Angedacht 2019 by ima-ifu

angedacht Cybernetics Lab â&#x2C6;&#x2019; Aachen 2019

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Institutstagung 2019: Es ist bereits eine Tradition, dass alle Lab-Mitarbeiter*innen nach Aschermittwoch in Herzogenrath gemeinsam tagen.

Liebe Leser*innen,

W Ingrid Isenhardt

ir freuen uns, Ihnen im zu Ende gehenden Wissenschaftsjahr zum Thema Künstliche Intelligenz mit der aktuellen Ausgabe der „angedacht“ Einblicke in die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des Cybernetics Lab geben zu können. Nicht in jedem Artikel geht es im Kern um Verfahren des Machine Learning, DataLakes und Data Analytics, immer aber über die Auswirkungen der Digitalen Transformation, die uns selbst, unsere Wirtschaft und Gesellschaft zu revolutionieren beginnt.

Insgesamt schauen wir auf ein Jahr mit vielen sehr erfolgreichen Kooperationen, in dem die Vernetzung von Menschen, Maschinen und Daten ständig neue Forschungsthemen, -fragen und -projekte aufgeworfen hat. Hoch erfreut hat uns die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft beschlossene Neuauflage des produktionstechnischen Exzellenzclusters der RWTH Aachen University unter dem überarbeiteten Namen „Internet of Production“. Die neue Förderphase der Exzellenzstrategie hat sich auf die Fahne geschrieben, Daten aus Produktion, Entwicklung und Nutzung zu sammeln, auszuwerten und intelligent zu verknüpfen, um damit die gesamte Produktionstechnik voranzubringen. Daher sprachen wir in einem unserer Highlight-Interviews mit Dr.-Ing. Matthias Brockmann, dem Geschäftsführer des Internet of Production (IoP), über die insgesamt gut 35 im IoP zusammengefassten RWTH-Institute und Forschungseinrichtungen, und die groß(artig)e Herausforde-

Frank Hees

rung, das Wissen des Ingenieurs mit den Methoden des Informatikers zu verknüpfen. Wir lassen zwei Alumni zu Wort kommen, die über ihre Erfahrungen in der Selbständigkeit beziehungsweise aus ihrem neuen Arbeitsumfeld berichten – und auch darüber, was sie dabei aus dem Methoden-Baukasten des Labs mitgenommen haben. Zudem stellen wir Ihnen Ergebnisse aus verschiedensten Projekten und Aktivitäten vor – von KI-Anwendungen im Maschinenbau zu VR/ARLernapplikationen in der Produktion und der Medizin bis hin zu datenbasierten Analysen sozialer Forschungsfragen: Immer getrieben aus den unterschiedlichen Fachdisziplinen der insgesamt neun Forschungsgruppen und für diverse Zielgruppen. Stolz sind wir auch auf eine Reihe von Auszeichnungen und Preisen und wollen stellvertretend einen vielleicht nicht gewöhnlichen Preis für ein Institut inmitten künstlicher Intelligenz-getriebener Forschung hervorheben: Der RWTH-Preis „Famos“ für familiengerechte Personalführung wurde in diesem Jahr an Ingrid Isenhardt und Frank Hees verliehen. Und noch in eigener Sache: Nachdem die Berufungskommission im Sommer ihre Arbeit erfolgreich abgeschlossen hat und der Ruf für die Neubesetzung unseres Lehrstuhls „Data Science im Maschinenbau“ versendet worden ist, laufen die Verhandlungen. Auch bei uns sind die Spannung und Vorfreude auf die Ereignisse in 2020 groß. Wir hoffen, dass unsere Forschungsthemen Ihr Interesse finden und diese Ausgabe wieder zu vielseitigen Denkanstößen anregt. Machen Sie sich doch selbst auf den nun folgenden Seiten einen Eindruck und fühlen Sie sich wie immer herzlich dazu eingeladen, uns bei Interesse direkt anzusprechen. Ingrid Isenhardt und Frank Hees Vorwort | 3

Robotik & Automatisierung

Künstliche Intelligenz

Mensch Maschine Interaktion 18 M ensch und Roboter in der Montage der Zukunft Kollaborativ und wandlungsfähig: In der Arbeitswelt von morgen denken Maschinen mit 20 I ndustrielles Reinforcement Learning Selbstlernende Prozesssteuerung für die Industrie von morgen 22 Ab in die Wüste: Roboter im Wettbewerb Entwicklung der Next-Generation Robots für die MBZIRC Challenge 2020

28 Die vernetzte Textilindustrie Von fragmentiert zu 4.0

34 Die Zukunft der Pflege gemeinsam gestalten Projektvorhaben DigiKomp-Ambulant gestartet

30 Produktionsprozesse werden smarter Herausforderungen der Produktionsregelung

35 Virtuelle Realität in der Gesundheitsversorgung Schlaganfall: Rehabilitation auf höchstem Technikniveau

31 M OCVD 4.2 Datengetriebene Produktion von Verbindungshalbleitern

36 MRT-Untersuchung: App nimmt die Angst Kinder spielerisch auf Krankenhaus-Situation vorbereiten

23 Die Einkäufe nach Hause tragen lassen Mobile autonome Robotersysteme in urbanen Umgebungen 24 P rozessoptimierung in der Textilindustrie Ansätze für das maschinelle Lernen am Drapierprozess entwickelt 25 B agger vernetzen für die digitale Baustelle Automatisierte Baumaschinen durch modernste Funktechnologien

HIGHLIGHTS 6 Vom Soziologen zum Technologieexperten

10 Über Fächergrenzen hinweg gemeinsam

14 Das An-Bord-Nehmen neuer Kollegen

forschen Interview mit Dr.-Ing. Matthias

Onboardingprozess mit Welcomebag,

Alumni-Interview mit Dr. rer. nat. Max Haber-

Brockmann, Geschäftsführer des Exzellenz-

Superlearning und CLA-Modulen

stroh, Geschäftsführer der HotSprings GmbH

clusters „Internet of Production (IoP)“ 54 VERANSTALTUNGEN

8 „Alle Möglichkeiten & Chancen am Lab mitnehmen“ Alumni-Interview mit Dr. rer. nat. Sebastian Stiehm

NEUES AUS DEM LAB Ein Forschungsnetzwerk für Künstliche Intelligenz in der industriellen Anwendung

Inhaltsverzeichnis

54 Das Cybernetics Lab als Messegast

13 Center for Data Analytics 56 T alk Nerdy To Me Die eigene Forschung effektiv präsentieren und kommunizieren

angedacht

Internet der Dinge

Agile Entwicklung

Wissensmanagement

38 S mart and the City Intelligente Mobilität hält Städte in Bewegung 40 D ie Zukunft von „Made in Germany“ Das „Internet of Production“ an der RWTH Aachen University

43 Lernen in und mit DigiQLabs Digitale Medienkompetenz bei Produktionsmitarbeitenden

48 Urbane Produktion interdisziplinär gestalten Wie MIA den Dialog zwischen Unternehmen, Kommunen und der Wissenschaft förderte

44 Design Thinking in der Lehre Mit Kreativmethoden die Ziegelsteinherstellung in Afrika neu denken

50 Nachhaltige Wasserstoffspeicher Ein Bewertungs- und Auslegungsinstrument für nachhaltige Druckbehälter 52 Mit CHEFIN Chefin werden Ein Online-Tool zur Bestärkung junger Frauen im MINT-Bereich

57 IfU Potenzialanalyse goes Belgium Ostbelgische Vize-Ministerin zu Besuch

58 Wissenschaftsjahr 2019

60 AUSZEICHNUNGEN

Im Kinosaal: Forschergespräch mit Grundschülern zur Künstlichen Intelligenz

62 DISSERTATIONEN

57 I nnovation Day in Aachen und ganz Europa Kreative Lösungen für Gesundheitsfragen entwickeln

59 Ab in die Unterwasserwelt

64 NEUE MITARBEITER*INNEN

Inda-Gymnasium siegt beim neunten Wettbewerb im Schülerlabor RoboScope

67 BILDNACHWEISE

58 MINT-Tagung zu „Engineering Diversity“ Heterogenität: Vorteile und Chancen für

68 IMPRESSUM

Ingenieur*innen

Inhaltsverzeichnis | 5

Vom Soziologen zum Technologieexperten Alumni-Interview mit Dr. phil. Max Haberstroh, Geschäftsführer der HotSprings GmbH

ax Haberstroh hat am Cybernetics Lab alle Stationen durchlaufen – als Student der Soziologie fing er im Dezember 2005 in der Forschungsgruppe „Production Engineering“ am IMA an, wurde dann Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Nicole Nelißen später Forschungsgruppenleiter und schließlich Geschäftsführer. Zu Jahresanfang hat er das Lab dann verlassen, um ein paar Straßen weiter auf dem ehemaligen Schlachthofgelände seine Technologieexpertise in das IMA-Spinoff „HotSprings GmbH“ zu stecken. Lieber Max, Du hast zu Jahresanfang das Lab verlassen, um Deine ganze Power in Deine eigene Firma zu stecken. Wie kam es dazu? Für mich war von Anfang an klar, dass meine Hochschulkarriere zeitlich begrenzt ist. Als ich anfing, war die Promotion auf fünf Jahre angelegt. Ich habe dann aber immer neue spannende Themen gefunden, war mir aber bewusst, dass es irgendwann ein Ende hat und auch nicht in eine wissenschaftliche Karriere übergeht. Wissenschaft ist immer noch sehr disziplinär sortiert. Das bricht zwar langsam auf, aber Grenzgänger wie ich sind besser außerhalb der Wissenschaft aufgehoben. Außerdem wollte ich aus familiären Gründen in Aachen bleiben, für eine Professur hätte ich weggehen müssen. Am Institut haben wir häufig Projekte erfolgreich beim Kunden zur Reife gebracht, aber dann konnten wir nicht weitergehen. Das war für alle Beteiligten unbefriedigend. Daher haben wir aus dieser Idee Anfang 2017 die HotSprings GmbH gegründet, um hier in Zukunft besser aufgestellt zu sein.

Highlights 2019

Was hat Dich seither am meisten überrascht? Vieles ist neu, aber wenig komplett anders. Wir behalten Einiges aus der Vergangenheit bei, nur entwickeln wir es jetzt weiter. Ich kann mich nun mit voller Kraft um die GmbH kümmern. Die Projekte und Themen sind zwar anders, die Forschungsnähe besteht aber durch die Kooperation mit dem IMA und der Uni Wuppertal weiterhin. Ich trage aber auch eine andere Verantwortung, Sachen neu aufzubauen. Durch die Zusammenarbeit mit der Umlaut Transformation GmbH, ehemals P3, muss ich viel neu lernen: Wie läuft hier die IT, die Buchhaltung? Was wollen wir übernehmen, wie ticken die anderen Partner? Wir ergänzen uns gut und müssen nun ausloten, welche Impulse wir aufnehmen und wo wir eigene setzen wollen. Dazu halte ich das Tagesgeschäft am Laufen und baue es weiter aus. Worauf liegt Deine ganze Aufmerksamkeit? Auf sehr viel Networking und der Aufbauarbeit. Wir haben unsere Story anders strukturiert. Ich musste Prozesse neu aufsetzen und außerdem sind wir dabei, uns hinsichtlich der Kunden breiter aufund neue Mitarbeiter einzustellen. Worin siehst Du Unterschiede zum Lab? Der kulturelle Fit ist sehr, sehr hoch, es gibt viele Überschneidungen. Das Lab ist ein klassischer Wissenschaftsbetrieb mit Lehrveranstaltungen und Studentenbetreuung. Das entfällt nun. Wir haben unterschiedliche Projekte und die Kunden haben dementsprechende Erwartungen. Während am Lab Studenten und Promovenden arbeiten, die sich der Wissenschaft verpflichtet fühlen, gibt es bei Umlaut, ein breites Mitarbeiterspektrum aus diversen Fachrichtungen und Ländern. Umlaut hat weltweit 4.000 Mitarbeiter von Indien bis Polen und nennt sich das älteste und größte Start-Up Deutsch-

lands – alles ist sehr agil, man reagiert schnell auf Veränderungen. Für mich heißt das: nicht bequem werden, sich die andere Seite angucken und immer wieder neuen Austausch suchen.

wichtig, aber die eigene Persönlichkeit zu entwickeln braucht Zeit. Das geht nicht schnell und nicht nach Lehrplan. Offenheit ist extrem wichtig. Diese Fähigkeit lernt man besser während des Studiums als später.

Was rätst Du anderen Gründern? Was sind Deine mittelfristigen Ziele? Die Idee ist natürlich entscheidend. Dazu gehört aber ein sehr gutes Verständnis von den Herausforderungen potenzieller Kunden. Viele sind zu verliebt in ihre eigene Idee ohne zu prüfen, ob der Bedarf wirklich beim Kunden besteht oder ob es nur der eigene Bedarf ist. Zudem müssen die Grundlagen – wie schreibe ich Angebote, wie gestalte ich Mitarbeiterverträge, wie setze ich mich mit dem Finanzamt auseinander – gelernt sein. Das darf man nicht unterschätzen, denn dieser „mühsame bürokratische Kram“ entscheidet letztendlich, ob das Geschäft funktionieren kann. Im nächsten Schritt muss ich strategisch ein Netzwerk aufbauen und pflegen, und flexibel sein, die Ideen anderer Leute mit meinen eigenen zusammen zu bringen und nicht zu sehr an den eigenen Ideen festhalten.

„Die Gefahr ist, dass ich eine großartige Idee sogar zum Kunden transportieren kann, aber nachher an den organisatorischen Herausforderungen scheitere.“ Was würdest Du Deinem 18-jährigen Ich heute raten? Gibt es Tipps oder Stolperfallen, auf die man achten sollte? Viele machen sich unglaublich viel Druck, da sie glauben, dass sie sehr früh genau wissen müssten, was läuft. So bringen sie sich um die Zeit, eine so komplexe Welt richtig zu verstehen. Es gibt aber kaum eine bessere Zeit als das Studium, um nach rechts und links zu gucken. Dabei sollten sie nicht nur auf kurzfristige Ziele schielen, sondern sich klarmachen, dass wir uns das gesamte Leben lang immer wieder verändern müssen. Fachkompetenzen sind enorm

Wir haben uns die nächsten drei Jahre als Aufbau- und Verstetigungsphase vorgenommen: Im ersten Jahr bauen wir besonders unser Team auf und aus, genauso wie wir uns in- und extern bei unseren Kunden etablieren möchten. Und immer lautet die Frage: was sind die Wünsche und Bedarfe der Kunden? Nach drei Jahren haben wir hoffentlich einen relativ stabilen Stand erreicht, auf dem wir weiter aufbauen können. Das ist unser Businessplan. Inhaltlich müssen wir ständig aktuelle Themen aufnehmen. CloudThemen sind beispielsweise für uns nicht neu aber bekommen aktuell nochmal einen neuen Schub. Als Unternehmen mit etwas mehr Abstand zur Hochschule ist es natürlich wichtig, weiter mit Studis zusammen zu arbeiten, Mitarbeiter mit wissenschaftlichem Interesse zu haben und die Kooperationen mit der Hochschule zu pflegen. Welche Schnittstellen siehst Du zum Lab? Es gibt gemeinsame Projekte, die hoffentlich in Zukunft weiter zunehmen werden. Mich verbinden natürlich ganz viele persönliche Beziehungen zu den Kollegen – ich komme gerne zu Promotionsfeiern und freue mich, wenn ich bei der ein oder anderen Diskussion unterstützen kann. Wir bedanken uns an dieser Stelle nochmals für die immer hochengagierte Zusammenarbeit und für die Einblicke in Dein neues Arbeitsleben.

Highlights 2019

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„Alle Möglichkeiten & Chancen am Lab mitnehmen“ Alumni-Interview mit Dr. rer. nat. Sebastian Stiehm

ublic Management, Stadt- und Regionalentwicklung, Projektmanagement. Was Dich zehn Jahre lang am Cybernetics Lab beschäftigt hat, gehst Du jetzt bei der agiplan GmbH in Mülheim an. Wie kam es dazu? Nicole Nelißen

Für meine Dissertation habe ich unseren Geschäftsführer Dr. Christian Jacobi interviewed. Ich habe ihn damals in seiner Rolle als Vorstandsmitglied des Instituts für Unternehmenskybernetik (IfU) in Aachen kennengelernt und wir haben uns schnell gut verstanden. Er war sehr an dem erweiterten Produktionsthema interessiert, welches zunehmend an Relevanz zur Standortgestaltung in Kommunen gewinnt. Das sind die Themen, mit denen ich erstmals am Lab Kontakt hatte und an denen ich Spaß habe. Ein Jobangebot war die Folge und demnach bin ich also gut im Public Management aufgehoben.

Wo und wie setzt Du Deine Expertise nun ein? Bildunterschrift

Am Lab hat man einiges an Handwerkszeug mitbekommen: Projekte managen, Seminare moderieren, Workshops konzipieren usw. und ich merke immer wieder, dass man das im Job prima einsetzen kann. Unsere Projekte mit der öffentlichen Hand erfordern viel Kommunikation, Dialog und Fingerspitzengefühl.

Was hat Dich seither besonders überrascht oder lief ganz anders als am Lab oder der Hochschule? In der freien Wirtschaft spielen Kapazitäten und Ressourcen eine deutlich größere Rolle als an der Hochschule. Es ist ein Unterschied, ob ich in einem BMBF- oder DFG-Forschungsprojekt, das auf mehrere Jahre angelegt ist, unterwegs bin oder in einem Direktauftrag arbeite. Unsere jetzigen Projekte sind deutlich kürzer und knackiger. Generell sind die Prozesse hier recht schlank und Abstimmungen schnell möglich. Das sind in der Regel kurze Rücksprachen mit meinem Chef, der einem viel Vertrauen entgegen bringt. Das gefällt mir und es geht zügig voran. Die Strukturen am Lab erscheinen mir rückblickend deutlich komplexer, was als grundsätzliche Sensibilisierung aber gar nicht schlecht war. Viele Prozesse sind hier deutlich schlanker organisiert – ich stimme mich bspw. mit meinem Vorgesetzten ab und es gibt dann keine weiteren Korrekturschleifen. Da keine große Bürokratie zwischen verschiedenen Schritten ist, muss man anders planen. Das Lab 8|

Highlights 2019

Als Moderator bringt Dr. rer. nat. Sebastian Stiehm die verschiedenen Akteure in Interaktion.

bereitet gut auf Konzernstrukturen vor, bei der agiplan ist es jedoch wesentlich kleiner.

Wie sieht Deine Arbeit ganz konkret aus? Zur Entwicklung von Regionen und Standorten sind oftmals viele Interessengruppen beteiligt, wie die Verwaltungen, die Kammern, wirtschaftliche Akteure und die Bürger. Meine Aufgabe ist es, diese Akteure in Interaktion zu bringen und gemeinsam mit ihnen Strategien und Zielbilder zu entwickeln, die für alle Beteiligten tragfähig sind. Als externer und neutraler Partner moderieren wir diese Dialoge. Wir wenden dabei klassische Analyse- aber auch kreative Methoden an und geben fachliche Impulse. Die Konzepte sind jedoch am Ende ein Gemeinschaftsprojekt aller Beteiligten.

