Projektangebote für den Studiengang "Systems Engineering" im Fachbereich Produktionstechnik. der Universität Bremen

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1 Projektangebote für den Studiengang "Systems Engineering" im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen (Stand: 22. Juni 2009) Eine Vorstellung der Projekte erfolgt am Freitag, dem 3. Juli 2009 im BIMAQ, Linzer Str. 13, Bremen Raum: AUDITORIUM im 2. Stock Änderungen und Irrtümer vorbehalten. Kontakt: Helmut Prekel (Tel , pre<at>bimaq.de) Jan Westerkamp (Tel , wes<at>bimaq.de)

2 lfd. Nr. Projekttitel Institut/ Fachbereich 1 Gravitationskompensation DFKI Evolving a Neural Network Locomotion Controller for the Legged Robot SPOT System- und Batteriemanagement auf einem autonomen Unterwasserfahrzeug Fast Tool Servo unterstütztes Mikroschneiden Entwicklung einer universellen CAM- Schnittstelle für das Mikroschneiden Konstruktion und Bau eines smarten Werkzeughalters zum Zeilenfräsen Aufbau einer geregelten 2-axialen Schwingungseinheit Korrekturpolieren mit zeitlich variablen Abtragsfunktion Optische Messverfahren für den Antriebsstrang in Windenergieanlagen DFKI DFKI LFM Kontaktperson für Bewerbung um Projektplätze und weitere Informationen zum Projekt Alexander Dettmann (Alexander.Dettmann<at>dfki.de), Florian Cordes (Florian.Cordes<at>dfki.de) Dr.-Ing Yohannes Kassahun (kassahun<at>informatik.uni-bremen.de) Jochen Kerdels (Tel: ) jochen.kerdels<at>dfki.de) M. Sc. Lars Schönemann (Tel , schoenemann<at>lfm.uni-bremen.de) voraussichtliche Zuordnung Software Projekt Bachelor LFM dto. X LFM LFM LFM BIMAQ Dr. Werner Preuß, (Tel , wpreuss<at>lfm.uni-bremen.de) Dipl.-Ing. Heiko Schulte (Tel , schulteh<at>lfm.uni-bremen.de) Dipl.-Math.techn. Inga Loresch,Tel , loresch<at>lfm.uni-bremen.de Dipl.-Ing. Jan F. Westerkamp, (Tel: , wes<at>bimaq.de) System technik Bachelor X Systemtechnik Master X (X) X X Elektrisch angetriebener Fahrradanhänger BIMAQ dto. X X X X X X X X X X X X X

3 lfd. Nr. Projekttitel Institut/ Fachbereich Kontaktperson für Bewerbung um Projektplätze und weitere Informationen zum Projekt voraussichtliche Zuordnung Software Projekt Bachelor System technik Bachelor Systemtechnik Master 11 Rollenprüfstand für Fahrradanhänger BIMAQ dto. X X Mikrocontroller in Mess- und Automatisierungstechnik Erweiterung der Space Suppliers And Manufacturers (SSAM) Datenbank Bildbearbeitung mikroskopischer Aufnahmen (unter Vorbehalt) Automatisierung eines Mikroskops zur Erweiterung des Messfeldes Modernisierung von Steuerung und Bedieninterface eines Abisolier-, Crimund Bestückungsautomaten für luftfahrttechnische Verkabelungen (ACB) Entwicklung einer Anzeigetafel (unter Vorbehalt) BIMAQ DLR BIME 18 Umrüstung eines Industrieroboters BIME 19 FRIEND Assistenzroboter IAT 20 MOBEV Model-Based Everything FB3 Werner Behrendt, Tel , Dipl.-Wi.-Ing Daniel Schubert, (Tel , Daniel.schubert<at>dlr.de) Birgit Taeger (Tel btaeger<at>uni-bremen.de) BIME dto. X X BIME dto. X X BIME dto. X X Peter Schuh ( Tel.: , schuh<at>bime.de) M.Sc. Uwe Lange, (Tel.: , Prof. Jan Peleska (jp<at>informatik.uni-bremen.de) X X X X X X X X X X X X X

4 System- und Batteriemanagement auf einem autonomen Unterwasserfahrzeug Projektarbeit (B.Sc. & M.Sc.) DFKI Bremen & Universität Bremen Robotics Innovations Center Director: Prof. Dr. Frank Kirchner Projektarbeit AUV Systemelektronik Folie 1 von 4

