Abschlussarbeiten und Praktika

IT-Plattformen für das Application Lifecycle Management (ALM) sind ein wichtiger Teil der heutigen IT-Systemlandschaften für die Produktentwicklung mit Fokus auf der Unterstützung von Prozessen für die Softwareentwicklung. Dies beinhaltet u.a. das Requirements- sowie Test Management sowie die Ankopplung an Systems Engineering. ALM Plattformen sind beispielsweise die Atlassian Suite, Siemens Polarion, PTC Codebeamer und IBM Engineering Lifecycle Manager. Die :em AG unterstützt ihre Kunden bei der Analyse ihrer Geschäftsprozesse, der Ableitung von Anforderungen bis hin zur Entwicklung und Umsetzung von Methoden in allen genannten ALM-Plattformen.

Ziel:

Vergleichende Gegenüberstellung von mindestens zwei ALM Plattformen durch Umsetzung eines realitätsnahen Entwicklungsszenarios

Deine Aufgaben:

• Recherche zu Begriffen, Konzepten und dem Stand der Technik des ALM
• Definition und Umsetzung eines realitätsnahen Entwicklungsszenarios
• Definition von Bewertungskriterien (funktional und nicht-funktional)
• Einarbeitung in die zwei ALM-Plattformen
• Vergleichende Gegenüberstellung mit Bewertung

Das bringst du mit:

• Studium im technischen/wirtschaftlichen Bereich (z.B. Wirtschaftsingenieurwesen, Maschinenbau, Mechatronik, Computational Engineering, Informatik)
• Grundkenntnisse im Bereich IT-Tools für die Produktentwicklung, z.B. Product Lifecycle Management und Application Lifecycle Management wünschenswert
• Sehr gute Deutsch- und gute Englisch-Kenntnisse

Das bieten wir:

• ein hochmotiviertes und qualifiziertes Beratungsteam, das sich in hohem Maße mit den gesetzten Zielen und Werten von :em identifiziert
• exklusive Kunden und fachliche Herausforderungen
• Arbeit in kleinen Teams
• die Möglichkeit, die Arbeitsumgebung und Aufgabenbereiche aktiv mitzugestalten
• ein Mentor (m/w/d), der dir beiseite steht
• Firmenevents

Betreuung durch:

:em engineering methods AG

Dr. Martin Langlotz (martin.langlotz@em.ag)

Heutige IT-Systemlandschaften sind meist durch Komplexität, Unklarheiten und Medienbrüche gekennzeichnet. Historisch gewachsene Prozesse, Zukäufe von Unternehmen – und deren IT-Systemen – sowie IT-Insellösungen mit dem Fokus auf individuelle Optimierung machen die Digitalisierung schwierig und herausfordernd. Mit MBITA® (Modell Based IT Architecture) hat die :em AG eine Methode entwickelt, um IT-Systemlandschaft in einen übergreifenden End-to-End-Prozesskontext modellbasiert einzubinden. Diese Methode wird kontinuierlich weiterentwickelt und an neue Bedarfe angepasst.

Ziel:

Konzeptionelle Weiterentwicklung der MBITA-Methode, Anwendung und Umsetzung in verschiedenen Tools (insbesondere Cameo Systems Modeller oder Enterprise Architect)

Deine Aufgaben:

• Recherche zu Begriffen und Konzepten des Enterprise Architecture Managements
• Analyse bestehender Modelle und Ableitung von Best Practices
• Weiterentwicklung der bestehenden MBITA-Templates
• Anwendung von MBITA in Kundenprojekten
• Aktive Teilnahme an regelmäßigen Statusmeetings

Das bringst du mit:

• Studium im technischen/wirtschaftlichem Bereich (z.B. Wirtschaftsingenieurwesen, Maschinenbau, Mechatronik, Computational Engineering, Informatik)
• Grundkenntnisse im Bereich IT-Architektur und/oder Enterprise Architecture Management wünschenswert
• Sehr gute Deutsch- und gute Englisch-Kenntnisse

Das bieten wir:

• ein hochmotiviertes und qualifiziertes Beratungsteam, das sich in hohem Maße mit den gesetzten Zielen und Werten von :em identifiziert
• exklusive Kunden und fachliche Herausforderungen
• Arbeit in kleinen Teams
• die Möglichkeit, die Arbeitsumgebung und Aufgabenbereiche aktiv mitzugestalten
• ein Mentor (m/w/d), der dir beiseite steht
• Firmenevents

Betreuung durch:

:em engineering methods AG

• Dr. Martin Langlotz (martin.langlotz@em.ag)
• Tim Bommersheim (tim.bommersheim@em.ag)

Die Betreuung kann sowohl vor Ort in Darmstadt als auch remote erfolgen.