Was würdest Du einem Studierenden oder Doktoranden am Lab mit auf den Weg geben? Alle Möglichkeiten und Chancen am Lab voll mitzunehmen. Das Lab bietet einen super Rahmen, um sich auszuprobieren und zu entwickeln, insbesondere was die Moderation von Seminaren, das

„ Das Lab bereitet gut auf Konzernstrukturen vor.“ Dr. rer. nat. Sebastian Stiehm

Organisieren von Workshops, die Projektleitung oder auch Kontakte in die Industrie angeht. Es wird einem viel zugetraut, manchmal fühlt man sich auch überfordert, aber letztlich steht immer jemand hinter einem. Vielleicht sollte man auch nicht zu ungeduldig sein, möglichst schnell ein Dissertationsthema zu haben, sondern diese vielen Möglichkeiten nutzen. Dafür bringt man dann gute Voraussetzungen für das weitere Berufsleben mit.

Dr. rer. nat. Sebastian Stiehm befasst sich auch nach seinem Abschied 2018 vom Cybernetics Lab weiterhin mit dem Thema Regionalentwicklung. Seit März 2018 ist er für die agiplan GmbH in Mülheim tätig. Er studierte Wirtschaftsgeografie, Raum- und Stadtplanung an der RWTH Aachen University. Seit 2015 leitete er am Cybernetics Lab die Forschungsgruppe „Knowledge Engineering.“

Highlights 2019

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Über Fächergrenzen hinweg gemeinsam forschen Interview mit Dr.-Ing. Matthias Brockmann, Geschäftsführer des Exzellenzclusters „Internet of Production“ (IoP)

ie Fußball-Analogie funktioniere nicht ganz, doch Dr.-Ing. Matthias Brockmann erklärt das Exzellenzcluster gerne mit dem Prinzip einer Nationalmannschaft: Der Cluster ziehe sich die besten Spieler aus den Vereinen, besetze mit ihnen die jeweiligen Positionen und spiele Nicole Nelißen dann mit einer gewissen Strategie. So funktioniere das auch mit dem Internet of Production (IoP): Das gesamte Wissen aus den 35 im Exzellenzcluster „Internet of Production“ zusammengefassten RWTH-Instituten und Forschungseinrichtungen werde wie bei einer Nationalmannschaft gebündelt. Was bedeutet die Exzellenzförderung für Aachen? Mit dauerhafter Spitzenförderung hebt man Unis auf ein Level, auf dem sie fachbezogen international mitspielen können und kompetitiv sind. In Aachen sind das die Produktionstechnik und die Verbrennungskraftmaschinen. Wo und wie setzen Sie Ihre Expertise ein? Wie sehen Ihre Aufgaben konkret aus? Zum Großteil sind es die administrativen und Finanzaufgaben eines Geschäftsführers. Es ist eine ganz schöne Herausforderung, das im Kontext von Forschung auch ordentlich zu tun. Der andere Teil ist Wissensmanagement, verbunden mit vielen Treffen. Ich bringe 100 Doktoranden und 35 Professoren zusammen und versuche, dieses heterogene Team in eine Richtung zu lenken. In der Fußballanalogie heißt das: Ich spiele wenig auf dem Platz, sondern beschäftige mich viel mit Strategiebildung, viel Roadmap-Bildung. Der Lehrstuhl für Informationsmanagement im Maschinenbau (IMA) kam als Vermittler dazu. Wie sieht die Rolle des IMA genau aus? Jeder soll technisch gut auf seiner Position spielen können, aber wir brauchen immer mehr diese Verknüpfungen untereinander, die das IMA immer gut hinbekommen hat. Man kann auch auf einer abstrakteren Ebene zusammen lernen und auf diesem Level brauchen wir das im Verbund. Diese Koppelstelle brauchen wir. Die Spieler müssen ins Team passen, eine gewisse Philosophie haben und eine gewisse Kultur und Neugierde für andere Dinge mitbringen. Man muss die richtigen Leute bekommen, bspw. die Informatiker dafür begeistern, dass sie einmal im ingenieurswissenschaftlichen Kon-

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text arbeiten und vice versa. Das wünsche ich mir. Das IMA besetzt dabei eine Schlüsselposition im Cluster.

Wenn man Ideen hat und die „spielen“ möchte, dann bekommt man dies in einem Exzellenzcluster und besonders hier an der RWTH wunderbar hin. Das ist echte Interdisziplinarität. Von der Informatik bis zu den Sozialwissenschaften – das finde ich richtig motivierend, das macht Spaß auf allen Ebenen. Wie bringen Sie alle zusammen? Ähnlich wie Spitzensportler. Fünf bis sechs Mal pro Jahr treffen wir uns wirklich im ganz großen Kreis, fast 150 Leute. Dann gibt es eine

echte Vollversammlung, einmal im Jahr eine Industrieboardsitzung, und auch eine Strategierunde, in der strategisch wichtige Themen, wie Data Lakes, besprochen werden. Das wird ganz, ganz intensiv vom IMA betrieben. Wenn man das nun runterbricht: Unter den Professoren gibt es die Forschungsbereiche, die Cluster Research Domains (CRD), darunter die Workstreams (Projekte) und dann kommt man schon dahin, sich jede Woche zusammen zu setzen. Das funktioniert, weil die kleinste Einheit aus einem Workstream mit zwei bis drei Professoren besteht. Allein das Wissen, das dort generiert wird, perspektivisch zu orientieren, ist eine Aufgabe für sich – und wenn man die hinbekommt, erkennt man unsere große Stärke. Worauf liegt Ihre Aufmerksamkeit in den nächsten Monaten? Welche Themen beschäftigen Sie am meisten? Mit zwei Worten: Data Analytics. Das ist natürlich sehr breit gefächert, aber es geht im Wesentlichen darum, dass wir das Wissen des Ingenieurs mit den Methoden der Informatik zusammen bringen. Sei es die Modellierung oder die Simulation, alle Themen laufen darauf hinaus, dass diese Welten zusammenkommen. Ich bin beispielsweise auf Konferenzen und in Communities unterwegs, wo ich vorher nie gewesen bin. Wichtig ist, aus seinem Silo, aus seiner Domäne, rauszukommen. Die sehr, sehr spezialisierte Welt des Ingenieurs zu verlassen und auf einem Level darzustellen, auf dem es andere verstehen können. Ich habe im Bereich der definierten Zerspanung beim Fräsen im Temperaturmodel promoviert – dafür gibt es einen eigenen Lehrstuhl, während die Umformung schon wieder etwas anderes ist. Ich muss den Informatikern also

erstmal erklären, was wir überhaupt tun, was der Betrachtungsgegenstand ist und umgekehrt den Ingenieuren aufzeigen, welche Möglichkeiten es überhaupt gibt. Das ist die Herausforderung, Brücken in beide Richtungen zu schlagen und die Akzeptanz zu erhöhen. Klingt als wären Sie viel unterwegs? Ich habe viele repräsentative Aufgaben und das ist auch der Sinn eines Exzellenzclusters: nicht nur national standzuhalten, sondern unsere Forschung auch in die Welt rauszutragen und zu kollaborieren. Es ist kein Wettkampf in den Wissenschaften, aber gerade im Bereich der Produktionstechnik und auch im Verbund können wir weltweit mithalten, insbesondere aufgrund unserer Ausstattung. Die ist einzigartig, die finden Sie auch nicht an den amerikanischen Unis. Wir haben diese Philosophie, wie wir die Studenten und Doktoranden ausbilden und das muss man ja auch mal den Leuten erzählen. Wenn man genau hinschaut, kommen die „Großen“ der Produktionstechnik oftmals nicht aus Amerika, sondern aus Deutschland oder vielleicht sogar aus Aachen. Cambridge und Oxfort sind nicht schlecht, die machen gute Sachen, aber man muss auf der anderen Seite auch anerkennen, dass wir mindestens genauso gut sind. Auch im Fußball schießt Geld alleine keine Tore. Gerade in Forschung und Wissenschaft müssen sie zusammen spielen können und das überträgt sich in voller Analogie auf unsere Informatik und unsere Ingenieure. Das macht nachher den entscheidenden Vorteil aus, um ein Stück weiterzukommen. Besonders in unserem Cluster, mit dieser Stärke der Produktion, den ganzen Anlagen und dem neuen Aspekt Data Analytics. Das wird man nur

Highlights 2019 | 11

lösen können, wenn man es zusammen macht und wenn die Leute sich untereinander unterhalten können und gemeinsam an die reale Maschine gehen.

Was macht Ihnen am meisten Spaß bei Ihrer Arbeit?

Der Einblick in die verschiedensten Hochschulinstitute. Normalerweise arbeitet man in seinem Institut und bekommt sonst wenig von den anderen mit. Und ich lerne nun 35 verschiedene Institute näher kennen! Einmal im Jahr besuche ich jedes Institut, und das motiviert mich am meisten. Das ist einzigartig, dafür ist ein Cluster eine richtig tolle Spielwiese.

Wie sind Sie in diese Rolle hineingewachsen?

den, dann Oberingenieur und schließlich habe ich die Rolle des Geschäftsführers des Exzellenzclusters übernommen. Es ist aber nicht alltäglich, dass man als Student so an der Forschung teilhaben und dann dranbleiben kann. Auch wenn man über den Teich guckt, ist man bei den Universitäten, mit denen wir uns messen, als Student meines Erachtens bei weitem lange nicht so in die Forschung integriert, wie das in Aachen der Fall ist.

Könnten Sie das konkreter beschreiben? Als Doktorand an der RWTH Aachen hat man ein ganz anderes Aufgabenportfolio als ein Doktorand in den USA. Dort ist es verschulter, noch theorielastiger. In Aachen ist man als Assistent oder Doktorand Projektmanager. Man hat seine eigenen Projekte und das ist schon etwas Besonderes. Ein ganz wesentlicher Punkt, wenn wir über Exzellenz und Eliteförderung sprechen, ist, dass wir selbstbestimmt forschen! Das ist einzigartig.

Durch meine klassische Karriere am Standort RWTH Aachen. Ich habe Luft- und Raumfahrttechnik studiert und parallel dazu als studentische Hilfskraft am Werkzeugmaschinenlabor (WZL) gearbeitet. Dann habe ich hier promoviert, bin Forschungsgruppenleiter gewor-

Exzellenzcluster „IoP“ Die RWTH Aachen ist seit der ersten Exzellenzrunde im Jahr 2007 Exzellenzuniversität. Exzellenzcluster ermöglichen wissenschaftliche Vernetzung und interdisziplinäre Zusammenarbeit. Sie sind ein wichtiger Bestandteil des strategischen Plans der Universität und dienen dazu, ihr Profil wesentlich zu schärfen. Drei Cluster gibt es an der RWTH Aachen, deutschlandweit sind es 57. Sie werden jeweils mit rund 6,5 Millionen Euro pro Jahr gefördert. Die Cluster der RWTH decken Forschungsgebiete ab, die sich mit zukünftigen Herausforderungen der Gesellschaft befassen: „The Fuel Science Center“, bei dem es um Adaptive Systeme zur Umwandlung von erneuerbarer Energie und Kohlenstoffquellen geht, „Internet of Production“, die Zukunft der Digitalisierung in der Produktion und „ML4Q“, Materie und Licht für Quanteninformation.

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Der Exzellenzantrag lautete konkret „The Integrated Interdisciplinary University of Science and Technology. Knowledge. Impact. Networks“. Wichtig dabei ist das Stichwort „interdisziplinär“: Die RWTH möchte erreichen, dass sich Wissenschaftler unterschiedlicher Disziplinen künftig stark vernetzen und gemeinsam über Fächergrenzen hinaus forschen. Auf diese Weise soll die Annäherung von Lebens-und Datenwissenschaften in der Aachener Forschungslandschaft beschleunigt werden. Neu ist, dass die Exzellenzuniversitäten nicht nur für einen begrenzten Zeitraum, sondern auch dauerhaft gefördert werden können. Nach sieben Jahren wird überprüft, ob die „Elite-Unis“ jeweils noch die Fördervoraussetzungen erfüllen. www.iop.rwth-aachen.de

Center for Data Analytics Ein Forschungsnetzwerk für Künstliche Intelligenz in der industriellen Anwendung

emeinsam mit der KEX Knowledge Exchange AG und dem Chair of Process and Data Science (PADS) initiiert das Cybernetics Lab das RWTH Campus Center for Data Analytics – ein stetig wachsendes Forschungsnetzwerk Daniel Lütticke auf dem Aachener Campus. Kerngedanke des Center for Data Analytics ist das Zusammenbringen der RWTH-Forschungseinrichtungen, die sich dem Thema Künstliche Intelligenz in der industriellen Anwendung widmen sowie den Unternehmen aus Industrie und Wirtschaft, um gemeinsam neue Lösungen im Bereich der industriellen Datenanalyse und dem Einsatz künstlicher Intelligenz zu erforschen.

Das Center for Data Analytics bietet seinen Mitgliedern nicht nur die Möglichkeit zum Austausch und der Information zu aktuellen Trends, wie Technologie und Markt-Monitoring in diesem Themenbereich, sondern auch die Option, eigene Forschungs- und Entwicklungsvorhaben einzubringen. Darüber hinaus bietet es seinen Mitgliedern (im Sinne von Unternehmen) zielgerichtete Schulungsmaßnahmen zu den Themen Datenanalyse und künstliche Intelligenz. Zudem sollen „Cookbooks“ zur Datenanalyse, generelle Richtlinien und Best Practices zur Etablierung von Datenanalyse und künstlicher Intelligenz in den Unternehmen erstellt werden.

Center for Data Analytics aher sind Produktionsbetriebe herzlich eingeladen, sich am Center D zu beteiligen, um einen intensiven Austausch zwischen den Unternehmen und den Forschungseinrichtungen zu ermöglichen und neue Ideen auf den Weg zu bringen.

Kontakt: Dipl.-Inform. Daniel Lütticke daniel.luetticke@ima-ifu.rwth-aachen.de

Neues aus dem Lab | 13

Das An-Bord-Nehmen neuer Kollegen Onboardingprozess mit Welcomebag, Superlearning und CLA-Modulen

E Maike Diesburg

Esther Borowski

s gibt keine zweite Chance für den ersten Eindruck. Dieses geflügelte Wort gilt nicht nur für Bewerber*innen, sondern auch für Arbeitgeber*innen. Deshalb haben wir unsere Willkommenskultur in den letzten Monaten mit einem Onboardingprozess weiter etabliert: Neben einer Welcomebag und dem „Signpost“, einem Flyer voll nützlicher Informationen für den Start, bietet das Cybernetics Lab nun auch maßgeschneiderte Weiterbildungen für neue und auch erfahrenere Mitarbeiter*innen an. Denn die neuen Kolleg*innen sollen sich nicht nur schnell einarbeiten, sie sollen sich auch wohlfühlen und nachhaltig ins Lab integriert werden. Let´s talk german

Für unsere neuen Mitarbeiter*innen aus Indien, Kolumbien und Südafrika stand in diesem Jahr eine Woche lang Deutschtraining auf Ingrid Isenhardt dem Plan. Und zwar nicht nach „alter Schule“ mit Büchern und Vokabeln lernen, sondern mit Händen und Füßen. Die Teilnehmer*innen gestikulierten, modifizierten, assoziierten und tanzten, denn mit dieser Methodik des Superlearnings ist Sprachenlernen nachweislich besonders effektiv und praxisorientiert.

Microtrainings

Cybernetics Lab Alive Module

Es gibt einen starken Trend hin zu Kurzformaten, die „Lernhappen“ in einer halben Stunde anbieten – den sogenannten Microtrainings. Sie ersetzen nicht das formale Lernen, sind aber eine enorm effiziente und zeitsparende Methode, um Wissen zu teilen und die Expertise aller Teilnehmer*innen zu nutzen. Es verbessert die Kommunikation, verbindet verschiedene Wissensniveaus, schafft Klarheit über fehlende Expertise und stärkt das Engagement. Daher bieten wir alle zwei Wochen freitags einstündige Microtrainings zu Themen wie „ScrumMethodik“, „klassisches versus agiles Projektmanagement“ oder „Topic Modelling“ an. Microtrainer und Teilnehmer kann jeder LabMitarbeitende sein, der Wissen teilen, die Kommunikation verbessern und von anderen lernen möchte.

In den Cybernetics Lab Alive (CLA)-Modulen wird organisationales Wissen erlebbar gemacht. In zwei bis dreistündig moderierten Lerneinheiten erarbeiten sich die Teilnehmer*innen in Übungen und durch einen Experteninput die Inhalte selbst. Themen sind dabei kultureller („Kultur im Meeting“) wie auch fachspezifischer Art („Machine Learning für Anfänger*innen“). Aufgrund der speziell auf die Eigenheiten und Belange des Cybernetics Lab zugeschnittenen Module etablieren sie eine einheitliche, institutsspezifische Arbeitsund Wissensgrundlage für alle Mitarbeiter*innen. Die CLA-Module zielen darauf ab, die Teilnehmer*innen nicht nur wissensbezogen, sondern auch emotional zu fordern und dadurch Neuerlentes besonders nachhaltig zu verankern.

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Die Welt studiert und forscht am Lab: Teilnehmer aus Kolumbien, Indien und Südafrika mit ihrem Sprachtrainer.

Building Competence Seminare Neue Mitarbeiter*innen haben im Rahmen des Onboardingprozesses die Chance, Seminare der Reihe „BuildING-Competence. Schlüsselqualifikationen für promovierende Ingenieur*innen und Ingenieure“ zu besuchen. Diese im Projekt ELLI 2 entwickelten Seminare bieten Kompetenzvermittlung in den Bereichen „Interdisziplinäres Forschen“, „Zielgruppenadaptives Präsentieren“, „Zielgruppenadaptives Schreiben“, „Projektmanagement in Forschung und Lehre“ und „Wissenschaftsknigge“. Außerdem gewährt das Kamingespräch „How to become a Dr. -Ing.“ mit erfahrenen Mitarbeiter*innen und Ehemaligen Einblicke in den Weg zur Promotion.

Alle Seminare sind im Kurzformat konzipiert und vermitteln innerhalb von drei bis fünf Stunden komprimiert Wissen und Praxis, sodass der Kompetenzerwerb leicht in den Arbeitsalltag integriert werden kann. Also: Welcome! Alles ist vorbereitet.

Kontakt: Maike Diesburg maike.diesburg@ima-ifu.rwth-aachen.de Dr. rer. nat. Esther Borowski esther.borowski@ima-ifu.rwth-aachen.de

Neues aus dem Lab | 15

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Robotik & Automatisierung

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Beim Konsortialtreffen im Mai 2019 wurde die Industrie 4.0 in der Demonstrationsfabrik Aachen erlebbar.

