Ausgangssituation

Durch die zunehmende technologische Vielfalt und Komplexität im industriellen Umfeld, kommen technische Lösungen kaum noch ohne IT-Lösungen aus. Eine Lösung um mit Komplexität umzugehen, stellen innovative XR-Lösungen dar. Ein Prominentes Beispiel hierzu ist NVIDIA mit dem Omniverse sowie Apple mit der Apple Vision Pro. Auch können XR-Lösungen für ganz neue Form der Kommunikation verwendet werden, siehe Link.

Das Verbundprojekt ROBOTOP (Modulare, offene und internetbasierte Plattform für Roboter-Anwendungen in Industrie und Service) mit dem Teilvorhaben des Lehrstuhls für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik MyRoboBase (Modularer, internetbasierter Robotik-Basiskonfigurator) wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) ab dem 01.06.2017 gefördert. Aus diesem Forschungsprojekt hat sich 2021 im Rahmen eines EXIST-Gründerstipendiums ein Start-up aus der FAU ausgegründet.

Themenstellung

Vorkenntnisse

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Aktuelle Publikationen: Eike Schäffer

Homepage dem Projekt assoziiertes Start-up: ROBOTOP

Beginn ab sofort möglich

Der Umfang kann entsprechend der Art der Arbeit angepasst werden

Kontakt – bitte einen Termin per Email vereinbaren

Dr. Eike Schäffer
eike.schaeffer@faps.fau.de

Die Entwicklungsprozesse von digitalen Lösungen werden immer abhängiger von den richten softwareseitigen Entwicklungswerkzeugen. Auf der anderen Seite sind viele Engineering Tools sehr komplex und nicht nutzbar. Bei einem Vergleich zwischen aktuellen Engineering Werkzeugen und innovativen Computerspielen oder Apps werden große Qualitätsunterschiede bei der Nutzbarkeit offensichtlich.

“Die nutzerorientierte Gestaltung zielt darauf ab, interaktive Produkte so zu gestalten, dass sie über eine hohe Gebrauchstauglichkeit (Usability) verfügen. Dies wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass der (zukünftige) Nutzer eines Produktes mit seinen Aufgaben, Zielen und Eigenschaften in den Mittelpunkt des Entwicklungsprozesses gestellt wird.” Wikipedia

Themenstellung

Vorkenntnisse

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Zum Forschungsprojekt ROBOTOP: Teaser Video

Aktuelle Publikationen: Eike Schäffer

Homepage: ROBOTOP

Beginn ab sofort möglich

Der Umfang kann entsprechend der Art der Arbeit angepasst werden.

Kontakt – bitte einen Termin per Email vereinbaren

eike.schaeffer@faps.fau.de

Ausgangssituation

Längst sind Konfiguratoren und VR/AR-Systeme keine reinen Spielereien mehr. So befinden sich im Automobilbereich sowie in vielen weiteren B2C und B2B Bereichen Konfiguratoren in wirtschaftlich erfolgreicher Anwendung. Unter anderem bieten Webtechnologien und Gaming Engins ganz neue Möglichkeiten einen interaktiven XR-Lösungen zu kreieren und die Robotik in die Zeit von Industrie 4.0 zu befördern.

Themenstellung

Vorkenntnisse

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Aktuelle Publikationen: Eike Schäffer

Homepage Forschungsprojekt: ROBOTOP

Beginn ab sofort möglich

Der Umfang kann entsprechend der Art der Arbeit angepasst werden

Kontakt – bitte einen Termin per Email vereinbaren, mit angefügten Lebenslauf, Notenübersicht sowie telefonischen Kontakt.

Eike Schäffer

Die grafische Prozessnotation Business Process Model and Notation (BPMN) ermöglicht es, Geschäftsabläufe auf intuitive Weise zu modellieren und technische Services zu orchestrieren (“Low-Code”). Durch die direkte Kompilierung und Ausführung in einer Process Engine ist es möglich, die Modelle ohne weitere manuelle Adaptionen in laufende Programme zu transformieren.

Das Forschungsprojekt PDA-RobE bestrebt, diese Technologie auch in der Planungsphase von Produktionssystemen einzusetzen und durch den Ereignis-diskreten Charakter der BPMN somit die idealen Soll-Prozesse direkt auf ihre Performance zu überprüfen (DES, “Ereignisdiskrete Simulation” bzw. engl.: “Discrete-Event Simulation”). Um dies zu erreichen, sind noch zahlreiche Herausforderungen zu lösen.

