
    • Prozessoptimierung

 

Persönliche Voraussetzungen:

  • Interesse an Fertigungsprozessen im Bereich Elektromaschinen
  • Interesse an 6σ-Methoden/Statistik
  • Grundlegende Kenntnisse der Funktionsweise und des Aufbaus eines E-Motors
  • Konstruktives Geschick (CAD)
  • Handwerkliches Geschick
  • Interesse an der Arbeit mit Maschinen und Analgen
  • Deutsch und Englisch in Wort und Schrift

Der Beginn kann ab sofort erfolgen. Eine grundlegende Vorarbeit ist vorhanden.

Weitere Informationen und Details sind beim genannten Mitarbeiter erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit Notenauszug und Lebenslauf per E-Mail oder über das Anfrageformular. Wir werden zeitnah rückmelden.

 

Strukturierte Untersuchung des Einflusses von Falz- und Schneidkräften sowie der Werkzeuggeometrien beim Herstellen von endlosen Nutgrundauskleidungen (BA/PA/MA)

Aufgabenstellung:

Im Kontext der Elektromotorenfertigung für schienengebunden Fahrzeuge haben sich diverse Motorkonzepte etabliert, welche vorwiegend auf massiveren Flachleitern beruhen. Deren Handhabung und Einbringung stellt auf Grund ihrer großen Biegesteifigkeit, gepaart mit der erforderlichen Formgebung, eine große Herausforderung dar. Auf Grund vergleichsweise geringen Stückzahlen sind gegenwärtig einige Prozessschritte manuelle gelöst. Deren Automatisierung stellt eine große Herausforderung innerhalb der Transformation der Mobilität im 21. Jahrhundert dar.

Ziel dieser studentischen Arbeit ist es, strukturiert der Frage nachzugehen, inwieweit Falz- und Schneidkräfte Einfluss auf die Qualität der Nutgrundauskleidung haben. Neben der eingesetzten Prozesskraft sollen auch über die Geometrien der Werkzeuge weitere Erkenntnisse erlangt werden. Übergeordnetes Ziel ist, eine endlose Nutauskleidung herzustellen, welche eine innovative Spulenmontage ermöglicht.

Die Arbeit beinhaltet folgende Schwerpunkte:

  • Einarbeitung in den Statorfertigung für Schienenfahrzeuge
    • Fertigungsprozess Stator
    • Zusammenspiel des statorseitigen Isolationssystems
    • Zweck und Funktion der Nutgrundisolation
  • Konzeptentwürfe für Teillösungen
    • Untersuchungen verschiedener Falzparameter und -geometrien
    • Untersuchung verschiedener Schnittparameter und – geometrien
    • Aufnahme von Kraft/Wege-Kurven mittels Prüfmaschinen
  • Überführung der Erkenntnisse in ein geeignetes Werkzeug
    • Untersuchung der Prozesseignung von gängigen Isolationspapieren
    • Validierung der eigenen Entwicklungen
  • Implementierung in den Versuchsaufbau
    • Funktionsnachweis
    • Automatisierungsnachweis

Persönliche Voraussetzungen:

  • Interesse an Fertigungsprozessen im Bereich Elektromaschinen
  • Grundlegende Kenntnisse der Funktionsweise und des Aufbaus eines E-Motors
  • Konstruktives Geschick (CAD)
  • Handwerkliches Geschick
  • Interesse an der Arbeit mit Maschinen und Analgen
  • Deutsch und Englisch in Wort und Schrift

Der Beginn kann ab sofort erfolgen. Eine grundlegende Vorarbeit ist vorhanden.

Weitere Informationen und Details sind beim genannten Mitarbeiter erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit Notenauszug und Lebenslauf per E-Mail oder über das Anfrageformular. Wir werden zeitnah rückmelden.

 

Inbetriebnahme einer Drahtzugregelung am Wickler Aumann NWS/s und Validierung des Einflusses auf die Wicklungsqualität (BA/PA/MA)

Aufgabenstellung:

Ziel dieser studentischen Arbeit ist es, eine neuartige Drahtbremse/Drahtzugregelung in Betrieb zu nehmen und in das bestehende System zu integrieren. Zur Verfügung steht hierbei eine Universalwickelmaschine vom Typ NWS/s, des deutschen Herstellers Aumann. Die Regelung des Drahtzugs hat sehr großen Einfluss auf die Wickelqualität.