Problembeschreibung:

Durch die Einbindung von KI-Methoden in Entwicklungs- und Konzeptionsprozesse sichern sich Unternehmen im automotiven Umfeld die Stellung auf dem internationalen Markt. Dadurch sollen auf effizientem Weg künftig besser Fahrzeuge entwickelt werden können.

Im Rahmen dieser Studienarbeit soll eine umfangreiche und allgemeingültige KI-gestützte Entwicklungsplattform auf Basis einer „Low Code“ Plattform entwickelt werden. Durch die Nutzung eines gut strukturierten Datenmanagements, sollen verfügbare die Daten von Mess- und Simulationswerkzeuge miteinander verknüpft werden. Über das optimale Zusammenspiel von realen und virtuellen Testdaten, soll eine breite und belastbare Datenbasis erzeugt werden. Mit diesen Daten lassen sich auf Basis von neuronalen Netzen extrem schnell ausführbare Modelle von komplexen transienten Systemen aufbauen. Mit Hilfe dieser Vorarbeiten, die im Rahmen der studentischen Arbeit geleitestet wird, erfolgt schließlich die Entwicklung und Validierung eines KI-Expertensystems, welches Ingenieuren bei wiederkehrenden Aufgaben beratend zur Seite steht. Die Validierung erfolgt einerseits anhand des interdisziplinären Beispiels einer Temperatursensorentwicklung und andererseits wird die Entwicklung eines Brennstoffzellenantriebs begleitet.

Der Begriff „Low Code“ beschreibt einen Ansatz in der Software-Entwicklung, bei dem die Bausteine einer Applikation visuell mit vorgefertigten Elementen zusammengestellt werden. Der eigentliche Code, der für die Ausführung der kompletten Software / Applikation notwendig ist, wird im Hintergrund durch eine Low-Code-Plattform erzeugt. Per Software-Deployment kann die Applikation in einer Public oder Private Cloud Umgebung zur Verfügung gestellt werden. Der Ansatz verfolgt das Prinzip „wenig Code“ und wird genauso umgesetzt: Ein hoch spezialisiertes Programmieren entfällt. Es sind also i.d.R. keine Syntax, Befehlsbildungen und Kommentierungen mehr nötig.  Das reduziert die Komplexität von Software-Development deutlich.

Durch das „Low Code“ Prinzip können komplette Software-Entwicklungen von Konzept, über Datenmodell, Betriebslogik bis hin zur Benutzeroberfläche mittels visueller Werkzeuge umgesetzt werden, ohne das tiefgehende Entwicklungserkenntnisse notwendig sind.

Aufgabenstellung:

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Konzepts für die Einführung von KI-Grundlagen zur Entscheidungsfindung sowie zum Anwendertraining bei der produktiven Einführung eines KI-Systems (inkl. Trainingsplan).
Des Weiteren sollte ein Trainingsdatensatz erstellt werden, der bei der Validierung unterstützt.

Themen / Aufgaben:

• Analyse des Standes der Technik zum Thema KI Expertensystems
• Vergleich und Abgrenzung eines KI Expertensystems
• Erstellen von Trainingsdaten für das KI System (Datenbasis)
• Validierung des Konzeptes anhand eines beispielhaften Systems im Testumfeld

Die Ergebnisse sollen in Form eines KI-Testumfeldes und einer dokumentieren schriftlichen Ausarbeitung erfolgen.

Voraussetzungen:

• Grundkenntnisse im Umgang mit KI-Expertensystemen und low code Plattform wünschenswert
• Kenntnisse im Bereich mechatronische Produktentwicklung vorteilhaft

Betreuung durch:

:em engineering methods AG

Dr. Marcus Krastel

marcus.krastel@em.ag

und

Lars-Christian Bütow

lars-christian.buetow@em.ag

Problembeschreibung:

Zur Behauptung im internationalen Wettbewerb ist im automotiven Umfeld die Einbindung von KI-Methoden in den Entwicklungsprozess geboten, um auf effizienterem Weg noch bessere Fahrzeuge entwickeln zu können. Im Rahmen dieser Studienarbeit soll eine umfangreiche und allgemeingültige KI-gestützte Entwicklungsplattform auf Basis einer low code Plattform entwickelt werden. Durch die Nutzung eines gut strukturierten Datenmanagements, sollen verfügbare Mess- und Simulationswerkzeuge miteinander verknüpft werden. Über das optimale Zusammenspiel von realen und virtuellen Testversuchen, soll eine breite und belastbare Datenbasis erzeugt werden. Mit dieser lassen sich auf Basis von neuronalen Netzen, extrem schnell ausführbare Modelle von komplexen transienten Systemen aufbauen. Mit Hilfe dieser Vorarbeiten erfolgt schließlich die Entwicklung und Validierung eines KI-Expertensystems, das Ingenieuren bei wiederkehrenden Aufgaben beratend zur Seite steht. Die Validierung erfolgt einerseits anhand des interdisziplinären Beispiels einer Temperatursensorentwicklung und andererseits wird die Entwicklung eines Brennstoffzellenantriebs begleitet.