5 AVALON Projektarbeit AUV Systemelektronik Folie 2 von 4

6 Ziele Erweiterung und Aufbau des System- und Batteriemanagements t des Fahrzeuges Einarbeitung in moderne Batterietechnologie (Lithium-Ferrite-Phosphate) Entwicklung eines Sicherheitskonzeptes auf Basis der verfügbaren Sensorinformationen Test der einzelnen elnen Systemkomponenten Anbindung an das Host-PC System Integration auf dem Gesamtsystem Test des Gesamtsystems t Projektarbeit AUV Systemelektronik Folie 3 von 4

7 Vorraussetzungen gute Kenntnisse im Bereich der Elektronik / Elektrotechnik Bereitschaft zur Einarbeitung in den Umgang mit modernster Batterietechnologie Erfahrung in C++ Programmierung Grundkenntnisse der Mikrocontrollerprogrammierung i in C wünschenswert Spaß an der Bearbeitung technischer Systeme Ca. 3 engagierte Studenten Projektarbeit AUV Systemelektronik Folie 4 von 4

8 Gravitationskompensation Projektarbeit (B.Sc. & M.Sc.) DFKI Bremen & Universität Bremen Robotics Innovations Center Director: Prof. Dr. Frank Kirchner Projektarbeit Gravitationskompensation Folie 1 von 5

9 Space Test Bed Projektarbeit Gravitationskompensation Folie 2 von 5

10 Portalkran y x Projektarbeit Gravitationskompensation Folie 3 von 5

11 Ziele Analyse möglicher Konzepte Entwicklung einer mechanischen Aufhängung zur Gravitationskompensation Entwicklung eines Programms zur Berechnung der benötigten Kompensationskraft Test der Gravitationskompensation Optimierung Des entwickelten Systems (Hardware) Des bestehenden Algorithmus der automatischen Lageregelung des Portalkrans (Software) Projektarbeit Gravitationskompensation Folie 4 von 5

12 Vorraussetzungen gute Kenntnisse im Bereich der Konstruktionslehre Kenntnisse im Umgang mit Autodesk Inventor Erfahrung in C++ Programmierung Grundkenntnisse der Bildverarbeitung wünschenswert Spaß an der Bearbeitung technischer Systeme Ca. 3 engagierte Studenten t Projektarbeit Gravitationskompensation Folie 5 von 5

13 Evolving a Neural Network Locomotion Controller for the Legged Robot SPOT Dr.-Ing Yohannes Kassahun DFKI - Labor Bremen & Universität Bremen Forschungsgruppe Robotik Director: Prof. Dr. Frank Kirchner

14 Aim of the Project The aim of the project is to come up with a neural network controller for the legged robot that should allow an easy integration of sensory information that can be used to control the locomotion of the robot. should allow the robot to traverse uneven terrains. Figure: The robot SPOT. Evolving a Neural Network Locomotion Controller for the Legged Robot SPOT June 19, /3

15 Tasks and Prerequisites Tasks to accomplish Students should improve the existing hardware. This ranges from changing the existing electronic controller to augmenting the robot with different sensors. Students should extend our existing algorithms for coming up with a neural controller for locomotion. Students should test the controller on the real robot and document their results. Prerequisites Bachelor or Master student. Good working experience in C++. Experience in electronic circuit design. Interest in AI techniques such as evolutionary methods. Evolving a Neural Network Locomotion Controller for the Legged Robot SPOT June 19, /3

16 Produktionstechnik / Fertigungsverfahren Prof. Dr.-Ing. habil. E. Brinksmeier Universität Bremen Badgasteiner Straße Bremen Fast Tool Servo unterstütztes Mikroschneiden Themenvorschlag für: Beschreibung Mikroschneiden ist ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von prismatischen Mikrokavitäten mit scharfkantigen Abmessungen in optischer Qualität. Bei diesem Verfahren wird ein V-förmiges Diamantwerkzeug entlang eines diskontinuierlichen Pfades durch die Oberfläche eines Werkstücks geführt und so die einzelnen Spiegelflächen der Mikrokavitäten erzeugt. Eine vielversprechende Anwendung dieses Verfahrens ist die Herstellung von kubischen Retroreflektoren mit hexagonaler Apertur für die Verwendung in der Sicherheitstechnik oder der Hochpräzisions- Messtechnik. Der Nachteil des Mikroschneidens sind bislang die im Vergleich zu konventionellen Verfahren extrem Systemtechnik-/Masterprojekt, Systems Engineering LED Display mit ultraflachem Backlight Quelle: Samsung hohen Fertigungszeiten. Bedingt durch die komplexe Kinematik muss das Werkzeug für jeden Einzelschnitt beschleunigt und hochgenau abgebremst werden. Da der Aufbau allerdings über eine vergleichsweise hohe Masse verfügt, entstehen Schwingungen, die sich negativ auf das Bearbeitungsergebnis auswirken. Durch Mikroschneiden hergestellte Retroreflektoren Software) zu entwickeln und diese zu verifizieren. Ein neuer Ansatz zur Beschleunigung des Prozesses ist nun, die Bewegung der Maschinenachsen durch die Bewegung eines sogenannten Fast Tool Servos zu überlagern, welcher ausschließlich das Werkzeug bewegt. Vergleichbare Verfahren werden bereits in Drehprozessen erfolgreich eingesetzt, um nicht rotationssymmetrische Strukturen zu erstellen. Im Rahmen dieser Projektarbeit soll die prinzipielle Machbarkeit des Ansatzes durch den Aufbau eines Demonstrators nachgewiesen werden. Zu diesem Zweck ist ein Fast Tool Servo auf Basis eines Piezoaktors auszulegen, eine geeignete Steuerung (Hard- und Kontakt: M. Sc. Lars Schönemann Raum LFM 1110, Tel ,

