Bachelor-/ Masterarbeit: »Digitaler Zwilling & KI für einen nachhaltigen Lebenszyklus von Fahrzeugbatterien«

Die Fraunhofer-Gesellschaft (www.fraunhofer.de) betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist die weltweit führende Organisation für anwendungsorientierte Forschung. Rund 30 000 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 2,9 Milliarden Euro.

Der im Klimawandel begründete Wechsel zu erneuerbaren Energiequellen mündet in einem Nachfrageboom nach Batteriezellen für vielfältige Anwendungen, auch im Nutzfahrzeugbereich. Batteripacks, die den hohen Anforderungen im Fahrzeugbereich nicht mehr genügen, können oftmals ressourcenschonend für einen alternativen Second-Life Einsatz, z. B. als Pufferbatterien für Windparks, flexibel neu assembliert werden (sog. Remanufacturing). Aufgrund der hohen Variantenvielfalt bringt dies ausgeprägte Komplexitäten für die Produktionssteuerung mit sich. Die durch Industrie 4.0 getriebene Digitalisierung und Vernetzung der Produktion birgt große Potenziale hinsichtlich der Optimierung und flexiblen Steuerung der Produktion, u. a. durch die Verwendung digitaler Zwillinge und die anschließende, nutzbringende Verarbeitung aller generierter Daten mittels Methoden des Machine Learning.

Das Ziel dieser Abschlussarbeit ist die Entwicklung eines Konzepts für die physische und IT-seitige Umsetzung eines Traceability-Systems im Kontext des Remanufacturing von Nutzfahrzeugbatterien, sowie der Konzeptionierung eines darauf aufbauenden digitalen Zwillings, der die Verwendung smarter Vorhersagealgorithmen und Entscheidungssysteme ermöglicht. Die Validierung der erarbeiteten Konzeptionierung erfolgt im Rahmen des Projekts, dessen Ziel der Aufbau einer modularen, wettbewerbsfähigen Fertigungsanlage zum Remanufacturing von Batterien für einen Second-Life Einsatz ist.

Was Du bei uns tust

• Einarbeitung in den Stand der Technik zu den Themen Traceability, Künstliche
• Intelligenz, Digitaler Zwilling und Batteriezellproduktion
  Identifikation von physischen und IT-seitigen Anforderungen an Traceability-Systeme und digitale Zwillinge
• Entwicklung einer Methodik zur Umsetzung eines Traceability Systems und digitalen Zwillings im Kontext des flexiblen Remanufacturing von Nutzfahrzeugbatterien unter Einbeziehung einer holistischen digitalen Datenpipeline von der Akquistion bis zur Verarbeitung in ML-Algorithmen
• Anwendung im Kontext des Remanufacturing von Batterien durch Expert*inneninterviews und/ oder eine prototypische Implementierung anhand eines realen Anwendungsszenarios
• Auswertung und Dokumentation der Ergebnisse

Was Du mitbringst

• Du studierst Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Informatik oder ein vergleichbares Fach
• Interesse an Trendthemen wie Digitalisierung, Data Science, Künstliche Intelligenz und Digitaler Zwilling
• Ein hohes Maß an Eigeninitiative und Teamgeist
• Sehr gute Sprachkenntnisse in Deutsch und Englisch

Was Du erwarten kannst

• Wissenschaftliche Bearbeitung eines aktuellen und praxisrelevanten Themas
• Eine professionelle Betreuung und fachliche Unterstützung bei der Erstellung deiner Abschlussarbeit
• Mitwirkung in innovativen Forschungs- und Entwicklungsprojekten mit namhaften Industriepartnern
• Ein hochmoderner Maschinenpark, ausgestattet mit Edge-Cloud-Systemen und einer 5G-Infrastruktur

Fragen zu dieser Abschlussarbeit beantwortet Dir gerne:

Alexander Gabriel M.Sc.
Wissenschaftlicher Mitarbeiter Produktionsqualität
Telefon: +49 241 8904-524