2015 Abschlussarbeiten Travaux de fin d études Graduation Theses

2015 Abschlussarbeiten Travaux de fin d études Graduation Theses Master of Science in Engineering Technik und Informatik / Technique et informatique / Engineering and Information Technology

Editorial Editorial Editorial Prof. Dr. Lukas Rohr Departementsleiter Directeur du département Head of Department Liebe Leserinnen, liebe Leser Da unser «Book» immer umfangreicher wurde, haben wir uns entschlossen, die verschiedenen Disziplinen in separaten Ausgaben zu drucken, welche den Bedürfnissen der Zielgruppen besser entsprechen. Die gesamte Publikationsreihe zeigt weiterhin alle an der Berner Fachhochschule Technik und Informatik ausgeführten Abschlussarbeiten auf. Viele wurden in Partnerschaft mit regionalen Unternehmen oder Institutionen ausgeführt, welche sich so den Zugang zu ergänzendem Know-how und Infrastrukturen sowie zu Nachwuchskräften sichern. Die Region um Biel verfügt über eine grosse Dichte an Hitech-Unternehmen. Die enge Zusammenarbeit und die räumliche Kompaktheit von angewandter Forschung und Produktion sind zentral. Forschungsgruppen der Berner Fachhochschule engagieren sich bereits im INNOCAMPUS, dem Netzwerkstandort Biel/Bienne des nationalen Innovationsparks, an konkreten Projekten im Bereich Energie- und Medizintechnik sowie «Industrie 4.0». Sie entwickeln zusammen mit Unternehmen und Institutionen innovative Produkte und Verfahren und nutzen die Chance, die Zukunft aktiv mitzugestalten. Die vorgestellten Abschlussarbeiten lassen die Faszination eines technischen Studiums erkennen und belegen die Innovationskraft und das Leistungsvermögen unserer Studierenden. Ich wünsche Ihnen spannende Einblicke und bedanke mich bei unseren Projektpartnern, Dozierenden und Experten und Expertinnen für ihren Einsatz und ihre Unterstützung. Chère lectrice, cher lecteur, Comme notre «livre» devenait de plus en plus épais, nous avons décidé d imprimer les différentes filières dans des brochures séparées, ce qui correspond mieux aux besoins des groupes cibles. La série complète de brochures présente toujours l ensemble des travaux de fin d études réalisés à la Haute école spécialisée bernoise Technique et informatique. Un grand nombre de ces travaux ont été réalisés en collaboration avec des entreprises ou des institutions régionales, qui se sont ainsi assuré l accès au savoir-faire et aux infrastructures, ainsi qu à la relève. La région de Bienne dispose d une haute densité d entreprises high-tech. L étroite collaboration et la proximité entre la recherche appliquée et la production sont essentielles. Dans l INNOCAMPUS, le site biennois du Parc national d innovation, des groupes de recherche de la Haute école spécialisée bernoise travaillent déjà sur des projets concrets dans les domaines de la technique énergétique et de la technique médicale ainsi que de l «industrie 4.0». En collaboration avec des entreprises et des institutions, ils développent des produits et des procédés attrayants, et ont ainsi la possibilité de contribuer à la conception de l avenir. Les travaux de fin d études présentés reflètent la fascination exercée par les études techniques et illustrent la capacité d innovation et l excellence de nos étudiants. Je vous souhaite une lecture passionnante et j en profite pour remercier nos partenaires de projets, nos doctorants, nos expertes et nos experts de leur engagement et de leur soutien. Dear Readers, With our book getting more and more extensive, we have decided to print the different disciplines in separate editions that better meet the target groups needs. The overall publication series will continue to show all the final theses completed at the Bern University of Applied Sciences Engineering and Information Technology (BFH-TI). Many were done in partnership with regional companies or institutions, which thereby gain access to supplemental expertise and infrastructure as well as talented young people. The Biel region has a large number of high tech enterprises. The close cooperation between applied science and production is a central factor, as is their concentration in such a compact area. At the INNOCAMPUS, the network location in Biel/Bienne of the Swiss Innovation Park, research groups from Bern University of Applied Sciences are already committed to concrete projects in power engineering and medical technology as well as Industry 4.0. They are teaming up with enterprises to develop innovative products and processes and to utilize opportunities to help actively shape the future. The final theses presented here show how fascinating a program of studies in engineering can be and indicate the innovative power and capabilities of our students. I hope you enjoy exciting insights into the various subjects as you read and would like to express my thanks to our project partners, instructors and experts for their dedication and support. Prof. Dr. Lukas Rohr

Inhalt Table des matières Contents Titel 3 Lehre und Forschung am Puls der Praxis 6 Alumni BFH 7 Infotage 8 Master of Science in Engineering 10 Interviews mit Studierenden 12 Industriepartner 14 Masterarbeiten Titre 3 Enseignement et recherche liés à la pratique 6 Alumni BFH 7 Journées d information 8 Master of Science in Engineering 10 Interviews d étudiants 12 Partenaires industriels 10 Travaux de Master Titel 3 Education and Research on the Pulse of Practice 6 Alumni BFH 7 Info days 8 Master of Science in Engineering 10 Interviews with University Students 12 External Project Partner 10 Master Theses Impressum Impressum Imprint Berner Fachhochschule Technik und Informatik Haute école spécialisée bernoise Technique et informatique Bern University of Applied Sciences Engineering and Information Technology online book.bfh.ch online book.bfh.ch online book.bfh.ch Inserate communication.ti@bfh.ch Annonces communication.ti@bfh.ch Advertisements communication.ti@bfh.ch Druck staempfli.com Impression staempfli.com Printing staempfli.com Auflage 500 Ex. Tirage 500 exemplaires Edition 500 copies