Mensch und Roboter in der Montage der Zukunft Kollaborativ und wandlungsfähig: In der Arbeitswelt von morgen denken Maschinen mit

ie Montage der Zukunft erfährt massive Veränderung, doch die direkte Zusammenarbeit von Mensch und Roboter ohne Schutzzaun bietet eine Vielzahl von neuartigen Möglichkeiten. Erfolgt die Planung und Umsetzung Sarah Müller-Abdelrazeq solcher Mensch-Roboter-Kollaborationssysteme jedoch ausschließlich unter technischen Gesichtspunkten, hat das oftmals zur Folge, dass diese Systeme nicht optimal arbeiten oder die Applikationen keine Akzeptanz von den Mitarbeiter*innen erhalten, weil sie bei der Planung und der Optimierung nicht einbezogen wurden. Frank Hees Vor diesem Hintergrund hatte das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Jahr 2015 den Ideenwettbewerb „Kompetenz Montage (KoMo) - kollaborativ und wandlungsfähig“ ausgerufen. Gefördert wurden deutschlandweit schließlich neun Verbundvorhaben mit insgesamt 80 Partnern aus Forschung und Industrie. Wissenschaft und Praxis haben nun in dreijähriger gemeinsamer Forschungs- und Entwicklungsarbeit und mit Hilfe der Gesamtkoordination durch den Projektträger Karlsruhe (PTKA) zahlreiche neuartige Systemlösungen für die Montage erarbeitet. Das Spektrum der inter- und transdiziplinären Forschungsverbünde reicht dabei von Fragestellungen aus dem Bereich der Technik- und Arbeitsfor18 | Robotik & Automatisierung

schung bis hin zu Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen. Dabei war es allen Verbundvorhaben, wie dem vom IMA geleiteten Projekt Arbeit in der Industrie der Zukunft (ARIZ), ein besonderes Anliegen, ihre Ergebnisse direkt in der betrieblichen Praxis auf ihre Tauglichkeit zu überprüfen. Aufgrund seines breiten interdisziplinären Kompetenzprofils wurde das IMA mit der Aufgabe betraut, zusammen mit dem Projektträger Karlsruhe (PTKA) einen Atlas zu dem Themenfeld Montage zu entwickeln und dabei die redaktionelle Leitung zu übernehmen. Mit wissenschaftlich belastbaren Erkenntnissen und durchweg umsetzungsnahen Ergebnissen zu Schwerpunktthemen, wie Business Intelligence, Simulation, Human Factors oder Sicherheit und Systemintegration, präsentiert der Atlas eine zukunftsweisende Landkarte der „Kompetenz Montage – kollaborativ und wandlungsfähig“ in Deutschland. Am 14. November fand vor 130 interessierten Unternehmensvertretern, Wissenschaftlern und Intermediären zusammen mit den Verbündpartnern aus den Projekten KoMPI und ROKOKO die Abschlussveranstaltung ARIZ bei unserem Projektpartner Festo AG & Co KG in Esslingen statt. Nach zwei impulsgebenden Keynotes wurden die im dort ebenfalls vorgestellten Atlas Kompetenz Montage adressierten Themen in insgesamt sieben Sessions intensiv diskutiert und weiterer Bedarf bei Entwicklung und Umsetzung formuliert. Nach vier Jahren Förderphase startet ARIZ ab dem 1. Januar 2020 in die Phase der weiteren Verwertung und des nachhaltigen Ergebnistransfers. Dies geschieht in der Hochschullehre, der weiteren Forschung, durch Vorträge und Publikationen wie auch durch die „fristgerecht“ im Cybernetics Lab

fertiggestellten Dissertationen von Dr. rer. nat Sarah Müller-Abdelrazeq „Triadisches Phasenmodell der Anwender-Einstellung gegenüber industrieller Mensch-Roboter-Interaktion“, Dr.-Ing. Mohammad Shehadeh „A Mathematical Self-Optimizing Task Distribution System for Hybrid Teams in Assembly Cells“ und Dr.-Ing. Philipp Ennen “Industrial Reinforcement Learning with Stabilizing Gradients“.

ARIZ Kontakt: Dr. rer. nat. Frank Hees frank.hees@ima-ifu.rwth-aachen.de Sarah Müller-Abdelrazeq sarah.abdelrazeq@ima-ifu.rwth-aachen.de ariz-ac.de; https://kompi.org; http://s.fhg.de/rokoko Atlas Kompetenzmontage ISBN: 978-3-48169-06-0 (250 Seiten) Herausgeber: Dr. rer. nat. Frank Hees et.al. Veröffentlichung: Oktober 2019

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Industrielles Reinforcement Learning Selbstlernende Prozesssteuerung für die Industrie von morgen

ünstliche Intelligenz durchdringt alle Branchen und inspiriert neue Technologien in den verschiedensten Anwendungsfeldern. Auch vor der industriellen Produktion macht dieser Innovationstreiber meist keinen Halt – es ist unbestritten, dass KI die Produktionsstätten der Zukunft Emma Pabich auf ein effizienteres Niveau heben wird. Machine Learning gilt als Schlüssel zur wirtschaftlichen Realisierung kleiner Losgrößen bis hin zu „Losgröße 1“. Reinforcement Learning (RL) als ein Machine Learning-Ansatz eignet sich besonders gut zur Lösung von Aufgaben unter komplexen, dynamischen Bedingungen. Dennoch wird sie bislang Frank Hees äußerst wenig in der Industrie angewandt, da industrielle Anwendungen ganz neue Anforderungen, insbesondere an Dateneffizienz und Robustheit gegenüber Unsicherheiten der Algorithmen, stellt. Im Projekt Intelligente Produktionsprozesse und lernfähige Systeme in KMUs (InPulS) wurde bereits nach der Hälfte der Laufzeit gezeigt, dass modellbasierte RL-Verfahren für den industriellen Einsatz dateneffizient genug sein können. In der zweiten Hälfte der Projektphase lag der Fokus auf der Entwicklung eines robusten und generalisierungsfähigen Algorithmus. Hierzu wurde eine sogenannte „Motor Unit“ entwickelt, die den Prozess bei Störungen wieder in eine sichere Umgebung zurückführt. Der große Erfolg dieser Entwicklung wurde anhand von zwei Testszenarien gezeigt: Zum einen wurde eine Stift-in-Loch-Aufgabe an einem Forschungsdemonstrator gelernt und zum anderen konnte ein komplexer Industrieprozess, die Förderung von Schüttgut, wie Sand, Mehl oder Kunststoffgranulat, in einem pneumatischen Schüttgutförderer erlernt werden. Insbesondere im Fall des Schüttgutförderers konnte eine enorme Effizienzsteigerung, nämlich eine 40% Steigerung gegenüber der initialen Strategie, erlernt werden. Diese neue Herangehensweise eröffnet ein enormes Potential. Informationstag zu intelligenten Produktionsprozessen Zum Transfer dieser tollen Ergebnisse in die Industrie fand die Abschlussveranstaltung im Rahmen des vom Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbauer (VDMA) ausgerichteten Informationstags „Intelligente Produktionsprozesse – Forschung zu Machine Learning und Künstlicher Intelligenz“– im September 2019 statt. Das Projekt wurde dort rund 150 VDMA-Mitgliedern vorgestellt. Professor Klaus Henning, Senior Advisor des Cybernetics Lab, gab einen Einblick, wie künstliche Intelligenz die zukünftige Produktion transformieren wird. Im Anschluss stellten Dr. Pia Benmoussa und 20 | Robotik & Automatisierung

Emma Pabich die Erfahrungen und Erkenntnisse aus dem Projekt vor. Abschließend schilderte Dieter Herzig, Chief Digital Officer der AZO GmbH & Co. KG, seine Erfahrungen im Anwendungsfall des Schüttgutförderers aus erster Hand. So konnte ein umfassendes Bild aus Forschungs- und Industrieperspektive gezeichnet werden. Handlungsleitfaden Selbstlernende Industrieprozesse Das Pionierprojekt zeigt die Anwendbarkeit von Reinforcement Learning zur Prozesssteuerung. Um die beeindruckenden Ergebnisse der Industrie zugänglich zu machen, wurde in der letzten Phase der Leitfaden „Selbstlernende Produktionsprozesse – Einführungsstrategie für Reinforcement Learning in der industriellen Praxis“ veröffentlicht. Er erklärt die besonderen Anforderungen von industriellem Reinforcement Learning und zeigt Schritt für Schritt, wie eine Einführung von RL im eigenen Unternehmen ablaufen kann.

Einblicke in die Fertigung bei AZO GmbH & Co. KG

Intelligente Produktionsprozesse und lernfähige Systeme in KMUs (InPulS) Förderinstitution: Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM) e.V. Projektträger: Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbauer (VDMA) Laufzeit: 10/2017 - 09/2019 Kontakt: Emma Pabich, M.Sc. emma.pabich@ima-ifu.rwth-aachen.de www.i40-inpuls.de

Robotik & Automatisierung | 21

Ab in die Wüste: Roboter im Wettbewerb Entwicklung der Next-Generation Robots für die MBZIRC Challenge 2020

Vorbereitung eines „unbemannten Luftfahrzeugs“ (UAV) für die Testreihen zum autonomen Detektieren, Lokalisieren und Jagen der Zieldrohne.

ie Mohamed Bin Zayed International Robotics Challenge (MBZIRC) ist einer der derzeit höchstdotierten internationalen Roboterwettbewerbe und findet 2020 zum zweiten Mal in Abu Dhabi statt. Christoph Henke

nun in den folgenden Fortschrittsreporten mit renommierten Universitäten wie der ETH Zurich, der Carnegie Mellon University und der Tsinghua University messen.

Drohnen- und mobile Handhabungssysteme

Innerhalb des Wettbewerbs stellen internationale Teams in unterschiedlichen Feldern der Robotik die Fähigkeiten ihrer Systeme unter Beweis. Hierbei kommen sowohl „Unmanned Ground Vehicle“ (UGV) als auch „Unmanned Aerial Vehicle“ (UAV) zum EinFrank Hees satz. Der Wettbewerb gliedert sich dabei in drei Challenges: Im ersten Teilwettbewerb werden Drohnensysteme zum autonomen Abfangen von fliegenden Objekten eingesetzt und erreichen dabei eine Geschwindigkeit von bis zu 10 km/h, in denen sie in physische Interaktion mit dem fliegenden Objekt treten. In der zweiten Challenge kommen neben Drohnen auch mobile Robotersysteme zum Einsatz, die in der Lage sind, selbstständig Mauern zu bauen. Die dritte Wettbewerbskategorie verfolgt weiterhin das Ziel, mittels genannter autonomer mobiler Robotersysteme in ein brennendes Gebäude vorzudringen und diesen Brand zu löschen. Eines von 42 Teams kommt aus Aachen Aus allen Bewerbungen wurden insgesamt 42 Teams zur Teilnahme an der MBZIRC 2020 ausgewählt. Auch das IfU e.V. mit dem Team Cybernetics Lab konnte sich einen Platz sichern – und muss sich

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Kontakt: Christoph Henke, M.Sc. christoph.henke@ima-ifu.rwth-aachen.de

Die Einkäufe nach Hause tragen lassen Mobile autonome Robotersysteme in urbanen Umgebungen

Bewegung in der Großstadt: Wenn die Einkäufe für Fußgänger und Fahrradfahrer zu schwer werden, werden Alternativen wie Mikromobilitätsmittel in Zukunft immer wichtiger.

M Christoph Henke

it dem Fahrrad, zu Fuß und mit öffentlichen Verkehrsmitteln werden in Städten viele Strecken bequem zurückgelegt. Müssen jedoch große oder schwere Güter, wie etwa nach einem Einkauf, transportiert werden, scheint auch im urbanen Raum das Auto noch als unverzichtbares Transportmittel.

Daher zielt die urbane, automatisierte, nutzerorientierte Transportplattform (Urbant) auf die Entwicklung, Fertigung und Erprobung eines individuellen, elektrisch angetriebenen Mikromobilitätsmittels ab, das besonders Fußgängern die sichere und komfortable Mitnahme von schweren und großvolumigen Frank Hees Gütern ermöglicht. Das Mikromobilitätsmittel wird zum einen dem Nutzer automatisiert folgen können, aber auch das Potenzial für einen vollautomatisierten Einsatz ohne menschlichen Fahrzeugführer bieten.

kehr aktiv ausweichen. Mit der Funktion zur autonomen Navigation kann das Mikromobil Strecken selbsttätig auch ohne Nutzer zurückzulegen. Hierbei erfasst die Sensorik vollständig die Umgebung und nimmt somit Hindernisse wahr und weicht etwa Personen aus.

UrbanT Laufzeit: 05/2019 - 05/2022 Projektträger: VDI/VDE Innovation + Technik GmbH Förderinstitution: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Verbundkoordinator: Institut für Kraftfahrzeuge (ika) der RWTH Aachen University. Partner: Institut für Unternehmenskybernetik e.V. (IfU), Aachen Bundesanstalt für Straßenwesen, Bergisch-Gladbach Ford-Werke GmbH, Aachen, Deutsche Institute für Textilund Faserforschung Denkendorf (DITF), Easy2Cool GmbH, München, BE-Power GmbH, Fernwald-Steinbach, neomesh GmbH, Aachen, innovationsmanufaktur GmbH, München

Vollautonome Fahr- und Nutzerfolgefunktion Innerhalb des Vorhabens entwickelt und integriert das IfU eine Folgefunktion und die autonome Navigation des Mikromobils in urbanen Umgebungen. Durch diese Funktion soll das Mikromobil in die Lage versetzt werden, einem Nutzer selbsttätig zu folgen, um etwa die Einkäufe nach Hause zu tragen, und dabei dem Umgebungsver-

Kontakt: Christoph Henke, M.Sc. christoph.henke@ima-ifu.rwth-aachen.de www.technik-zum-menschen-bringen.de/projekte/urbant-1

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Prozessoptimierung in der Textilindustrie Ansätze für das maschinelle Lernen am Drapierprozess entwickelt und erprobt

F Pia Benmoussa

Frank Hees

aserverbundkunststoffe werden in immer mehr Bereichen eingesetzt, da sie hervorragende Materialeigenschaften bei geringem Eigengewicht aufweisen. Die Branche wächst aufgrund hoher Nachfrage stetig. Das gilt insbesondere auch für die kleinen und mittleren Unternehmen, deren Anteil in der deutschen Textilindustrie vergleichsweise hoch ist. Doch der zunehmende Bedarf an Expertenwissen steht dem Fachkräftemangel gegenüber. Neue Technologien und Verfahren müssen erprobt und in die Anwendung gebracht werden, um diese Lücke zu schließen.

In zwei erfolgreich abgeschlossenen Projekten hat das Institut für Unternehmenskybernetik (IfU e.V.) gemeinsam mit dem Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University (ITA) den Einsatz verschiedener Ansätze des maschinellen Lernens am Beispiel des Drapierprozesses entwickelt und erprobt. Dabei wurden Verfahren des überwachten Lernens (supervised learning) mit evolutionären Algorithmen kombiniert und entsprechend der Anforderungen der verschiedenen Use-Cases weiterentwickelt. Material einsparen und Prozesszeit verkürzen Im Projekt DrapeFix wurde ein Verfahren entwickelt, um den nach aktuellem Stand ganzflächig aufgetragenen Binder zwischen zwei Textillagen nur an den notwendigen Stellen aufzutragen. Dies ist sowohl von der Bauteilgeometrie als auch den Textileigenschaften abhängig. Dieses Verfahren kann dazu dienen, Material einzusparen und die Qualität des Bauteils zu erhöhen. Im zweiten Projekt OptiDrape wurde ein Ansatz entwickelt, die Qualität einer Bauteilauslegung vorhersagen zu können und somit ein aufwendig manuelles Austesten in mehreren Iterationen zu ersetzen. Damit werden die Prozesszeiten verkürzt. Für OptiDrape wurde das Konsortium durch das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) ergänzt.

Welche Eigenschaften hat dieser Faserverbundwerkstoff? Hier wird es geprüft.

OptiDrape - Geometriespezifische Auslegung des Drapierprozesses für faserverstärkte KunststoffBauteile mithilfe von künstlicher Intelligenz Projektträger: AiF e.V. Förderinstitution: BMWi Laufzeit: 03/2017 - 05/2019 www.optidrape.de

DrapeFix - Lokale Binderapplikation für die verbesserte Drapierung von textilen Preforms Projektträger: AiF e.V. Förderinstitution: BMWi Laufzeit: 05/2017 – 05/2019 www.drapefix.de

Die Kooperation geht weiter Die langjährige Kooperation von IfU und ITA geht auch nach den abgeschlossenen Projekten weiter – aktuell läuft das Projekt How2MultiWind, weitere Vorhaben im Bereich Machine Learning, voraussagende Wartung und Nachhaltigkeit sind avisiert.

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Kontakt: Dr. rer. nat. Pia Benmoussa pia.benmoussa@ima-ifu.rwth-aachen.de

Bagger vernetzen für die digitale Baustelle Automatisierte Baumaschinen durch modernste Funktechnologien

D Thomas Otte

Frank Hees

igitalisierung und Automatisierung führen iwar vielerorts zu enormen Steigerungen der Produktivität doch in der Baubranche sind selbstfahrende Bagger, Baustellenclouds, 5G-Netzwerke und intelligente Technologien noch Zukunftsmusik. Wissenschaftler*innen des Cybernetics Labs und des Instituts für Maschinensystemelemente und Systementwicklung (beide RWTH Aachen University) erproben daher neuartige Technologien auf der einzigartigen FutureSite-Testbaustelle.

munikationsmodulen und einer effizienten Datenplattform. Diese erlaubt sowohl Live-Analysen vor Ort als auch nachgelagerte Anwendungen aus den Bereichen Big Data und Machine Learning. Für den Platz am Aldenhoven Testing Center (ATC) sind mit Galileo, Radar, Lidar, (D)GPS, WLAN, 4G und 5G nur einige der verfügbaren Technologien genannt. FutureSite schafft so die Digitalisierung und Vernetzung der Baustelle und wichtige Voraussetzungen für zukünftige Automatisierungsprojekte.

Integration von Baumaschinen und Werkzeugen

Die dritte industrielle Revolution brachte lokale Digitalisierungen von Maschinen hervor, die heute auch auf der Baustelle von verschiedenen Herstellern umgesetzt werden. Der notwendige Schritt hin zur Industrie 4.0 ist von „lokal zu global“ und erfordert eine enge Vernetzung der Baumaschinen. Für die Testbaustelle FutureSite entwickeln die Wissenschaftler*innen daher ein Kommunikationsmodul, das beliebige Baumaschinen verschiedener Hersteller vernetzt und sie eine gemeinsame Sprache sprechen lässt. Sowohl moderne als auch ältere Maschinen und Werkzeuge werden mit dem Modul ausgerüstet und sind sofort aktive Teilnehmer auf der Baustelle von morgen.

Im Laborversuch werden Maschinendaten in Echtzeit ausgelesen und drahtlos mittels 4G LTE+ verschickt.