17 Produktionstechnik / Fertigungsverfahren Prof. Dr.-Ing. habil. E. Brinksmeier Universität Bremen Badgasteiner Straße Bremen Entwicklung einer universellen CAM-Schnittstelle für das Mikroschneiden Themenvorschlag für: Softwareprojekt, Systems Engineering Beschreibung Mikroschneiden ist ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von prismatischen Mikrokavitäten mit scharfkantigen Abmessungen in optischer Qualität. Bei diesem Verfahren wird ein V- förmiges Diamantwerkzeug entlang eines diskontinuierlichen Pfades durch die Oberfläche eines Werkstücks geführt und so die einzelnen Spiegelflächen der Mikrokavitäten erzeugt. Eine Vielversprechende Anwendung dieses Verfahrens ist die Herstellung von kubischen Hexagonretroreflektoren mit hexagonaler Apertur für die Verwendung in der Sicherheitstechnik oder der Hochpräzisions-Messtechnik. Andere Anwendungen umfassen Optiken zur Auskopplung von Lichtleitern oder effizientere Hintergrundbeleuchtungen von LCD-Displays. Aufbau zum Mikroschneiden Wegen der komplexen Werkzeugkinematik erfordert das Verfahren einen speziellen Preprozessor um die erforderlichen CNC-Dateien zu erstellen. Die bislang eingesetzte Software wurde für einen festen Maschinentyp entwickelt. Somit sind die erzeugten Programme nicht auf beliebigen Maschinen einsetzbar. Im Rahmen dieses Softwareprojektes soll eine universelle CAM-Schnittstelle erstellt werden, die es erlaubt, das Mikroschneiden auf geeignete Ultrapräzisions-Werkzeugmaschinen zu übertragen. Zusätzlich soll die Bedienung des Preprozessors verbessert werden, in dem eine LED Display mit ultraflachem geeignete graphische Benutzeroberfläche Backlight geschaffen wird, die eine einfache Positionierung und Ausrichtung der Mikrostrukturen auf der Werkstückoberfläche erlaubt. Kontakt: M. Sc. Lars Schönemann Raum LFM 1110, Tel ,

18 Produktionstechnik / Fertigungsverfahren Prof. Dr.-Ing. habil. E. Brinksmeier Universität Bremen Badgasteiner Straße Bremen Juni 2009 Konstruktion und Bau eines smarten Werkzeughalters zum Zeilenfräsen Projektangebot Systems Engineering Rubrik: Ultrapräzisionsbearbeitung Innerhalb des Sonderforschungsbereichs SFB/TR4 Prozessketten zur Replikation komplexer Optikkomponenten nimmt der optische Formenbau eine herausragende Stellung ein. Das Teilprojekt F1 Entwicklung ultrapräziser Fräs- und Schleifverfahren zur Herstellung komplexer Abformwerkzeuge in optischer Qualität befasst sich u.a. mit der Entwicklung von Diamantfräsverfahren zur Generierung nicht-rotationssymmetrischer Oberflächen (Freiformflächen). Um das Standzeitproblem der Diamantwerkzeuge - insbesondere bei größeren zu fertigenden Flächen - zu lösen, soll ein verstellbarer Werkzeughalter für das Zeilenfräsen entwickelt werden, der Vor- und Endbearbeitung einer Oberfläche durch zwei hintereinander laufende Werkzeuge in einem einzigen Arbeitsgang ermöglicht. Die beiden Werkzeuge müssen relativ zueinander mit sehr hoher Genauigkeit ( 1µm) vertikal und radial justiert werden können. Justierung und Auswuchtung des Halters sollen im Prozess, d.h. während der Rotation, möglich sein, was eine drahtlose signaltechnische Ansteuerung und eine autonome Energieversorgung erforderlich macht. Die zu lösenden Aufgaben umfassen: Konzeption eines verstellbaren, von außen ansteuerbaren Werkzeughalters Auswahl von Verstellelementen, der Energieversorgung und der signaltechnischen Ansteuerung Bau und Erprobung des smarten Werkzeughalters Zeilenfräsen einer asphärischen Optik mit Diamantwerkzeugen Kontakt: Dr. Werner Preuß (Tel , Fax , LFM 2020,