Lehre und Forschung am Puls der Praxis Enseignement et recherche liés à la pratique Education and Research on the Pulse of Practice Die Berner Fachhochschule Technik und Informatik BFH-TI ist eine anwendungsorientierte Hochschule. Neben der Lehre gehören Weiterbildung, Forschung und Entwicklung sowie Dienstleistungen zu ihren Kernkompetenzen. Drei Ansprüche stehen im Zentrum ihres Wirkens: Die hohe Qualität, um der Wirtschaft qualifizierte und innovative Fachkräfte und Dienstleistungen anbieten zu können. Die internationale Ausrichtung, um Studierenden und Dozierenden beste Chancen in der globalisierten Bildungsund Wirtschaftswelt zu eröffnen. Ein interdisziplinäres Denken und Handeln, um den hohen Erwartungen an die heterogenen Teams in Industrie und Wissenschaft gerecht zu werden. Die BFH-TI bietet sechs Bachelor- und zwei Master-Studiengänge sowie ein umfassendes, durchgehend berufsbegleitendes Weiterbildungsprogramm an. La Haute école spécialisée bernoise Technique et informatique BFH-TI est une haute école orientée application. A côté de l enseignement, la recherche et le développement ainsi que les prestations font également partie de ses compétences centrales. Trois exigences caractérisent ses activités: Une qualité élevée, pour mettre à disposition de l économie des spécialistes et des prestations qualifiés et novateurs. L orientation internationale, pour offrir aux étudiants et aux enseignants les meilleures chances dans un monde économique et de la formation globalisé. Un mode de pensée et une action interdisciplinaires, pour répondre aux attentes élevées posées aux équipes interdisciplinaires dans l industrie et les sciences. La BFH-TI propose six filières de bachelor et deux de master, ainsi qu un programme de perfectionnement en cours d emploi très diversifié. Bern University of Applied Sciences Engineering and Information Technology (BFH-TI) is an application-oriented university. Besides teaching, its core areas of expertise include continuing education, research and development, and service. All its efforts revolve around three aspirations: To offer top quality, so that the economy can be provided with qualified and innovative skilled workers and services. To be internationally oriented, so that the best opportunities in this globalized world of education and economics are opened up to students and instructors. To foster interdisciplinary ways of thinking and acting, so that graduates can meet the high expectations put on heterogeneous teams in science and industry. BFH-TI offers six bachelor s degree programs and two master s degree programs as well as a comprehensive continuing education program that can be completed parallel to work. 3 Das Bachelorstudium als starke Basis Mit Automobiltechnik, Elektro- und Kommunikationstechnik, Informatik, Maschinentechnik, Medizininformatik sowie Mikro- und Medizintechnik stehen sechs Bachelor-Studiengänge zur Wahl. Die Studiengänge Automobiltechnik und Medizininformatik werden in der Schweiz exklusiv an der BFH-TI angeboten. Im Bachelorstudium arbeiten die Studierenden an spannenden Projekten mit. Sie wählen die Vertiefung und einen Teil der Module individuell. In Biel setzt die BFH-TI seit Jahren mit Erfolg auf die Karte der Zweisprachigkeit. Bacholor-Plus bietet Studierenden die Wahl, ihr Studium einsprachig oder aber zweisprachig in Deutsch und Französisch zu absolvieren. Die zertifizierte Erweiterung der Sprachkompetenz kommt gerade in technischen Berufen einem Chancenplus auf dem Arbeitsmarkt gleich. Zudem eröffnen sich spannende Möglichkeiten zur Zusammenarbeit über die Sprachgrenze hinweg. Mehr Informationen unter ti.bfh.ch/bachelor Les études de bachelor, une base solide Six filières d études sont à choix: Technique automobile, Electricité et systèmes de communication, Informatique, Mécanique, Informatique médicale ainsi que Microtechnique et technique médicale. En Suisse, les filières d études Technique automobile et Informatique médicale sont exclusivement proposées à la BFH-TI. Pendant les études de bachelor, les étudiant-e-s collaborent à de passionnants projets. Ils choisissent individuellement une orientation et une partie des modules. A Bienne, la BFH-TI mise depuis des années avec succès sur la carte du bilinguisme. Bachelor-Plus donne aux étudiant-e-s le choix de mener leurs études dans une langue ou dans deux langues, le français et l allemand. Dans les professions techniques justement, l approfondissement certifié de la compétence linguistique équivaut à une plus-value substantielle sur le marché du travail. De plus des possibilités de collaborations passionnantes sont envisageables au-delà de la frontière linguistique. Plus d informations sur ti.bfh.ch/bachelor The bachelor studies as a solid foundation With Automotive Engineering, Electrical and Communication Engineering, Computer Science, Mechanical Engineering, Medical Informatics, as well as Micro- and Medical Technology six Bachelor study courses are offered. The study courses Automotive Engineering and Medical Informatics are exclusively offered at the BFH-TI in Switzerland. During their Bachelor studies, students collaborate on exciting projects. They choose their specialisation and some of the modules individually. In Bienne, the BFH-TI successfully focuses on bilingualism. Bachelor-Plus offers students to complete their study courses in one or in two languages in German and French. The certified expansion of the language competence, especially in the technical professions, equals an extra chance in the job market. Further, exciting possibilities for collaboration across the language border are established. For more information please go to ti.bfh.ch/bachelor