Zusammenführung in digitaler Prozessplattform Diese schließt ebenfalls eine gezielte Betrachtung und Weiterverarbeitung aller relevanten Maschinen- und Prozessdaten ein. Zum Austausch dieser Daten zwischen dem Testcenter und den Akteuren auf dem Testfeld wird daher eine digitale Prozessplattform entwickelt, die – gespeist aus Maschinen-, Prozess- und Umweltdaten – eine Visualisierung und Analyse der Prozesse sowie der Maschinenzustände in Echtzeit ermöglicht. In diesem Zusammenhang bieten wohldefinierte Schnittstellen den Nutzern des Testcenters eine simple Möglichkeit zur Datenintegration und -entnahme, sowie eine Verbindung zu herstellerspezifischen Expertensystemen. Die integrierten Daten können darüberhinaus für ein zentrales Monitoring der Baustelle genutzt werden oder um Leistungskennzahlen, wie z.B. Produktivität oder Effizienz für die Baustelle abzuleiten. Einzigartige Testanlage mit modernster Technologie FutureSite ist eine realitätsnahe Testbaustelle zur Entwicklung zukunftsfähiger Technologien. Diese Testumgebung besteht aus einer einzigartigen, digitalisierten Infrastruktur mit flexiblen Kom-

FutureSite Projektträger: Bezirksregierung Köln Förderinstitution: EFRE.NRW Laufzeit: 06/2018 - 05/2021 Projektpartner: Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung (iMSE) der RWTH Aachen University Kontakt: Thomas Otte, M.Sc. thomas.otte@ima-ifu.rwth-aachen.de Dr. rer. nat. Frank Hees hees.office@ima-ifu.rwth-aachen.de www.future-site.de

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KĂźnstliche Intelligenz

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Die vernetzte Textilindustrie Von fragmentiert zu 4.0

T Jan Bitter

Daniel Lütticke

extile Prozessketten – insbesondere über Unternehmensgrenzen hinaus – sind durch eine starke Fragmentierung geprägt. Ein (digitaler) Informationsfluss zwischen Teilprozessen, Maschinen und Standorten existiert dabei nur in sehr seltenen Fällen. Zur nachhaltigen Effizienzsteigerung erarbeiten das Institut für Textiltechnik (ITA) und das Cybernetics Lab (alle RWTH Aachen University) im Rahmen des Projektes VerTex 4.0, ein 4.0-basiertes Technologietransferkonzept für die Vernetzung textiler Prozessketten. Damit kann eines der großen aktuellen Hemmnisse der deutschen Textilindustrie überwunden werden! Intelligenter Informationsfluss: Fehlanzeige

In den meisten Fällen werden in der Textilindustrie Maschinen verschiedener Hersteller in unterschiedlichen Produktionsprozessen an verteilten Standorten eingesetzt. Der Informationsfluss über die ProzessFrank Hees kette hinweg wird massiv erschwert und das ist umso gravierender, je mehr Akteure an diesen Prozessen beteiligt sind. Ein Blick auf die deutsche Textil- und Bekleidungsindustrie zeigt, dass ca. 1.200 vorwiegend mittelständisch geprägte Unternehmen in unterschiedlichen Produktsparten tätig sind. Ein Großteil der Produktionskosten entsteht hierbei durch Ressourcen wie Material, Energie oder Personal. Durch Ausschuss, Reklamation, Energieverschwendung und ineffizienten Arbeitseinsatz verlieren deutsche Unternehmen dabei jährlich viele Millionen Euro. Intelligent und nachhaltig Die in VerTex 4.0 fokussierte Lösung liegt in der maschinen- und standortübergreifenden Vernetzung textiler Prozessketten. Das Ziel: die Steigerung der Produktionseffizienz in den textilen Teilprozessen auf Basis einer bedarfsgerechten Vernetzung des Informationsflusses zwischen diesen Prozessen. Bedarfsgerecht bezeichnet dabei die Richtigkeit und Relevanz (Qualität) der Informationen, die mittels intelligenter Methoden extrahiert werden können und für eine Optimierung, z.B. hinsichtlich des Energieverbrauchs, nutzbar sind. So werden die Fehlerwahrscheinlichkeiten und dadurch Kosten nachgelagerter Prozesse reduziert. Die Projektergebnisse münden schließlich in einem Technologietransferkonzept, das letztlich nicht nur in textilen Prozessketten, sondern auch in anderen Branchen angewandt werden kann.

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Das intelligente Armband aus der Demo-Fabrik.

VerTex 4.0 Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) Projektträger: Arbeitskreis industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) Laufzeit: 07/2019 - 06/2021 Kontakt: Jan Bitter, M.Sc. jan.bitter@ima-ifu.rwth-aachen.de Dipl.-Inform. Daniel Lütticke daniel.luetticke@ima-ifu.rwth-aachen.de

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Produktionsprozesse werden smarter Herausforderungen der Produktionsregelung

Vladimir Samsonov

Daniel Lütticke

Ingrid Isenhardt

ei zunehmender Produktkomplexität und schrumpfenden Produktlebenszyklen stehen robuste Produktionsprozesse im Vordergrund. Dies erfordert unter anderem eine exzellente Koordination von Fertigung und Montage im Hinblick auf ungeplante Abweichungen. Um die Herausforderungen praxisnah zu adressieren, wurde 2017 das Forschungsprojekt „Lernfähige Regelung von Produktionssystemen auf Basis von Algorithmen der künstlichen Intelligenz“ (iProd) gestartet. Im Rahmen des Forschungsprojektes arbeitet ein Konsortium aus Forschungs- und Industriepartnern an der Entwicklung und praktischen Umsetzung eines Industrie 4.0-Lösungskonzepts zur Erfassung und Integration der Produktionsdaten, Erstellung von Datenanalysen und Rückführung der Ergebnisse in die Produktion. Im Mittelpunkt stehen drei praktische Anwendungsszenarien als Handlungsleitfaden für Unternehmen.

Gruppen zugeordnet und visualisiert. Dabei werden zusätzliche historische Daten zur Nacharbeit pro Auftrag hinzugefügt, sodass der Planer die riskanten Aufträge leicht erkennt. Weitere Analysen dienen zur Definition risikoreicher Baugruppen, Komponenten und Fertigungsschritte, um die passenden Gegenmaßnahmen einzuleiten. Im Anwendungsfall des Forschungspartners Westaflex, einem Klimatechnik-Hersteller, liegt der Fokus auf dem Einsatz analytischer Verfahren zur Bestimmung der optimalen Maschineneinstellungen und der indirekten Erfassung des Rohstoffverbrauchs mittels Maschinen- und ERP-Daten zur Produktion von Flexrohren. In diesem Jahr werden ein iterativer Aufbau und eine Validierung des Gesamtkonzeptes erfolgen. Zum Projektende wird eine anwendungsfallübergreifende Online-Plattform in Betrieb genommen, die Life-Produktionsdaten erfasst und die entwickelten Algorithmen des maschinellen Lernens implementiert.

Drei datengetriebene Praxisbeispiele So setzt der Folienhersteller mkPlast GmbH aus Monschau auf Künstliche Intelligenz bei der Minimierung des Ausschusses beim Rüsten. Die Umstellung einer Extrusionsanlage auf eine andere Folienart kann hunderte Kilogramm zusätzlichen Ausschuss verursachen, wenn das alte und neue Material schlecht zusammenpassen. Mittels Maschinellen Lernens werden die komplexen Zusammenhänge beim Umrüsten datengetrieben erlernt, sodass sowohl der zu erwartende Ausschuss als auch mögliche Folgeaufträge vorhergesagt werden können. Dies dient als Input für weitere heuristische Optimierungsalgorithmen, die die Reihenfolge der zu produzierenden Aufträge verbessern. Dadurch wird eine agile Umplanung der Produktion im Falle von Störungen oder Aufträgen mit erhöhter Priorität ermöglicht. Der Paderborner Hersteller von Geldautomaten und Kassengeräten Diebold Nixdorf bietet ein komplett konfigurierbares Produktportfolio an. Je nach Konfiguration unterscheiden sich die Endprodukte derselben Produktfamilie stark. Einige Konfigurationen können fehleranfälliger sein. Mit Hilfe von Verfahren des Unsupervised Learnings und einer Dimensionsreduktion werden Aufträge zu ähnlichen

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iProd Lernfähige Regelung von Produktionssystemen auf Basis von Algorithmen der künstlichen Intelligenz Förderinstitution: EFRE.NRW Projektträger: Projektträger Jülich (PTJ) Laufzeit: 06/2017 - 05/2020 Kontakt: Vladimir Samsonov, M.Sc. vladimir.samsonov@ima-ifu.rwth-aachen.de

MOCVD 4.2 Datengetriebene Produktion von Verbindungshalbleitern

m Rahmen des Vorhabens „MetalOrganic Chemical Vapour Deposition 4.2“ (MOCVD) wird die Erweiterung von MOCVD-Produktionssystemen um „Industrie 4.0“-Technologien erforscht. Zur Erläuterung: Die Metallorganische Chemische Gasphasenabscheidung ist eine Technologie, mit deren Max Hoffmann Hilfe ultradünne, einkristalline Schichten auf einen Halbleiter-Wafer aufgetragen werden. MOCVD ist das bedeutendste Verfahren zur Herstellung von III-V-Verbindungshalbleitern und kommt beispielsweise bei der Produktion von Transistoren zum Einsatz. Ziel des Vorhabens ist die „intelligente“ Vernetzung von MOCVD-Anlagen, die Nutzung von Softwaresystemen im Feld sowie eine Ingrid Isenhardt adaptive Prozesskontrolle in Verbindung mit dem Zurückspielen von Optimierungspotenzialen in den Prozess. Vor diesem Hintergrund werden unter anderem Use-Cases aus den Bereichen Predictive Quality sowie Predictive Maintenance beleuchtet. Predictive Quality Der Begriff „Predictive Quality“ beschreibt die frühzeitige Vorhersage von Qualitätskenngrößen. Diese Vorhersage erfolgt durch Modelle, die im Rahmen des Projekts durch Maschinelles Lernen realisiert werden. Zum Einsatz kommen dabei insbesondere Verfahren des Supervised Learning. Diese ermöglichen es, automatisiert Modelle zu erlernen, die den Zusammenhang zwischen Inputgrößen und dem vorherzusagenden Zielwert (der Qualität) abbilden. Im Kontext der Herstellung von Verbindungshalbleitern mittels MOCVD stellt die Konfiguration von Prozessparametern der Anlage ein konkretes Anwendungsszenario von Predictive Quality dar. Optimale Parameterwerte werden oftmals durch ein iteratives Vorgehen ermittelt, bei dem verschiedene Parameterwerte getestet und daraus resultierende Qualitätskennwerte untersucht werden. Ein vorab erlerntes Vorhersagemodell kann von Halbleiterherstellern dazu genutzt werden, die Prozessparameter entsprechend ihrer Anforderungen an das Endprodukt zu optimieren ohne zahlreiche Experimente durchzuführen. Eine besondere Herausforderung ist dabei, dass verschiedene Konfigurationen für die MOCVD-Anlagen angewandt werden können. Somit besteht eventuell ein Risiko darin, dass die erlernten Vorhersagemodelle beim Endanwender zu anderen, möglicherweise irreführenden Aussagen führen. Um dieser Herausforderung zu begegnen, werden im Forschungsprojekt Methoden

des Transfer Learnings erforscht. Hierbei wird zunächst ein künstliches neuronales Netz in einem Umfeld mit ausreichend vorhandenen Daten trainiert, etwa beim Anlagenhersteller. Das dabei erlernte Wissen wird anschließend in einer neuen, aber sehr ähnlichen Lernaufgabe wieder verwendet (beim Endanwender mit modifizierter Anlage), um mit einer deutlich erhöhten Dateneffizienz ein ausreichend gutes Vorhersagemodell zu erzielen. Predictive Maintenance Gegenstand von Predictive Maintenance ist die frühzeitige Vorhersage von Instandhaltungsfällen. Hierdurch können z. B. hohe Kosten durch unerwartete Maschinenausfälle vermieden werden, wenn Verschleißteile rechtzeitig ausgetauscht werden. Ähnlich wie bei Predictive Quality kommen auch hier Verfahren des Supervised Learning zum Einsatz. Ein konkreter Anwendungsfall für MOCVD-Anlagen ist zum Beispiel die intelligente Durchführung von Reinigungsprozeduren. Diese sollen nur dann erfolgen, wenn sie wirklich notwendig sind und nicht etwa nach jedem einzelnen Durchlauf. Um ein entsprechendes Vorhersagemodell zu erlernen, müssen allerdings ausreichend Beobachtungen vorliegen, für die klar gekennzeichnet ist, dass eine fehlende Reinigung zu negativen Konsequenzen geführt hat. Solche Vorfälle werden in der Praxis so gut es geht vermieden. Aus diesem Grund besteht die Herausforderung, dass Datensätze typischerweise nur sehr wenige Beobachtungen negativer Ereignisse enthalten. Im Projekt werden aktuell Verfahren des Unsupervised Learnings getestet. Diese durchsuchen Daten nach Strukturen und Mustern, um daraus Regelmäßigkeiten abzuleiten und Zustandsveränderungen beschreibbar zu machen. Im Gegensatz zum Supervised Learning kommen sie ohne vorab bekannte Zielwerte (z. B. Verschleiß) aus. Mittels Unsupervised Learning können daher zunächst keine konkreten Instandhaltungsfälle vorhergesagt, jedoch Anomalien erkannt werden.

MOCVD 4.2 Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) Projektträger: Jülich Laufzeit: 01/2019 - 12/2021 Kontakt: Dr.-Ing. Max Hoffmann, MBA max.hoffmann@ima-ifu.rwth-aachen.de

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Mensch Maschine Interaktion

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Die Zukunft der Pflege gemeinsam gestalten Projektvorhaben DigiKomp-Ambulant gestartet

Kick-Off : Projektteam im Sommer bei der Halbleiter-Test und Vertriebs-(HTV) GmbH.

ie Pflegebranche steht vor immensen Herausforderungen: Die Zunahme von Pflegebedürftigen, einem überdurchschnittlich hohen Krankenstand der Beschäftigten und einem zunehmenden Fachkräftemangel. Besonders Nadine Voßen schnell wird der Anteil der Personen über 65 Jahre bis Mitte der 2030er Jahre ansteigen, weshalb schon heute in vielen Einrichtungen und ambulanten Diensten nicht genügend Personal gefunden werden kann, um der großen Nachfrage nachzukommen. Über die Folgen des demografischen Wandels hinaus wirken sich auch körperliche und psychiDaniela Janßen sche Belastungen negativ auf die Arbeitsfähigkeit der Pflegenden aus und gefährden deren Beschäftigungsverbleib. Um die Zukunft der Versorgung in unterschiedlichen Pflegesettings in Deutschland zu sichern, sollen daher innovative technische Lösungen dazu beitragen, die Selbstständigkeit, Selbstbestimmung und Frank Hees die Lebensqualität von Pflegebedürftigen zu erhalten sowie Pflegefachkräfte bzw. Pflegefachpersonen ebenso wie pflegende Angehörige zu unterstützen.. Nutzerzentrierte Technikentwicklung für nachhaltigen Erfolg Das im Juli 2019 gestartete Projektvorhaben DigiKomp-Ambulant verfolgt daher das Ziel, die Anwender und die Entwickler von pflegeunterstützender Technik gleichermaßen einzubeziehen, um eine 34 | Mensch-Maschine-Interaktion

bedarfsgerechte Unterstützung ambulanter Pflege durch innovative Techniklösungen zu ermöglichen, die zu einer Entlastung der Pflegenden bei einer gleichzeitig qualitativ hochwertigen Pflegedienstleistung führt. Hierzu erfolgten bereits erste Befragungen, mittels denen der konkrete Praxisbedarf für einen potentiellen Technikeinsatz im Bereich Pflegebett erhoben wurde. In einem nutzerzentrierten Technikentwicklungsprozess ist das IfU insbesondere für die Bewertung der Technikakzeptanz und User Experience verantwortlich. Die Durchführung der dazugehörigen empirischen Studie ist für Mitte 2020 geplant. Befragt werden insbesondere Pflegekräfte und Pflegebedürftige, aber auch die Einschätzungen von Angehörigen und weiterer Mitarbeiter in Pflegeeinrichtungen werden berücksichtigt.

DigiKomp-Ambulant Förderinstitution: BMBF, cofinanziert über ESF Projektträger: Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Laufzeit: 07/2019 - 06/2022 Kontakt: Dipl.-Kff. Nadine Voßen nadine.vossen@ima-ifu.rwth-aachen.de www.digikomp-ambulant.de

Virtuelle Realität in der Gesundheitsversorgung Schlaganfall: Rehabilitation auf höchstem Technikniveau

edes Jahr erkranken mehr als eine Million EU-Bürger an einem Schlaganfall. Bis zu 30% davon sind von der Homonymen Hemianopsie, einem Komplex aus visuo-motorischen Defiziten, die mit einem halbseitigen Gesichtsfeldausfall Kathrin Hohlbaum einhergehen, betroffen. Vor dem Hintergrund des demografischen Wandels wird es bis 2035 in der EU und in den USA voraussichtlich einen Anstieg der Schlaganfallereignisse um bis zu 34% geben. Um alle Betroffenen adäquat zu versorgen, nehmen unter anderem sowohl der Einsatz nichtinvasiver Methoden der Neurostimulation Anas Abdelrazeq (z.B. die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS)) als auch die Umsetzung innovativer Ansätze mit Augmented/Virtual Reality (AR/VR) im Bereich der Rehabilitation stetig zu. An diesem Punkt setzt auch das EIT Health Projekt „Merging Augmented Reality and Neurostimulation to Improve Enacting (MARNIE)“ an. Durch eine Kombination dieser beiden Ingrid Isenhardt Ansätze entwickelt das IMA gemeinsam mit seinen Projektpartnern eine neue Art der Diagnostik und Therapie für die visuo-motorische Rehabilitation nach einer Hirnschädigung. Hierfür wurde im Laufe des Jahres eine Blickfeldmessung als

Die virtuelle Realität fördert die motorische Erholung nach einem Schlaganfall, wie etwa bei der virtuellen Moskitojagd.

Diagnostikinstrument in VR umgesetzt und eine virtuelle Spielumgebung für die Therapie entwickelt. Während die Patienten in der virtuellen Spielumgebung Moskitos suchen und fangen sollen, wird ihr Gehirn von einem nicht-invasiven Neurostimulationsgerät angeregt. Zeitgleich werden ihre Hand- und Blickbewegungen mit Hilfe von Handcontrollern und eines Eyetrackers aufgezeichnet und anschließend dem medizinischen Personal zur Verfügung gestellt. Insgesamt sollen durch dieses Setup die Motivation und Akzeptanz der Patienten gesteigert und gleichzeitig die Kosten und die Dauer der Therapie gesenkt werden. MARNIE Förderinstitution: EIT Health (Europäische Union) Projektpartner: Fondation Asile des aveugles (Schweiz) Universidad de Navarra (Spanien) Dropslab Technologies GmbH (Luxemburg) Laufzeit: 01/2019 - 06/2020 Kontakt: Kathrin Hohlbaum, M.Sc. kathrin.hohlbaum@ima-ifu.rwth-aachen.de Anas Abdelrazeq, Ing./M.Sc anas.abdelrazeq@ima-ifu.rwth-aachen.de

Mit der VR-Brille unterwegs in virtuellen Reha-Welten.