Nach erfolgter mechanischer und elektrischer Inbetriebnahme soll die Qualitätssteigerung hinsichtlich der Wicklungsqualität am Beispiel einer definierten Einzelzahngeometrie strukturiert untersucht und ermittelt werden. Dabei kommt ein Quadratleiter der Abmessung 0,4mm x 0,4mm zum Einsatz. Relevanten Größen für die Qualität der Wicklung stellen der Füllfaktor und die Anzahl der Zwickelräume dar, welche maßgeblich durch die aufgebrachte Drahtspannung beeinflusst werden können.

Die Arbeit beinhaltet folgende Schwerpunkte, welche in Kooperation mit einem Industriepartner erarbeitet werden sollen:

  • Einarbeitung in wickeltechnische Prozesse
    • Linearwickeln als direktes Verfahren
    • Alternative, indirekte Verfahren
    • Herausforderungen der Profildrahtverarbeitung
  • Inbetriebnahme der Drahtbremse
    • Mechanische Integration
    • Elektrische Integration
    • Implementierung in die Programmierumgebung
  • Anwendung der neuen Funktionalität am Demonstrator
  • Qualitätskontrolle und Ergebnisdokumentation
    • Bildgebung
    • Taktile Vermessung
    • Elektrische Messung

 

Persönliche Voraussetzungen:

  • Interesse an Fertigungsprozessen im Bereich Elektromaschinen
  • Grundlegende Kenntnisse der Funktionsweise und des Aufbaus eines E-Motors
  • Konstruktives Geschick (CAD)
  • Handwerkliches Geschick
  • Interesse am Umgang mit Analgen und Maschinen
  • Deutsch und Englisch in Wort und Schrift

 

Der Beginn kann ab sofort erfolgen.

Weitere Informationen und Details sind beim genannten Mitarbeiter erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit Notenauszug und Lebenslauf per E-Mail oder über das Anfrageformular. Wir werden zeitnah rückmelden.

MA: Smart infrastructure, metering and billing for future solar-powered EV-charging infrastructure and apartment buildings

Ausgangssituation:

Die Energiewende steht vor der Herausforderung, erneuerbare Energien und Elektromobilität effizient in urbanen Räumen zu verknüpfen. Mieterstrommodelle bieten hier eine nachhaltige Lösung, indem sie Solarstrom lokal in Mehrparteiengebäuden nutzbar machen. Doch die Abrechnung von Mieterstrom ist komplex: Smart Meter Gateways, Eichrecht und Datenschutz stellen Vermieter und Energieversorger vor Hürden. Diese Masterarbeit mit dem Titel “Smart infrastructure, metering and billing for future solar-powered EV-charging infrastructure and apartment buildings” untersucht, wie digitale Abrechnungssysteme – am Beispiel der ImmeApp – erweitert werden können. Ziel ist eine transparente, gesetzeskonforme und wirtschaftliche Abrechnungslogik, die den Weg für eine zukunftsfähige Energieversorgung ebnet.

Aufgabenstellung:

  • Einarbeiten in den Stand der Entwicklung der bestehenden Lösung
  • Einarbeitung in die verwendeten Technologien: Pycharm, Plotly, Dash, Python und SQL, OCPP, & Payment Solution
  • Analyse bestehender Funktionen und Ableitung von Entwicklungsbedarf
  • Umsetzung und Deployment

Voraussetzungen:

  • Bestenfalls Vorerfahrungen im Bereich SW-Entwicklung mit Python
  • Interesse am Programmieren und Entwickeln von IT-Lösungen
  • Strukturierte und selbstständige Arbeitsweise
  • Anfragen bitte mit Lebenslauf & Notenspiegel

Weitere Informationen auf Anfrage; der Arbeitsumfang kann entsprechend der Arbeit angepasst werden. Ab sofort gültig

Kontakt per E-Mail:

  • Johannes von Lindenfels, M.Sc.:
    johannes.lindenfels@faps.fau.de
  • Dipl-Ing. Michael Masuch:
    michael.masuch@faps.fau.de