Der Begriff Low Code beschreibt einen Ansatz in der Software-Entwicklung. Dabei werden die Bausteine einer Applikation visuell mit vorgefertigten Elementen zusammengestellt. Der eigentliche Code, der für die Ausführung der kompletten Software / Applikation notwendig ist, wird dann im Hintergrund durch eine Low-Code-Plattform erzeugt. Per Software-Deployment wird die Applikation in einer Public oder Private Cloud Umgebung zur Verfügung gestellt. Das Motto lautet „wenig Code“ und wird genauso umgesetzt: Das hoch spezialisierte Programmieren entfällt. Es sind also i.d.R. keine Syntax, Befehlsbildungen und Kommentierungen mehr nötig.  Das reduziert die Komplexität von Software-Development deutlich. Wo gestern noch ein teures Developer-Team Unmengen an Code produzierte, kann heute schon eine Person mit grundlegendem IT-Sachverstand reichen, der sich in kurzer Zeit in die Materie einarbeitet. Diese Person kann das Datenmodell, die Betriebslogik und sogar die Benutzeroberfläche mit visuellen Design-Werkzeugen umsetzen.

Aufgabenstellung:

Ziel dieser Masterarbeit ist die Entwicklung eines Konzepts für ein durchgehendes und integriertes KI-Expertensystems auf Basis einer „Low Code“ Plattform. Dabei soll ermittelt werden, ob sich der Ansatz für ein komplexes KI-System eignet. Zusätzlich soll eine ansprechende Benutzeroberfläche zu dem KI-System konzeptioniert werden, die den Anwender bei der Eingabe und Auswertung des KI-Algorithmus unterstützt. Die Konzepte sollen validiert und prototypisch umgesetzt werden, um eine möglichst schnelle produktive Entwicklung zu ermöglichen. Zusätzlich soll die Nachvollziehbarkeit von Systementwicklungsaktivitäten und –entscheidungen sichergestellt werden, indem Anforderungsartefakte und sowie Artefakte zur Verifikation und Validierung in das Konzept einbezogen werden.

Themen / Aufgaben:

• Analyse des Standes der Technik zum Thema KI Expertensystems
• Vergleich und Abgrenzung des Ansatzes „low code Plattform“ mit/zu gängigen verwandten Programmierungen für Applikationen
• Formulierung und Begründung von Use Cases für und von Anforderungen an ein KI-Expertensystem im Bereich SDM/TDM
• Entwicklung und Dokumentation eines Konzeptes für ein KI-System
• Prototypische Umsetzung des Konzeptes
• Validierung des Konzeptes anhand eines beispielhaften Systems
• Nachweis des Mehrwerts des konzipierten low code KI- System gegenüber einer Systementwicklung mit klassischen Programmieraufwand

Die Ergebnisse sollen in Form eines KI-Demonstrators und einer dokumentieren schriftlichen Ausarbeitung erfolgen.

Voraussetzungen:

• Grundkenntnisse im Umgang mit KI-Expertensystemen und low code Plattform wünschenswert
• Kenntnisse im Bereich mechatronische Produktentwicklung vorteilhaft

Betreuung durch:

:em engineering methods AG

Dr. Marcus Krastel

marcus.krastel@em.ag

und

Lars-Christian Bütow

lars-christian.buetow@em.ag

Problembeschreibung:

Der Digitale Zwilling gilt als eine der Zukunfttechnologien, die ganz neue Kundenerlebnisse ermöglichen und
zu einem unverzichtbaren Teil jedes physischen Produkts werden wird. Aus der Vernetzung sämtlicher
relevanter Daten des Produktlebenszyklus, inklusive Daten aus der Produktnutzung im Feld, verspricht sich
die Industrie großen Nutzen für Kund*innen und neue Geschäftsmodelle.
Diese Vernetzung zu ermöglichen, stellt die IT-Landschaft vor große Herausforderungen. Sowohl die
Vernetzung der Tools innerhalb der Unternehmen als auch der Datenaustausch zwischen Unternehmen und
mit Produkten im Feld ist aktuell nur für wenige Use Cases erfolgreich umgesetzt.

