Bachelorarbeiten
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg
Thema: | Gamification in der Industrie |
Zuordnung: | BA |
Beschreibung: | Gamification, oder auch im deutschen als Spielifikation hält nach und nach Einzug in die Industrie. Der Vorteil liegt darin, dass spielerische Elemente in das Arbeitsleben einfließt, um so Ideen und Gedanken bei einer Arbeitsaufgabe angeregt werden und somit die Konzentration aufrecht erhalten bleibt. In Bezug auf die Bachelorarbeit soll Gamification erörtert und aktuelle Trends in Verbindung mit der Industrie aufgezeigt werden. Das Prinzip des Gamification soll dabei als Grundlage dienen. |
Masterarbeiten
Ansprechpartner: Wiesław Wasilewski
Dieses Thema ist bereits vergeben! | |
Thema: | Identifikation und Bewertung von Risikofaktoren in der autonomen Schifffahrt |
Zuordnung: | MA |
Dieses Thema ist bereits vergeben! | |
Thema: | Identifikation und Bewertung technischer, rechtlicher und gesellschaftlicher Risikofaktoren von autonomen |
Zuordnung: | MA |
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg
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Thema: | Bewertung der Betriebssicherheit und des Datenschutzes beim Betrieb eines autonomen Fahrzeugs |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Schema zur Bewertung der Betriebssicherheit und des Datenschutzes beim Betrieb eines autonomen Fahrzeugs erarbeitet werden, das dazu dienen kann, potenzielle Risiken erkennen, einordnen und mit entsprechenden Maßnahmen reduzieren zu können. Es sollen Land-, Wasser- und Luftfahrzeuge in die Arbeit einbezogen werden, wobei zur Reduktion der Komplexität die jeweils spezifischen bereits existierenden Sicherungssysteme z.B. im Luft- oder im Schienenverkehr nicht in die Betrachtung einbezogen werden sollen. Gegenstand der Arbeit sollen ausschließlich die Kommunikationskanäle sein, die durch Autonomieentwicklungen "neu" hinzukommen und einem hohen Gefährdungsrisiko ausgesetzt sind. Dazu zählen beispielsweise drahtlose Kommunikation (z.B. 5G), Cloudapplikationen, KI-Anwendungen etc. |
Thema: | Konzeptentwicklung zur Navigation eines autonomen Binnenschiffs |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Das Ziel der Navigation besteht darin, ein Fahrzeug von einem Ausgangspunkt sicher zu einem vorgegebenen Zielpunkt zu führen. Dazu sind folgende Teilaufgaben zu erfüllen:
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Thema: | Exakte und präzise Positionierung eines elektrisch betriebenen autonomen Oberflächenfahrzeugs (Binnenschiff) |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Das Ziel der Positionierung eines Fahrzeugs an einer stationären Einrichtung besteht beispielsweise darin, einen Lastwechsel zwischen dem Fahrzeug und der stationären Einrichtung durchzuführen (Be-/Entladung) oder das Fahrzeug mit einer Energieversorgungseinrichtung zu verbinden. Im erstgenannten Fall kann die Notwendigkeit bestehen, das Fahrzeug entlang einer vorgegebenen Bahn entlang der Einrichtung zu verfahren. Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
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Thema: | Missionen |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Masterarbeiten in diesem Bereich sind darauf ausgerichtet, hochautomatisierte oder autonome Systeme dahingehend zu ertüchtigen, dass sie vorgegebene Aufgaben (Missionen) erfüllen können. Im Allgemeinen werden als Beispiele für Missionen überwiegend Transportaufgaben angesprochen: Drohnen transportieren medizinische Präparate oder Produkte, Busse und PKW transportieren Personen und erste Projekte decken den Straßen- oder Schiffstransport von Gütern ab. Autonome Systeme können aber auch zu anderen Zwecken eingesetzt werden, die überwiegend zur Datenerfassung dienen. Grundsätzlich können in diesem Zusammenhang unbemannte Luftfahrzeuge, Oberflächenfahrzeuge zu Land und zu Wasser und oberflächennah operierende Unterwasserfahrzeuge eingesetzt werden. Obwohl -grade aktuell- der Einsatz von Drohnen als Werkzeug zur Datenerfassung offensichtlich zu sein scheint, können in vielen Fällen auch andere Fahrzeuge zum Einsatz kommen. |
Thema: | Entscheidungshilfe zur Auswahl autonomer Fahrzeugsysteme zur Datenerfassung (Inspektion) |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Im Rahmen der Masterarbeit soll eine Systematik erarbeitet werden, um für Datenerfassungsaufgaben in der Inspektion das geeignet Fahrzeugsystem belastbar auswählen zu können. Dazu sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