19 Produktionstechnik / Fertigungsverfahren Prof. Dr.-Ing. habil. E. Brinksmeier Universität Bremen Badgasteiner Straße Bremen Stand 06/2009 Aufbau einer geregelten 2-axialen Schwingungseinheit Systems Engineering Projekt Rubrik: Ultrapräzisionsbearbeitung Beim Polieren bleibt in erster Linie die üblicherweise durch andere Verfahren vorgefertigte Form (z.b. durch ultrapräzises Fräsen / Schleifen) erhalten und die Rauheit der Oberfläche wird auf ein Minimum herabgesetzt. Bei der Polierbearbeitung von komplexen Formeinsätzen zur Massenfertigung optischer Bauteile, wie zum Beispiel die Linse für Computer-Mäuse (s. Abbildung), können etablierte maschinelle Polierverfahren nicht eingesetzt werden. Hierbei müssen strukturierte Oberflächen bearbeitet werden, die nicht mit Werkzeugen bekannter Polierverfahren endbearbeitbar sind. Am LFM wurde in den letzten Jahren ein abrasiver Polierprozess für die Bearbeitung von Nutstrukturen entwickelt: das Profilpolieren. An räumlich begrenzten Funktionsflächen kann das Profilpolieren jedoch aufgrund der verfahrensbedingten Rotationsbewegung des Polierwerkzeugs nicht angewandt werden. Hierfür ist nun das Profilpolierverfahren weiterentwickelt werden, um mit einer Schwingbewegung des Polierwerkzeugs bzw. des Werkstücks die Oberfläche von räumlich begrenzten Funktionsflächen an Formeinsätzen glätten zu können. Die notwendige Modifizierung der Poliermaschine (Schwingungsanregung an Werkstück und Polierwerkzeug) ist bereits abgeschlossen. Um nun flexibel bestimmte Referenzgeometrien bearbeiten zu können, soll im Rahmen dieser Projektarbeit die Schwingungsbewegung von Polierwerkzeug und Werkstück optimiert werden. Hierzu ist es zunächst notwendig, beide Schwingungsbewegungen gemeinsam zu regeln, um die Signalform und z.b. die Phasenverschiebung einstellen zu können. Anschließend sollen dann für Beispielgeometrien Bearbeitungsstrategien mittels Simulation entwickelt werden (Parameter z.b.: Signalform, Frequenzverhältnis, Amplitudenverhältnis, Phasenverschiebung). Abbildung: Linse einer Computermaus und Poliermaschine mit Schwingungskopf Kontakt: Dipl.-Ing. Heiko Schulte (Tel ,

20 Produktionstechnik / Fertigungsverfahren Prof. Dr.-Ing. habil. E. Brinksmeier Universität Bremen Badgasteiner Straße Bremen Korrekturpolieren mit zeitlich variablen Abtragsfunktion Themenvorschlag für: Beschreibung Das Polieren ist ein unverzichtbarer Fertigungsprozess für die Herstellung optischer Bauteile und wird traditionell zur Verringerung der Oberflächenrauheit als Endbearbeitungsschritt eingesetzt. Aufgrund von immer höheren Anforderungen an die Formgenauigkeit bei immer komplexeren Geometrien (z.b. optische Freiformflächen für Head-Up-Displays) kann über das Polieren mit minimalen Materialabträgen nicht nur die Oberflächenqualität verbessert, sondern auch gezielt die Form beeinflusst werden, um kleinste Geometriefehler zu beseitigen. Dies wird durch eine präzise Softwareprojekt, Systems Engineering Steuerung des Polierwerkzeuges, z.b. über Verweilzeiten des Polierwerkzeuges oder Polierdruck, realisiert. Bis jetzt wird bei der Modellierung der Polierprozesse von einer zeitlich konstanten Abtragsfunktion ausgegangen. Der nächste Schritt in der Beherrschung des Poliervorgangs ist die Modellierung der Prozesse mit dem zeitlich variablen Materialabtrag. Ziel dieses Projektes ist das bestehende Abtragsmodell insofern zu erweitern, dass nicht Trajektorie des Polierwerkzeugs - Rasterung VIZUX Wrap 920AV Video Sunglasses Quelle: VIZUX nur die Prozesse mit dem veränderlichen Polierabtrag nachempfunden werden können, sondern auch durch eine gezielte Änderung der Abtragsfunktion, z.b. über die Geschwindigkeit oder Drehzahl der Polierspindel, eine Verbesserung der Polierergebnisse ermöglicht wird. Die Arbeiten beinhalten außer der Simulation des Polierprozesses eine Verifikation des Modells über zahlreiche Versuche an einer Poliermaschine. Kontakt: Dipl.-Math.techn. Inga Loresch Raum LFM 2010, Tel , Dr.-Ing. Oltmann Riemer Raum LFM 1070, Tel ,