Ziel:

Ausarbeiten eines Konzepts für eine „Digital-Twin-ready“ IT-Landschaft aus funktionaler Sicht sowie ein
Abgleich des Konzepts mit am Markt bereits angebotenen Lösungen

Aufgabenstellung:

• Recherche zu Begriffen und Konzepten im Kontext Digital Twins
• Marktanalyse zu bestehenden Lösungen
• Formulierung eines Gesamtkonzepts mit Schwerpunkt auf eine Reifegradmessung von ITArchitekturen
für den digitalen Zwilling („Digital-Twin-Readiness“)

Voraussetzungen:

• Technischer Hintergrund aus Maschinenbau, Mechatronik oder Informatik
• Grundkenntnisse im Bereich IT-Architektur und/oder Enterprise Architecture Management
• Sehr gute Deutsch- und gute Englisch-Kenntnisse

Betreuung durch: :em engineering methods AG, Sebastian Schweigert-Recksiek, schweigert.recksiek@em.ag
Die Betreuung findet überwiegend remote statt. Mehrere persönliche Treffen in Darmstadt und/oder am Universitätsstandort sind
vorgesehen. Nach einer zwei- bis dreimonatigen Werkstudententätigkeit kann das Thema in eine wissenschaftliche Arbeit überführt
werden.

Bei der Entwicklung komplexer Systeme beispielsweise in der Automobilindustrie spielen Systemsimulationen eine ganz wesentliche Rolle. Hierfür kommen Simulationsmodelle zum Einsatz, die das Verhalten einzelner Komponenten oder ganzer Systeme oder aber auch nur funktionale Teilaspekte eines Systems abbilden. Die Simulationsmodelle können von außerhalb des Modells parametrisiert werden und können während der Simulation über Ports miteinander kommunizieren. Dabei können mehrere Komponentenmodelle komplexe Simulationssysteme bilden. Zum Austausch und zur Simulation solcher Systeme kommen zwei Standards der Modelica Association zum Einsatz. Functional Mock-up Interface (FMI) als ausführbare Repräsentation von Simulationsmodellen und System Structure and Parameterization (SSP) zur Abbildung von Systemstrukturen. Der Austausch von Systemstrukturen inklusiver der Simulationsmodelle kommen strukturierte zip-Archive zum Einsatz, die prinzipiell auch in herkömmlichen SDM-Systemen (SDM: Simulationsdatenmanagement) verwaltet werden könnten.

Aufgabenbeschreibung:

Ziel der Arbeit ist es, die Systemstrukturen auf der Datenmanagementebene abzubilden und prototypisch in einem IT System aufzubauen, um damit Mechanismen ähnlich denen von PDM Systemen für Simulationsmodelle und Parameterdateien zu ermöglichen und zu demonstrieren, beispielsweise
• Wiederverwendbarkeit
• Mehrfachverbauungen
• Versionierungsmechanismen
• Konfigurationsmechanismen
• Aufbau von Modell- und Parameterbibliotheken
• und weitere.
Hierzu sind zunächst die relevanten Standards zu analysieren und Anwendungsfälle für die Abbildung von Systemstrukturen auf der Datenmanagementebene aus Sicht der Systemsimulation zu entwickeln. In einem zweiten Schritt sollen die hierfür erforderlichen Datenstrukturen entworfen und in einem IT System implementiert werden. Mit Hilfe der im IT System aufgebauten Datenstrukturen sollen dann die Anwendungsfälle durchgespielt und der Nutzen sowie die Limitierungen einer aufgebauten SDM Lösung aufgezeigt werden. Abschließend sollen Optionen zum Ausbau der prototypischen SDM Lösungen für Systemsimulationen diskutiert werden und deren Potentiale dargelegt werden.

Hilfreiche Kenntnisse und Interessen:

• Kenntnisse und Erfahrungen in XML und UML
• Interesse an XML basierten Standard-Datenformaten
• Erfahrungen in der Datenmodellierung
• Grundkenntnisse in Produkt- und Simulationsdatenmanagementkonzepten
• Interesse an Konfigurierung/Customizing komplexer IT Systeme

Betreuung

Peter Tabbert
Peter.Tabbert@em.ag
:em AG Niederlassung Böblingen

Zunehmende Zeit- und Kostendruck, wachsende Produktkomplexität sowie umfassend definierte Nachweispflichten haben dazu geführt, dass Unternehmen heute ihre bisherige, Dokument-zentrierte Arbeitsweisen überwinden und ihre Produkte auf Basis digitaler Modelle entwickeln, herstellen und betreiben möchten. Dies erfordert eine modellbasierte Produktdefinition (MBD), welche im Kern auf einem vollständig spezifizierten 3D-CAD-Modell und zugehörigen nicht-geometrischen Datenelementen basiert.