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Thema: | Entscheidungshilfe zur Auswahl autonomer Fahrzeugsysteme zur Datenerfassung (Monitoring) |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Im Rahmen der Masterarbeit soll eine Systematik erarbeitet werden, um für Datenerfassungsaufgaben im Monitoring das geeignet Fahrzeugsystem belastbar auswählen zu können. Dazu sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
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Ansprechpartner:Prof. Dr. Uwe Meinberg
Thema: | Usability Engineering für autonome Systeme |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | In vielen Bereichen, insbesondere im Umfeld der industriellen Produktion, ist die Interaktion zwischen Mensch und Maschine umfassend erforscht. Methoden des Usability Engineering zielen auf die Entwicklung von Systemen mit möglichst hoher ergonomischer Güte sowie aufgabengerechter Funktionalität. Usability-Metriken werden im Projekt-Controlling dazu benutzt, um zu bewerten, inwieweit die Anwendung von Methoden des Usability Engineering in existierenden Entwicklungsprozessen zu einer verbesserten Bedieneffizienz und Nutzerakzeptanz führt. Im Rahmen der Masterarbeit sollen bestehende Methoden des Usability-Engineerings daraufhin untersucht werden, in wie weit sie auch zur Gestaltung von Mensch-Maschine-Interfaces für autonome Systeme geeignet sind. Darauf aufbauend sollen die entsprechenden Metriken auf ihre Effizienz untersucht werden. |
Thema: | Rechnergestützte Missionsplanung für autonome Binnenschiffe zur Erfassung von Sensordaten im Rahmen von Monitoring-Aufgaben |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Um einen reibungslos fließenden und somit wirtschaftlichen Schiffsverkehr zu ermöglichen, müssen die Binnenwasserstraßen (in Deutschland ca. 7.300 km) und die dazugehörigen Anlagen (Schleusen, Wehre, Schiffshebewerke, Brücken etc.) erhalten werden. Hinzu kommen Aufgaben der Überwachung der Gewässerqualität, um beispielsweise die unzulässige Einleitung von Schadstoffen in Gewässer zu detektieren. Unbemannte autonom auf der Wasseroberfläche oder oberflächennah unter der Wasseroberfläche operierende Wasserfahrzeuge können einen großen Teil dieser Aufgaben genauer und aufgrund ihrer 24/7-Verfügbarkeit in einer deutlich höheren Kontrolldichte übernehmen, als dies mit den heutigen bemannten Fahrzeugen möglich ist. Die zentrale Aufgabe der Missionsplanung besteht darin, die logistisch abstrakt vorgegebene Vorgehensweise in systemisch nutzbare konkrete Steuerungsvorgaben umzusetzen, sodass die einzelnen Systemkomponenten Vorgaben in der korrekten Reihenfolge mit den korrekten Aktivitäten zur erfolgreichen Durchführung der Monitoring-Mission erhalten. Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
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Thema: | Rechnergestützte Missionsplanung für autonome Binnenschiffe im Shuttleverkehr zwischen zwei oder mehr Destinationen |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Autonome Binnenschiffe können unbemannt und insbesondere auch als autonom operierende kleine Einheiten, also in ihrer Dimension deutlich unterhalb der heute typischen Schiffsklassen, Aufgaben im Shuttleverkehr übernehmen und kleine Ladungsmengen -bis hinunter zu Paletteneinheiten- zwischen Umschlagspunkten wirtschaftlich transportieren. Damit ergeben sich vollkommen neue Einsatzszenarien für Binnenschiffe in Bereichen, die heute nicht bzw. nicht mehr von diesem Transportmittel bedient werden (können). Dabei spielt eine entscheidende Rolle, dass die Logistikprozesse vollständig hochautomatisiert werden, d,h., dass sämtliche Prozessschritte ohne die Einbindung operativer menschlicher Arbeitskraft realisiert werden. Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