21 1 Systemtechnik- / Master-Projekt Optische Messverfahren für den Antriebsstrang in Windenergieanlagen Michael Sorg Jan F. Westerkamp

22 Antriebsstrang einer Windenergieanlage 2

23 Getriebe einer Windenergieanlage 3

24 Getriebeschäden in Windenergieanlagen 4

25 Erforderliche Sensoren 5 Für die Wellen des Getriebes - Drehzahl - Drehwinkel - Drehmoment - Unwucht Schwingungsmessung - berührungslos für rotierende Teile - Sensorhalterung mit Kompensation

26 Aufgaben 6 Entwicklung der Sensoren - Aufbau der Messeinrichtung - Mikrocontroller zur Ansteuerung der Messeinrichtung - Schaltungsentwicklung Aufbau von Prüfständen für die Sensorentwicklung - Softwareentwicklung mit LabVIEW - Abfrage der Sensoren - Aufzeichnung der Messwerte - Darstellung der Messergebnisse

27 7

28 8 Systemtechnik- / Master-Projekt Anhänger mit elektrischem Antrieb Michael Sorg Jan F. Westerkamp

29 Anhänger mit elektrischem Antrieb 9 F M

30 Rollenprüfstand für Anhänger 10

31 Teilprojekt Rollenprüfstand 11 Erweiterung zur Simulation von Steigung und Massenträgheit SPS-Software zur Simulation idealisierter Fahrprofile Aufbau und Integration der Drehmoment-Messstelle Sensor für Deichsel-Kraft in Prüfstandsteuerung integrieren Versuche mit Anhänger

32 Teilprojekt Anhänger 12 Entwurf und Aufbau eines Umrichters für den 4-Quadranten-Betrieb Graphische Programmierung der Mikrocontroller Entwicklung von Sensoren - Schub- und Zugkrafterkennung - Drehzahl Entwurf und Realisierung der Kraftregelung Konstruktion: z.b. regendichte Montage der Elektronik Versuche auf dem Rollenprüfstand

33 Kontakt 13 Projekt-Webseite: Ansprechpartner: Michael Sorg Tel Jan F. Westerkamp Tel BIMAQ, Raum 3060 Linzer Str Bremen

34 Softwareprojektangebote für Mikrocontroller in Mess- und Automatisierungstechnik Kommunikation ist Voraussetzung für Automatisierung Barrieren durch zahlreiche inkompatible Formate und Standards Angepasste, flexible und kostengünstige Lösungen mit Mikrocontrollern schnell zu verwirklichen Frei verfügbare Entwicklungsumgebung mit integriertem Simulator Hardware wird vorgegeben bzw. der Selbstbau unterstützt

35 Mikrocontroller in Mess- und Automatisierungstechnik 2 Aufgabenstellungen: 1. USB-Interface für hochauflösende Analog-Digital-Umsetzer: Bindeglied zwischen USB-Controller mit Parallelinterface und seriellem Datenausgang (SPI) des Analog-Digital-Umsetzers Quittung 8 bit parallel Daten Takt Daten SPI: Serial Peripheral Interface

36 Mikrocontroller in Mess- und Automatisierungstechnik 3 Aufgabenstellungen: 2. Wireless Auftragsterminal für Logistikbereich: drahtlose Datenübertragung Selektiver Empfang der richtig adressierten Aufträge Formatierte Darstellung auf dem Display über Parallelinterface Quittierung des Empfangs und der Erledigung Menüführung für eventuelle Zusatzfunktionen Daten