Um den Nutzen einer modellbasierten Produktdefinition in den Folgeprozessen zu realisieren, muss über die Produktentwicklung hinaus auch im Produktionsprozess das digitale Produktmodell als zentraler Informationsträger herangezogen werden. Erst die Verwendung dieses Produktmodells ermöglicht es, Produktinformationen effizient und ohne Medienbrüche zu verarbeiten und anzureichern.

Im Rahmen dieser Arbeit soll der aktuelle Stand der Technik zur digitalen Durchgängigkeit der modellbasierten Produktdefinition in Produktionsprozessen untersucht und Anwendungsfälle identifiziert werden. Anhand ausgewählter Anwendungsfälle soll eine Reifegraduntersuchung von potenziellen Datenformaten, Tools und Schnittstellen hinsichtlich der Nutzung von MBD in den nachfolgenden Prozessketten durchgeführt werden.

Ziel ist es abschließend, Empfehlungen für den Einsatz von MBD-Prozessketten im Produktionsprozess auszuarbeiten und einen Leitfaden zur Verfügung zu stellen.

Folgende Aufgaben sind zu bearbeiten:

• Recherche des Stands der Technik zur modellbasierten Produktdefinition und digitalen Durchgängigkeit in Produktion und Fertigung
• Identifikation und Beschreibung von ausgewählten Anwendungsfällen zur Nutzung von MBD in Produktion und Fertigung sowie Ableitung von Anforderungen
• Reifegraduntersuchung von Datenformaten, Tools und Schnittstellen in Prozessketten ausgewählter Anwendungsfälle
• Auswertung und Ableitung von Handlungsempfehlungen für die Nutzung von MBD in der Produktion und Fertigung

Anforderungen:

• Praktische Erfahrungen mit einem 3D-CAD-System
• Grundverständnis des Produktentstehungsprozesses mit den wesentlichen Beteiligten

Von Vorteil:

• Erfahrungen in Datenmodellierung mit UML
• Kenntnisse in Methoden und Standards zur Prozessmodellierung, z. B. mit BPMN, IDF0, etc.
• Erfahrung im Umgang mit strukturierten Datenformaten, insbesondere XML und JSON

Folgende Aufgaben sind zu erfüllen:

• Literaturrecherche zum Stand der Technik und Forschung im Bereich der virtuellen Produktentwicklung bzw. insbesondere dem Datenaustausch und -versand
• Konzept zur anwendungsfallbezogenen Auswahl von Dateiformaten
• Validierung anhand prototypischer Anwendungsfälle mit Beispielprodukten
• Dokumentation der Ergebnisse

Voraussetzungen:

• Grundkenntnisse in einem CAD-System

Ihr Umfeld und Ihre Aufgabe:

Durch die Etablierung der Methoden des Systems Engineerings in den Produktentwicklungsprozessen stellt sich die Frage, inwieweit die Methoden der Produktstrukturierung die Anforderungen der modernen Produktentwicklung abdecken können.

Dazu soll im Rahmen dieser Arbeit eine Analyse zum Stand der Forschung zu diesem Thema durchgeführt und ein Vergleich sowie eine Bewertung der Ergebnisse durchgeführt werden. Basierend auf diesen Analysen ist ein Konzept für eine Systems Engineering gerechte Produktstruktur unter Berücksichtigung des Varianten- und Konfigurationsmanagements zu erstellen.

Die Ergebnisse sollen exemplarisch an einem Beispiel im PLM-System 3DExperience umgesetzt werden.

Voraussetzungen:

• Laufendes Studium in einem technischen Studiengang
• Kenntnisse in MS Office

Von Vorteil:

• Erfahrung im Umgang mit Produktdatenmanagementsystemen
• CAD-Kenntnisse

Ihr Umfeld und Ihre Aufgabe:

Im Laufe der Produktentwicklung, der Produktfreigabe, der Überführung zur Fertigung und bei der Verwendung im Service werden verschiedenste produktbeschreibende Daten erzeugt und in einem PLM-System verwaltet.

Die Zielsetzung dieser Arbeit ist es, mit Hilfe des PLM-Systems 3DExerience der Firma Dassault eine durchgängige Verwaltung dieser Daten in den genannten Bereichen aus Sicht des Produktentwicklungsprozesses eines exemplarischen Automobilzulieferers zu erreichen. Als Ergebnis ist eine Methodik zu entwickeln, die diese Zielsetzung erfüllt.