4 Masterstudiengänge Ein Masterstudium öffnet nach dem Bachelorabschluss Türen vorerst zu einem neuen Studienabschnitt, verbunden mit hochinteressanten Projektarbeiten. Später dann zu einer beruflichen Zukunft mit besten Perspektiven, sprich eine erfüllende Arbeit in einem anspruchsvollen und spannenden Job. Die BFH-TI bietet zwei unterschiedliche Studiengänge zum Master of Science an: MSc in Engineering MSE (Kooperation der technischen Bereiche sämtlicher sieben Schweizer Fachhochschulen): Das von den Schweizer Fachhochschulen gemeinsam angebotene Studium zum «Master of Science in Engineering» ist auf die Praxis ausgerichtet. Die sogenannten Master Research Units umfassen einen fachlichen Kompetenzbereich, verfügen über eine ausgezeichnete Infrastruktur und sichern mit ihren Projekten den Bezug zur industriellen Praxis. Die vier Units der BFH-TI sind «Energie-Verkehr-Mobilität», «Mobile Informationsgesellschaft», «Produktionstechnik» sowie «Technologie am Menschen». Mehr Informationen unter ti.bfh.ch/master Der universitäre Masterstudiengang für Biomedizinische Technik wird von der Universität Bern in Kooperation mit der Berner Fachhochschule angeboten. Neben fundiertem medizinischen und technischen Fachwissen lernen die Masterstudierenden den Weg medizintechnischer Produkte von der Entwicklung bis zur Marktreife kennen. Der Studiengang übernimmt somit eine Brückenfunktion zwischen Akademie und Industrie ein. Die Studierenden werden mit Aspekten der Grundlagenforschung, Entwicklung und klinischen Validierung sowie mit den Zulassungsverfahren vertraut und erwerben marktspezifische Kenntnisse in Medizintechnik-Management. Mehr Informationen unter ti.bfh.ch/master oder bioeng.master.unibe.ch Filières de master Après un bachelor, des études de master ouvrent des portes tout d abord vers un nouveau cycle d études avec un travail de master extrêmement intéressant. Puis à un avenir professionnel avec d excellentes perspectives, autrement dit un travail exigeant et passionnant, apportant une grande satisfaction. La BFH-TI propose deux filières d études conduisant au titre de Master of Science: MSc in Engineering MSE (coopération des domaines techniques des sept hautes écoles spécialisées de Suisse): Les études de «Master of Science in Engineering» proposées conjointement par les hautes écoles spécialisées suisses sont orientées sur la pratique. Les Master Research Units comprennent un secteur de compétence technique, disposent d une excellente infrastructure et garantissent avec leurs projets le lien avec la pratique industrielle. Les quatre Units de la BFH-TI sont «Energie-Transport-Mobilité», «Société mobile de l information», «Technique de production» ainsi que «Technologie appliquée à l être humain». Plus d informations sur ti.bfh.ch/master La filière d études universitaires de master en technique biomédicale est proposée par l Université de Berne, en coopération avec la Haute école spécialisée bernoise. A côté de connaissances médicales et techniques approfondies, les étudiants suivent tout le processus de réalisation de produits techniques médicaux, du développement à la mise sur le marché. Cette filière assure le lien entre les secteurs académique et industriel. Les étudiants se familiarisent avec les aspects de la recherche fondamentale, du développement, de la validation clinique et des procédures d homologation, et acquièrent des connaissances économiques spécifiques dans le management des techniques médicales. Master s degree programs After the completion of a bachelor s program, a master s program opens up new doors initially to a further phase of study and fascinating project work; later to a professional future with excellent prospects for fulfilling work in a demanding and exciting job. BFH-TI distinguishes between two Master of Science programs: Master of Science in Engineering MSE (cooperation among engineering departments of all seven Swiss universities of applied sciences): The Master of Science in Engineering (MSE) is practice-based and offered in cooperation with all Swiss universities of applied sciences. The so-called Master Research Units cover specific areas of competence, have an outstanding infrastructure, and secure the link to the industrial practice. The four units at BFH-TI are: «Energy-Transport-Mobility» «Mobile Information Society», «Production Technology», and «Human Interface Technology». For more information please go to ti.bfh.ch/master The university master s program for biomedical technology is offered by the University of Bern in collaboration with Bern University of Applied Sciences. Along with solid medical and technical knowledge, the master s students learn about the path that medical devices take, from initial development to market maturity. The program serves as a bridge between the world of academics and industry. Students become familiar with aspects of fundamental research, development and clinical validation as well as the authorization procedures. They also gain market-specific knowledge in the field of medical technology management. For more information please go to ti.bfh.ch/master or bioeng.master.unibe.ch Plus d informations sur ti.bfh.ch/master ou bioeng.master.unibe.ch

Die Forschung und Entwicklung als Triebfeder der Innovation An der BFH-TI wird Wissen in neue Anwendungen und Produkte umgesetzt. Die dafür benötigten Kompetenzen und Ressourcen sind in zehn Instituten konzentriert. Unsere Professoren, Assistierenden und Studierenden sind in zahlreichen multidisziplinären und anwendungsorientierten Forschungsprojekten engagiert. Mehr Informationen unter forschung.ti.bfh.ch La recherche et le développement comme moteurs de l innovation A la BFH-TI, le savoir est transféré dans de nouveaux produits et applications. Dix instituts abritent les compétences et les ressources nécessaires. Nos professeur-e-s, assistant-e-s et étudiant-e-s sont engagés dans de nombreux projets de recherche multidisciplinaires et orientés sur l application. Plus d informations sur recherche.ti.bfh.ch Research and development as a driving force in innovation At BFH-TI, knowledge is transferred into new applications and products. The requisite competences and resources are concentrated in ten institutes. Our professors, assistants, and students are involved in numerous multidisciplinary and application-orientated research projects. For more information please go to research.ti.bfh.ch 5 Die Weiterbildung als Sprung auf der Karriereleiter Die Weiterbildung der Berner Fachhochschule vermittelt Ingenieurinnen und Ingenieuren sowie angehenden Managerinnen und Managern gezielte Kompetenzen in Bereichen, die interdisziplinär miteinander verknüpft und aufeinander abgestimmt sind. In den EMBA-Studiengängen liegt der Schwerpunkt auf Betriebswirtschaft, Unternehmensführung, Innovationsmanagement und Business Development in einem Internationalen Umfeld. Im MAS Information Technology können die Fähigkeiten und Kompetenzen in mehreren Schwerpunkten vertieft und ergänzt werden. Beispielsweise in IT-Security, Business Intelligence, Enterprise Applications und Software Architecture. Der Bereich Medizininformatik und Medizintechnik vermittelt Studierenden die Fähigkeiten, die vielschichtigen Herausforderungen im Gesundheitswesen erfolgreich zu meistern. Mehr Informationen unter ti.bfh.ch/weiterbildung La formation continue, un bond sur l échelle professionnelle La formation continue de la Haute école spécialisée bernoise transmet aux ingénieures et ingénieurs ainsi qu aux futurs managers des compétences ciblées dans les domaines interdisciplinaires liés et coordonnés entre eux. L accent des filières d études EMBA est mis sur la gestion, la direction d entreprise, le management d innovation et le Business Development dans un environnement international. Le MAS Information Technology permet d approfondir et compléter les capacités et compétences dans plusieurs points forts, par exemple en IT-Security, Business Intelligence, Enterprise Applications et Software- Architecture. Le domaine de l informatique médicale et technique médicale apprend aux étudiant-e-s à maîtriser avec succès les multiples défis de la santé publique. Plus d informations sur ti.bfh.ch/formationcontinue Continuing education as a step up the career ladder The continuing education of the Bern University of Applied Sciences imparts specific skills in areas that are interdisciplinary linked and coordinated to engineers and aspiring managers. In the EMBA courses the focus is based on business economics, business management, innovation management and business development in an international environment. In the MAS Information Technology skills and competences can be developed and supplemented in several focus areas. For example, in IT Security, Business Intelligence, Enterprise Applications and Software Architecture. The division of Medical Informatics and Medical Technology provides students with the skills to successfully meet the complex challenges in the health care. For more information please go to ti.bfh.ch/weiterbildung Weiterbildungsprogramme mit Wirkung vertiefend und erweiternd. Programme de formation continue efficace approfondissement et extension. Continuing education with effect specialisation and expanding.