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Thema: | Rechnergestützte Missionsplanung zur Inspektion von Gebäuden oder technischen Einrichtungen mit Drohnen anhand von CAD-Daten |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Die Inspektion von Gebäudeaußenhüllen oder technischen Bauwerken (Brücken, Strommasten, Windkraftanlagen etc.) mit Drohnen ist heute nahezu "gängige Praxis". Dazu sind die Drohnen i.d.R. mit bildgebenden Sensoren ausgestattet. Die erzeugten Daten (typischerweise Bildmaterial) werden nach Abschluss der Flüge überwiegend manuell ausgewertet. Die Inspektionsflüge werden entweder manuell gesteuert durchgeführt (Flüge in Sichtweite, VLOS) oder es werden -bei automatisierten Flügen außerhalb der Sichtweite (BVLOS)- Wegpunktlisten zur Befliegung der Objekte manuell erstellt, wozu auch die exakte georeferenzierte Einmessung der zu inspizierenden Objekte gehört. Diese Vorgehensweise ist somit sehr zeit- und kostenaufwändig. Ziel der Masterarbeit: Es soll ein Softwarewerkzeug mit graphischer Benutzeroberfläche entwickelt werden, das es ermöglicht, die Befliegung eines Objektes (Gebäude, Mast, Brücke etc.) bzw. Systems (Rohrleitung, Leitung etc.) ohne fachspezifische Kenntnisse der Trägerplattform bzw. der Inspektionssensoren zu planen, d.h. im Mittelpunkt der Planung steht die Inspektionsaufgabe und das zu inspizierende Objekt -die Drohne wird als reines Werkzeug eingesetzt. |
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg
Thema: | Verkehrsspezifische Infrastrukturen: Konzeption einer interaktiven Infrastruktur für autonome Binnenschiffe |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Das Ziel der Navigation besteht darin, ein Fahrzeug von einem Ausgangspunkt sicher zu einem vorgegebenen Zielpunkt zu führen. Dazu sind folgende Teilaufgaben zu erfüllen:
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Thema: | Simulation der Belastung verkehrlicher Infrastrukturen durch autonome Straßenfahrzeuge am Beispiel eines Großparkplatzes |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Autonome Straßenfahrzeuge werden die derzeit bekannten für personengeführte Fahrzeuge konzipierten Infrastrukturen nutzen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass autonome Systeme algorithmisch basierte Entscheidungen treffen, die insbesondere so gestaltet sind, dass sie zu absolut regelkonformen (Recht) und ethisch unbedenklichen Entscheidungen führen. Hierbei liegt wiederum nahe, dass die Fahrzeugsysteme -auch wenn sie von unterschiedlichen Herstellern in den Markt gebracht werden, ähnliche, möglicherweise auch gleiche, Algorithmen zur Entscheidungsfindung heranziehen. Im Rahmen dieser Masterarbeit soll simulativ untersucht werden, wie sich dieses ähnliche Verhalten auf eine Parkplatzsituation auswirkt. Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
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Thema: | Simulation der Belastung verkehrlicher Infrastrukturen durch autonome Straßenfahrzeuge am Beispiel einer Autobahnbrücke |
Zuordnung: | MA |
Bescheibung: | Autonome Straßenfahrzeuge werden die derzeit bekannten für personengeführte Fahrzeuge konzipierten Infrastrukturen nutzen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass autonome Systeme algorithmisch basierte Entscheidungen treffen, die insbesondere so gestaltet sind, dass sie zu absolut regelkonformen (Recht) und ethisch unbedenklichen Entscheidungen führen. Hierbei liegt wiederum nahe, dass die Fahrzeugsysteme -auch wenn sie von unterschiedlichen Herstellern in den Markt gebracht werden, ähnliche, möglicherweise auch gleiche, Algorithmen zur Entscheidungsfindung heranziehen. Im Rahmen dieser Masterarbeit soll simulativ untersucht werden, wie sich dieses ähnliche Verhalten auf die Nutzung einer belastungskritischen Infrastrukturkomponente "Autobahnbrücke" auswirkt. In Deutschland sind derzeit etwa 120.000 Brücken in Betrieb, die aus Beton oder aus Stahl bzw. aus einer Kombination dieser Materialien aufgebaut sind. Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
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Thema: | Simulation der Belastung verkehrlicher Infrastrukturen durch autonome Binnenschiffe am Beispiel des Testfeldes SOW |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Für Binnenwasserstraßen stellen die Infrastrukturkomponenten zur Überbrückung von Höhenunterschieden (Schleusen und Schiffshebewerke) Engpassstellen dar, die aufgrund ihres Leistungsvermögens (Durchsatz/Zeiteinheit) bestimmende Auswirkungen auf die Gesamtleistungsfähigkeit einer Binnenwasserstraße haben. Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Verkehrsmodell für die Binnenwasserstraße SOW (Spree-Oder-Wasserstraße), die Berlin mit der Oder und damit mit der Ostsee verbindet, erarbeitet und in ein Simulationsmodell eingearbeitet werden. |