Voraussetzungen:

• Laufendes Studium in einem technischen Studiengang
• Kenntnisse in MS Office

Von Vorteil:

• Erfahrung im Umgang mit Produktdatenmanagementsystemen
• CAD-Kenntnisse

Sicherheitskritische Bestandteile mechatronischer Systeme in der Automobilentwicklung müssen systematisch untersucht und abgesichert werden. Die notwendigen Maßnahmen und Vorgehensweisen sind in der internationalen Norm ISO 26262 geregelt. Aktuell werden in den Entwicklungsprozessen viele klassische Methoden, wie FTA und FMEA, eingesetzt, die mit viel Aufwand durch Moderatoren unterstützt werden. Model Based Systems Engineering (MBSE) bietet für die Beherrschung der Maßnahmen und die systematische Vorgehensweise eine effiziente Ausgangsbasis. Im Rahmen der studentischen Arbeit (Praktikum + BA oder MA) soll eine Methodik erarbeitet werden, wie mittels einer systematischen Systemmodellierung die Entwicklung und Bewertung sicherheitsrelevanter Hardware effizient unterstützt werden kann.

Voraussetzungen:

Kenntnisse im Bereich mechatronische Produktentwicklung, Systems Engineering und Entwicklungsmethoden von Vorteil.

Betrachtet man die in den letzten Jahren auf dem Markt erschienenen technischen Produkte genauer, so fällt auf, dass Elektronik und Software einen immer größeren Anteil dieser Produkten darstellen. Innovative, interdisziplinäre Produktentwicklung erfordert deshalb ein Überdenken heutiger Konstruktionsmethoden, Prozesse, IT-Lösungen und Organisationsformen. Eine effiziente und transparente Entwicklung von sowohl komplexen mechatronischen Systemen (MTS) als auch cybertronischen Systemen (CTS) erfordert die umfassende Beherrschung des interdisziplinären Entwicklungsprozesses und der darin anfallenden Modelle. Dies ist mit den herkömmlichen Ansätzen nur begrenzt möglich. Jedoch hat sich Systems Engineering (SE) zur Beherrschung der Herausforderungen dieser verteilten, multidisziplinären und virtuellen Produktentwicklungsprojekte etabliert. Vor allem Methoden, Sprachen und Werkzeuge des Model Based Systems Engineering (MBSE) sollen dabei helfen, die genannte Problematik zu lösen, indem das zu entwickelnde System frühzeitig modellbasiert spezifiziert und in seinem interdisziplinären Kontext sowohl beschrieben als auch verifiziert und validiert wird. Dabei spielt das Zusammenspiel der Applikation aus den unterschiedlichen Domänen Anforderungsmanagement, Systementwicklung (SYSML), ALM (Applikation Lifecycle Management) und PLM (Product Lifecycle Management) eine große Rolle für die erfolgreiche Umsetzung in den Unternehmen. Ziel dieser Masterarbeit ist die Entwicklung eines Konzepts zur interdisziplinären Systemintegrationsarchitektur auf Basis des Standards OSLC (Open Service for Lifecycle Collaboration). Es soll ggf. auch anderen Unternehmen der Nutzen des Einsatzes von SysML in der Produktentwicklung verdeutlicht werden.

Voraussetzungen:

Analytische Vorgehensweise, Kenntnisse in Systems Engineering und PDM von Vorteil

Trotz der steigenden Leistungsfähigkeit von CAD-Hardware und der zum Einsatz kommenden Software gibt es Bereiche der Produktentwicklung, in denen CAD-Systeme an ihre Grenzen stoßen. Einer dieser Bereiche ist das assoziative Arbeiten in und mit sehr großen Baugruppen innerhalb des CAD-Systems. Beispiele sind in den Branchen des Maschinen-, Anlagen- und Schiffbaus zu finden. Es muss ein erheblicher Aufwand durch den Entwickler betrieben werden, um in solchen komplexen Baugruppen assoziativ und vor allem effizient arbeiten zu können.

Neben Problemen der zunehmenden Zeitaufwände und der Performance ist das Sicherstellen der Durchgängigkeit der CAD-Modelldaten für Folgeprozesse, wie der Fertigung aber auch in der Planung und Layout-Erstellung, von größter Bedeutung. Lösungsansätze bieten hier bereits bestehende Funktionen und Methoden zur Vereinfachung von Produktgeometrie und Baugruppenstrukturen in CAD-Systemen.

Aufgabe dieser Bachelor-/Masterarbeit ist es, am Beispiel des CAD-System SIEMENS NX und der Softwarelösungen von Elysium, neue Funktionen und Methoden zu identifizieren und zu entwickeln, die den Umgang mit sehr großen Baugruppen im Produktentwicklungsprozess unterstützen und den heutigen Anforderungen an eine durchgängige Prozesskette gerecht werden. Darauf aufbauend sollen die methodischen Möglichkeiten aufgezeigt und bewertet werden, wie die Systeme ein assoziatives Arbeiten in sehr großen Baugruppen unterstützen und dies optimiert werden kann. Die vielversprechendste Möglichkeit soll an Hand eines Praxisbeispiels verifiziert werden.