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MRT-Untersuchung: App nimmt die Angst Kinder spielerisch auf Krankenhaus-Situation vorbereiten

Untersuchung in der Röhre: Mit der App können sich Kinder zu Hause auf die ungewohnte Situation im Krankenhaus vorbereiten.

ine MRT-Untersuchung ist für Kinder und Eltern eine schwere Belastung. Zum einen ist da die Sorge vor einer Erkrankung, die noch nicht genau geklärt ist, zum anderen ist die Untersuchung selbst in einer engen, lauten Röhre nicht angenehm, Anas Abdelrazeq auch wenn die Untersuchung selbst nicht gefährlich ist. Das Projekt „Preparing Children at Home for MR Scanning/ a COSMOnautic Virtual Reality Fairy Tale (COSMO@Home) zielt darauf ab, eine App für Kinder zu entwickeln, mit der sie sich spielerisch zu Hause auf MRT-Untersuchungen vorbereiten können. Dadurch werden eine Sedierung und die Esther Borowski damit einhergehenden Risiken vermieden. Bis zum Projektende wird eine Verringerung der Sedierungsquote um 20% prognostiziert, was zu einer deutlichen Verkürzung der Krankenhauszeiten und -kosten führt. Darüberhinaus schafft es eine positive Gesundheitserfahrung bei den Kindern. Das Projekt baut auf dem neuartigen VorbeIngrid Isenhardt reitungsprotokoll COSMO auf, bei dem Kinder ab vier Jahren in eine kinderfreundliche und attraktive Geschichte eintauchen. Begleitet durch geschultes Krankenhauspersonal können Kinder somit ihre Ängste ablegen und erhalten nützliche Tipps, etwa warum alle metalischen Gegenstände draußen bleiben müssen. Die COSMO@Home App erweitert das COSMO-Protokoll: Kinder können sich mit Hilfe ihrer Eltern zu Hause auf die Untersuchung vorbereiten. Dadurch wird Personal eingespart. Mithilfe des Wissenspool der Projektpartner Philips Research, KU Leuven und RiSE wird so die bestmögliche Mixed-Reality-Erfahrung für die jungen Patienten entwickelt. Die COSMO@Home App greift stark auf die Konzepte der 36 | Mensch-Maschine-Interaktion

Gamifikation zurück und versucht, die Minispiele so interaktiv wie möglich zu gestalten. Jedes Minispiel konzentriert sich auf eine Reihe von Lernzielen und integriert sie in eine kinderfreundliche Erfahrung. Strenge Benutzertests COSMO@Home befasst sich nicht nur mit der Digitalisierung des COSMO-Protokolls, sondern schafft auch die notwendigen Bildungsinhalte für Kinder, ihre Eltern, Kinderärzte und Mitarbeiter der Radiologie. Durch Workshops mit allen relevanten Personengruppen wird in jeder Projektphase Benutzerfeedback gesammelt und in den Entwicklungslebenszyklus einbezogen. Erste Tests zeigen eine positive Nutzerakzeptanz: Die Lernziele konnten erfolgreich an die jungen Tester vermittelt werden. Während der geplanten Laufzeit widmet sich COSMO@Home dem Aufbau einer positiven Benutzererfahrung, um Kinder und Krankenhauspersonal angstfrei und mit geringem Aufwand auf den MRT-Scan vorzubereiten. COSMO@Home Förderinstitution: IMA der RWTH Aachen University, Philips Research, RiSE, KU Leuven Projektträger: Fondation Asile des aveugles (Schweiz) Universidad de Navarra (Spanien) Dropslab Technologies GmbH (Luxemburg) Laufzeit: 01/2019 - 12/2021 Kontakt: Anas Abdelrazeq Ing./M.Sc anas.abdelrazeq@ima-ifu.rwth-aachen.de www.cosmoathome.eu

Internet der Dinge Internet der Dinge

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Smart and the City Intelligente Mobilität hält Städte in Bewegung

M Thomas Otte

Ingrid Isenhardt

öglichst kurze Wege beim Wohnen, zum Einkaufen und wenn möglich auch noch zum Arbeitsplatz, Restaurants, Supermärkte, Theater, Ausbildungs- und Sportstätten in der Nähe – das zieht weltweit immer mehr Menschen in die Städte. Das bestätigen auch aktuelle Untersuchungen der europäischen Umweltagentur: Über 70% der europäischen Bevölkerung leben oder arbeiten im städtischen Raum. Daraus ergibt sich eine äußerst vielseitige Nachfrage nach städtischen Flächen verbunden mit ebenso vielseitigen Zielsetzungen: von der Schaffung von Wohn- oder Grünflächen bis zum Ausbau von Fußgängerwegen und Straßen.

Mehr Pakete bedeuten mehr Verkehr Die innerstädtischen Straßen sind ein zentraler Verkehrsträger für die Bewegung von Gütern in die Stadt herein bzw. aus dieser heraus beispielsweise für Paketdienstleister. Die Paketdienste sind zwar nur ein kleiner Teil des täglichen Chaos in den Städten, aber sie sind sehr sichtbar. Die Menschen bestellen gerne im Internet, wodurch Onlinehandel und Paketlieferung zunehmen. Da sich dies mitunter direkt auf die Lebensqualität für Anwohner und Besucher auswirkt, beschäftigt die „Smart Mobility“ sämtliche Entscheidungsträger in Politik und Verwaltung. Gefragt sind daher innovative Ansätze, um Personen und Güter zu bewegen - diese reichen von vernetzten Mobilitätsangeboten bis hin zu neuen Sharingkonzepten. Insgesamt führen diese Ansätze zu einer intelligenteren Fortbewegung mit weniger Staus und einer saubereren Luft. In der Folge erwachsen Handlungsbedarfe für die am städtischen Verkehrsnetz beteiligten Interessengruppen und Akteure, von denen jeder wiederum mit ganz unterschiedlichen Handlungsspielräumen ausgestattet ist: Diese können beispielsweise politisch (z.B. Informationsvermittlung an die Stadtbevölkerung; Ein- und Durchführung regulatorischer Rahmenbedingungen), wirtschaftlich (z.B. Preisbil-

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dung für Waren und Dienstleistungen; Einkaufsverhalten für Unternehmungen und Einzelpersonen) oder technologisch (z.B. datengetriebene Ableitung von profitablen Geschäftsprozessveränderungen; dynamische Tourenplanung; Optimierung von Kapazitäts- und Routenplanungen für Lieferfahrzeuge; Entwicklungen innovativer Zustelltechnologien für die letzte Meile) sein. Gerade diese letzte Meile, der Weg vom Paketzentrum zum Endkunden, erzeugt den größten Anteil der Kosten. Daten prägen die Mobilität der Zukunft Daher konzentriert sich ein Arbeitsschwerpunkt der Forschungsgruppe „Mobilität und Logistik“ auf technologische Lösungsansätze aus Sicht der „Daten- und Informationswelt“ hinter der städtischen Güterlogistik. Die daraus resultierenden Erkenntnisse sollen in Mehrwerte sowohl für die einzelnen Verkehrsteilnehmer, etwa durch Kosteneinsparungen, als auch für das Gesamtsystem bspw. in Form von Effizienzsteigerungen, überführt werden. Der Fokus liegt auf der Erforschung, Konzeption und Implementierung von technologischen Werkzeugen und Methoden sowie die anschließende, eingehende Analyse. Der besondere Reiz: Die Anwendungsfälle der Forschungs- und Entwicklungspartner sowie die damit in Verbindung stehenden Daten genauer zu untersuchen, um daraus Erkenntnisse für langfristige Mehrwerte zu gewinnen. Zur Abrundung der Prozesskette können diese Erkenntnisse in Systemen zur Entscheidungsunterstützung und damit ebenso langfristig in bestehende Geschäftsprozesse implementiert werden.

Smart Urban Freight Transport Forschungsgruppe: Mobilität & Logistik Kontakt: Thomas Otte, M.Sc. thomas.otte@ima-ifu.rwth-aachen.de

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Die Zukunft von „Made in Germany“ Das „Internet of Production“ an der RWTH Aachen University

D Max Hoffmann

Daniel Lütticke

Frank Hees

ie Exzellenz-Initiative an der RWTH Aachen University ist eines der größten und weitreichendsten Projekte, das die Aachener Universität derzeit zu bieten hat: Nach zwei erfolgreichen Phasen, die sich jeweils über sechs Jahre erstreckten, konnte die RWTH bereits vor Abschluss der zweiten Phase „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ nun auch ein drittes Mal den Wettbewerb mit anderen starken Universitäten für sich entscheiden. Mit dem Zukunftsprojekt „Internet of Production“ gewinnt die Aachener Hochschule nun abermals ein hochkarätiges Forschungsvorhaben, welches gemeinsam in einem interdisziplinären Verbund aus verschiedensten Instituten und Lehrstühlen durchgeführt wird. Die Vision ist hierbei keine geringere als den Erfolg des Internets, der das Privatleben und das gesellschaftliche Miteinander bereits in einer unnachahmlichen Weise revolutioniert hat, nun auf den Bereich der Produktion zu übertragen.

Treiber dieser industriellen Revolution sind die Megatrends unserer Zeit, wie das Maschinelle Lernen, die Künstliche Intelligenz und Industrial Big Data sowie der Trend zu einer umfassenden Vernetzung. Ingrid Isenhardt Das IMA nimmt bei der Realisierung des Vorhabens mittels dieser Technologien eine ganz entscheidende Rolle ein: Es begleitet im Rahmen des Projekts die vollständige Wertschöpfungskette der Daten aus der industriellen Produktion – von der Datenerfassung, über die Speicherung und Konsolidierung bis hin zur Auswertung und Interpretation. Gemeinsam mit weiteren Lehrstühlen aus dem Maschinenbau und der Informatik realisiert es einerseits eine allumfassende Lösung für die strukturierte Speicherung von Daten – den Data Lake – und nimmt des Weiteren Auswertungen der Informationen vor und interpretiert diese anhand erster Szenarien und Use Cases, insbesondere mit Verfahren des Maschinellen Lernens. Um alle diese Bereiche in geeigneter Weise abzudecken, gliedert sich das Exzellenzcluster „Internet of Production“ in verschiedene Bereiche auf, die zunächst einmal die Infrastruktur für ein derartiges Großvorhaben im Blick haben (CRD-A: Infrastructure), daneben jedoch ebenso die Erforschung von neuartigen Materialien anstreben (CRD-B1), Produktionstechnologien erforschen (CRD-B2), das 40 | Internet der Dinge

Produktionsmanagement weiterentwickeln (CRD-B3) sowie agile Produktentwicklung (CRD-C) und eine integrierte Anwendbarkeit der erforschten Innovationen realisieren (CRD-D). Das IMA ist dabei in vielen dieser Bereiche präsent, fokussiert jedoch insbesondere den Bereich der Infrastruktur (CRD-A) sowie die Erforschung von Verfahren des Maschinellen Lernens (CRD-B2). Im ersten Bereich werden Lösungen zur Schaffung eines Industrial Data Lake angestrebt, der jedwede Informationen von heterogenen Quellen konsolidieren kann. In letzterem Schwerpunkt werden Verfahren der Künstlichen Intelligenz dazu verwendet, die Bedeutung dieser gesammelten Informationen systematisch zu erforschen. Beide Schwerpunktthemen schlagen sich in der Etablierung sogenannter Expertengruppen nieder, in denen das IMA in leitendender Funktion tätig ist und hiermit tatkräftig dabei unterstützt, das „Internet of Production“ Realität werden zu lassen. Von Industrial Data Lakes zum digitalen Schatten Eine besondere Bedeutung kommt dabei der Schaffung des Data Lakes zu, der Entwicklung eines allumfassenden Datenspeichers, ohne den keine der angestrebten Arbeiten überhaupt realisiert wer den könnte. Dieser Data Lake liefert die Grundlagen für spätere Analysen und befindet sich momentan noch im Aufbau. Auf Basis

Abbildung 1: Data Lakes ermöglichen eine ganzheitliche Datenintegration aus unterschiedlichsten Datenquellen (eigene Darstellung)

erster Kooperationen mit anderen Forschungsinstitutionen konnten bereits erste Erfolge bei der generischen Integration von heterogenen Informationen realisiert werden. Das Konzept ist grob in Abbildung 1 dargestellt. Die verschiedenen Datenquellen, wie zum Beispiel Produktionsmaschinen oder aber ganze Fabriken, generieren unterschiedlichste Informationen. Sämtliche dieser relevanten Daten sollen in einfacher Art und Weise in einem zentralen Data Lake gespeichert werden, jedoch ohne dass Beziehungen zwischen den Daten sowie Zusatzinformationen dabei verloren gehen. Die Daten, die folglich im Data Lake abgelegt sind, bilden die realen Maschinen dabei idealerweise in Form eines sogenannten „Digitalen Schattens“ („Digital Shadow“)

ab. Die Expertise des IMA in diesem Bereich zeigt sich hierbei in der Führungsposition der dezidierten Expertengruppen der „Data Lake Expert Group“, der „Digital Shadow Enablers“ sowie der „Künstlichen Intelligenz / Artificial Intelligence Expert Group.“

(„Raw Data“) sowie durch Informationssysteme in der Produktion („Application Software“). Die Integration all dieser Daten und Informationen über eine Middleware ermöglicht es in der Folge, intelligente Entscheidungen auf Basis der gesammelten Informationen zu treffen bzw. den Entscheidern in der Produktion eine Unterstützung an die Hand zu geben (Decision Support – Smart Experts). Das IMA leitet in diesem Zusammenhang insbesondere die Methodenentwicklung, die der Ableitungen dieser smarten Entscheidungen zu Grunde liegen, und zwar durch eine Erforschung der Datenintegration (Data Integration), Datenmodellierung (Data Model), MetaHeuristiken (Meta Heuristics) und lernenden Algorithmen (Learning Algorithms). Sozio-technische Aspekte des „Internet of Production“

Abbildung 2: Digitale Schatten bilden eine virtuelle Repräsentation von realen Maschinen.

Wie in Abbildung 2 ersichtlich, ist die Ausprägung der digitalen Schatten (oben) auch von der Perspektive abhängig, aus der die Daten betrachtet werden. Dies ermöglicht alternative Sichten auf dieselben Informationen, z. B. um zu berücksichtigen, wer sich die Daten anschaut (beispielsweise ein Manager oder aber ein Instandhalter) oder zu welchem Zweck die Daten angeschaut werden (z.B. für das jährliche Reporting oder etwa, um aktuelle Fehler im Prozess zu identifizieren). Infrastruktur für die Produktion der Zukunft Das Konzept der digitalen Schatten und der digitalisierten Information ermöglicht es darüber hinaus, ganz neue Wertschöpfungsprozesse in der Produktion zu etablieren. Neben dem Wert der physischen Komponente kommt dem Wert der digitalen Information damit eine ganz neue Bedeutung zu, die sich vom Entwicklungszyklus (Development Cycle), über den Produktionszyklus (Production Cycle) bis hin zum Nutzerzyklus (User Cycle) erstreckt (siehe Abb. 3). Wie in der Darstellung skizziert, können mittlerweile nahezu sämtli-

Neben der technischen Betrachtungsweise werden im Rahmen des Exzellenzclusters jedoch ebenso sozio-technische Fragestellungen thematisiert. So beschäftigt sich der Bereich Integrierte Nutzung / Integrated Usage (CRD-D) explizit mit Akzeptanzfragestellungen des „Internet of Production“ bzw. allgemein mit Industrie 4.0. Im Zentrum der Beobachtungen steht dabei nicht nur die reine Akzeptanz der technischen Lösungen, sondern ebenso die Erforschung einer idealen Gestaltungsweise, um die angestrebten technischen Systeme mit einer höheren Effizienz zu verwenden. Dabei werden ebenso Geschäftsprozesse, die durch die vollständige vernetzte Fabrik der Zukunft ermöglicht werden, erforscht. Dieser letzte Aspekt unterstreicht somit noch einmal die Ganzheitlichkeit des Exzellenzprojektes hinsichtlich sämtlicher Bereiche, die das „Internet of Production“ revolutioniert. Das erste Jahr im Review Auf das erste Jahr dieses weitreichenden Projektes kann das IMA bereits mit einer Erfolgsstory zurückblicken. So konnten erste Produktionsmaschinen im Gießerei-Institut schon an eine prototypische Implementierung der Data Lake-Infrastruktur angeschlossen werden und Daten fließen bereits. Auf die Analysen, die auf Basis dieser Informationen und Daten durchgeführt werden, kann man bereits heute gespannt sein. To be continued …

Exzellenzcluster Fördergeber der Initiative ist die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), die im Rahmen sogenannter Exzellenzcluster zukunftsträchtige Großprojekte an elitären Universitäten fördert. Abbildung 3: Infrastruktur des „Internet of Production“.

che Aspekte der Wertschöpfungskette durch Informationen abgebildet werden, die auf allen Ebenen generiert werden, sowohl auf der Anwendungsebene, dargestellt durch die Rohdatengenerierung

Kontakt: Dipl.-Inform. Daniel Lütticke daniel.luetticke@ima-ifu.rwth-aachen.de

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Agile Entwicklung

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Lernen in und mit DigiQLabs Digitale Medienkompetenz bei Produktionsmitarbeiter*innen

D Nina Schiffeler

Valerie Varney

ie Auswirkungen der Digitalisierung sind für uns alle im Alltag spürbar. Auch in zahlreichen Branchen wie dem produzierenden Sektor ändern sich dadurch Lern- und Arbeitsprozesse, indem vermehrt digitale und virtuelle Technologien wie Virtual und Augmented Reality (VR/AR) eingesetzt werden. Eine Grundvoraussetzung zum effektiven und effizienten Einsatz in täglichen Arbeitsprozessen ist eine entsprechende Medienkompetenz bei Produktionsmitarbeiter*innen als Nutzer*innen dieser Technologien. Die Einführung neuer (digital-virtueller) Technologien stößt jedoch häufig auf Hemmnisse und fehlende Akzeptanz. Um dies zu verbessern, wurden im Rahmen des Projekts Digitale und virtuelle Lernkulturen in Organisationen des Produktionssektors (d:v:lop) sogenannte Medienwerkstätten, die DigiQLabs, konzipiert. Praxistest in der Medienwerkstatt der Garlock GmbH.