37 Mikrocontroller in Mess- und Automatisierungstechnik 4 Aufgabenstellungen: Low Cost-Betriebsdatenerfasung für Solarwechselrichter: Mithören des Datenverkehrs zum lokalen Display eines Gerätes und Abspeichern voreingestellter Messwerte über RS232 Umschalten zum nächsten Gerät und dessen Messwerte abspeichern Wenn alle Geräte erfasst sind, Summendaten an Display ausgeben RS232 Sunny-Net-Protokoll RS232 ASCII-Display-Protokoll

38 Mikrocontroller in Mess- und Automatisierungstechnik 5 Entwicklungsumgebung AVR-Studio

39 Mikrocontroller in Mess- und Automatisierungstechnik 6 Voraussetzungen und Nutzen: Bereitschaft sich in ein abstraktes System einzuarbeiten Vorkenntnisse in Assembler werden nicht erwartet Die Arbeit mit der Maschinensprache vermittelt detaillierte Kenntnisse über die Funktions- und Arbeitsweise von Microcontrollern Ablauf: Das Wintersemester beginnt mit Einführungen in Aufbau und Funktionsweise von Mikrocontrollern allgemein Ausstattung und Besonderheiten des verwendeten Typs Eigenschaften und Möglichkeiten der Entwicklungsumgebung Prüfungsleistungen: Je ein Fachgespräch und ein Vortrag mit Ausarbeitung pro Semester

40 Mikrocontroller in Mess- und Automatisierungstechnik 7 Ansprechpartner und Betreuer: Werner Behrendt, BIMAQ/1060, , Weitere und aktuelle Informationen:

41 Die Erweiterung der Space Suppliers And Manufacturers (SSAM) Datenbank Ein Projektangebot des Bremer DLRs Das Institut für Raumfahrtsysteme analysiert und bewertet komplexe Systeme der Raumfahrt in technischer, wirtschaftlicher und gesellschaftspolitischer Hinsicht. Um Konzeptstudien und Systemanalysen effizient durchführen zu können und den Systemgedanken in Bezug auf die Bündelung der Subsystemexpertise im DLR nachhaltig zu verfolgen wird am Standort Bremen die neue Concurrent Engineering Facility (CEF) betrieben. Die CEF, auch Simultanentwurfseinrichtung genannt, bietet die Möglichkeit eines gemeinsamen und gleichzeitigen Arbeitens von Experten vieler Fachrichtungen an einem Raumfahrtprojekt (z.b. Power, Thermal, Structure). Die CEF wird dabei primär für Raumfahrtstudien auf Phase 0/A-Level eingesetzt. Hierbei kommen neben den speziellen Ingenieursmethoden des Concurrent Engineerings auch modernster Werkzeuge und Kommunikationstechnologien zum Einsatz. In den vergangenen Monaten wurde im Rahmen des Ausbaus der CEF eine Komponentendatenbank für Raumfahrzeuge entwickelt, die den Ingenieuren während einer Studie einen schnellen Zugriff auf Subsystem-spezifische Produkt- und Zuliefererinformationen ermöglicht. Um Daten zu bekommen werden bisher Firmen mit der Bitte kontaktiert einen interaktiven Fragebogen auszufüllen sowie entsprechende Datenblätter per an das DLR zu schicken. Innerhalb des DLRs werden diese Daten dann in die SSAM Datenbank eingepflegt. Für die Zukunft ist geplant, diesen Prozess zu optimieren. Hierzu soll es den Firmen ermöglicht werden, selbst Daten per Internet in die Datenbank zu laden oder Aktualisierungen vorzunehmen. Mit diesem Gedanken im Hinterkopf wurde SSAM auf Basis von Java und MySQL programmiert und lässt sich bereits durch einen Web-Browser aufrufen. Weiterhin soll diese Datenbank verfeinert werden. Dazu soll eine detaillierte Komponentensuche (bzgl. technischer Spezifikationen) ermöglich werden. Hierfür ist Fachwissen aus den Bereichen Softwareentwicklung und Datenbankenmanagement zwingend notwendig. Raumfahrtspezifisches Wissen ist bei diesem Projekt wünschenswert, aber nicht zwingend erforderlich. Folgende Tätigkeiten sollen während des Projektes durchgeführt werden: DLR Institut für Raumfahrtsysteme Erweiterung der SSAM Oberfläche um einige in der CEF immer wieder benötigte Variablen (z.b. systemtechnische, wirtschaftliche Parameter) Verfeinerung der Such-Funktionen (inklusive der Einbindung der zuvor erwähnten Variablen) Entwicklung der Web-Schnittstelle mit Augenmerk auf mehrere Benutzerprofile (Anbindung der Industrie) Erstellung eines ansprechenden Graphical User Interface (GUI) Die Aufgabe richtet sich an Studenten des Studiengangs Systems Engineering und sollte als mögliches Softwareprojekt für das 3. und 4. Semester angeboten werden. Concurrent Engineering Facility (CEF) Deutsches Zentrum Dipl.-Wi.-Ing Daniel Schubert für Luft- und Raumfahrt e.v. Phone: in der Helmholtz-Gemeinschaft Fax: Institut für Raumfahrtsysteme Robert-Hooke-Str Bremen

