Vacancies

Academic Employee (f/m/d) in the field of computer science, electrical engineering or mechanical engineering

Category

Academics / Scientists / Engineers (master´s degree) (f/m/d)

Job description

As part of your work, you will research existing procedures for model-based anomaly detection in networked automation systems as well as technical systems and work on machine learning procedures, graph-theoretical procedures and error detection. Furthermore, you will develop procedures for the model-based detection of attacks with false data injection and derive countermeasures. In addition, you will compare these with graph-theoretical procedures for the detection of attack points, subsequently supplement these and validate the procedures within the framework of the KASTEL Security Lab Energy. The supervision of students, support in teaching and the publication of scientific results are also part of your area of responsibility.

In addition to the scientific work, there is the possibility of a PhD.

Personal qualification

You have a university degree (Diplom (Uni) / Master) in the field of computer science with knowledge in automation or in the field of electrical engineering or mechanical engineering.

The following in-depth knowledge and experience are an advantage:

  •     in the area of machine learning
  •     in automation
  •     in the field of software engineering
  •     in dealing with programming languages
  •     with regard to device operating systems
  •     in embedded systems

Salary

Salary category 13, depending on the fulfillment of professional and personal requirements.

 

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Technikerin / Techniker (w/m/d) Elektrotechnik mit dem Schwerpunkt Automatisierungstechnik

Category

Technical staff (f/m/d)

Job description

Im Rahmen Ihrer Tätigkeit übernehmen Sie folgende Aufgaben:

  • Unterstützung bei der Ausarbeitung von Automatisierungskonzepten im Energiebereich
  • Planung und Entwurf des KASTEL Security Lab Energy
  • Konfiguration und fachgerechte Programmierung von Automatisierungssysteme (S7, PCS, usw.)
  • Softwareerstellung bzw. Erweiterung/Umgang von Elektroschränken sowie die Implementierung, Inbetriebnahme und Betreuung der Systeme

Personal qualification

Sie verfügen über einen Abschluss als staatlich geprüfte Technikerin / geprüfter Techniker (w/m/d) in der Elektrotechnik mit dem Schwerpunkt Automatisierungstechnik und mehrjähriger Berufserfahrung im Bereich Automatisierungstechnik, SPS-Programmierung und Soft-SPS. Idealerweise haben Sie außerdem Erfahrungen im Umgang mit Automatisierungsgeräten, Bussystemen, vorzugsweise Siemens (TIA Portal, Step7, WinCC flexible, WinCC), ABB, Beckhoff oder ähnlichem gesammelt. Ebenfalls wünschenswert sind  Kenntnisse in der Erstellung von SPS-Programmen und Erfahrungen mit Steuerungen.

Ein konzeptionelles und analytisches Denkvermögen, teamorientierter Arbeitsstil sowie ein verbindliches und kooperatives Auftreten werden erwartet.

Entgelt

EG 9a, sofern die fachlichen und persönlichen Voraussetzungen erfüllt sind. 

 

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Akademische Mitarbeiterin / Akademischer Mitarbeiter (w/m/d) der Fachrichtung Informatik, Wirtschaftsinformatik oder Elektrotechnik mit dem Schwerpunkt Informatik

Category

Academics / Scientists / Engineers (master´s degree) (f/m/d)

Job description

Im Rahmen Ihrer Tätigkeit evaluieren Sie im Team bereits existierende Metadatenansätze und -standards im Energiebereich unter Berücksichtigung einer zunehmenden Sektorkopplung für die Beschreibung energie-bezogener Metadaten beispielsweise in Bezug auf die fachliche Abdeckung, die Eignung für zukünftige Energieanwendungen oder den Modernisierungsbedarf des technischen Beschreibungsansatzes. Außerdem arbeiten Sie an der Erarbeitung eines grundlegenden Konzeptes sowie technologischer Ansätze für eine zukunftsorientierte und übergreifende Metadatenbeschreibung mit. Diese energie-bezogenen Daten sollen in zukünftigen Energiesystemen und Digitalisierungsinfrastrukturen eingesetzt werden. Weiterhin analysieren Sie den Einsatzbedarf und den Nutzen für die Metadatenkonzepte und den zugehörigen Use Cases an Beispielprojekten aus dem Helmholtz-Bereich, insbesondere im Kontext der service-orientierten IKT-Plattform des Energy Lab 2.0 am KIT. Zudem arbeiten Sie bei der Instrumentierung der Konzepte in ausgewählten Anwendungsprojekten und Szenarien durch  prototypische Umsetzungen mit. Dabei forschen Sie außerdem im Bereich der Metadaten-Domain-Modell-basierten Generierung von Anwendungslogik-Services. Auch die Entwicklung von technologischen Konzepten und Lösungen zum Austausch von Metadaten zwischen konkreten Anwendungsplattformen, wie dem Energy Lab 2.0 und anderen Metadatenplattformen (z. B. HMC Plattform) sowie die Mitarbeit bei der Konzeption und Umsetzung von Lösungen zur (automatisierten) Metadatenextraktion, z. B. durch Interaktion mit intelligenten Feldgeräten sowie unter Einbeziehung von erweiterter Sensorik oder lernenden Verfahren, gehört zu Ihren Aufgaben. Die Veröffentlichung von wissenschaftlichen Ergebnissen gehört ebenfalls in Ihr Aufgabengebiet.

Zusätzlich zu der wissenschaftlichen Tätigkeit besteht die Möglichkeit einer Promotion.

Personal qualification

Sie verfügen über ein Hochschulstudium (Diplom (Uni) / Master) der Fachrichtung Informatik, Wirtschaftsinformatik oder alternativ Elektrotechnik mit starkem Bezug zu Energie und Informatik. Dabei sind Kenntnisse des Daten- und Wissensmanagement, insbesondere im Bereich von Metadaten bzw. Metadatenmanagement vorausgesetzt.

Entgelt

EG 13, sofern die fachlichen und persönlichen Voraussetzungen erfüllt sind. 

 

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Akademische Mitarbeiterin / Akademischer Mitarbeiter (w/m/d) der Fachrichtung Informatik oder Wirtschaftsinformatik

Category

Academics / Scientists / Engineers (master´s degree) (f/m/d)

Job description

Das Institut für Automation und angewandte Informatik (IAI) ist ein Forschungsinstitut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) in der Helmholtz-Gemeinschaft (HGF). Es betreibt Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet innovativer, anwendungsorientierter Informations-, Automatisierungs- und Systemtechnik für zukunftsfähige Energiesysteme sowie komplexe Industrie- und Laborprozesse.

Die Arbeitsgruppe Webbasierte Informationssysteme (WebIS) arbeitet seit Jahrzenten im Bereich der Umweltinformationssysteme, insbesondere in der Entwicklung von Komponenten und Diensten für das Management, die Bereitstellung sowie die Visualisierung von Energie- und Umweltdaten.

Die Gruppe WebIS beteiligt sich am Projekt „Umweltinformation 4.0“, einem Projekt der landesweiten Digitalisierungsstrategie digital@bw, das aus drei Teilprojekten besteht. Ziel der Digitalisierungsprojekte ist es, die Umweltinformationen des Landes umfassend, interaktiv und in einer modernen, innovativen Form der Öffentlichkeit, Fachöffentlichkeit sowie der Verwaltung zu präsentieren und zur Verfügung zu stellen.

Im Teilprojekt „Smarte Umweltdaten 4.0“ sollen innovative Konzepte zu schnellen hochverfügbaren und flexiblen Datenhaltungsstrukturen entwickelt und konzeptionell umgesetzt werden, die es ermöglichen, aktuelle Daten (inklusive deren Metadaten) in hoher Qualität, automatisch als auch rechtskonform unter Berücksichtigung der Datengovernance abzurufen und anzubieten.

Im Teilprojekt „Umweltsuche 4.0“ sollen neue Lösungen erarbeitet werden, wie einzelne Umweltinformationen aus umweltrelevanten Daten und digitalen Medien gefunden, extrahiert und zu ganzheitlichen Informationsquellen verknüpft werden können. Hierzu müssen alle Umweltinformationen maschinenlesbar sein, semantisch angereichert und mit Umweltthesauren abgeglichen werden. Die Suchergebnisse sollen nutzer- und datentyporientiert über innovativen Darstellungsmethoden präsentiert werden, so dass das Erkennen von Umweltphänomenen und Zusammenhängen ermöglicht wird. Auch eine Interaktion des Benutzers z.B. via Chatbots bietet einen innovativen Ansatz, der innerhalb des Projekts untersucht werden soll.

Im Teilprojekt „Umwelt digital 4.0“ soll das Angebot von Umweltinformationen um eine neue Ebene erweitert werden. Um dem Anwender (Bürger, Fachöffentlichkeit, Verwaltung, Wissenschaft …) orts- und kontextbezogen intelligente Umweltinformationen bereit zu stellen, sollen neue Technologien aus dem Bereich der „Augmented Reality (AR)“ sowie Sensorik vor Ort (Internet of Things IoT) lokale Kontextinformationen mit Informationen vor Ort verknüpfen und die Ergebnisse in direktem Bezug zur realen Umwelt kontextbezogen darstellen. Innovative Interaktions- und Darstellungsmethoden machen die Umwelt greifbar und erlebbar und erhöhen das Verständnis für (übergreifende) Fragestellungen im Umweltbereich. Intelligente wissensbasierte und auf lernenden Analyseverfahren basierende Hintergrunddienste können dabei als Assistenten in den mobilen Anwendungen genutzt werden, um die Nutzer z.B. durch Erkennung von Objekten in der durch die Kamera aufgenommenen Realität zu unterstützen. Konkrete Anwendungsfälle wurden im Rahmen der Projektskizze definiert.

Ihre Aufgaben innerhalb des Projektes sind anspruchsvoll und vielfältig:

  • Erstellung eines Anforderungskonzepts für Smarte Umweltdaten
  • Erstellung eines Konzepts für das smarte Umweltdatenmanagement, Data Governance
  • Präsentation von Suchergebnissen
  • Nutzung und Bereitstellung von Metadaten
  • Semantische Klassifizierung (Datenanalyse, Harmonisierung, Integration von KI-Methoden)
  • Entwicklung eines Pilotsystems zum späteren Einsatz in produktiven Umweltinformationssystemen, z.B. Umweltportalen, Fachsystemen, Websystemen
  • Konzeption der Einbindung der semantischen Klassifizierung in eine Volltextsuchmaschinen-Infrastruktur (z.B. ifinder5 elastic, elasticsearch)
  • Verarbeitung, Klassifizierung typischer Umweltdaten (z.B. Zeitreihen, Geodaten)
  • Datenbereitstellung mittels vorhandener, ggf. zu erweiternder, Microservices
  • Entwicklung semantisch erweiterter Datenschemas
  • Erstellung einer Studie zur Verwendung von Chatbot als digitale Ranger
  • Evaluation entwickelter Demonstratoren (UI, Klassifikation, Suchergebnisse, Vernetzung von Informationen, …)
  • Mitarbeit an einem Architekturkonzept und der Datenbereitstellung sowie dem Datenmanagement für einen digital ergänzten Walderlebnispfad
  • Beteiligung an der Umsetzung eines digital ergänzten Walderlebnispfades

Zusätzlich zu der wissenschaftlichen Tätigkeit besteht die Möglichkeit zur Promotion.

Personal qualification

Sie verfügen über ein abgeschlossenes Hochschulstudium (Diplom (Uni) / Master) der Fachrichtung Informatik oder einer einer vergleichbaren Fachrichtung, wie Wirtschaftsinformatik o. ä., sofern einschlägige Erfahrungen im Bereich Systementwurf und Architektur von Softwaresystemen vorliegen.

Neben der Bereitschaft zur kollegialen Zusammenarbeit in einem interdisziplinären Team erwarten wir Kenntnisse und Fähigkeiten

  • im Bereich Datenmanagement
  • im Bereich der semantischen Technologien und Metadaten
  • im objektorientierten Softwareentwurf (z.B. Java)
  • der deutschen und englischen Sprache, sowie Bereitschaft zur Erstellung wissenschaftlicher Veröffentlichungen

Von Vorteil sind darüber hinaus Kenntnisse und Fähigkeiten

  • in mehreren Bereichen aus Künstliche Intelligenz, Enterprise Search, Semantic Web, Microservices, Umwelt-/Geodaten, Datenvisualisierung, Web-Systeme
  • in der Fachdomäne „Umwelt“

Eine strukturierte und zielorientierte Arbeitsweise sowie eine ausgeprägte Kommunikationsfähigkeit runden Ihr Profil ab.

Entgelt

EG 13, sofern die fachlichen und persönlichen Voraussetzungen erfüllt sind. 

 

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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 Vacancies

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

We are looking forward to every speculative application.

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