Daniela Janßen

Zirkeltraining für Medienwerkstätten

Die DigiQLabs ermöglichen arbeitsnahe berufliche Qualifizierungen und das Kennenlernen digitaler und virtueller Technologien durch spielerische Hands-On-Erlebnisse. Die DigiQLabs sind wie ein Zirkeltraining konzipiert. Sie bestehen aus fünf Stationen Ingrid Isenhardt ud führen die Produktionsmitarbeiter*innen schrittweise an digitale (Lern-)Medien und virtuelle Technologien heran. Diese fünf Stationen sind 1) ein analoger Peer Learning Space, 2) Online-Wissensmanagement, 3) eine AR-Kollaboration mittels Tablets, 4) eine AR-Instruktion mittels HoloLens und 5) eine (interaktive) VR-Umgebung. Exemplarisch umgesetzt wurden die DigiQLabs bei Daimler (Werk Bremen), Garlock und 3win Maschinenbau, den drei Erprobungspartnern des Projekts d:v:lop. Die DigiQLabs bestehen zum einen aus einem physischen Raum, der in den drei Unternehmen jeweils zur Pilot-Implementierung mit verschiedenen Technologien entlang der fünf Stationen eingerichtet wird. Der Aufbau und die Bereitstellung der Räume und Technologien allein reicht jedoch nicht aus. Deshalb ist ein dreistündiges Medienseminar wichtiger Bestandteil der DigiQLab, in dem die Stationen erklärt, die praktische Testung der Technologien und (Lern-) Methoden ermöglicht und die enthaltenen Technologien vor dem Hintergrund ihrer Handhabung sowie Nützlichkeit

für berufliche Lern- und Arbeitsprozesse mit den Teilnehmer*innen reflektiert werden. Durch dieses spielerisch und zugleich praktisch angelegte Konzept ist die Rückmeldung sehr positiv. Neben allgemeinem Feedback zum Umgang mit den Technologien können die Teilnehmer*innen ihre eigenen Ideen aktiv mit einbringen. Auf diese Weise werden die Inhalte kontinuierlich angepasst und für die eigene Arbeitsplatzumgebung optimiert.

d:v:lop Förderinstitution: BMBF Projektträger: Deutsches Zentrum für Luft-, und Raumfahrt (DLR) Laufzeit: 03/2017 - 02/2020 Kontakt: Nina Schiffeler M.A. nina.schiffeler@ima-ifu.rwth-aachen.de Dr. phil. Valerie Varney valerie.varney@ima-ifu.rwth-aachen.de www.dvlop.info

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Design Thinking in der Lehre Mit Kreativmethoden die Ziegelsteinherstellung in Afrika neu denken

esign Thinking ist mittlerweile mehr als nur ein kreativer Prozess. Was ursprünglich als Innovationsmethode für Produkte und Services in Stanford entwickelt wurde, avanciert heute zu einer ganz neuen Art, die MenDennis Fleischer schen in Bezug zur Arbeit zu sehen, das Konzept der Arbeit zu denken und zu hinterfragen, wie wir im 21. Jahrhundert leben, lernen und arbeiten wollen. Die Strahlkraft von Design Thinking besteht darin, neue und überraschende Formen der kreativen Zusammenarbeit zu ermöglichen. Auch am Cybernetics Lab hat sich diese Frank Hees Methode beispielsweise bei Innovation Days mit Student*innen oder in Workshops mit Wissenschaftler*innen unterschiedlichster Disziplinen bewährt. Denn Design Thinker schauen durch die Brille des Nutzers auf das Problem und begeben sich dadurch in die Rolle des Anwenders, um so ihre eingefahrenen Muster zu verlassen. Zudem wurde das Design Thinking am Lab erstmals im Sommersemester 2019 in die Lehrveranstaltung „Technikfolgenabschätzung und Technikgestaltung“ (TATG) integriert. Die Herausforderung lag dabei in der sprachlichen, lernkulturellen und disziplinären Heterogenität der Studenten*innen: Durch die Kreativmethode wurden das empathische Verstehen und praktische Gestalten gefördert. Design Thinking trifft IoGC Nach einer grundlegenden Einführung in die TATG wurden die Studenten*innen in interdisziplinäre Kleingruppen aufgeteilt. Diese sollten eine Problemstellung aus der „Ingenieure ohne Grenzen Challenge“ (IoGC) wählen. Seit 2013 führt das Cybernetics Lab zusammen mit „Ingenieure ohne Grenzen e.V.“ diesen Wettbewerb in verschiedenenen interdisziplinären Lehrveranstaltungen durch. Das Lehrkonzept IoGC aus dem Verbundprojekt „Exzellentes Lehren und Lernen“ (ELLI 2) integriert reale Problemstellungen der Entwicklungszusammenarbeit in die Lehre, wie beispielsweise die Entwicklung einer Bewässerungsanlage für Felder oder die Gestaltung gekühlter Lagerräume in Kenia. In diesem Jahr liegt der Themenschwerpunkt auf einem alternativen Verfahren zur Herstellung von Ziegelsteinen in Afrika, da in vielen ländlichen Gebieten nur wenig Holz verfügbar ist. Hierfür sollten die Student*innen entweder eine Steinpresse zur Ziegelherstellung auslegen, den Wassereinfluss auf die Ziegelsteine untersuchen oder ein Konzept für eine thermische Isolierung einer Wasserzisterne durch

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Steine entwickeln. Fortan durchliefen die Teams nun Woche für Woche mit ihrer Aufgabenstellung aufeinander aufbauende DesignThinking-Schritte. Die Nutzerbrille aufsetzen Gemäß dieser Methode konzentrierten sie sich auf Nutzerwünsche und -bedürfnisse sowie nutzerorientiertes Erfinden: Für wen wird die Lösung entwickelt? Welche Bedürfnisse, Hobbies, kulturelle Hintergründe und Herausforderungen gilt es zu berücksichtigen? Mit Hilfe dieser sogenannten Persona, die die Studenten*innen aus Internetrecherchen und Diskussionen entwickelten, gaben sie dem Nutzer ein Gesicht und konnten im nächsten Schritt die exakte Problemstellung und seine Rahmenbedingungen definieren, für die im Laufe der kommenden Wochen eine Lösung gefunden werden sollte. Dann ging es zur Ideenfindung: Nutzerwünsche und -bedürfnisse vor Augen wurden im nächsten Schritt alle Ideen durch ein Brainstorming in Teamarbeit gesammelt. Diese wurden anschließend in einer How-Now-Wow-Matrix einsortiert, um die innovativsten Ideen zu identifizieren oder Lösungskonzepte miteinander zu verbinden. In den darauffolgenden beiden Seminarwochen war kreatives Geschick gefragt: Die Gruppen bastelten kleine Modelle ihrer Lösungen. Diese diskutierten sie dann in der Testphase mit einem regionalen Vertreter von „Ingenieure ohne Grenzen e.V.“ hinsichtlich Funktionalität und Originalität. Dabei war der reflektierende Blick auf die Persona und die zu Prozessbeginn definierten Bedarfe wichtig. Schließlich präsentierten alle Teams ihren Entwicklungsprozess und das Ergebnis vor der Gesamtgruppe. Mit einem Design-Thinking-Experten reflektierten sie die Methode hinsichtlich ihrer Übertragbarkeit auf den Berufsalltag. Noch einmal zurück zur Ingenieure ohne Grenzen Challenge: Höhepunkt dieses Wettbewerbs ist am 4. Februar 2020 die gemeinsame Abschlussveranstaltung mit allen inzwischen ca. 350 Teilnehmer*innen von neun Fach- und Hochschulen in der Warsteiner Music Hall in Dortmund: Alle Teams pitchen ihre Lösungen bevor ein Siegerteam gekürt wird. Die besten Ideen aus dieser Veranstaltung werden dann von den „Ingenieuren ohne Grenzen“ im Zielland auf ihre Umsetzbarkeit hin überprüft.

Kontakt: Dr. rer. nat. Frank Hees hees.office@ima-ifu.rwth-aachen.de

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Wissensmanagement

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Ein Spaziergang durch das Urban Lab Factory im Stadtteil Rothe Erde.

Urbane Produktion interdisziplinär gestalten Made in Aachen: Intelligente Stadtentwicklung für mehr Lebensqualität

Thomas Otte

Frank Hees

Ingrid Isenhardt

ieben Expertisen für eine nachhaltige Entwicklung urbaner Produktion sind im Rahmen des Projektes „Made in Aachen (MIA)“ entstanden. Zielgruppe sind primär Unternehmen und Kommunen, denen die Expertisen als Hilfestellung für Standortentscheidungen und zur Stadtentwicklung dienen. Darüber hinaus sollen die Leitfäden als Verstetigungsinstrument den fachlichen Transfer der Projektergebnisse in urbane Räume sichern. Denn durch neuartige Formen der „Produktion in der Stadt“ erhofft man sich in Zukunft die weitere Durchmischung von Wohn-, Geschäfts- und Gewerbebereichen. Das ist Kern des Projektes „Made in Aachen (MIA)“. Es hat zwischen 2016 und 2019 für ausgewählte Gebiete in Aachen gezeigt, dass ein Zusammenleben von Wohnen und Gewerbe in der Innenstadt gelingen kann – vorausgesetzt, alle Beteiligten sind sich über mögliche Wechselwirkungen bewusst und arbeiten aktiv an einer stadtverträglichen Zusammenführung der verschiedenen Interessen.

Urban Lab Factory: Vom Neben- zum Miteinander Wie etwa im Aachener Stadtteil Rothe Erde. Das Viertel kennen viele Aachener eher von der Durchfahrt denn vom Anhalten. In dem einstigen Arbeiterviertel mit Hütten- und Stahlwerken ist trotz der rund 60 ansässigen Kleinbetriebe gefühlt wenig passiert, nachdem Groß48 | Wissensmanagement

arbeitgeber Philips 2004 seine Lichtröhren- und Lampenproduktion nach Osteuropa verlagerte. Doch nun fallen ein Spielplatz, Nahversorger, eine moderne Bushaltestelle, ein Kreditinstitut und breite Bürgersteige rund um die Barbara-Kirche mitten in diesem „Urban Factory Lab“ ins Blickfeld. Mit einem Handlungsplan wird versucht, den Stadtteil attraktiver für die Bewohner zu gestalten und Unternehmen anzusiedeln. Die Produktionsstätte des neuen e.Go war das erste Großinvest seit Jahren. Das Elektroauto wird in Rothe Erde in Serie produziert. „Die Produktion wird sauber“, sagt Gesa Horn vom IMA, Leiterin des Forschungsprojekts „Made in Aachen“ (MIA). „Moderne Produktionsanlagen haben Solarpanele statt Schornsteine auf dem Dach.“ Führungen durch Rothe Erde Um Bürgern Einblicke in eine der modernsten Produktionen in Aachen zu geben, entwickelten federführend die Projektpartner des Werkzeugmaschinenlabor (WZL) das Urban Factory Lab und führten dazu im Frühjahr 2019 durch Rothe Erde. Ergänzend setzte das IMA den virtuellen Demonstrator www.demonstrator.mia-projekt.de um. Mit einem interdisziplinären Team aus Ingenieuren, Psychologen, Stadtplanern, Wirtschaftsgeografen und Kommunikationswissenschaftlern der RWTH Aachen University sowie der Wirtschaftsförderung der Stadt Aachen wurde ein eigenes Konzept entwickelt, um potenzielle Konflikte zwischen Produktion und Quartier transparent zu machen, mögliche Befürchtungen der beteiligten Akteure auszuräumen und Lösungen basierend auf intelligenten Technologien aufzuzeigen: Als zentrale Maßnahmen für ein stadtverträgliches Miteinander wurden die Partizipation (im Sinne von Mitgestaltung), die Demonstration (das Vorführen von Wechselwirkungen und geeig-

neten Lösungsansätzen) und die Kommunikation aller Beteiligten definiert. Um die Akteure an den Forschungsarbeiten zu beteiligen, diskutierten Vertreter aus den Kommunen, der Wirtschaft, der Politik und der Bevölkerung bei drei Zukunftswerkstätten miteinander: Während der Auftaktveranstaltung „Urbane Fabrik – Wie sieht die Produktionsstätte der Zukunft aus?“ wurde der Standort zukünftiger Produktionsstätten hinterfragt. In einer zweiten Veranstaltung „Produktion & Nachbarschaft – Welche Nutzungsmischungen und Synergien sind denkbar?“ wurden Wechselwirkungen der Produktionsstätte mit der direkten Umgebung adressiert. Die Veranstaltungsreihe schloss mit dem Themenschwerpunkt „Infrastruktur & Mobilität – Welche Ansprüche stellen urbane Produktion und Stadt aneinander?“ab. Ein Ergebnis: Neben dem gezielten Einsatz urbaner Produktion auf revitalisierten oder leerstehenden Flächen ist ein intelligentes Flächenmanagement notwendig. Dabei ist es essentiell, gemeinsam Ressourcen zu nutzen und Kooperationen zu fördern. Die Transparenz eines Unternehmens und sein soziales Engagement erhöhen zudem seine Akzeptanz bei den Anwohnern. Die Kommunikation erweitern Expertisen für die Stadtentwicklung

Um Kommunen und Unternehmen noch stärker ins Gespräch zu bringen, wurden schließlich die MIA Open Days organisiert. Neben der Projektvorstellung mit Erfahrungsberichten und Diskussionsrunde gab es einen Marktplatz mit urban produzierten Produkten. Zur MIA-Abschlusskonferenz wurden die Projektergebnisse anderen Wissenschaftler*innen aus dem Bereich der Urbanen Produktion aufbereitet: Weiterer Dialog ist nötig, um das geduldete Miteinander weiter in Richtung eines nachhaltigen, produktiven Miteinanders zu wandeln. Es herrscht besonderer Handlungsbedarf zur Auflösung der „Black Box“ Unternehmen für die städtische Öffentlichkeit und kommunale Entscheidungsträger. In diesem Zuge sind entsprechende Anreize zu entwickeln und aufzuzeigen, die den Grundstein für eine derart zukunftsorientierte Kollaboration zwischen allen beteiligten Akteuren legen.

Made in Aachen (MIA) Förderinstitution: BMBF Projektträger: DLR Laufzeit: 08/2016 - 07/2019 Kontakt: Thomas Otte, M.Sc. thomas.otte@ima-ifu.rwth-aachen.de www.mia-projekt.de

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Nachhaltige Wasserstoffspeicher Ein Bewertungs- und Auslegungsinstrument für nachhaltige Druckbehälter

lternative Antriebskonzepte, wie beispielsweise WasserstoffBrennstoffzellen, spielen bei der von der Bundesregierung geforderten und geförderten Energiewende im Verkehrssektor eine zentrale Rolle. Mit dem Fokus Jan Bitter auf die Serienfertigung nachhaltiger Faserverbund-Druckbehälter (FVK) zur wirtschaftlichen Wasserstoffspeicherung sind etablierte Herstellungsverfahren aufgrund hoher Zykluszeiten (Nass-Wickelverfahren) oder unzureichenden mechanischen Eigenschaften (Flechtverfahren) jedoch nur eingeschränkt geeignet. Das innovative MulFrank Hees tifilament-Wickelverfahren (MFW) bietet hier eine vielversprechende Alternative, mit der eine Vielzahl von Faserrovings gleichzeitig verarbeitet und dadurch eine niedrigere Taktzeit sowie bessere mechanische Eigenschaften ermöglicht werden können. Aufgrund der Marktneuheit fehlen jedoch bislang Kennwerte, Modelle und Instrumente zur Bewertung und technischen Auslegung nachhaltiger FVK-Druckbehälter.

weitere Entwicklung eines wirtschaftlich-technischen Auslegungsinstruments ein: Dieses soll einerseits die technischen Wirkzusammenhänge und Maschinenparameter als Berechnungsgrundlage nutzen und andererseits die systemische Analyse und Bewertung wirtschaftlicher sowie nachhaltigkeitsbezogener Faktoren ermöglichen. Über einen im MFW-Verfahren hergestellten Bauteil-Demonstrator wird die Systemtauglichkeit nachgewiesen. Letztlich werden KMU-spezifische Geschäftsmodelle entwickelt, die den Transfer der Forschungsergebnisse in die Wirtschaft ermöglichen.

Nachhaltige Serienfertigung An dieser Stelle setzt das Projekt How2MultiWind an, um die wirtschaftliche und nachhaltige Herstellung von FVK-Druckbehältern – insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) – zu sichern. Das IfU arbeitet seit Januar 2019 gemeinsam mit dem Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University daran, das innovative Multifilament-Wickelverfahren für eine wirtschaftlich und sozial-ökologisch nachhaltige Fertigung von FaserverbundDruckbehältern anwendbar zu machen. Hierzu werden Kennwerte, Modelle und Instrumente zur Nachhaltigkeitsbewertung und technischen Auslegung benötigt, die beide Institute während der zweijährigen Projektlaufzeit entwickeln.

Erste Erfolge und nächste Schritte In Zusammenarbeit mit Industriepartnern wurden in der ersten Projekthälfte Anforderungen an nachhaltige FVK-Druckbehälter, den MFW-Prozessen sowie ein Nachhaltigkeitsbewertungs- und Auslegungsinstrument definiert. Mithilfe von Vorversuchen konnten außerdem fertigungstechnische Rahmenbedingungen und prozessuale Wirkzusammenhänge abgeleitet werden. Auf dieser Basis sowie existierenden Indikatoren wurde daraufhin ein erstes Nachhaltigkeitsbewertungs- und Auslegungsmodell entwickelt. Diese Zwischenergebnisse fließen nun im zweiten Projektjahr in die 50 | Wissensmanagement

Smarte Textilien in der vernetzten Produktion.