42 Softwareprojekt/Projekt Systemtechnik Modernisierung von Steuerung und Bedieninterface eines Abisolier-, Crimp- und Bestückungsautomaten für luftfahrttechnische Verkabelungen (kurz ACB) Ausgangssituation Manuelles Abisolieren der Aderenden, Crimpen und Bestücken der Steckverbinder Zielsetzung Umrüstung des Prototyps eines Automaten (Steuerung und Bedienoberfläche) Optimierung des Zusammenwirkens der mechatronischen Komponenten Prototyp eines Arbeitsplatzes zum teilautomatisierten Abisolieren, Crimpen und Bestücken bime Universität Bremen B. Kuhfuss bime Nr 1

43 Softwareprojekt/Projekt Systemtechnik Automatisierung eines Mikroskops zur Erweiterung des Messfeldes Ein manuell bedientes Mikroskop soll mit elektrischen Antrieben, Steuerung (Hard- und Software) und Digitalkamera ausgerüstet werden. bime Universität Bremen B. Kuhfuss bime Nr 2

44 Softwareprojekt/Projekt Systemtechnik Bildbearbeitung mikroskopischer Aufnahmen Bilder eines Messmikroskops sollen automatisch scharfgestellt werden (Autofokus) und Teilaufnahmen zu einem Gesamtbild zusammengesetzt werden. Aufgabe Entwicklung der Software zum Autofokus und zur Bildüberlagerung scharf dargestellte Bereiche bime Universität Bremen B. Kuhfuss bime Nr 3

45 Softwareprojekt/Projekt Systemtechnik Entwicklung einer Anzeigetafel In Kooperation mit einem Verein der Bremen-Liga soll eine Anzeigetafel entwickelt werden. Aufgabe Design,Hardwareaufbau und Programmierung der Steuerungssoftware bime Universität Bremen B. Kuhfuss bime Nr 4

46 Lehrprojekt Systems Engineering Umbau eines Kuka-Roboters bime Bremer Institut für Strukturmechanik und Produktionsanlagen Universität Bremen

47 Ausgangssituation Schweißroboter der Firma KUKA Baujahr 1992 Steuerungstechnik von Beckhoff Automation GmbH bime Universität Bremen Peter Schuh Folie 2

48 Projektinhalte Auslegung der Steuerungstechnik Erstellung von Schaltplänen Verdrahten der steuerungstechnischen Komponenten Programmierung des Roboters pneumatische Grundversorgung sicherstellen Inbetriebnahme und Test des Roboters bime Universität Bremen Peter Schuh Folie 3

49 Organisatorisches Das Projekt ist als Software- (3./4. Semester), 16 CP, Systemtechnik- (5./6. Semester), 18 CP oder Masterprojekt (1./2. Mastersemester), 18 CP geeignet. Teilnehmeranzahl: ca. 5 Personen Dauer: zwei Semester bime Universität Bremen Peter Schuh Folie 4

50 Kontakt bime Universität Bremen Badgasteiner Straße Bremen B.Eng Peter Schuh Tel +49 (421)

51 Systems Engineering Projekt am FRIEND Assistenzroboter (Functional Robot with dexterous arm and user-friendly interface for Disabled people) von Uwe Lange, M.Sc. in Systems Engineering

52 FRIEND Assistenzroboter Primäre Zielgruppe Menschen mit hoher Querschnittlähmung Einsatzgebiete Tägliches Leben Beruf Flexible Integration von Eingabegeräten, z.b. Kinn-Joystick Spracherkennung Brain-Computer-Interface Schunk - Modulare Robotik Prof. Dr.-Ing. Axel Gräser

53 Projektaufgabe Einsatzgebiete Beruf: Bibliothek Aufgaben Nutzer Buch annehmen Buch in ein Regal stellen Mahnung ausstellen usw. Schunk - Modulare Robotik Prof. Dr.-Ing. Axel Gräser