Alumni BFH Alumni BFH Alumni BFH 6 Alumna oder Alumnus der Berner Fachhochschule BFH zu sein, bedeutet nicht nur, das Studium erfolgreich abgeschlossen zu haben. Alumni stellen eine wichtige Brücke zwischen der Hochschule und den Bereichen Wirtschaft, Kultur und Gesellschaft dar. Durch das Weitergeben von Erfahrungen tragen sie wesentlich zum Erfolg ihrer «Alma mater» bei. Alumni der BFH sind alle Absolventinnen und Absolventen einschliesslich der Weiterbildungsabschlüsse MAS (Master of Advanced Studies) und EMBA (Executive Master of Business Administration). Der im Oktober 2012 gegründete Dachverband Alumni BFH vereint elf Alumni-Vereine und unterstützt diese beim Erreichen ihrer Ziele. Mehr Informationen unter alumni.bfh.ch Etre alumnus ou alumna de la Haute école spécialisée bernoise BFH ne signifie pas seulement que l on a terminé ses études avec succès. Les alumni sont un lien essentiel entre la haute école et l économie, la culture et la société. En transmettant leurs expériences, ils contribuent à renforcer l attrait de leur «alma mater». Sont alumni de la BFH toutes les personnes qui y ont obtenu un diplôme, y compris dans les filières de formation continue MAS (Master of Advanced Studies) ou EMBA (Executive Master of Business Administration). L association faîtière créée en octobre 2012 sous le nom Alumni BFH regroupe onze organisations membres, qu elle soutient dans la réalisation de leurs objectifs. Plus d informations sur alumni.bfh.ch Being an alum of Bern University of Applied Sciences (BFH) means more than just having successfully completed a program of studies. Alumni act as an important bridge between the university on the one hand and the economy, arts and culture, and society on the other. They contribute much to the success of their alma mater by sharing their own experiences. BFH alumni consist of all graduates including those of the Master of Advanced Studies (MAS) and Executive Master of Business Administration (EMBA) programs. «Alumni BFH» was founded in October 2012 as an umbrella organization in order to unite the eleven alumni associations and support them in reaching their goals. For further information please go to alumni.bfh.ch Die Alumni-Organisationen der BFH verbinden ihre Absolventinnen und Absolventen, ermöglichen das Knüpfen von Kontakten und den systematischen Aufbau eines Beziehungsnetzes. Les organisations Alumni de la BFH réunissent leurs diplômé-e-s, leur permettent de nouer des contacts et de se créer un réseau de relations. Alumni organizations connect the graduates, enable socializing and the platform of an essential network.

Infotage Journées d information Info days Interessiert Sie ein Studium an der Berner Fachhochschule? Wir öffnen unsere Türen: Holen Sie sich alle Informationen zu unseren Bachelor- und Masterstudiengängen, Zulassungsbedingungen, Studienbedingungen und unserer Schule. Führen Sie beim Apéro persönliche Gespräche mit Studierenden und Dozierenden und besuchen Sie in Biel und Burgdorf unsere Labors. Mehr Informationen unter ti.bfh.ch/infotage Mit einer Weiterbildung auf Masterstufe gehen Sie in Ihrer Karriere einen Schritt weiter. Unsere umfassende, interdisziplinäre Palette von Modulen ermöglicht Ihnen, Ihre Kompetenzen auf verschiedensten Gebieten zu erweitern und zu ergänzen. Informieren Sie sich an einem persönlichen Beratungsgespräch. Mehr Informationen unter ti.bfh.ch/weiterbildung Vous intéressez-vous à des études à la Haute école spécialisée bernoise? Nous ouvrons nos portes: venez recueillir toutes les informations utiles sur nos filières de bachelor et de master, sur les conditions d'admission, les conditions d études et notre école. Discutez avec des étudiants et des enseignants lors de l apéro et visitez nos laboratoires à Bienne et Berthoud. Pour en savoir plus ti.bfh.ch/infotage Avec des études de master, vous faites un pas de plus dans votre carrière. Notre gamme étendue et interdisciplinaire de modules vous permet d étendre vos compétences dans les domaines les plus divers. Informez-vous dans le cadre d un entretien de conseil personnel. Pour en savoir plus ti.bfh.ch/formationcontinue Are you interested in studying at Bern University of Applied Sciences? If so, we invite you to attend our open house. There you can obtain full information about our bachelor s and master s programs and about requirements for admission, study conditions and our university. We welcome you to attend our cocktail reception to talk personally with students and instructors and to visit our laboratories in Biel and Burgdorf. For more information please to go ti.bfh.ch/infodays You take your career a step further by continuing your education at the master s level. Our comprehensive, interdisciplinary range of modules allows you to expand and supplement your competencies in the widest variety of fields. Arrange a personal consultation for all the details. For additional information please to go ti.bfh.ch/weiterbildung 7