Je nach Art und Umfang sollen ausgewählte Aufgabenstellungen im Kontext dieser Arbeit bearbeitet werden (Liste ist nicht vollständig und in persönlichen Gesprächen zu spezifizieren):

• Recherche über den Stand der Technik und alternative Ansätze zur Abbildung von Produktionsprozessen in Simulationsmodellen
• Prototypische Abbildung ausgewählter Produktionsprozesse in der BPMN zur Ableitung einer methodischen Leitfadens in der Modellierungstechnik
  • Darstellung und Ausführung von Pull- vs. Push-orientierten Materialflüssen
  • Darstellung und Ausführung von Puffern, Supermärkten und Lagern sowie Entkopplung der vor- und nachgelagerten Fertigungsschritte
  • …
• Abbildung und Integration von Ressourcen (Produktionsanlagen, Werker etc.) und Produkten (Material) in BPMN-Prozessen
  • Prozessinstanz-übergreifender Umgang mit Zuständen (z. B. “belegt”, “nicht belegt”, “wartend”)
  • Implementierung von Puffern an den Maschinen
  • Umgang mit Schütt- und Flüssiggut im Gegensatz zu Stückgut
  • Rolle des “Tokens” in der BPMN-Ausführung (ressourcen- vs. materialorientierte Sichtweise)
  • …
• Gestaltung einer (ggf. Wireframe-basierten) grafischen Nutzeroberfläche zur Steuerung und Auswertung der Simulation
• Vergleich und Diskussion der drei Methoden anhand eines geeigneten Produktionsprozesses:
  • Simulation ausschließlich mit BPMN-Prozessmodellen und einer Process Engine (z. B. Flowable BPM)
  • Integration von BPMN-Prozessmodellen in bestehende DES-Tools wie z. B. Tecnomatix Plant Simulation zur Definition des Ablaufs
  • Simulation ausschließlich mit einem bestehenden DES-Tool (z. B. Plant Simulation)

Bei Interesse senden Sie mir gerne eine Email mit Lebenslauf und Notenspiegel an Marvin.Schobert@faps.fau.de.

Ich freue mich auf Ihre Bewerbung!

Durch die Etablierung von Hyper Scalern wie AWS (Amazon Web Services) oder Microsoft Azure wird es zunehmend interessanter, Rechenkapazitäten nicht lokal im Unternehmen aufzubauen, sondern auf nahezu beliebig skalierbare Ressourcen der Hyper Scaler zuzugreifen und nach Nutzung und Leistung zu bezahlen. Dieses Potenzial bietet auch Chancen für die Simulation, welche traditionell mittels schwerlastiger Stand-alone-Software durchgeführt wird. Insbesondere in Kombination mit Optimierungsalgorithmen (“simulationsgestützte Optimierung”) spielt die Performance der Simulation eine entscheidende Rolle. Während Simulationen in verschiedenen Bereichen und Abstraktionsebenen sinnvoll einsetzbar sind, soll sich der Kontext dieser studentischen Arbeit primär auf die Ablaufsimulation (Produktion, Logistik, Materialfluss) fokussieren.

Dabei sind (je nach Abschlussarbeit) folgende Aufgaben mit Hilfe einer systematischen Literatur- und Marktrecherche zu bearbeiten:

• Grundlagen der Simulationstechnik und der simulationsgestützten /-basierten Optimierung inklusive der zentralen Herausforderungen
• Was ist der Stand der Technik im Einsatz von webbasierter Simulationsservices? Welche Methoden sind abgedeckt? Welche Technologien werden eingesetzt?
• Wie werden hierdurch die Herausforderungen der klassischen Simulation bewältigt?
• Welche offenen Fragestellungen bleiben bzw. welche Probleme wurden noch nicht zufriedenstellend gelöst?
• Welches Potenzial hätte ein Geschäftsmodell “Simulation-as-a-Service”?
• Wie ändert sich das Anforderungsprofil an den Simulanten unter Einsatz von Webtechnologien?

Bei Interesse an der Fragestellung ist eine kurze Bewerbung mit Lebenslauf und Notenspiegel direkt per E-Mail an marvin.schobert@faps.fau.de zu senden.

Der Entwicklungsprozess von Produkten und Produktionssystemen ist sehr stark dokumentenzentriert basiert nur selten auf Konfiguratoren. Bei der bereichsübergreifenden Weitergabe von Informationen und Daten kommt es zu vielfältigen Problemen. Dadurch wird ein Wandel in Entwicklungsprozessen hin zur Modellbasierten Systementwicklung angestrebt. Hierbei soll sichergestellt werden, dass keine Medienbrüche auftreten und ein automatisierter Weitergabe Prozess umgesetzt werden kann. Die semantische Modellierung stellt dabei eine der Basistechnolgoien für künstliche Intelligenz dar.