54 Projektaufgabe SE-Studenten Einsatzgebiet Beruf: Bibliothek Aufgaben im Projekt Intelligente Umgebung entwerfen und realisieren Kameras Weitere neue Meßsysteme Autonome Szenarien realisieren Teilaufgaben aus den Gebieten Bildverarbeitung Robotersteuerung Sicherheitssystem Schunk - Modulare Robotik Prof. Dr.-Ing. Axel Gräser

55 Fragen? Schunk - Modulare Robotik Prof. Dr.-Ing. Axel Gräser

56 Grafisches Programmieren Schunk - Modulare Robotik Prof. Dr.-Ing. Axel Gräser

57 MOBEV Model-Based Everything WS 2009/2010 Jan Peleska Universität Bremen FB 3 - Informatik AG Betriebssysteme und verteilte Systeme 28. Januar Projektbeschreibung Modellbasierte Entwicklung verfolgt die Zielsetzung, den Fokus der Entwicklung von der Programmierung auf die Modellierung zu verschieben. Der Return of Investment für den erhöhten Modellierungsaufwand besteht in der automatischen Codegenerierung man programmiert jetzt also auf einer höheren Abstraktionsebene, dem Modell und der automatischen Erzeugung von Testfällen für das aus dem Modell erzeugte System. Das Projekt MOBEV behandelt wichtige und aktuelle Aspekte der modellbasierten Entwicklung: Entwicklung domänen-spezifischer Beschreibungssprachen (Domain-Specific Languages DSL) Automatische Codegenerierung aus dem Modell Automatische Testfall-/Testdatengenerierung aus dem Modell Modellvalidation mittels Model Checking Als Anwendungsdomänen sind Bahnsteuerungen (Einsatz einer Modelleisenbahn), Mobile Anwendungen (z. B. Mobiltelefone) und ggf. Luftfahrtanwendungen (fernsteuerbares Modellflugzeug oder Hubschrauber) vorgesehen. 1

58 In den ersten beiden Semestern liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung von DSLs für die im Projekt behandelten Domänen, sowie die automatische Codegenerierung aus dem Modell. Die Teilnehmer werden systematisch in die Meta-Modellierung (d. h. den Sprachentwurf) für DSLs und an Entwurf und Implementierung von Codegeneratoren herangeführt. Als Werkzeug steht hierzu MetaEdit+ der Firma MetaCase zur Verfügung, welches sich bereits in Forschung und Lehre innerhalb unserer Gruppe sehr bewährt hat. Ein besonderes Merkmal der zu entwerfenden DSL wird darin bestehen, dass zusätzlich zu den üblichen Anforderungs- und Entwurfsspezifikationsmitteln auch die Modellierung von sicherheits-bezogenen Fakten Hazard Analysis, Risk Analysis im selben Formalismus ermöglicht wird. Teilnehmer, die ein 2-Semestriges Master- oder Bachelor-Projekt durchführen möchten, können danach das Projekt mit einem entsprechenden Projektbericht abschließen. In den Projektsemestern 3 und 4 stehen die Erzeugung von Tests für das eingebettete HW/SW System, sowie die Prüfung des Modells mittels Model Checking im Mittelpunkt. Hierzu werden die Grundlagen des Bounded Model Checking und des automatischen Constraint Solving vermittelt. Es stellt sich heraus, dass sowohl die Erzeugung von Testdaten aus dem Modell, als auch die Prüfung des Modells gegen logische Korrektheitsbeidungungen mit den gleichen Constraint Solving Techniken erfolgen kann. 2 Wer sollte dieses Projekt besuchen? Die ersten beiden Projektsemester vermitteln aktuelles Wissen aus dem Bereich Software Engineerung mit hohem Anwendungswert. Studierende, die später eingebettet Systeme entwickeln möchten, erarbeiten sich hier eine ausgezeichnete Job-Qualifikation. Es besteht die Möglichkeit, Diplom-, Masterund Bachelor-Arbeiten auf diesem Gebiet anzufertigen. Die letzten beiden Projektsemester vermitteln Spezialwissen, das nicht nur aus praktischer Sicht relevant ist, sondern auch einen guter Startpunkt für weitere Forschungen (Master-/Diplomarbeit, Promotion, Habilitation) bietet, denn hier gibt es noch ein sehr großes Potenzial für Verbesserungen bestehender und Entwicklung neuer Methoden. Alle Teilnehmer sollten gute Programmierkenntnisse besitzen (wir verwenden hauptsächlich C/C++, gute Java-Kenntnisse reichen für den Einstieg aber aus) und bereit sein, komplexe Algorithmen zu programmieren. Das Projekt stellt recht hohe Anforderungen an die Teilnehmer. 2

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