Die Arbeit kann auch gerne in Kombination mit einem Fachpraktikum durchgeführt werden.

Anforderungen:

Für die Ausarbeitung sind Grundkenntnisse im Umgang mit dem CAD-System SIEMENS NX notwendig.

Trotz der steigenden Leistungsfähigkeit von CAD-Systemen und dem Einsatz neuester CAD-Technologien gibt es Bereiche, in denen CAD-Systeme an ihre Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit stoßen. Einer dieser Bereiche ist das assoziative Arbeiten in großen Baugruppen, wie es zum Beispiel in den Branchen des Maschinen-, Anlagen- und Schiffbaus der Fall ist. Es muss ein erheblicher Aufwand betrieben werden, um in solchen Baugruppen assoziativ arbeiten zu können. Neben Problemen der zunehmenden Zeitaufwände und der Performance ist das Sicherstellen der Assoziativität der CAD-Daten für Folgeprozesse wie der Fertigung, aber auch in der Planung und Layout-Erstellung, von großer Bedeutung. Lösungsansätze bieten hier Funktionen und Methoden zur Vereinfachung von geometrischen Elementen und Baugruppenstrukturen im CAD-System.

Die Aufgabe dieser Masterarbeit ist es, aus einer im Unternehmen ausgearbeiteten Methode, ein Software-Tool zu entwickeln. Dieses soll innerhalb des CAD-Systems SIEMENS NX und mit Unterstützung von Softwarelösungen der Firma Elysium einen Vereinfachungsprozess von Einzelteilen und Baugruppen automatisieren, um dadurch die Produktivität der Konstruktion innerhalb sehr großer Baugruppen zu steigern. Die Arbeit kann auch gerne in Kombination mit einem Fachpraktikum durchgeführt werden.

Anforderungen:

Für die Ausarbeitung sind Grundkenntnisse im dem Umgang mit dem CAD-System SIEMENS NX und Programmierkenntnisse notwendig. Von Vorteil sind Kenntnisse in der Programmiersprache C#.

Die CAD-Systemhersteller verfolgen bei der Entwicklung von Funktionen einen anwenderorientierten Ansatz: Der Anwender soll bei der Konstruktion mit Hilfe von spezifischen Funktionen bei der Modellierung unterstützt werden. Folglich bieten die Systemhersteller spezielle Arbeitsumgebungen beispielweise für die Modellierung und Simulation von Entwicklung von Komponenten für Faserverbundwerkstoffe (CFK), Bauteile aus Spritzguss und Werkzeuge im Formenbau, modellbasierte Entwicklung von mechatronische Systeme etc. an. Im Rahmen von Untersuchungen im Themenfeld „funktionale Modellierung“ sollen die Anforderungen an den Einsatz von speziellen Konstruktionsmethoden abgeleitet und aktuelle Technologien und Funktionen am Beispiel der CAD-Systeme CATIA V5/V6 bzw. NX im Praxiseinsatz analysiert werden. Die eingesetzten Methoden sollen dabei weiterentwickelt und validiert werden.

Voraussetzungen:

Kenntnisse in einem CAD-System

Der Einsatz von CAx Systemen ermöglicht die Gestaltung eines digitalen Prototypen und erlaubt den Unternehmen virtuelle Analysen an diesem durchzuführen. Diese Analysen umfassen eine Reihe von Simulationen, wie z.B. die Strukturanalyse. Die Berechnung und Simulation des Verhaltens eines Systems in der virtuellen Entwicklungsphase spart aufwändige Untersuchungen an reellen Prototypen, und ermöglicht es, zuverlässige Aussagen in den frühen Phasen des Produktentwicklungsprozesses zu treffen.

Voraussetzungen:

Kenntnisse in CATIA V5 oder NX und mindestens einem CAE-System

ENOVIA V6 ist die aktuelle Lösung von Dassault Systemes für das PDM basierte Informationsmanagement in der Produktentwicklung. Im Rahmen der Einführung von ENOVIA V6 sind verschiedene Aufgabenstellung im Rahmen von Studien- oder Abschlussarbeiten zu bearbeiten, z.B. Entwicklung von Migrationskonzepte von ENOVIA V5 Datenmodellen nach Enovia V6, Konzepte zur Anpassung und Gestaltung von webbasierten Oberflächen, automatisierte Generierung von Reports und Berichten, Handhabung von großen Baugruppen, Integration mit SAPPLM, Einsatz für MultiCAD. An konkreten Praxis-Beispielen soll entsprechende Konzept abgesichert und bewertet werden.