Master of Science in Engineering Master of Science in Engineering Master of Science in Engineering 8 Prof. Dr. Roger Filliger Abteilungsleiter MSc Engineering Directeur de la division MSc Engineering Head of MSc Engineering Division Unser Masterstudiengang MSE ist ein gemeinsames Bildungsangebot aller Schweizer Fachhochschulen und das MSE- Masterdiplom der höchste akademische Abschluss, den die Fachhochschulen im Bereich Technik und Informatik sowie Bau und Planung vergeben. Das Studium steht in erster Linie den 35% besten Abgängern und Abgängerinnen unserer Bachelorstudiengänge offen. Das vorliegende Book bringt zum Ausdruck, wie eng unser Studiengang mit der Praxis und der Wirtschaft verbunden ist. Alle vorliegenden Masterarbeiten sind direkt an industrielle Fragestellungen gekoppelt. Thematisch sind die Arbeiten in die drei Fachgebiete eingeteilt, in denen sich unsere MSE-Studierenden vertiefen können: Energy and Environment, Industrial Technologies und Information and Communication Technologies. Die Fachgebiete haben ihre eigenen Profilierungen, aber eine identische Stu dienstruktur. Die Studienleistung hat einen Umfang von 90 ECTS, wobei knapp ein Drittel auf die hier vorliegende Master thesis entfällt. Die Thematik der Thesis wird in Absprache mit sogenannten Advisors ausgearbeitet. Letztere beurteilen zusammen mit ausgewiesenen Fachexperten die Masterthesis. Blättern Sie in den Zusammenfassungen, und lassen Sie sich von der hohen Qualität und Originalität begeistern. Notre filière d études de master MSE est une offre de formation commune de toutes les Hautes écoles suisses, et le diplôme de master MSE est le plus haut diplôme académique des Hautes écoles en Technique et informatique et en Construction et planification. Les études sont en premier lieu ouvertes aux 35% de tête parmi les diplômés de nos filières d études de bachelor. Ce document met en avant le lien fort de notre filière d études avec la pratique et l économie. Tous les travaux de master sont directement liés à des problématiques industrielles. Les travaux sont divisés en trois domaines thématiques, dans lesquels nos étudiant-e-s MSE peuvent s orienter: Energy and Environment, Industrial Technologies et Information and Communication Technologies. Chacun de ces domaines dispose d un profil propre, mais la structure des études est identique. Les études couvrent au total 90 ECTS, dont près du tiers est consacré à la thèse de master, dont la thématique est élaborée en accord avec des «advisors», qui évaluent la thèse avec des spécialistes expérimentés. Feuilletez les synthèses et découvrez notre haut niveau de qualité et d originalité. Our MSE Master degree programme is a joint educational offering by all of the Swiss universities of applied sciences. The MSE Master diploma is the highest academic degree that the universities of applied sciences award in technology and information technology or construction and planning. Preference is given to applicants who are in the top 35% of graduates of our Bachelor degree programmes. This book shows how closely our degree programme is connected to practice and business. All of these Master theses are directly linked to issues facing industry. They are divided into the three areas in which our MSE students can specialise: Energy and Environment, Industrial Technologies, and Information and Communication Technologies. These fields have their own profiles but the structure of studies is identical. Study achievement comprises 90 ECTS credits with the Master thesis accounting for just under one-third of these. Thesis topics are determined in consultation with advisers, who also evaluate the Master thesis alongside proven experts in the relevant field. We invite you to peruse the abstracts and be inspired by the high quality and originality of the work. Prof. Dr. Roger Filliger

Fachliche Vertiefung in den MRUs Das Masterstudium ist auf die fachliche, projektorientierte Vertiefung in den Fachgebieten ausgerichtet. Diese fachliche Vertiefung wird mithilfe von Projekten, ergänzenden Veranstaltungen und der Masterarbeit an einer sogenannten Master Research Unit (MRU) durchgeführt. Stark an die anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung der Fachhochschulen gekoppelt, verfügen die MRU über eine ausgezeichnete Infrastruktur. MSE-Studierende erhalten innerhalb einer MRU ihren Arbeitsplatz für die fachliche Vertiefung. In folgenden vier MRU ist die fachliche Vertiefung an der BFH-TI möglich: Energie Verkehr Mobilität EVM Die Forschung in der MRU EVM trägt dazu bei mit zukunftsweisenden Technologien für energieeffiziente und abgasarme Antriebssysteme, sichere Strassen- und Schienenfahrzeuge, erneuerbare Energien und für ein effektives Energiemanagement zu sorgen. Human centered Engineering HuCE Die Forschung in der MRU HuCE umfasst zukunftsweisende Technologien wie Computer Perception und Virtual Reality, Sensorik, Biometrie und Authentifizierung sowie Hardware-Algorithmik in Mikroelektronik. In der Mastervertiefung «Rehabilitation und Leistungstechno logie» werden Methoden eingesetzt, die den Rehabilitationsprozess von Menschen nach Unfällen oder Krankheiten verbessern. Mobile Informationsgesellschaft MIG Die Forschung in der MRU MIG umspannt das Handlungsfeld zwischen Technologien der Mobilkommunikation, Applikationen und den mobilen Anwendern. Ihre Kernkompetenzen werden in den drei Vertiefungsrichtungen «Mobile Communication», «ICT-based Management» und «Security in the Information Society» gepflegt und weiter ausgebaut. Produktionstechnik PT Die Produktionstechnik, also die Herstellung neuer Güter, neuer Verfahren und neuer Fertigungstechniken zum Nutzen von Gesellschaft und Industrie, wird in vier Vertiefungsrichtungen verfolgt: Anwendung der Lasertechnik, Veränderung von Werkstoffen mittels Wärme und Dünnschichttechnologien, Anwendungen von Fertigungs- und Drucktechniken sowie Management von Produkt- und Finanzrisiken. Kontakt Studiengangleitung roger.filliger@bfh.ch Sekretariat katja.jeanbourquin@bfh.ch Weitere Informationen und Links: Infoveranstaltung Biel: 24.02.2016 Infoveranstaltung Burgdorf: 02.03.2016 ti.bfh.ch/mse Orientation technique dans les MRU Les études de master sont centrées sur l orientation technique axée projets. Cette orientation technique est effectuée dans l une des «Master Research Units» (MRU) sur la base de projets, de cours complémentaires et du travail de master. Intimement liées à la recherche et au développement orientés vers la pratique des Hautes écoles, les MRU disposent d une infrastructure exceptionnelle. Les étudiant-e-s MSE disposent d un poste de travail au sein d une MRU pour l orientation technique. L orientation technique est possible à la BFH-TI dans l une des quatre MRU suivantes: Energie Transport Mobilité EVM La recherche de la MRU EVM contribue, grâce à des technologies d avant-garde, à améliorer le rendement énergétique, à réduire les gaz d échappement dans les systèmes motorisés, à sécuriser les véhicules (routiers et ferroviaires), à développer les énergies renouvelables et à améliorer l efficacité énergétique. Human centered Engineering HuCE La recherche dans la MRU HuCE couvre des technologies d avenir comme la perception informatique et la réalité virtuelle, la technologie des capteurs, la biométrie, l authentification et l algorithmique matérielle. Dans l orientation «Réhabilitation et technologie de performance», nous utilisons des méthodes visant à améliorer le processus de réhabilitation des personnes suite à un accident ou une maladie. Société mobile de l information MIG La recherche dans la MRU MIG couvre le champ d action entre technologies de la communication mobile, applications et utilisateurs mobiles. Les compétences clés sont approfondies dans trois spécialisations: «Mobile Communication», «ICT-based Management» et «Security in the Information Society». Technique de production PT La technique de production (fabrication de nouveaux procédés, marchandises et techniques de fabrication au profit de la société et de l industrie) est approfondie dans quatre domaines: application de la technique laser, modification de matériaux au moyen de la chaleur ou de la technologie de couches minces, application de techniques de fabrication et d impression et gestion des risques financiers liés au produit. Contact Direction de la filière roger.filliger@bfh.ch Secrétariat katja.jeanbourquin@bfh.ch Informations complémentaires et liens: Séance d information Bienne: 24.02.2016 Séance d information Berthoud: 02.03.2016 ti.bfh.ch/mse Technical specialisations in the MRUs Master studies are geared towards technical, project-oriented specialisation in a student s chosen field. Master Research Units (MRUs) make this technical specialisation possible through projects, supplementary events and the Master thesis. MRUs work hand-in-hand with the universities of applied sciences application-oriented research and development, which gives them access to excellent infrastructure. MSE students are given the space to work on their technical specialisation within the MRU. Students can pursue technical specialisations in the following four MRUs at Bern University of Applied Sciences Department of Engineering and Information Technology: Energy Transport Mobility Research in this MRU uses pioneering technologies to ensure energy-efficient, low-emission drive systems, safe road and rail vehicles, renewable energy, and effective energy management. Human Centred Engineering Research in this MRU comprises pioneering technologies such as computer perception and virtual reality, sensor systems, biometrics and authentication, and hardware algorithms in microelectronics. The Rehabilitation and Performance Technology Master specialisation employs methods that improve the rehabilitation process for people who have been in accidents or who have suffered from disease. Mobile Information Society Research in this MRU covers the arena of mobile communication technology, applications and mobile users. It demonstrates and develops its core competencies in three specialisations: Mobile Communication, ICT-based Management, and Security in the Information Society. Production Technology Production technology involves producing new goods, processes and production techniques for the benefit of society and the industrial sector. This MRU offers four specialisations: applied laser technology, using heat and thin-film technology to modify materials, applied production and printing technology, and product and financial risk management. Contact Head of Degree Programme roger.filliger@bfh.ch Secretary katja.jeanbourquin@bfh.ch Additional information and links: Information event in Biel: 24/02/2016 Information event in Burgdorf: 02/03/2016 ti.bfh.ch/mse 9