How2MultiWind Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) aus Mitteln der Energieforschung Projektträger: Arbeitskreis industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) Laufzeit: 01/2019 - 12/2020 Kontakt: Jan Bitter, M.Sc. jan.bitter@ima-ifu.rwth-aachen.de www.how2multiwind.de

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Mit CHEFIN Chefin werden Ein Online-Tool zur Bestärkung junger Frauen im MINT-Bereich

on insgesamt 26 Vorstandsmitgliedern in der Geschichte der Deutschen Bahn ist Sabina Jeschke, ehemalige Institutsdirektorin am Cybernetics Lab, die dritte Frau. In anderen deutschen Vorstandsetagen sieht es ähnlich Johanna Werz aus: Nach einem Bericht der Allbright Stiftung von 2019 sind gerade einmal 9% der Vorstände deutscher Börsenunternehmen weiblich.103 von 160 Unternehmen haben keine einzige Frau im Vorstand. Tatsächlich ist dieser Zustand in der Mathematik, Informatik, in den Naturwissenschaften und der Technik (MINT) besonders ausgeprägt. Ingrid Isenhardt Die „leaky pipeline“, die undichte Rohrleitung, die auf dem Weg in die Führungsriege Frauen zu einem sehr viel stärkeren Maße verliert als Männer, tropft immer noch massiv. Der Übergang vom Studium in den Beruf und die ersten Berufsjahre können dabei eine besondere Herausforderung darstellen. Obwohl sie viel Kraft und Nerven in ihr Studium gesteckt haben, entscheiden sich im MINT-Bereich signifikant mehr Frauen als Männer dafür, die Branche oder gar den Beruf zu wechseln. Der Weg in die Führungsriege endet dann schon, bevor er überhaupt begonnen hat. Hier anzusetzen, junge Frauen auf ihrem Karriereweg zu stärken und ihnen wertvolle Tipps zu vermitteln, ist das Ziel des Projekts „Chancengerechte Entwicklung von Frauenkarrieren im MINT-Bereich“ (CHEFIN). In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt entwickelt das IMA gemeinsam mit dem Zentrum für Hochschulbildung (zhb) der TU Dortmund ein Online-Tool. Dieses bestärkt die Nutzer*innen in Form eines Empfehlungssystems basierend auf ihrem bisherigen Karriereweg, schlägt ihnen mögliche nächste Schritte vor und bietet weiterführende Information an. Die Stärke von CHEFIN: Der Methodenmix In den letzten beiden Jahren ging es zunächst darum, die Grundlage des Tools zu schaffen: Die Partner aus Dortmund führten qualitative Fokusgruppen und Einzelinterviews mit erfolgreichen Frauen im MINT-Bereich sowie eine quantitative Umfrage unter berufstätigen Frauen und Männern durch. Das IMA der RWTH Aachen University widmete sich einer Data Science-Analyse von 100.000 OnlineLebensläufen. Nach einer aufwändigen Daten-Aufbereitung, dem sogenannten Preprocessing, analysierten wir die Lebensläufe mit verschiedenen Machine Learning-Methoden auf Karrieremuster

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und karriereförderliche oder -hinderliche Faktoren. Im Vergleich zu maschinellen Daten sind von Menschen generierte Daten, wie z.B. Onlinelebensläufe, sehr viel kontextspezifischer und dazu häufig lückenhaft. Eine enorme Herausforderung in der automatisierten Analyse: In einem Lebenslauf kann „Senior Executive“ sowohl den Vorstand eines Großkonzerns wie auch eine Zuständigkeit für drei Angestellte in einer Agentur bezeichnen. Hinzu kommt, dass der öffentliche Kontext von Onlinelebensläufen dazu anleitet, ja geradezu dazu ausgelegt ist, sich selbst besonders positiv darzustellen – vielleicht sogar ein bisschen zu übertreiben. Der besondere Vorteil des Studiendesigns bei CHEFIN besteht deshalb in der Kombination der drei Methoden. So können Nachteile der Lebenslaufanalysen,sowie Lücken und Kontextprobleme durch die Ergebnisse aus den qualitativen Interviews ergänzt werden. Individuelle Hinweise und Zitate veranschaulichen die Tipps im Tool. Gleichzeitig erhöht der quantitative Ansatz die Glaubwürdigkeit und ermöglicht es, die in den anderen Untersuchungen aufgestellte These zu validieren. Die Ergebnisse aller Studien und Untersuchungen sind nun in das CHEFIN-Tool eingeflossen und fließen fortlaufend ein. Ein Online-Tool zur Bestärkung junger Frauen Für das Tool wurden über 100 karriereförderliche Maßnahmen sowie Do´s und Dont´s im Berufsalltag formuliert. Diese werden, je nach Eingabe, übersichtlich in sechs Kategorien – beispielsweise „nächste Schritte“, „Überwindung von Hürden“ oder „Vereinbarkeit“ dargestellt. Darüber hinaus berücksichtigt das Tool individuelle Besonderheiten, wie Abschlüsse oder Berufserfahrung der Nutzer*innen. Seit Oktober ist eine erste Version des Tools online, die aktuell intern getestet wird. Im Januar steht die Veröffentlichung einer beta-Version an, der finale Release ist für Juni 2020 geplant. Wer Interesse hat, wird auf der Webseite (www.chefin.pro) sowie in den sozialen Medien über Instagram auf dem Laufenden gehalten. Ab Januar freuen wir uns sehr über beta-Tester*innen. Bei der Veröffentlichung des Tools arbeiten wir mit fortlaufenden Tests sowohl an der Usability, also der Handhabung und Nutzung, als auch an einer inhaltlichen Weiterentwicklung. Was finden junge Frauen hilfreich, welche Funktionalitäten wünschen sie sich noch vom Tool? Ab Januar finden dann Multiplikator*innen-Workshops in Aachen, Dortmund und Berlin statt. Thema ist die Einbindung des Tools in Beratungs- und Coachingprozesse und seine Verbreitung.

Karriere-Coaching mit CHEFIN: Das Onlinetool schlägt Frauen die nächsten individuell abgestimmten, beruflichen Schritte vor.

Interdisziplinär Ergebnisse nutzbar machen Projekt CHEFIN Neben der Methodenvielfalt, mit der wir uns dem Thema „Chancengerechte Entwicklung von Frauenkarrieren im MINT-Bereich“ angenähert haben, hat auch die interdisziplinäre Umsetzung des Projekts Leuchtturmcharakter. So werden die gesellschaftswissenschaftlichen Erkenntnisse der durchgeführten Studien nicht nur in wissenschaftlichen Veröffentlichungen für die akademische Gemeinschaft bereitgestellt, sondern mit computerwissenschaftlicher Unterstützung aufbereitet und in dem Tool verarbeitet. Als nächster Entwicklungsschritt soll das Tool mittels Verfahren künstlicher Intelligenz die Rückmeldung von Nutzer*innen automatisiert verarbeiten und so besonders hilfreiche Tipps bevorzugt anzeigen. So nutzen die Ergebnisse direkt denjenigen, für die sie gedacht sind: jungen Frauen aus dem MINT-Bereich, die vielleicht – vielleicht aber auch noch nicht – mit einer Karriere in der Führungsetage liebäugeln. Und vielleicht schaffen wir es dadurch, einen Teil der undichten (Karriere-)Rohrleitungen für einige Frauen zu stopfen.

Förderinstitution: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Projektträger DLR Bonn Laufzeit: 10/2017 - 09/2020 Save the date: Zur Projektabschlussveranstaltung am 10. Juli 2020 in Dortmund laden wir alle Interessierten herzlich ein. Kontakt: Johanna M. Werz, M.Sc. johanna.werz@ima-ifu.rwth-aachen.de

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Hannover-Messe

REload Konferenz Bergheim

SchaefďŹ&#x201A;er Hausmesse Herzogenaurach

LogiMAT Stuttgart

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Das Cybernetics Lab als Messegast LogiMAT: Internationale Fachmesse für Intralogistik

emeinsam mit der Torwegge Intralogistics GmbH & Co. KG und der Pilz GmbH & Co. KG präsentierte das IfU im Februar eine konzeptuelle Weiterentwicklung der mobilen Roboterplattform TORsten auf der Logimat in Stuttgart. Bei der internationalen Fachmesse für Intralogistik-Lösungen und Prozessmanagement wurde ein Konzept vorgestellt, das es ermöglicht, TORsten auf komplexe Anwendungsfälle modular zu erweitern. Im Vordergrund des Messeszenarios stand die mobile Manipulation bei der zwei TORsten kooperierend Kommissionieraufgaben in kleinem Maßstab durchführten. Der Blickfang der Messe war „ManipulaTORsten“. Dieser Roboter ist eine Verheiratung von TORsten mit dem industriellen Roboterarm PRBT aus dem Hause Pilz und erweitert TORsten‘s Flexibilität von drei auf neun Achsen, sodass ManipulaTORsten selbstständig Kisten aus einem Regal greifen und ausliefern kann.

Die Weltleitmesse der Industrie

uch auf der Hannover-Messe im April war das IMA wieder einmal mit einem Demonstrator vertreten: Präsentierte der Aachener Lehrstuhl bei den vergangenen Messen verteilte intelligente Systeme sowie Szenarien der selbstlernenden Robotik, war das Stichwort in diesem Jahr „Industrial Big Data“. Die Demonstration umfasste dabei einen anschaulichen Prozess, über den die Integration von heterogenen Datenquellen, wie zum Beispiel Maschinen, Sensoren, aber auch 3 D-Drucker, in einen einheitlichen Datenspeicher erläutert wurde. Dieser Datenfluss sollte den Besuchern einfach, jedoch spannend vermitteln, wie man in einer Fabrik kontinuierlich Daten gewinnen und diese für die Optimierung nutzen kann. Dr. Max Hoffmann begleitete den Messeauftritt mit einem Industrial Big Data-Vortrag, der einige Gäste zusätzlich an den NRW-Gemeinschaftsstand locken konnte.

Kontakt: Dr.-Ing. Max Hoffmann MBA max.hoffmann@ima-ifu.rwth-aachen.de

Schaeffler Hausmesse 2019

uf Einladung des global tätigen Automobilzulieferers Schaeffler in Herzogenaurach stellte das Cybernetics Lab stellvertretend für das gesamte Exzellenzcluster „Internet of Production“ seinen Big Data Demonstrator am 26. Juni 2019 auf der Schaeffler Hausmesse aus. Einen Tag lang konnten sich die Firmenmitarbeiter*innen über die aktuellen Herausforderungen der Digitalisierung in der Industrie informieren und den Forscherblick auf die vollvernetze Produktion der Zukunft einnehmen. Dabei konnten zahlreiche Problemstellungen aus dem Alltag eines großen Produktionsunternehmens identifiziert und die Notwendigkeit weiterer Forschungsarbeiten des IoP und des Cybernetics Lab zu den Themen KI und Industrie 4.0 aufgezeigt werden, auch um international weiterhin erfolgreich mithalten zu können. Dabei wurden nochmals wichtige Impulse gesammelt, um die Bedarfe der Anwender in die Forschungstätigkeiten zu integrieren.

Kontakt: Christoph Henke, M.Sc. christoph.henke@ima-ifu.rwthaachen.de

REload Konferenz im Rhein-Erft-Kreis

ie Wirtschaftsförderung Rhein-Erft lud das Cybernetics Lab zur dritten REload Innovationskonferenz am 14. Mai 2019 nach Bergheim ein. Denn zum Leitthema „Automatisierung / KI als Innovationstreiber?!“ konnten auch die Aachener Experten mit Impulsvorträgen beitragen, wie etwa Daniel Lütticke, Forschungsgruppenleiter „Produktionstechnik“, der den über 100 Teilnehmer*innen aus Industrie und Handwerk Impulse und Einblicke in die Möglichkeiten künstlicher Intelligenz in der industriellen Anwendung gab. Darüber hinaus berichteten die Wissenschaftler über Projektideen, die die Teilnehmer des 1. Hackathons „Digitales Handwerk Rhein-Erft“ unter Anleitung des Cybernetics Labs im Februar 2019 in Schloss Pfaffendorf in Bergheim entwickelt haben. Daran schlossen sich äußerst konstruktive Diskussionen an, wie Digitalisierung und Künstliche Intelligenz in sämtliche Bereiche des wirtschaftlichen Lebens in der Braunkohleregion Rhein-Erft integriert werden können.

Kontakt: Dipl. Inform. Daniel Lütticke daniel.luetticke@ima-ifu.rwth-aachen.de

Veranstaltungen | 55

Unter Tage, über Tage: Die zielgerichtete Wissenschaftskommunikation erproben die TNTM-Teilnehmer*innen bei der Exkursion in die Rammelsberg Mine.

Talk Nerdy to Me

Die eigene Forschung effektiv präsentieren und kommunizieren

alk Nerdy to Me“(TNTM) hieß es auch wieder in diesem Jahr während des zweitägigen ScienceCommunication Workshops in Rammelsberg bei Goslar. Im Rahmen eines interaktiven Formats haben sich IMA die EIT RawMaterials Academy und die TU Clausthal zur Lea Daling Aufgabe gemacht, die zielgerichtete wissenschaftliche Kommunikation von jungen Wissenschaftler*innen zu fördern. In dem zweitägigen Workshop im Juni lernten die Nachwuchswissenschaftler*innen, ihre Forschung effektiv zu kommunizieren und verschiedenen Zielgruppen zu präAnas Abdelrazeq sentieren, beispielsweise politischen Entscheidungsträgern, Förderinstitutionen, Gleichgesinnten aus der Wissenschaft und privaten Geldgebern – und damit auch Zielgruppen aus der Wirtschaft. Das Format von TNTM ist eine Mischung aus gemeinsamen Sessions im Plenum und interaktiven Breakout-Sitzungen in kleineren Fokusgruppen. Sie wurden von Hans Westerhof, Business Coach und Programmmanager am europäischen Institut für Innovation und Technologie, sowie weiteren IMA-Moderatoren geleitet, um Tipps und Tools zu wichtigen Präsentationsfähigkeiten ihrer Zielgruppe zu vermitteln.

56 | Veranstaltungen

Während der Breakout-Sitzungen wird der Interaktion mit Peers in den Kleingruppen große Bedeutung beigemessen. Dabei lernen die Teilnehmer*innen, die Kommunikationsinstrumente aus den Plenumssessions auf ihre eigene Forschung anzuwenden und haben die Möglichkeit, das Gelernte direkt in die Tat umzusetzen. Zentrales Ergebnis ist dabei ein zielgruppenadaptierter Pitch der eigenen Forschung, sowohl im Rahmen einer Präsentation, wie auch in kreativeren Formaten, z.B. eines selbst erstellten Scribble-Videos. Während des Events treffen die Teilnehmer*innen auch auf andere ambitionierte Forscher*innen und Studenten*innen, die an EIT-RawMaterials Upscaling-Projekten, EIT-Label-Programmen und anderen EIT-Raw Materials-Partnerorganisationen forschen, die alle Themenbereiche entlang der Rohstoff-Wertschöpfungskette abdecken. Die Veranstaltung ist eine hervorragende Plattform, um das eigene Forschungsnetzwerk zu erweitern. Wir freuen uns schon heute darauf, wenn es auch im Jahr 2020 wieder heißt „Talk Nerdy to Me!“

Kontakt: Lea Daling; M.Sc. lea.daling@ima-ifu.rwth-aachen.de

IfU-Potenzialanalyse goes Belgium Ostbelgische Vize-Ministerin besucht das Lab

ie Potenzialanalyse für Achtklässler bietet den ersten landesweiten Schritt im Berufsorientierungskonzept „Kein Abschluss ohne Anschluss – Übergang Schule Beruf in NordrheinWestfalen“. Auch im benachbarten Ausland stößt das Konzept zur besseren Berufswahl Sarah Güsken seit einiger Zeit auf großes Interesse: vom 18. bis 22. Februar 2019 fand die IfU-Potenzialanalyse als Pilotprojekt mit Schüler*innen des Königlichen Athenäums Eupen statt. Im Zuge dessen verschafften sich Vize-Ministerin Isabelle Weykmans und Bildungsminister Harald Mollers vom Ministerium der Deutschsprachigen Gemeinschaft Ostbelgien selbst einen Eindruck von der Maßnahme und tüftelten mit den Achtklässler*innen aus Eupen an Rescue-Robotern in unserer Forschungshalle.

Kontakt: Sarah Güsken, M.Sc. sarah.güsken@ima-ifu.rwth-aachen.de Kreative Ideen durch Basteln mit Lego: Die beiden ostbelgischen Minister probieren es aus.

Innovation Day in Aachen und ganz Europa Kreative Lösungen für Gesundheitsfragen entwickeln

n einem einzigen Tag mit Student* innen aller Fachbereiche in multidisziplinären Teams zusammenarbeiten, um mittels Design Thinking innovative und kreative Lösungen für Gesundheitsfragen entwickeln? Im Oktober 2019 fand zum zweiten Mal der EIT Health Innovation Day in Lea Daling Aachen statt. Insgesamt wurden im Herbst 2019 quer durch Europa verteilt 31 Innovation Days ausgerichtet. Alleine über 40 internationale Student*innen nahmen am diesjährigen Innovation Day in Aachen teil. In dem eintägigen Workshop wurden mit Hilfe der Design Thinking-MethoAnas Abdelrazeq de in gemischten Teams spannende und innovative Lösungen für zwei verschiedene „Challenges“ entwickelt. Dabei wurden sie von Coaches und Gästen aus verschiedensten Unternehmen begleitet, beispielsweise vom jungen Aachener StartUp Medical Magnesium GmbH. Am Ende des Tages kürte eine Jury aus Vertreter*innen der Unternehmen, des Start-Ups und von EIT Health die beste Idee: Ein smarter Sensor, der über den Tagesverlauf Daten über das visuelle Verhalten von Kindern sammelt, um frühzeitig Kurzsichtigkeit erkennen und diagnostizieren zu können. Das Team „Mini-Beanie“ wird zum Finale

nach Paris reisen, um sich weiteren Herausforderungen zu stellen. Zwei weitere Teams wurden mit Preisen für ihre kreativen Ideen zur frühen Intervention bei leichten Formen von Depression gekürt.

Design Thinker vor dem Aachener Technologiezentrum: Wer hat die innovativste Idee?

Kontakt: Lea Daling, M.Sc. lea.daling@ima-ifu.rwth-aachen.de

Veranstaltungen | 57

MINT-Tagung zu „Engineering Diversity“ im Super C Heterogenität: Vorteile und Chancen für Ingenieur*innen

iversity – also die Unterschiedlichkeit der Beschäftigten eines Unternehmens – spielt im Arbeitsleben eine immer größere Rolle. Wie schaut es bei den Ingenieur*innen mit dem Thema Vielfalt aus? Dem VDI, der RWTH Aachen University und der Stiftung Mercator ist die chancengerechte Nachwuchsförderung in den Ingenieurwissenschaften ein wichtiges Anliegen. Daher beleuchteten sie während ihrer Tagung „Engineering Diversity – Vielfalt als Mehrwert gestalten“ am 14. Mai 2019 in Aachen die Vielfalt in der Ingenieurausbildung in sämtlichen Facetten. Vielfalt ist Mehrwert. Im Rahmen der Veranstaltung wurde diskutiert, wie Heterogenität zu tragfähigeren Ergebnissen führt und wie dafür notwendige Rahmenbedingungen gestaltet werden können. Dazu wurden innovative Projekte, kreative Ideen, gewinnbringende Lehr- und Lernformate u.v.m. vorgestellt, die die Anzahl der Studienanfänger, den Studienerfolg Studierender diverser Herkunft und somit die Chancengerechtigkeit in Lehre und Forschung fördern. Zentral ist der Ansatz, Heterogenität als Vorteil und Chance zu betrachten. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Diversity-Dimensionen sozialer und ethnischer Herkunft sowie Ausbildung/Disziplinarität, ist aber nicht auf diese begrenzt. Die Veranstaltung sollte allen Teilnehmenden Anregungen und Anstöße geben, Ideen und Konzepte für die eigene Hochschule zu entwickeln.

Prof. Dr. Ingrid Isenhardt und VDI-Direktor Ralph Appel diskutierten über Diversity in Forschung und Wissenschaft.

Kontakt: Dr. phil. Valerie Varney valerie.varney@ima-ifu.rwth-aachen.de

Wissenschaftsjahr 2019

Im Kinosaal: Forschergespräch mit Grundschülern zur Künstlichen Intelligenz

ie hören Roboter? Können Roboter tanzen? Habt ihr schon Roboter gebaut und wenn ja, wie viele? Kannst Du mal ein paar “informatische“ Wörter sagen? Den neugierigen Fragen der Viertklässler aus der Städt. Kath. Grundschule Passstraße haben sich unsere Forscher Dr. Christian Kohlschein und Christoph Henke zum Auftakt des Wissenschaftsjahres 2019 zur „Künstlichen Intelligenz“ an einem ungewöhnlichen Ort gestellt: Im Cineplex Aachen. Dort schauten sich die Grundschüler im Rahmen der SchulKinoWochen zuerst den Animationsfilm „Wall E – der Letzte räumt die Erde auf“ an und konnten anschließend die Experten vom Cybernetics Lab zu Robotik und Künstlicher Intelligenz befragen. Alexa, Siri, Apps für die Viertklässler Umgangssprache, allerdings verbunden mit ganz vielen Fragen zu Google oder ob man mit echtem Geld im Internet bezahlt. Das Filmprogramm zum Wissenschaftsjahr gibt Kindern Denkanstöße zu den elementaren Fragen des 21. Jahrhunderts und macht sie bekannt mit einigen denkenden Maschinen, die in der Filmgeschichte unvergessen bleiben.

Kontakt: Christoph Henke M. Sc. christoph.henke@ima-ifu.rwth-aachen.de www.wissenschaftsjahr.de Den Forschern machte der Unterricht im Kinosaal sichtlich Spaß.