Voraussetzungen:

PDM-Kenntnisse (z.B. ENOVIA SmarTeam, Teamcenter)

Der Austausch von CAD-Daten ist ein wesentlicher Bestandteil in der Kooperation zwischen OEM und Supplier. Der Gebrauch verschiedener CAD-Software macht diesbezüglich eine Konvertierung bzw. Neumodellierung der Daten erforderlich. Das Konvertieren von CAD-Daten kann durch verschiedene Schnittstellen, neutrale Datenformate und Konverter erfolgen, welche sich durch ihre Anwendung und ihre Wirkungsweise voneinander unterscheiden. Eine Evaluierung der verschiedenen Konvertierungsmöglichkeiten und Funktionen ist notwendig, um die am besten geeigneten Verfahren für den Datenaustauschprozess zu ermitteln. Das Ziel dieser Arbeit ist die Evaluierung verschiedener Funktionen der Lösungen von Elysium und Konvertierungsmethoden für CAD-Daten. Auf Grundlage der Evaluierungsergebnisse sind Methoden und Handlungsempfehlungen für den Datenaustausch- und Konvertierungsprozess anhand des Datenaustauschs zwischen OEM und Zulieferern zu entwickeln.

Voraussetzungen:

Kenntnisse in CATIA V5/V6, NX 8/9 oder ProE Creo

Mit Lizenzmanagement (auch Software-Lizenzmanagement) bezeichnet man den Prozess in Unternehmen, der den legalen und effizienten Umgang mit proprietärer Software in Unternehmen absichert. Im Rahmen einer Abschlussarbeit soll ein System entwickelt werden, um Lizenzen zu erstellen und zu verwalten. Dafür sollen die Technologien C#, .net core 1 sowie das Entity Framework core 1 zum Einsatz kommen.

Voraussetzungen:

Programmierkenntnisse; idealerweise C#, ASP.NET

Im Rahmen der Arbeit soll eine durchgehende Methodik erarbeitet werden, damit bei üblichen mechatronischen Systemen aus der Fahrzeugtechnik, der Medizintechnik, den Konsumgütern und dem Sondermaschinenbau eine systematische Schnittstellenspezifikation auf den unterschiedlichen Ebenen des Systems möglich ist.

Ziele:

• Systematisierung von Schnittstellenarten
• Ermittlung relevanter Schnittstellenparameter
• Trennung der Sichten (funktional, logisch, physikalisch)
• Erarbeitung eines Beispiels

Wissenschaftliche Fragestellungen:

• Welche Arten von Schnittstellen gibt es für „übliche“ mechatronische Systeme?
• Welche Parameter werden für die Spezifikation benötigt?

Anforderungen:

Kenntnisse im Bereich mechatronische Produktentwicklung, Systems Engineering und Entwicklungsmethoden von Vorteil.

Die Arbeit hat das Ziel, eine Methodik für die systematische Dekomposition auf Basis der Systemarchitektur und der Verhaltensbeschreibung des Systems zu entwickeln.

Ziele:

• Methodik für die Ermittlung von Sub-Systemanforderungen auf Basis von Systemanforderungen und Festlegungen in der Architektur und des Soll-Systemverhaltens
• Erarbeitung eines Beispiels

Wissenschaftliche Fragestellungen:

• Wie lassen sich Anforderungen systematisch auf Basis von Architekturentscheidungen und Verhaltensbeschreibung zerlegen?

Anforderungen:

Kenntnisse im Bereich mechatronische Produktentwicklung, Systems Engineering und Entwicklungsmethoden von Vorteil.

Im Rahmen der Arbeit sollen bestehende Variantenmanagement-Konzepte verglichen und hinsichtlich des Einsatzes für Model-Based Systems Engineering bewertet werden.

Anforderungen:

In dieser Arbeit sollen Simulationsdatenmanagement-Tools der führenden Systemhersteller anhand von Simulationsdatenverwaltungsprozessen aus der Praxis analysiert und bewertet werden.

Um dies zu erreichen, ist ein generelles Bewertungsschema zu erarbeiten und zu dokumentieren. Basierend darauf sind die einzelnen Simulationsdatenmanagement-Tools zu analysieren und mit Hilfe des Bewertungsschemas zu überprüfen.

Die Arbeit (insbesondere die Erstellung des Bewertungsschemas) ist als Teamarbeit ausgelegt. Die einzelnen SDM-Tools werden durch jeweils ein Teammitglieder analysiert und in eine Gesamtbewertung des Teams integriert.

Im Rahmen der Arbeit sollen die SDM-Tools oder Funktionalitäten der Hersteller Dassault, MSC, PDTEC und Siemens betrachtet werden.

Voraussetzungen:

Laufendes technisches Studium und gute MS-Office-Kenntnisse

Von Vorteil:

PLM-Systemkenntnisse, Erfahrung in der Anwendung von Simulationssystemen, z.B. FEM