Interviews mit Studierenden Interviews d étudiants Interviews with University Students 10 Arbeiten bzw. arbeiteten Sie nebenher (während des Semesters/während der Ferien)? Ja, Ich arbeite zu 50% am Institut. Wir haben viele Projekte mit externen Firmen. Gerade aktuell ist ein KTI-Projekt im Bereich teilautonome landwirtschaftliche Fahrzeuge, bei dem ich mein angeeignetes theoretisches Wissen direkt anwenden kann. Ich schätze die Flexibilität des Arbeitsgebers, so kann ich vor den Prüfungen mein Pensum reduzieren, um dann während der Ferien die fehlenden Stunden wieder aufzuarbeiten. Für diese Flexibilität und die gute Zusammenarbeit im Team bin ich sehr dankbar. Schlussendlich schätze ich es auch, dass ich immer wieder sehr praktische Probleme lösen darf. Ich liebe es zwar, Neues zu lernen, brauche aber auch immer wieder die praktische Anwendung dazu. Der Lernprozess ist auf diese Weise wesentlich effektiver und nachhaltiger. Andreas Simon Meier, MSc Engineering Warum haben Sie sich für dieses Studium entschieden? Ich war zu Beginn sehr skeptisch gegenüber dem Masterstudiengang auf FH-Niveau. Direkt nach meinem Bachelorstudium habe ich deshalb den Wert dieser zusätzlichen Ausbildung nicht gesehen. Immerhin sind es in der Vollzeitversion weitere 1½ Jahre, in denen man nicht im Arbeitsprozess ist. Schlussendlich habe ich mich aber aufgrund von persönlichen Gesprächen mit MSE-Studenten, welche sehr positiv von diesem Studiengang berichteten, umentschieden. Ich habe realisiert in welchem Masse diese MSE Studierenden von den Fachexperten und ihrem Arbeitsumfeld profitieren können. Auch wurde mir klar, dass ich mich zusätzlich in die Thematik elektrische Antriebssysteme und Energiespeicher vertiefen möchte. Wie sieht bzw. sah der Studienalltag aus? Was gefällt bzw. gefiel Ihnen besonders gut an diesem Studium? Das gute am MSE-Studium ist, dass man sich die Modulauswahl innerhalb des vorgegebenen Rahmens zu einem grossen Teil selber zusammenstellen kann. Dementsprechend setzt man so auch den Stundenplan mit dem Advisor fest. Es ist dabei sinnvoll, dass man die Module auf möglichst wenig Tage verteilt. Dies kann aber auch dazu führen, dass man von morgens bis abends in der Schule ist. Allgemein muss man sich im Vergleich zum Bachelorstudium viel mehr selber organisieren, was ich aber nicht nur als Nachteil empfinde. Es wird einem nicht mehr alles wie im BSc- Studium pfannenfertig serviert. Sehr positiv empfinde ich den Austausch mit anderen Studenten. So kommt man in den Pausen sehr schnell ins Gespräch mit Studierenden aus der ganzen Schweiz. Es gibt sehr viele fähige Mitstudenten, so habe ich alleine durch diese Gespräche viel Neues dazugelernt und auch wichtige Inputs für die eigenen Projekte bekommen. Was möchten Sie nach dem Studium machen? Inwiefern können Sie von Ihrem Studium profitieren? Ich habe gelernt, noch besser mit Stresssituation umzugehen. Ich denke, ich habe heute nicht nur ein vertiefteres Fachwissen, sondern bin auch noch ein Stück effektiver und effizienter geworden. Gerne würde ich nach dem Studium noch 1 2 Jahre im Ausland arbeiten gehen. Durch die Forschungsprojekte am Institut durfte ich bereits mit einem Amerikaner und einer Asiatin arbeiten und so auch andere Kulturen kennenlernen. Neben dem technischen Fachwissen finde ich solche Begegnungen sehr wertvoll, weil es den Horizont erweitert und man von den Erfahrungen dieser Personen profitieren kann. Vielleicht kommt auch daher der Wunsch, aus der gewohnten Umgebung herauszugehen. Welchen Tipp haben Sie für jemanden, der dieses Studium in Betracht zieht? Den Fokus von Anbeginn auf hohe Effizienz legen. Mut zur Lücke! Teilweise wird man nicht alles auf Anhieb verstehen. Versuchen, die Zeit beim Pendeln gut zu Nutzen. Sich am besten vorgängig mit einem MSE-Studenten treffen und ihm Fragen zu seinen besuchten Modulen stellen. Ein Modulbeschrieb gibt einen ersten guten Eindruck, jedoch hilft ein Feedback eines Mitstudenten, das Bild zu vervollständigen. Lerngruppen bilden. Ich würde das Studium wieder im Teilzeitpensum absolvieren. Es geht zwar länger, die resultierenden Vorteile überwiegen jedoch. In der Regel ist das erste Semester das anspruchsvollste.