Thema: | Simulation der Belastung verkehrlicher Infrastrukturen durch autonome Binnenschiffe am Beispiel des Testfeldes ELK |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Für Binnenwasserstraßen stellen die Infrastrukturkomponenten zur Überbrückung von Höhenunterschieden (Schleusen und Schiffshebewerke) Engpassstellen dar, die aufgrund ihres Leistungsvermögens (Durchsatz/Zeiteinheit) bestimmende Auswirkungen auf die Gesamtleistungsfähigkeit einer Binnenwasserstraße haben. Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Verkehrsmodell für die Binnenwasserstraße ELK (Elbe-Lübeck-Kanal), die die Elbe ab Lauenburg mit der Ostsee (Lübeck) verbindet, erarbeitet und in ein Simulationsmodell eingearbeitet werden. Ab der Schleuse Büssau weist die Binnenwasserstraße in Richtung Kanalkilometer 0,0 maritime Eigenschaften (z.B. Tide, Strömung, Wellengang etc.) auf. Der ELK ist ein von TITUS Research GmbH initiiertes und vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur anerkanntes Testfeld für Binnenschiffe. Die Wasserstraße weist insgesamt sieben Kanalstufen unterschiedlicher Fallhöhe und unterschiedlicher technischer Ausstattung auf. |
Thema: | Referenzmodell „Autonome Schleuse“ |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Die Nutzung einer Binnenwasserstraße durch autonom operierende Binnenschiffe setzt voraus, dass die verkehrliche Infrastruktur der Wasserstraße auf die autonomen Wasserfahrzeuge ausgerichtet wird. Insbesondere für Schleusen stellen sich hohe technische und datentechnische Anforderungen, um die sichere Schleusung von unbemannten Fahrzeugen zu gewährleisten. Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Referenzmodell für eine "autonome Schleuse", also eine Infrastrukturkomponente, die den Wechsel zwischen Kanalstufen für unbemannte autonom operierende Wasserfahrzeuge ermöglicht, erarbeitet werden. |
Thema: | Missionsspezifische Infrastrukturen |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Bezüglich aller Verkehrsträger wird derzeit mit Blick auf einen hochautomatisierten oder autonomen Betrieb geforscht und entwickelt. Die Verfügbarkeit einer hochautomatisiert oder autonom operierenden Komponente in einer Prozesskette ist zwar eine hinreichende Bedingung für Effizienzsteigerungen, doch erst die vollständige Automatisierung bzw. Digitalisierung einer gesamten Prozesskette führt dazu, dass z.B. autonome LKW ihre Wirkung vollständig entfalten können. Im Rahmen der folgenden Masterarbeiten sollen Konzepte für missionsspezifische Infrastrukturen entwickelt werden, die dazu beitragen, ausgewählte Prozessketten vollständig zu automatisieren und zu digitalisieren, um größtmöglichen Nutzen aus der Entwicklung autonomer Verkehrsträger erzielen zu können. Als Basis dienen Logistikprozesse, für die nach unserer Einschätzung als erstes großer Nutzen aus einer durchgängigen Automatisierung und Digitalisierung erzielt werden kann. Folgende Logistikketten stehen einer Masterarbeit zur Auswahl und sollen betrachtet werden:
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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg
Thema: | Verkehrsleitzentrale für unbemannte Luftverkehre |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Analog zur bemannten Luftfahrt soll zukünftig auch der Verkehr unbemannter Luftfahrzeuge einem Managementsystem unterliegen. In der bemannten Luftfahrt werden diese Systeme mit "ATM - Air Traffic Management" bezeichnet, analog dazu hat sich für das entsprechende Management unbemannter Luftfahrzeuge die Bezeichnung "UTM - Unmanned Traffic Management" durchgesetzt. Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
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Thema: | Verkehrsleitzentrale für unbemannte Straßenfahrzeuge im öffentlichen Verkehrsraum |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Verkehrsleitzentralen stellen im Straßenverkehr eine feste wichtige Informationsquelle für die Verkehrsteilnehmer dar, der sich vordergründig, z.B. auf ihrem Weg zur Arbeitsstelle, durch Informationen im Verkehrsfunk der Radiostationen präsentiert. Diese Informationen werden in den Verkehrsleitzentralen zusammengetragen, ausgewertet, bewertet und schließlich in "radiogerechte" Mitteilungen überführt. Dabei handelt es sich sowohl um Gefahrenmeldungen, z.B. Falschfahrer, als auch um Meldungen zu aktuellen Verkehrslagen. Zudem enthalten die Mitteilungen auch Informationen über vorhersehbare Verkehrsstörungen, wie z.B. geplante Baustellen oder Großveranstaltungen. Zusätzlich wird auf jahreszeitliche oder witterungsbedingte Verkehrsverhältnisse wie z.B. Hochwasser, Straßenglätte durch Eis oder Schnee oder Nebel hingewiesen. Ein Verkehrssystem, in dem zunehmend autonom operierende Entitäten operieren, wird zukünftig andere Schwerpunkte im Bereich einer Leitzentrale setzen müssen und können, als dies heute der Fall ist. Die Digitalisierung der Verkehrsteilnehmer (z.B. car2x-communication) spielt dabei eine enorm wichtige Rolle. Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Konzept für eine Verkehrsleitzentrale der "autonomen Zukunft" erarbeitet werden, das u.a. die folgenden Aspekte berücksichtigt:
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Thema: | Gamification im Verkehrsleitstand für autonome Systeme |
Zuordnung: | MA |
Bechreibung: | Die Masterarbeit soll dazu dienen ein Konzept hinsichtlich Gamification und Verkehrsleitstand zu entwickeln. Dazu gehört die Analyse und der daraus betrachteten Anforderungen an einem Verkehrsleitstand für autonome Systeme. Das Konzept soll sowohl eine geeignete Methode des Gamification beinhalten, als auch eine Implementierung dessen. Einerseits soll die Technologie eines Verkehrsleitstandes durchleuchtet werden, anderseits die psychologische Betrachtung miteinfließen, inwiefern Arbeitsprozesse (Monitoring) davon profitieren können. |
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg
Thema: | Zulaufsteuerung für autonome Lieferfahrzeuge an einem Industriepark |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Die Zulaufsteuerung für einen Industriepark (oder auch für andere Destinationen mit großem Aufkommen an Zulieferverkehren) soll dafür sorgen, dass eine Überlastung der Destination durch die ungeregelte Zufahrt von Lieferfahrzeugen sowohl mit Blick auf die verkehrliche Situation aber auch mit Blick auf die Lastwechselstationen verhindert wird. Dazu werden heute Zeitslots für Fahrzeuge vergeben, in denen sie zur Einfahrt in die durch eine Zulaufsteuerung kontrollierte Destination berechtigt sind. Autonom operierende Fahrzeuge werden die bestehenden Systeme zur Zulaufsteuerung gravierend ändern. Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Konzept für eine Zulaufsteuerung der "autonomen Zukunft" erarbeitet werden, das u.a. die folgenden Aspekte berücksichtigt:
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Thema: | Vorfeldmanagement für autonome Betriebsfahrzeuge an einem Flughafen |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: | Ein Flughafen bietet gute Voraussetzungen dafür, dass autonome Fahrzeuge, insbesondere im Bereich Vorfeld, in naher Zukunft eingesetzt werden können. Das resultiert offenkundig aus dem Sachverhalt, dass die Relationen auf dem Vorfeld eines Flughafens grundsätzlich "geokoordinatengenau" vorgegeben sind. Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Konzept für eine Zulaufsteuerung der "autonomen Zukunft" erarbeitet werden, das u.a. die folgenden Aspekte berücksichtigt: Siehe Thema „Zulaufsteuerung für autonome Lieferfahrzeuge an einem Industriepark“ |
Weitere Themen: |
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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg
Thema: | Werkzeug zur Potenzialbewertung zum Einsatz autonomer Fahrzeuge im Handwerk |
Zuordnung: | MA |
Thema: | Potenzialbewertung zum Einsatz autonomer Fahrzeuge im Handel |
Zuordnung: | MA |
Thema: | Vollständige Digitalisierung in der Inspektion von Baukörpern mit Drohnen |
Zuordnung: | MA |
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg
Thema: | Erarbeitung eines Datenkatalogs sensorisch erfasster Daten bei Straßenfahrzeugen |
Zuordnung: | MA |
Thema: | Erarbeitung eines Datenkatalogs sensorisch erfasster Daten bei Schienenfahrzeugen |
Zuordnung: | MA |
Thema: | Erarbeitung eines Datenkatalogs sensorisch erfasster Daten bei Wasserfahrzeugen |
Zuordnung: | MA |
Thema: | Erarbeitung eines Datenkatalogs sensorisch erfasster Daten bei Luftfahrzeugen |
Zuordnung: | MA |
Thema: | Erarbeitung eines Datenkatalogs sensorisch erfasster Daten bei Sonderfahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: |
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Thema: | BIG-Data sensorisch erfasster Daten |
Zuordnung: | MA |
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Meinberg
Thema: | Cyber Logistics Platform |
Zuordnung: | MA |
Beschreibung: |
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