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IAI 01-21 Masterarbeit zum Thema: Analyse des Flexibilisierungspotentials bei der Zementproduktion für die Energiewende

Category

Final Thesis (Bachelor and Master Thesis)

Job description

Die Zementproduktion stellt einen der energieintensivsten Prozesse der Grundstoffindustrie dar. Dabei wird der benötigte Energieeintrag während des Prozesses hauptsächlich durch Brennstoffe bereitgestellt. Allerdings hat die Produktion auch einen wesentlichen Anteil am industriellen Stromverbrauch in Deutschland. Damit ist die flexible Anpassung solcher Prozesse an das aktuelle Angebot am Strommarkt, z.B. durch erneuerbare Energien, ebenfalls ein wichtiges Thema zum Erreichen der Energiewende.

Im Rahmen dieser Arbeit sollen ausgewählte Bereiche des Zementproduktionsprozesses auf ihr Flexibilisierungspotential hin untersucht werden. Hierzu sind zunächst geeignete Kennzahlen zur Bewertung der Flexibilität zu erarbeiten.

Anschließend sollen verschiedene neue Technologien, etwa die Nutzung der Abwärme des Verbrennungsprozesses (wasteheatrecovery), hinsichtlich ihres Einsatzes bei der Zementproduktion bewertet werden. Das Flexibilisierungspotential soll dann beispielhaft mit konkreten Berechnungen zu möglichen Einsparungen bzw. Kosten durch notwendige Anpassungen des Prozesses abgeschätzt werden.

Des Weiteren soll betrachtet werden, welche neuen automatisierungstechnischen Herausforderungen sich durch mögliche Flexibilisierungslösungen bei der Zementproduktion ergeben.

Ihre Aufgaben:

  • Literaturrecherche zur Flexibilisierung industrieller Prozesse.
  • Recherche von Kennzahlen zur Bewertung des Flexibilisierungspotentials.
  • Auswahl/Erarbeitung geeigneter Kennzahlen für die Bewertung des Flexibilisierungspotentials für den Zementprozess.
  • Recherche neuer Technologien zur Last-Flexibilisierung der Zementproduktion.
  • Aufstellen von theoretischen Szenarien und Maßnahmen zur Flexibilisierung.
  • Beispielhafte Bewertung konkreter Technologien hinsichtlich Flexibilisierungspotential und Kosten/Nutzen anhand der Szenarien.
  • Analyse der automatisierungstechnischen Herausforderungen bei den betrachteten Flexibilisierungslösungen.

 

Personal qualification

Wir suchen eine/n motivierte/n Studentin/Studenten (w/m/d) im Bereich Maschinenbau oder einem ähnlichen Fachbereich. Interesse an der technischen sowie wirtschaftlichen Betrachtung industrieller Produktionsprozesse wird vorausgesetzt.

 

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IAI 02-21 Masterarbeit zum Thema: Analysis of background subtraction algorithms evaluated with images captured by a plenoptic camera

Category

Final Thesis (Bachelor and Master Thesis)

Job description

Object recognition is a crucial and essential task in computer vision and many of the approaches for 2D object detection utilize gray value information to extract desired objects from images. Nevertheless, gray values of the background influence the performance of those approaches strongly. To reduce this negative impact, background subtraction is regarded as a vital step. A typical background subtraction algorithm contains normally the following three steps: background initialization, foreground detection, and background maintenance.

In recent years, numerous algorithms to segment foreground from background have been developed. Each algorithm owns certain pros and cons. Thus, an evaluation of the approaches using real images is an important issue. In our project, we use images captured by a high-speed plenoptic camera for the evaluation.

Tasks:

  • Literature review focusing on background subtraction (BS) algorithms
  • Implementation of various BS approaches and evaluation of the results from different algorithms based on real images
  • Investigation of the performances of each in terms of different criteria, such as computation time, accuracy, etc. and choosing appropriate approaches for the project
  • Modifying and optimization of the approaches to obtain a better result
  • Documentation of all the outcomes in either English or German

Personal qualification

We are looking for a highly self-motivated student in the field of mechanical engineering or related. Knowledge and experiences in MATLAB is a requirement.

 

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IAI 03-21 Masterarbeit zum Thema: Anomaliedetektion für die Erfassung von Zustandsänderungen bei Brücken in radar-basierten Verschiebungssignalen

Category

Final Thesis (Bachelor and Master Thesis)

Job description

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt „Eventbasierte Zustandserfassung und -bewertung von Brücken basierend auf Radar-Sensorik“ (ZEBBRA) erarbeitet einen nicht-invasiven und mobilen Mess- und Methodenansatz zur Erfassung und Analyse des Brückenzustandes während des laufenden Betriebes. Das Projekt wird mit weiteren Partnern bearbeitet. Die Aufgabe vom IAI beinhaltet die Entwicklung von Algorithmen zur Zustandserkennung von Brücken. Die Erfassung und Bewertung des Zustandes (wie zum Beispiel Schäden) der Brückendynamik anhand von Einzelüberfahrten über eine Brücke gestaltet sich in der Praxis als schwierig.

Aufgabe der Masterarbeit ist es auf Basis vorliegender Mess- und Simulationsdaten für Einzelüberfahrten für die vertikale und horizontale Verschiebung einzelner Brückenpunkte geeignete Features zu generieren, sowie die Features auf ihre Tauglichkeit für die Anomaliedetektion (Detektion von Beschädigungen der Brücke aufgrund Alterung oder anderer Einflüsse) zu untersuchen. Dabei sollen Verfahren des maschinellen Lernens eingesetzt werden.

Aufgaben:

  • Literaturrecherche
    • zur Anomaliedetektion in Strukturen und
    • zu geeigneten Features für die rückenzustandsüberwachung,
    • sowie zu maschinellen Lernverfahren.
  • Entwicklung neuer Features.
  • Vergleich und Bewertung der neuen Features mit Standardverfahren anhand
    • des analytischen Biegebalkens,
    • FEM-Simulationen sowie
    • Messdaten.
  • Dokumentation der Arbeit.
  • Implementierung der Verfahren in Matlab oder Python.

Personal qualification

  • Erfahrung mit Verfahren des maschinellen Lernens.
  • Programmiererfahrung in Matlab oder Python.

 

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Further job offers can be found in the central PSE job portal of KIT.

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