11 Christian Vögtli, MSc Engineering Warum haben Sie sich für dieses Studium entschieden? Nach meinem Bachelorstudium hatte ich Interesse, vertiefte Einblicke in weitere technische Fachgebiete zu erhalten. Dabei bot sich für mich das MSE-Studium ganz natürlich an. Das selbstständige Arbeiten an komplexen Systemen, bei dem auch disziplinübergreifende Fähigkeiten zum Zuge kommen, bietet zusammen mit der grossen technischen Erfahrung der Master Research Units MRU beste Gelegenheit, um sich zu spezialisieren. Ausschlaggebend bei der Wahl der MRU, welche schliesslich mit der Vertiefungsrichtung zusammenhängt, waren für mich Projekte welche für eine nachhaltige Energie- und Mobilitätszukunft stehen. Wie sieht bzw. sah der Studienalltag aus? Was gefällt bzw. gefiel Ihnen besonders gut an diesem Studium? Ich studierte im Master von Beginn weg berufsbegleitend, wobei eine gute Balance zwischen produktiver Arbeit, Vorlesungsphasen und Lernphasen bestand. Die Vertiefungsarbeiten legte ich während des Studiums über die vier Semester parallel zu den Vorlesungen, was insgesamt eine vielfältige Belastung ergibt. Zuerst wichtige Vorlesungsmodule zu besuchen und schliesslich im 3. und 4. Semester den Fokus auf die Vertiefungsarbeiten zu legen, scheint mir im berufsbegleitenden Modus eine gute Alternative zu sein. Was möchten Sie nach dem Studium machen? Inwiefern können Sie von Ihrem Studium profitieren? Der Übergang vom Studium zum künftigen Arbeitsalltag geschieht für mich fliessend. Das Projekt, welches ich in der Masterarbeit begonnen habe, wird zusammen mit dem Industriepartner SBB weiterverfolgt. Für mich ist das eine ideale Gelegenheit «am Ball» zu bleiben und das angefangene Innovationsprojekt im Energy Storage Research Center ESReC zu Ende oder zu einem nächsten Level zu bringen. In weitere Ferne blicke ich noch nicht, doch wird sich mein berufliches Engagement weiterhin um technische Lösungen im Zusammenhang mit der Energiewende drehen. Welchen Tipp haben Sie für jemanden, der dieses Studium in Betracht zieht? Der Freiraum bezüglich Themengebiete, an welchen in der MRU gearbeitet werden kann, ist sehr gross. Es lohnt sich, nicht jenes Themengebiet zu wählen, in welchem man sich ohnehin schon gut auskennt, sondern jenes, welches am meisten interessiert. Die Vertiefungsarbeiten eignen sich sehr gut, um sich auch in neue Gebiete vorzuarbeiten, sofern man den Aufwand nicht scheut. Oft willkommen sind Projekte aus eigener Initiative, sofern sie der MRU auch dienen. Dabei ist die eigene Motivation oft nochmals grösser, womit noch mehr erreicht werden kann.

Industriepartner Partenaires industriels Industrial Partners 12 Eine enge Zusammenarbeit mit Indus trie partnern ist uns äusserst wichtig. Im Bereich Master of Science in Engineering sind Masterarbeiten in Kooperation mit Firmen und Institutionen entstanden. Wir bedanken uns für die fruchtbare Zusammenarbeit! A nos yeux une collaboration étroite avec des partenaires industriels est extrêmement importante. Dans le domaine de la Master of Science in Engineering, de thèses sont en coopération avec des entreprises et institutions. Nous remercions pour cette fructueuse collaboration! Close cooperation with industrial partners is very important to us. In the field of Master of Science in Engineering bachelor theses have been produced in cooperation with companies and institutions. We thank for the fruitful collaboration. ennos gmbh SwissQual AG, Zuchwil SBB Technik Elektrik

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Masterarbeiten Travaux de Master Master Theses 14 Im Folgenden präsentieren wir Ihnen die Zusammenfassungen der Masterarbeiten Master of Science in Engineering des Jahres 2015. Die Absolventinnen und Absolventen sind in alphabetischer Reihenfolge aufgeführt. Bei Teams bestimmt die alphabetische Position des ersten Teammitglieds die Einordnung. Die Texte wurden durch die Absolventinnen und Absolventen verfasst, teils mit der Unterstützung von Betreuungspersonen. Die Texte wurden vor Publikation nicht systematisch redigiert und korrigiert. Ci-après, nous vous présentons les résumés des travaux de Master en Master of Science in Engineering de l année 2015. Les diplômées et diplômés sont présentés dans l ordre alphabétique. Lorsqu il s agit d un team, le nom de la personne dont la première lettre est la plus proche du début de l alphabète détermine la position du team. Les textes ont été écrits par les diplômées et diplômés, avec parfois le soutien des mentors. Les textes n ont pas systématiquement été rédigés, ni corrigés avant la publication. Below we have summarized for you the Master theses in Master of Science in Engineering in 2015. The graduates are listed according in alphabetical order. In teams the alphabetic position of the first member of the team appoints the indexing. The texts were written by the graduates, partly with the support of their supervising tutors. The texts were not systematically edited nor corrected before publication. Stefan Baumann... 15 Manuel Frischknecht... 16 Elie Jeannerat... 17 Yassin Michel Kelay... 18 Ueli Kramer...20 Marc Labudde... 21 Daniel Meer... 22 Stefan Remund...24 Andreas Richard... 25 Giuseppe Scalzi...26 Damien Schaeffer...28 Manfred Schneeberger...29 Ahmad Bashir Shawa... 31 Christian Daniel Vögtli... 32