Themenstellung

Vorkenntnisse

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Zum Forschungsprojekt ROBOTOP: Teaser Video

Aktuelle Publikationen: Eike Schäffer

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Beginn ab sofort möglich

Der Umfang kann entsprechend der Art der Arbeit angepasst werden

Kontakt – bitte einen Termin per Email vereinbaren

eike.schaeffer@faps.fau.de

Ausgangssituation

Längst sind Konfiguratoren und VR/AR-Systeme keine reinen Spielereien mehr. So befinden sich im Automobilbereich sowie in vielen weiteren B2C und B2B Bereichen Konfiguratoren in wirtschaftlich erfolgreicher Anwendung. Unter anderem bieten Webtechnologien ganz neue Möglichkeiten einen interaktiven Konfigurator zu kreieren und die Robotik in die Zeit von Industrie 4.0 zu befördern. Die Abschlussarbeit findet im Kontext der Gesamtvision des vom BMWi geförderten Forschungsprojekt ROBOTOP statt. Die Vision und bisherigen Ergebnisse zum Projekt werden im Rahmen des 2020 veröffentlichen Teaser Videos vorgestellt.

Themenstellung

Vorkenntnisse

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Zum Forschungsprojekt ROBOTOP: Teaser Video

Aktuelle Publikationen: Eike Schäffer

Homepage Forschungsprojekt: ROBOTOP

Beginn ab sofort möglich

Der Umfang kann entsprechend der Art der Arbeit angepasst werden

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Dr.-Ing. Eike Schäffer
eike.schaeffer@faps.fau.de

Situation

Die hohe Komplexität heutiger Automatisierungslösungen führt dazu, dass die Integrationskosten (größtenteils Engineering Aufwand!) vor allem für kleine und mittlere Unternehmen oft ein unwirtschaftliches Niveau erreichen und damit Innovationen blockieren. Intransparente Kommunikation, fehlendes Wissen, wenig Wiederverwendung von Engineering Wissen und teure Experten sowie komplexe CAD-Tools tragen maßgeblich dazu bei.

Motivation

Schon einfache simple 3D-Planungstools helfen bei der Grobkonzeption von komplexen Anlagen, als auch deren Kommunikation. Zusätzlich kann eine zielgerichtete Wertstromanalyse in kurzer Zeit viel Wissen generieren, um über die Wirtschaftlichkeit einer Automatisierungslösung zu entscheiden, schon bevor technische Detailfragen geklärt werden.

Themenstellung

Entwicklung einer Intuitiven und userfreundlichen Benutzeroberfläche für eine Planungsumgebung und Integration von Elementen der Wertstromanalyse:

• Umstrukturierung von bereits bestehenden Layouts einer Planungsumgebung für eine bessere User Experience (intuitiv, weniger komplex, klare Abläufe)
• Erstellung von Layout Templates für geplante Funktionalitäten der Planungsumgebung
• Selbständiger Entwurf von neuen/ noch fehlenden Funktionalitäten zur Erweiterung der bereits bestehenden Applikation
• Arbeiten mit Design Thinking, Game Engines, Design Tools wie Figma
• Konzeption wie Elemente der Wertstromanalyse einfach aber effektiv mit der Grobkonzeptplanung integriert werden können
• Konzepte für mögliche Optimierung mit KI

Vorkenntnisse

• Erfahrungen mit Bereich Game Design oder User Experience
• Idealerweise Wissen über Lean Management (z.B. OPEX an der FAU)
• Programmierkenntnisse zum Verständnis der Struktur der implementierten Funktionen wären von Vorteil

Was du erwarten kannst

• Einblicke in einem innovativen Startup direkt am FAPS-Lehrstuhl
• State of the art Anwendungsentwicklung mit neuen Technologien
• Betreuung und umfassende Einarbeitung nach Bedarf

Beginn ab sofort möglich, Umfang und genaue Ausrichtung der Abschlussarbeit erfolgen nach Absprache und persönlichem Interesse. Über eine Anfrage mit kurzem Motivationsschreiben, beigefügtem Lebenslauf und der Notenübersicht würde ich mich sehr freuen. Bei Interesse gerne direkt an mich (Kontakt siehe unten) wenden oder über das Anfrageformular.

Siehe Teaser:

Situation

Die Planung von roboterbasierten Automatisierungslösungen erfordert die Unterstützung von Systemintegratoren. Unstimmigkeiten und Missverständnisse innerhalb der einzelnen Planungsphasen führen zu Verzögerungen und damit auch zu Kostensteigerungen für beide Geschäftspartner. Gerade bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) kann die Entwicklung eines ersten Grobkonzepts schwierig sein. Der Grund dafür ist das fehlende Know-how, sowie begrenzte monetäre, zeitliche und personelle Ressourcen und die dadurch fehlende Vorstellung, wie eine Automatisierungslösung in der eigenen Produktion aussehen könnte.