58 | Veranstaltungen

Ab in die Unterwasserwelt: „Findet Robo“

Inda-Gymnasium siegt beim neunten Wettbewerb im Schülerlabor RoboScope

n diesem Jahr tauchten die Schülerteams in eine Unterwasserwelt ein und mussten mit ihren selbst konstruierten Robotern verschiedene Aufgaben meistern, um ihren Freund „Robo“ wiederzufinden. Am 28. Juni 2019 traten zehn Teams aus dem Raum Aachen, Düren und Bonn in der Halle des RoboScope gegeneinander an und stellten ihr Können unter Beweis. Auf dem Spielfeld mussten die Roboter den Weg durch ein Quallenfeld finden, „walisch“ sprechen, den Pelikan Niels befreien und Robo im Containerhafen finden. Anschließend wurden Konstruktion und Programmierung von Student*innen aus den Fachrichtungen Maschinenbau und Informatik auf Herz und Nieren geprüft und bewertet. Zu guter Letzt präsentierten die Teams ihre Leistung vor einer Jury, bestehend aus Dr. Pia Benmoussa (RoboScope), Theo Brauers (ANTalive e.V.) und Daria Adenaw (Regina e.V.). Die je fünf-minütigen Präsentationen steckten voller Ideen und Liebe zum Detail. Den Gesamtsieg sicherte sich 2019 das Team des Inda Gymnasiums. Der Wettbewerb wird vom Cybernetics Lab in Zusammenarbeit mit ANTalive e.V. durchgeführt, um das Interesse von Schüler*innen für die Robotik zu fördern. Wer nicht bis zum nächsten Wettbewerb 2020 warten möchte, kann unser Schülerlabor besuchen und an den vielfältigen Angeboten teilnehmen.

Kontakt: Dr. rer. nat. Pia Benmoussa pia.benmoussa@ima-ifu.rwth-aachen.de Nemo goes Lego.

www.roboscope.de

Trocken durch die Unterwasserwelt im Schülerlabor: Auf der Suche nach Robo mussten die Schüler*innen mit ihren Robotern verschiedene Hindernisse auf dem Spielfeld überwinden.

Veranstaltungen | 59

60 |

Auszeichnungen

Personalführung am Lab ganz „Famos“ Ingrid Isenhardt und Frank Hees für Familienfreundlichkeit ausgezeichnet

ür eine zukunftsorientierte Förderung von Hochschulangehörigen ist eine familiengerechte Personalführung wichtig – wieder einmal verlieh der Familienservice der RWTH Aachen University daher den Preis „FAMOS für FAMILIE“. Er geht an Führungspersönlichkeiten der Hochschule, die sich besonders für familienfreundliche Arbeitsbedingungen einsetzen in diesem Jahr an unser Leitungsduo Ingrid Isenhardt und Frank Hees.

Bei FAMOS sind vor allem die Mitarbeiter*innen gefragt: Sie können zu Beginn eines Jahres ihre Vorgesetzte oder ihren Vorgesetzten für den Preis vorschlagen. Die Gewinner werden von einer Jury ausgewählt, die sich aus Vertreter*innen des Rektorats, Gleichstellungsbüros, Integration Team, Familienservice und der beiden Personalräte zusammensetzt.

IFOY-Finalisten im Härtetest Das IfU auf der CeMAT in Hannover

ns Finale um den IFOY AWARD 2019 ging im Frühjahr auch das Cybernetics Lab als Forschungspartner der Torwegge GmbH & Co. KG. Nominiert in der Kategorie „AGV & Intralogistics Robot“ war Torwegge mit dem Fahrzeug TORsten, bei dem das Christoph Henke IfU die Software zur Navigation, die Roboterbahnplanung sowie die Kommunikation zwischen den mobilen Robotersystemen entwickelt und implementiert hat. Für das diesjährige IFOY-Szenario wurde das selbst navigierende fahrerlose Transportsystem mit einem Manipulator der Pilz GmbH & Co. KG ausgestattet, wodurch er zu dem mobilen PickRoboter namens MANIPULA-TORsten wurde, der ortsungebunden einsetzbar ist. Ein integriertes induktives Ladesystem erhöht zusätzlich die Verfügbarkeit des Systems. Nun musste sich der erweiterte MANIPULA-TORsten in der Kategorie „Automated Guided Vehicles & Intralogistics Robot“ gegen die Systeme der Jungheinrich AG und Still GmbH behaupten. Eine März-Woche lang wurde gehoben, gefahren, gemessen, gelagert und in den Jurysitzungen diskutiert. Austragungsort des Wettbewerbs war das Messegelände des IFOY-

Partners CeMAT Deutsche Messe in Hannover. Die 29 Juroren hatten für den siebten Durchlauf des weltweiten Intralogistikwettbewerbs 15 Lösungen und Geräte in sechs Kategorien nominiert und nach einem dreiteiligen Audit über die Sieger Ende April in der Wiener Hofburg abgestimmt. Am Ende musste sich das IfU-Entwicklungsteam nur mit einem hauchdünnen Rückstand dem Team der Still GmbH geschlagen geben und erreichte einen fantastischen zweiten Platz.

Kontakt: Christoph Henke, M.Sc. christoph.henke@ima-ifu.rwth-aachen.de

Auszeichnungen | 61

Fünf Dissertationen am Cybernetics Lab

Wir gratulieren: Fünf Doktorhüte am Cybernetics Lab Müller-Abdelrazeq, Schönitz, Ennen, Chehadeh und Plumanns von Kollegen gefeiert

urz vor Redaktionsschluss dürfen wir fünf Promovenden noch zu ihren erfolgreichen Promotionsprüfungen am 11.,12. und 19. November gratulieren. Phillip Ennen beschäftigte sich in seiner Dissertation mit „Industrial Reinforcement Learning with Stabilizing Gradients“, Sebastian Schönitz setzte sich mit „Tailoring Individual Algorithms for On-Line Problems“, Mohammad Chehadeh mit „A Mathematical Self-Optimizing Task Distribution System for Hybrid Teams in Assembly Cells“ auseinander, und Sarah Müller Abdelrazeq hat sich auf das „Triadische Phasenmodell des Zusammenspiels von Einstellungssubjekt, -objekt und -kontext bei der industriellen Mensch-Roboter-Interaktion“ spezialisiert. Last but not least: Lana Plumanns forschte zur „Digitalen Transformation auf dem Shopfloor“. Nachdem Philipp Ennen, Sarah Müller Abdelrazeq, Sebastian Schönitz, Mohammad Chehadeh und Lana Plumanns den Prüfungsmarathon aus Vorträgen und mündlichen Prüfungen (oder treffender: die Verteidigung ihrer Dissertationsschrift) hinter sich gebracht hatten, wurde die nächste Stufe ihrer Unikarrieren von ihren Institutskollegen mit den inzwischen obligatorisch selbstgebastelten Doktorhüten gefeiert!

62 | Dissertationen

Dissertation von Alexia Fenollar Solvay

Synchromodales Güterverkehrsmodell für eine kooperative Transportplanung

er steigende Güterverkehrsbedarf, die infrastrukturelle Sättigung des Verkehrssystems und Alexia Solvay deren Auswirkungen auf die Gesellschaft und den Klimawandel sind relevante Faktoren, die signalisieren, dass die Verwirklichung eines nachhaltigeren, umweltfreundlicheren und effizienteren Verkehrssystems in Europa angegangen werden muss. Die zukünftige Abwicklung wird stark von der Informationsrevolution beeinflusst, die von der Entwicklung fortschrittlicher Kommunikationstechnologien angetrieben wird. Der Austausch von Informationen in Echtzeit ermöglicht die Integ-

ration aller relevanten Akteure im gesamten Logistiknetzwerk und eröffnet somit neue Geschäftsmöglichkeiten, wie etwa die unternehmensübergreifende Zusammenarbeit im Transportwesen, die einen flexiblen Wechsel zwischen verschiedenen Verkehrsmitteln und Verkehrsunternehmen ermöglicht. Diese Arbeit stellt ein intermodales Güterverkehrsnetzmodell vor, das die Planung und Simulation von synchronisierten Transportdiensten ermöglicht. Diese Arbeit leistet auf zwei Arten einen Beitrag auf dem Gebiet des synchromodalen Transports: Zum einen wird eine Modellumgebung zur Berechnung der generierten Transportkosten und der Umweltauswirkungen des Transports erstellt. Zum anderen werden drei verschiedene Optimierungsansätze für eine optimale Routenführung und Zuordnung von Transportaufträgen

vorgeschlagen, die jeweils von einer lokalen und einer globalen Perspektive aus betrachtet werden. Der Vorteil flexibler und integrierter Transportdienstleistungen wird durch die Evaluation verschiedener Testszenarios aufgezeigt, um die Logistikdienstleister zu ermutigen, synchromodale Transportdienstleistungen anzubieten und gemeinsame taktische Entscheidungen hinsichtlich der Planung von Güterverkehrswegen zu treffen.

Kontakt: Dr.-Ing. Alexia Solvay alexia.solvay@umlaut.com

Dissertation von Thomas Thiele

Modellierung thematischer Nähe in Organisationen durch Machine Learning

omplexe Problemstellungen nicht nur als disziplinäre Fragestellung zu begreifen, sondern Thomas Thiele über Fachgrenzen hinaus Lösungen zu entwickeln, erweist sich nicht nur als Trend, sondern auch als Notwendigkeit. Die Identifikation geeigneter Kooperationspartner und die Suche nach gemeinsamen Themen ist jedoch oftmals zeitaufwändig: Einerseits, weil die Erfassung der Themen vielfach die Präsenz der zukünftigen Partner erfordert, andererseits, weil die Themen einer Organisation oftmals durch eine Vielzahl an Publikationen dokumentiert

werden, welche zunächst durch den Menschen verarbeitet werden müssen. In der vorliegenden Arbeit wird daher ein System konzeptioniert und entwickelt, welches die Modellierung thematischer Nähe in Organisationen durch einen Machine Learning Ansatz erlaubt. Grundlage hierfür sind textuelle Daten, aus denen zunächst mittels eines generativen Verfahrens inhärente Themen extrahiert werden. Danach werden diese einem diskriminierenden Verfahren unterzogen, welches ein Matchmaking zwischen Themen unterschiedlicher organisationaler Entitäten ableitet. Die durch diese Verfahrenskette generierten Ergebnisse werden dann für den Nutzer in Form eines graphenbasierten Ansatzes visualisiert, es entsteht eine Landkarte verknüpfter Themen

auf Basis eines automatisierten Prozesses. Dieser wird am Beispiel eines der Exzellenzcluster an der RWTH Aachen University erprobt und evaluiert. Im Anschluss wird diskutiert, entlang welcher Dimensionen eine Übertragbarkeit und Erweiterung des Ansatzes möglich ist.

Kontakt: Dr. -Ing. Thomas Thiele thomas.t.thiele@deutschebahn.com

Dissertatiionen | 63

Dissertation von Christian Kohlschein Automatische Verarbeitung von Spontansprachinterviews des Aachener Aphasie Tests mittels Verfahren des maschinellen Lernens

ine Aphasie ist eine erworbene Sprachstörung, die nach einer Läsion der an der SprachverarbeiChristian Kohlschein tung beteiligten Hirnareale auftreten kann und alle sprachlichen Modalitäten umfasst. Die Betroffenen haben unter anderem Wortfindungsstörungen, Schwierigkeiten beim Lesen und Schreiben sowie bei der Benennung von Gegenständen. Um Auskunft über Ausmaß und Umfang der Schädigung zu erhalten, gibt es weltweit verschiedene Testverfahren. Während im angloamerikanischen Raum u.a. die Boston Diagnostic Aphasia Exami-

nation genutzt wird, gilt in Deutschland der Aachener Aphasie Test (AAT) als Goldstandard. Einstiegspunkt in den AAT ist ein semistandardisiertes Interview mit dem Patienten, genannt Spontansprachtest, welches durch einen Untersucher durchgeführt wird. Das Interview ermöglicht es, die spontansprachlichen Fähigkeiten des Patienten auf sechs verschiedenen Beschreibungsebenen zu bewerten. Im Anschluss an den AAT wird das Interview in einem zeitaufwändigen Verfahren durch den Untersucher transkribiert und ausgewertet. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Erforschung der Automatisierung dieses Prozesses. In der Arbeit werden dazu Algorithmen aus den Domänen des Maschinellen Lernens und der Computerlinguistik untersucht und in einem

flankierenden automatischen Unterstützungssystem für den Untersucher, genannt autoAAT, verordnet. Insbesondere fokussiert die Arbeit Herausforderungen in den Bereichen automatische Sprechertrennung, Spracherkennung und Analyse. Anhand der Systemarchitektur des autoAAT und seiner Verortung im Informationsmanagement werden alle drei vorgenannten Bereiche in der Arbeit durch Komponenten adressiert und Lösungen erarbeitet.

Kontakt: Dr.-Ing. Christian Kohlschein christian.kohlschein@umlaut.com

Neue Mitarbeiter*innen Chrismarie Enslin

Dennis Fleischer

MCom Mathematical Statistics

M.Sc. Wirtschaftsingenieurwesen Fachrichtung Maschinenbau

Seit Januar

Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Cybernetics Lab in

Seit Oktober

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Cybernetics Lab in der

2019

der Forschungsgruppe „Digital Production Technologie“

2019

Forschungsgruppe „Wirtschafts- und Sozialkybernetik“

2014 - 2018

Statistische Analytikerin und Datenwissenschaftlerin bei

2019

Studentische Hilfskraft am Cybernetics Lab

der Capitec Bank Südafrika 2017 - 2019 2010 - 2018

Studium der Versicherungsmathematik und mathemati-

Masterstudium Wirtschaftsingenieurwesen Fachrichtung Maschinenbau an der RWTH Aachen University

sche Statistik an der Stellenbosch University Südafrika 2012 - 2014

Bachelorstudium Wirtschaftsingenieurwesen Fachrichtung Maschinenbau an der RWTH Aachen University

64 | Neue Mitarbeiter

Matthias Hansen

Francesco Huber

M.Sc. Informatik

Auszubildender zum Fachinformatiker für Systemintegration

Seit Mai 2019

Wissenschaflticher Mitarbeiter am Cybernetics Lab in der Forschungsgruppe

Seit August 2019

Auszubildender am Cybernetics Lab IMA & IfU zum FIS (Fachinformatiker für Systemintegration)

„Digital Production Technologie“ 2011 – 2019 2018 - 2018

Abitur am Gymnasium in Würselen

Werkstudent Agile Softwareentwicklung bei der Gothaer Systems GmbH

2015 - 2016

Studentische Hilfskraft am Lehrstuhl für Informatik 9 der

Atul Mohan

RWTH Aachen University

M.Sc. Software System Engineering 2013 - 2019

Studium der Informatik an der RWTH Aachen University

Robert Jungnickel Dipl.-Wirt.-Ing.

Seit Januar 2019

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Cybernetics Lab in der Forschungsgruppe „Digital Transformation in Work Research“

2015 - 2018

Masterstudium Software System Engineering an der RWTH Aachen University

Seit Juni 2019

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Cybernetics Lab in der Forschungsgruppe „Digital Learning Environments“

2012 - 2015

Software Entwickler bei Tata Consultancy Services Ltd. Indien

2015 - 2019

Doktorand Volkswagen Group China, Future Center Asia

2012 - 2013

Bachelor of Management CDHAW an der Tongji University Shanghai

Mihaela Nikolic 2009 - 2014

Auszubildende zur Kauffrau für Büromanagement

Diplom-Wirtschaftsingenieur (FH) Westsächsische Hochschule Zwickau

2004 - 2009

Staatlich geprüfter Elektrotechniker DAA-Technikum

2000 - 2004

Mechatroniker Salzgitter Mannesmann Rohr Sachsen GmbH

Seit September 2019

Auszubildende zur Kauffrau für Büromanagement amCybernetics Lab

2016 - 2019

Mitarbeiterin im Cineplex Aachen

2017 - 2018

Mitarbeiterin bei der Deutschen Post AG

2016 - 2017

Abitur am Abendgymnasium in Aachen

2005 - 2013

St. Ursula Gymnasium

Neue Mitarbeiter | 65

Seit Juni 2019

2018 - 2019

Emma Pabich

Michael Rath

M.Sc. Computational Engineering Science

M.Sc. Computational Engineering

Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Cybernetics Lab in der Forschungsgruppe „Mobile Robotik“

Studentische Hilfskraft am Cybernetics Lab

Seit September 2019

2011 - 2019

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Cybernetics Lab in der Forschungsgruppe „Digital Production Technology“

Berechnungsingenieur bei der EDAG Engineering GmbH in Stuttgart, Köln und Yokohama

2016 - 2019

Masterstudium Compuational Engineering Science an der RWTH Aachen University

2011 - 2014

Masterstudium Computational Engineering an der Technischen Universität in Darmstadt

2012 - 2016

Bachelorstudium Computational Engineering Science an der RWTH Aachen University

2008 - 2010

Bachelorstudium in Physik an der Philipps Universität in Marburg

Kunal Pal

Leon Senster

M.Sc. Communications Engineering

Auszubildender zum Mathematisch-technischen Softwareentwickler

Seit Januar

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Cybernetics Lab in

Seit September

2019

der Forschungsgruppe „Digital Transformation in Work

2019

Auszubildender zum Mathematisch-technischen Softwareentwickler am Cybernetics Lab

Research“

2017 - 2018

Wissenschaftliche Hilfskraft am Cybernatics Lab

2016 - 2018

Masterstudium Communications Engineering an der RWTH Aachen University

2011 - 2015

Bachelorstudium Electronics and Telecommunications Engineering” von Jadavpur University, Kolkata, Indien

66 | Neue Mitarbeiter

2016 - 2019

Abitur am Berufskolleg in Alsdorf

2010 - 2016

Europaschule Herzogenrath

Bildnachweise Titelbild: RWTH Aachen University S. 9 © Sebastian Stiehm S.10 ff: © Peter Winandy, RWTH Aachen University S.13: © Center for Data Analytics S.21: © AZO GmbH + Co. KG S.23:© ika S.28 ff: © ITA Academy GmbH 2018 S.36: © Philips S.39: © Stadt Aachen S.40 ff: © Exzellenzcluster „Internet of Production“, RWTH Aachen University S. 61: © Lachmann

Bildnachweise | 67

Herausgeber Cybernetics Lab der RWTH Aachen University Kommissarischer Direktor: Prof. Dr. Ing. Christian Hopmann 1. Stellvertreterin: Prof. Dr. phil. Ingrid Isenhardt 2. Stellvertreter: Dr. rer. nat. Frank Hees DennewartstraĂ&#x;e 27 D-52068 Aachen Telefon + 49 (0) 2 41 - 80 911 00 Telefax + 49 (0) 2 41 - 80 911 22 E-Mail: socialmedia@ima-ifu.rwth-aachen.de Internet: www.cyberneticslab.de Redaktion Nicole NeliĂ&#x;en, M.A. Layout Pia Scholz Ausgabe Dezember 2019 Bundesrepublik Deutschland ISSN: 2191-1924

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