ETCS-Nachbildung für Führerstandsimulatoren Fachgebiet: Energy and Environment Betreuer: Prof. Dr. Hansjürg Rohrer Experte: Thomas Furrer (BLS AG) Die europäisch standardisierte Zugsicherung ETCS wird zukünftig in Europa das zentrale Sicherheitselement von Eisenbahnen. Sie erlaubt höhere Geschwindigkeiten und kürzere Zugfolgezeiten bei gleichzeitiger Erhöhung der Sicherheit. Für die Schulung der Lokomotivführer auf diesem System werden unter anderem Führerstandsimulatoren verwendet. 15 Ausgangslage Um den internationalen Schienenverkehr zu vereinfachen, wurde seit den 1990er Jahren die europäische Zugsicherung ETCS als Nachfolger der nationalen Sicherheitssysteme entwickelt. Dieses System ist seither in verschiedenen Ländern Europas auf einzelnen Strecken im Einsatz und wird der Standard für die Zukunft. Für die Schulung der Lokomotivführer auf diesem System werden unter anderem Simulatoren verwendet. Die Berner Fachhochschule stellt seit einigen Jahren Führerstandsimulatoren für die Ausbildung von Lokführern und für Demonstrationszwecke her. Die Simulationssoftware LOCSIM soll nun um ein Modell von ETCS erweitert werden. Die Integration dieser Prozesse und Zustände in eine DLL-Erweiterung für LOCSIM wurde in der nächsten Phase erledigt. Die Darstellung des ETCS-Displays auf einem Touchscreen stellte den letzten Entwicklungsschritt dar. Dabei wurden Displays von mehreren Herstellern nachgebildet, so dass die Simulation möglichst realistisch wird und den Bedürfnissen der Kunden angepasst werden kann. Durch diverse Testfahrten mit dem Führerstandsimulator wurde die korrekte Funktion der Simulation überprüft. Es wurden dabei unterschiedliche Strecken und Fahrszenarien (verschiedene Levels, Nothalt, Kommunikationsunterbruch etc.) verwendet. Stefan Baumann steffu.b@gmail.com Umsetzung In der ersten Phase erfolgte die Analyse des Systems ETCS. Die Zugsicherung ETCS ist in drei verschiedenen Levels definiert, welche unterschiedliche Arten der Überwachung und der Datenübertragung darstellen. Ab Level 2 kann z. B. auf Streckensignale verzichtet werden, da die nötigen Informationen alle auf dem Display des Lokführers vorhanden sind. In einem nächsten Schritt wurden die nötigen Prozesse, Betriebszustände und Schulungsszenarien des ETCS definiert. Ebenfalls wurde die Datenübertragung zwischen Stellwerk und Fahrzeug definiert. Im Original erfolgt diese über Funk oder punktuelle induktive Übertragung. Ergebnisse Die Bedienung und das Fahren mit der Zugsicherung ETCS kann nun in einem Führerstandsimulator geschult werden. Dadurch können Szenarien durchgespielt werden, die auf einer Strecke nur selten auftreten, aber trotzdem durch das Fahrpersonal beherrscht werden müssen. BI BE BU VA Master of Science in Engineering Funktionsprinzip ETCS Level 2 ETCS Display im Führerstand

Multimodale 3D-Benutzerschnittstelle für virtuelle Umgebungen Fachgebiet: Industrial Technologies Betreuer: Prof. Urs Künzler Experte: Dr. Harald Studer (ISS) 16 Virtual Reality-Applikationen erfreuen sich mit dem kommerziellen Erfolg neuer Technologien wie der Oculus Rift verstärkter Aufmerksamkeit. Dennoch ist die Frage nach intuitiven Interaktionsmethoden im VR-Umfeld noch immer ein aktives Forschungsfeld, in dem auch das Labor für Computer Perception & Virtual Reality (CPVR) tätig ist. In dieser Arbeit wurde ein Software-Framework entwickelt, das die Umsetzung neuer Interaktionsmetaphern vereinfachen soll. BI BE BU VA Master of Science in Engineering Manuel Frischknecht Ausgangslage Im CAVE Automatic Virtual Environment-System der BFH werden virtuelle Räume stereoskopisch über acht verschiedene Projektoren auf vier Leinwänden abgebildet, um einen hohen Immersionsgrad zu garantieren. Damit der Benutzer mit Applikationen im CAVE interagieren kann, bietet das System verschiedene Eingabequellen wie etwa optische Trackingsysteme und haptisches Feedback. Da diese jedoch bisher nicht über angemessene Abstraktionen ansprechbar waren, wurde die Interaktion in CAVE-Applikationen jeweils von Grund auf neu umgesetzt. Erweiterung des I3D-Frameworks Das für den CAVE entwickelte Software-Framework «Immersive 3D» (I3D) wurde in dieser Arbeit erweitert, um eine einheitliche Umsetzung neuer Eingabemetaphern zu ermöglichen. Um verschiedene Interaktionskonzepte und Visualisierungen evaluieren zu können, wurde das neue Framework so flexibel und erweiterbar wie möglich gestaltet. Die verwendete Architektur basiert auf einem komponentenorientierten Ansatz, der seit einigen Jahren in verschiedenen Videogame-Engines Verwendung findet. Komponenten in Game-Engines Um bei der Entwicklung von Games möglichst grosse Freiheiten bieten zu können, bauen viele Game Engines der letzten Jahre auf Komponenten auf: Statt verschiedene Aspekte von Objekten in der Spielwelt durch komplexe Klassenhierarchien abzubilden, werden diese voneinander unabhängig in separaten Klassen verwaltet. Solche Architekturen bieten so durch die Trennung von unabhängigen Teilen der Spiellogik die Möglichkeit, verschiedene Eigenschaften beliebig miteinander zu kombinieren und voneinander getrennt zu verarbeiten, was ausserdem die Parallelisierung der nötigen Berechnungen stark vereinfacht. Fazit Die entwickelte Erweiterung des I3D-Frameworks erlaubt die Umsetzung neuer Interaktionskonzepte und bieten durch die gewählte Architektur eine hohe Flexibilität. Einige Beispiele für mögliche Interface Elemente wurden in einer Demo-Applikation veranschaulicht. Eine Demo-Applikation veranschaulicht mögliche GUI-Elemente auf der Basis der neuen Erweiterungen.