Motivation

Erfolgreich umgesetzte Automatisierungslösungen, so genannte Best Practices, können vom Kunden an seine individuellen Bedürfnisse angepasst werden. Ein bereits ausgewähltes und an die Bedürfnisse des Kunden angepasstes Konzept ermöglicht dem Systemintegrator eine schnellere Anpassung seiner Lösung und bietet eine visuelle Diskussionsgrundlage für eine detailliertere Ausarbeitung.

Themenstellung

Erstellung von visuellen Best Practice Lösungen für 3D-Anwendungen (unter anderem auch Virtual Reality sowie Augmented Reality) optimieren

• Überarbeitung bzw. Automatisierung eines bereits bestehenden Vorgehens zur Modellvereinfachung mittels Inventors
• Reduzierung von Details zur Performanceoptimierung in 3D-Anwendungen
• Anlegung einer Modellbibliothek mit bearbeiteten und vereinfachten Modellen
• Erstellung von Best Practice Lösungen, zur Darstellung eines Produktionsschritts in der Herstellung
• Export zu externen Game Engines mit Skripten zu Details, Skalierung und Ausrichtung in 3D-Formaten vereinfachen

Vorkenntnisse

• Erfahrungen mit CAD-Tools sowie grafischer 3D-Entwicklungssoftware
• Kenntnisse mit Skripterstellung zur Automatisierung von Vorgängen ist von Vorteil, Einarbeitung ist möglich z.B. in Blender: Python

Was du erwarten kannst

• Einblicke in einem innovativen Startup direkt am FAPS-Lehrstuhl
• State of the art Anwendungsentwicklung mit neuen Technologien
• Betreuung und umfassende Einarbeitung nach Bedarf

Beginn ab sofort möglich, Umfang und genaue Ausrichtung der Abschlussarbeit erfolgen nach Absprache und persönlichem Interesse. Über eine Anfrage mit kurzem Motivationsschreiben, beigefügtem Lebenslauf und der Notenübersicht würde ich mich sehr freuen. Bei Interesse gerne direkt an mich (Kontakt siehe unten) wenden oder über das Anfrageformular.

Siehe Teaser:

Situation

Die hohe Komplexität heutiger Automatisierungslösungen führt dazu, dass die Integrationskosten (größtenteils Engineering Aufwand!) vor allem für kleine und mittlere Unternehmen oft ein unwirtschaftliches Niveau erreichen und damit Innovationen blockieren. Intransparente Kommunikation, fehlendes Wissen, wenig Wiederverwendung von Engineering Wissen und teure Experten sowie komplexe CAD-Tools tragen maßgeblich dazu bei.

Motivation

Kann die auf Gameplay sowie Multinutzer basierte Strategiespielerfahrung mit der Einfachheit einer Ikea Küchenplanung kombiniert werden und trotzdem eine ausreichende Planung bzw. visuelle Kommunikation ermöglichen wie vollumfängliche Simulationstools anbieten? Wir denken ja! Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von Werkzeugen zur Visualisierung und Konfiguration von Best-Practice-Lösungen in der industriellen Fertigung und Anlagenplanung unter Verwendung einer Gaming-Engine.

Themenstellung

Entwicklung von Funktionalitäten anhand von einer Gaming Engine

• Implementierung und Integration von Funktionen für eine Planungsumgebung
• Softwaretests zur Sicherstellung der Funktionalität der Anwendung
• Möglichkeit zum Einsatz von Virtual als auch Augmented Reality
• Performanceoptimierung durch modulare Anwendungsstruktur und Dynamisches Laden von 3D-Modellen zur Laufzeit
• Zustandsmanagement in großen Applikationen

Vorkenntnisse

• Generell Programmierkenntnisse
• Kenntnisse in Gaming Engies sind von Vorteil, eine Einarbeitung ist möglich

Was du erwarten kannst

• Einblicke in einem innovativen Startup direkt am FAPS-Lehrstuhl
• State of the art Anwendungsentwicklung mit neuen Technologien
• Betreuung und umfassende Einarbeitung nach Bedarf

Beginn ab sofort möglich, Umfang und genaue Ausrichtung der Abschlussarbeit erfolgen nach Absprache und persönlichem Interesse. Über eine Anfrage mit kurzem Motivationsschreiben, beigefügtem Lebenslauf und der Notenübersicht würde ich mich sehr freuen. Bei Interesse gerne direkt an mich (Kontakt siehe unten) wenden oder über das Anfrageformular.

Siehe Teaser: