Themen für Abschlussarbeiten

Aufgaben in der Lehre

• Entwurf und Umsetzung eines Konzeptes der IT-Infrastruktur für Lehrdemonstrationen in RT/GA-Modulen
  • Analyse, Implementierung von Demonstratoren
  • Analyse IT-Container-Lösungen 
  • Standardisierung Demonstrationen
• Entwurf und Umsetzung eines Konzeptes von OPC UA-Clienten für das Pumpen-Monitoring
  • Analyse und Implementierung eines OPC UA-Clienten
  • Update der OPC UA-Server am Pumpendemonstrationsstand
• Analyse von LLM-Anwendungen in RT/GA-Modulen
  • Entwicklung einer Labor-Assistenz auf LLM-Basis
  • Analyse der Lösbarkeit von Übungsinhalten
  • Analyse von Einsatzbereichen generativer KI in VL/Ü/P
• Entwurf und Realisierung eines Demonstrators zur Analyse syntaktischer Interoperabilität von Kommunikationssegmenten unterschiedlicher Technologie
  • Analyse und Entwurf von Kommunikationssegmenten in Profinet/Profibus DP, OPC UA, BACnet IP/MSTP, Modbus TCP/RTU
  • Update der OPC UA-Server am Pumpendemonstrationsstand
  • Integration des Demonstrators in die Lehre
• Vergleich Aufwand und Nutzen von Anwendungen des Model Predictive Control und Reinforcement Learning zur Optimierung von gebäudetechnischen Anwendungen
  • Analyse des Implementierungsaufwands und der Regelgüte von RL- und PID-basierten Regelkreisen
  • Analyse und Entwurf von Use Cases und Regelstrecken zur Anwendung der RL- und PID-Verfahren
  • Entwurf von Bewertungskriterien und Evaluierung der Technologien

Modulare Gebäudeautomation

• Qualitätssicherung modularer Automation (MTP) durch Entwicklung einer HiL-Umgebung zur automatisierten Überprüfung von Testszenarien
  • Entwicklung einer Bibliothek von Digitalen Zwillingen unter dem Aspekt der Qualitätssicherung (Modelica)
  • Aufbau einer HiL-Umgebung
  • Definition von Testszenarien, Implementierung und Analyse der Ergebnisse
• Analyse und Optimierung modularer Automationslösungen im Labor
  • Analyse und Optimierung PEA-Ausführungen und Orchestrierung
  • Entwurf und Implementierung Digitaler Zwillinge
• Interoperabilitätstest von Process Orchestration Layer (POL)
  • Entwurf Testszenarien
  • Aufbau und Analyse von POL verschiedener Hersteller und Auswertung Tests
• Automatisierter Entwurf von TGA-Container-Mengengerüsten und automatisiertes Engineering der modularen Automation aus Nutzungsanforderungen
  • Entwurf von Nutzungstypen (Raumtypen)
  • Entwurf und Implementierung eines Konfigurators zur automatisierten Erstellung von MTP-Dateien und HW-Mengengerüsten
  • Analyse und Evaluierung anhand existierender Engineering-Prozesse der Gebäudeautomation
  • Partner: Yncoris

Vorhersagemodelle

• Entwicklung von ML-Modellen zur Anomalieerkennung / Predictive Analysis / Funktionsreserve von Pumpen
  • Aufnahme, Aufbereitung von Pumpendaten, Training ML-Modelle
  • Partner: KSB
• Optimierung eines Machine-Learning-Modells zur Energievorhersage der Stadt Köln
  • Aufnahme, Aufbereitung von Energiedaten, Training ML-Modell
  • Partner: Gebäudewirtschaft Köln

Digitale Zwillinge

• Entwurf und Implementierung eines Digitalen Zwillings einer Green Wall
  • Aufbau und Inbetriebnahme einer automatisierten Grünanlage
  • Entwurf eines AAS-basierten Digitalen Zwillings mit OPC UA-Schnittstelle und Integration in die Laborumgebung
• Implementierung und Evaluierung von Digitalen Zwillingen auf Basis der NE196 in einer Schule der Gebäudewirtschaft Köln
  • Analyse von Randbedingungen im Betreib von Gebäuden der GWK
  • Implementierung der Aspekte Prozessführung, Asset Management und Simulation in Anwendungen der GWK
  • Evaluierung von Optimierungspotenzialen in Planung, Errichtung und Betrieb  
  • Ort: Köln
• Datenraum für Digitale Zwillinge des Labors
  • Analyse Assets und Abbildbarkeit in OPC UA
  • Entwurf und Implementierung eines Datenraums interoperabel zu Comm-X
  • Entwurf und Implementierung einer generischen Client-Lösung zur Visualisierung der Zwillinge  
• Marktplatz für Services in Planung und Betrieb der TGA
  • Analyse verbreiteter Services
  • Entwurf eines Informationsmodells für Services
  • Analyse und Entwurf von Datenraum / Marktplatz-Konnektoren
  • Entwurf und Implementierung eines Marktplatz-Prototyps zur Interaktion von Daten- und Service-Anbietern  
• Automatisierte Integration von Informationen aus IFC- in AAS-basierte Digitale Zwillinge
  • Analyse Informationsmodelle IFC&AAS
  • Implementierung von LLM-basierten Übersetzungsmechanismen
  • Erstellung eines Demonstrators in Laborumgebung und in Realgebäude

Building Performance

• Entwicklung einer automatisierten Zuordnung von Räumen und zugeordneten technischen Anlagen
  • Erweiterung einer existenten Bibliothek für gebäudetechnische Assets
  • Entwicklung eines Abbildungsmechanismus von Räumen und versorgenden Anlagen auf Basis von IFC-Analysen
  • Prototypische Implementierung für Laboranlagen
• Automatisierte Bewertung eines Bürogebäudes des Automationsherstellers Phoenix Contact
  • Implementierung der Performancebewertung eines realen Gebäudes und Analyse der Abbildungs- und Bewertungsgenauigkeit
  • Partner: Phoenix Contact

Building Asset Interaction (BAI)

• Entwicklung und prototypische Implementierung einer automatisierten Interaktion von Gebäude-Assets (Nutzer*innen, Anlagen, Gebäude, .) für optimierten Komfort und Gebäudebetrieb
  • Entwicklung von Methoden für konfigurationsfreie Interaktionsmuster von Asset-Typen
  • Analyse und Entwurf von Standards für Agentenverhalten hinsichtlich Fähigkeiten, Machbarkeiten und Zielsetzungen
  • Analyse und Integration neuer Informationen zur Asset Interaction aus visueller und akustischer Sensorik sowie Lokalisierung
  • Analyse und Implementierung von Gamification Aspekten in den Gebäudebetrieb
  • Analyse verfügbarer Lösungen für OCC (Occupant Centric Control), HMI (Human Machine Interface), PECS (Personal Environmental Comfort System), … und Einfluss auf BAI
  • Entwurf und Implementierung von Aspekten des BAI-Forschungsspektrums
• ...

Gerne diskutiere ich mit Ihnen auch Ihre eigenen Ideen. Es bestehen natürlich noch vielfältige Themen im Rahmen unserer Forschungsprojekte. Bitte informieren Sie sich hierzu auf der COLABO-Webseite im Bereich Forschung.

Außerdem suchen wir stets SHK/WHK zur Unterstützung der Betreuung von Praktika in Regelungs- und Automatisierungstechnik

Weitere Informationen gebe ich Ihnen gerne in meiner Sprechstunde: Mittwochs um 13 Uhr (Prof. Dr. Jochen Müller) in Präsenz oder online.

Prof. Dr. Jochen Müller