Die besten Bachelor- und Masterabschlussarbeiten erhielten während der Graduierungsfeier den KARL-KOLLE-Preis im Werk 2.
Immer im Frühjahr werden die besten Bachelor- und Masterarbeiten sowie hochschulisches und soziales Engagement im Studium während der Graduierungsfeier an der Fakultät Ingenieurwissenschaften ausgezeichnet. In diesem Jahr erhielten am 13. April 2024 bei der feierlichen Zeremonie im Werk 2 sechs Absolventinnen und Absolventen den KARL-KOLLE-Preis.
KARL-KOLLE-Preis | Bachelorarbeit
Tom Sobotta | Energie-, Gebäude- und Umwelttechnik (kooperativ)
Jonas Waselau | Maschinenbau
Julian Thomas Ziegler | Elektrotechnik und Informationstechnik (kooperativ)
KARL-KOLLE-Preis | Masterarbeit
Gabriel Kahlmeyer | Maschinenbau
Dominic Elias Taraba | Elektrotechnik und Informationstechnik
Sebastian Walther | Elektrotechnik und Informationstechnik
Die Förderpreise in Höhe von je 500 Euro für Bachelorarbeiten und je 1.000 Euro für Masterarbeiten überreichte in Abwesenheit von Kuratoriumsvorsitzender Prof. Winfried Pinninghoff der Dekan von der KARL-KOLLE-Stiftung.
Die prämierten Abschlussarbeiten
Tom Sobotta | Bachelorarbeit Energie-, Gebäude- und Umwelttechnik
„Inbetriebnahme eines Versuchsstands zu Untersuchung eines Latentwärmespeicher-Einzelrohrs“
Die Bachelorarbeit fasst die Grundlagen der thermischen Energiespeicherung, den Stand der Wissenschaft zu den Einzelrohr- Latentwärmespeichern und der Inbetriebnahme eines gleichartigen Versuchsstands zusammen.
Ziel der Anlage ist die Bereitstellung von Prozessdampf für industrielle Anwendungen. Latentwärmespeicher haben das Potential überschüssige Wärme zu speichern und die Wärme auf Bedarf wieder freizugeben. Sie können demnach volatile erneuerbare Energien oder unterschiedliche Energieangebote in Industrieprozessen an die Wärmenachfrage anpassen.
Die Abschlussarbeit betrachtet in diesem Kontext den Aufbau eines einzigartigen Versuchsstands, um erstmals Teillastbetrieb bzw. Teilentladung der Wärmespeicher experimentell zu untersuchen und numerische Tools zu validieren. Die Tätigkeiten von Tom Sobotta waren letzte theoretische Planungsschritte, sowie praktische Montageschritte, die Inbetriebnahme, sowie Generierung erster Messergebnisse am Versuchsstand.
In Kooperation mit dem deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Stuttgart entstand diese Arbeit im Rahmen eines Promotionsvorhabens.
Jonas Waselau | Bachelorarbeit Maschinenbau
„Entwicklung eines werkzeuglosen Schnellverstellungsmechanismus für Arbeitswerkzeuge der mechanischen Unkrautregulierung“
Die Bachelorarbeit von Jonas Waselau liegt im Themenbereich der Agrartechnik. Politische Entscheidungen, wie beispielsweise Verbote von selektiven Herbiziden sowie Veränderungen durch den Klimawandel und damit einhergehende Trockenperioden, haben in der Landwirtschaft zu weitreichendem Umdenken geführt. Insbesondere der Bereich der Hackmaschinen hat dabei in den vergangenen Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Das Ziel der Hacktechnik ist die Beseitigung von Unkräutern in reihenweisen angebauten Kulturen, wodurch ein ungestörtes Wachstum der Nutzpflanze ermöglicht wird. Ziel der Arbeit war es, einen Mechanismus zu entwickeln, welcher die Breiteneinstellung der Hackmesser an der Hackmaschine ermöglicht. Damit wird gewährleistet, dass die Position und somit die Arbeitsbreite der Arbeitswerkzeuge immer optimal an das aktuelle Pflanzenwachstum angepasst ist und dadurch eine maximale Effizienz erreicht wird. Durch die Anwendung der Prinzipien des methodischen Konstruierens wurde ein Mechanismus entwickelt, welcher eine werkzeuglose Schnellverstellung der Arbeitswerkzeuge ermöglicht.
Julian Thomas Ziegler | Bachelorarbeit Elektrotechnik und Informationstechnik
„Towards detecting planar projections of a priori known 3d object candidates by means of reinforcement learning“
Die Bachelorarbeit von Absolvent Julian Thomas Ziegler entstand am Laboratory for Biosignal Processing (LaBP) in Leipzig. Betreuender Professor war Prof. Dr.-Ing. Mirco Fuchs, wissenschaftlicher Leiter des LaBP und Prodekan für Forschung an der Fakultät Ingenieurwissenschaften.
Hauptziel der Abschlussarbeit ist die Erprobung eines neuartigen Ansatzes zur Objekterkennung, in der die Methode des Reinforcement Learnings genutzt wird. Aus visuellen Informationen (Projektionsbildern) sollen bekannte Objekte identifiziert und deren genaue Position bestimmt werden. Dieses Ziel modellierte Absolvent Ziegler in einem Markov-Entscheidungsproblem (MDP), ein mathematisches Modell der Interaktion zwischen einem Agenten und seiner Umgebung. Neben der Konzeption und Implementierung des MDP, forschte Ziegler an der Implementierung und Feinjustierung des Agenten. Ziegler untersuchte eine Reihe von CNN (Faltendes Neuronales Netz)-Architekturen sowie verschiedene Trainingsmethoden, unter anderem einen neuartigen Ansatz, den er selbst DualLR nennt. Beim DualLR-Verfahren werden verschiedene Teile des Netzes unterschiedlich stark von Lernschritt zu Lernschritt optimiert.
Bei der Auswertung der Ergebnisse zeigte sich ein hoher Performancezuwachs dank der Nutzung des DualLR-Verfahrens. Zusätzlich konnten Aussagen zu der Anwendbarkeit der CNN-Architekturen getroffen werden.
Die in Julian Thomas Zieglers Arbeit gewonnen Kenntnisse werden in anderen Projekten des LaBP eingesetzt und in naher Zukunft im Rahmen eines Papers publiziert.
Gabriel Kahlmeyer | Masterarbeit Maschinenbau
„Konzeption und Entwicklung eines strukturellen elektrischen Energiespeichers für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt“
Die Masterarbeit wurde von Prof. Dr.-Ing. habil. Robert Böhm und M.Sc. Davood Peyrow Hedayati betreut. Die Themenstellung stammt aus der Forschung zu multifunktionalen Verbundmaterialien mit Energiespeicherungsfunktion.
Als grundlegendes Ziel liegt die Massenreduktion von Luftfahrzeugen zugrunde. Mittels einer zu erarbeitenden Energieeffizienz können hierfür zukünftig auch alternative Energiequellen eingesetzt werden. Die Masterarbeit von Gabriel Kahlmeyer beabsichtigt gezielt den Einsatz eines strukturellen elektrischen Energiespeichers in einer Drohne. Hierfür wird aktuell an verschiedenen multifunktionalen Energiespeicherungssystemen geforscht. Diese Energiespeicher verknüpfen strukturelle Eigenschaften mit elektrochemischen.
In der Abschlussarbeit hat Kahlmeyer zunächst einen geeigneten strukturellen Energiespeicher ermittelt und weiterhin anhand eines ausgewählten Anwendungsfalles nachgewiesen, inwiefern sich die Flugzeit einer Drohne nach aktuellem Stand der Forschung verringern würde, wenn der Energiebedarf vollständig über einen strukturellen Superkondensator bereitgestellt wird. Um ein aussagekräftiges, vergleichbares und reproduzierbares Ergebnis zu generieren, nutzte Gabriel Kahlmeyer numerische Simulationen und technische Berechnungen, mittels derer wiederum Aussagen über die zu erwartende Flugzeit getroffen werden können. Des Weiteren erarbeitete Kahlmeyer ein neuartiges Vorgehen zur Voraussage der Beeinflussung elektrochemischer Eigenschaften durch strukturelle Einwirkungen. Die hierfür erarbeitete Simulation basiert auf der multiphysikalisch angewendeten Finite-Elemente-Methode und ist mit Image Processing verknüpft. Im Rahmen des Image Processings entwickelte Kahlmeyer unter anderem einen Python-Algorithmus.
Die Ergebnisse sind unter anderem in der wissenschaftlichen Veröffentlichung: „Numerical Simulation of the One-Way Mechanical-Electrochemical Coupling in Structural Supercapacitors“ publiziert, an welcher Gabriel Kahlmeyer als Co-Autor mitgewirkt hat.
Die Masterarbeit ist auf dem Publikationsserver der HTWK veröffentlicht: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:l189-qucosa2-874754
Aktuell arbeitet Gabriel Kahlmeyer als CAE-Berechnungsingenieur in der Industrie.
Dominic Elias Taraba | Masterarbeit Elektrotechnik und Informationstechnik
„Umsetzung und Validierung von Modellen für die taktische Planung im Kontext des automatisierten Fahrens“
Während der letzten Jahre hat das automatisierte Fahren (AD) zunehmend an Bedeutung in Wissenschaft und Industrie gewonnen. Das Verständnis der jeweiligen Situation im Straßenverkehr ist Grundvoraussetzung, um kollisionsfreie, komfortable und regelkonforme Manöver auszuführen. Ein explizites, mit Wissen angereichertes Modell ist für den Entscheidungsprozess in AD-Systemen notwendig, um robuste, sichere und nachvollziehbare Manöver planen und ausführen zu können. Das Ziel der Manöverplanung ist eine Sequenz von jenen sicheren und regelkonformen Basismanövern, die ein Fahrzeug in einer sich ständig verändernden Umgebung ausführen muss, um ein vorgegebenes Ziel zu erreichen. Das automatisierte Planen von Manöversequenzen, auf der Grundlage einer Zustandsraumdarstellung und unter Berücksichtigung von Randbedingungen und Dynamiken ist eine anspruchsvolle Aufgabe, für die im Rahmen der Masterarbeit eine Lösung vorgeschlagen wird. Für die deterministische Manöverplanung im Kontext des automatisierten Fahrens wird in der Arbeit ein Framework, bestehend aus einer neuen Planungssprache sowie entsprechender Algorithmen, entwickelt und anhand von ausgewählten Szenarien des Straßenverkehrs validiert. Die entwickelte Planungssprache ist dabei domänenunabhängig und modular einsetz- und erweiterbar, sodass auch Anwendungen außerhalb des AD-Kontextes vorstellbar sind. Zudem ermöglicht das Framework neben der deterministischen Lösung von offline Planungsproblemen auch die Anwendung auf Probleme der online Planung und leistet damit einen relevanten Beitrag für die Planung von nachvollziehbaren und sicheren Manövern von automatisierten Fahrzeugen im Straßenverkehr.
Sebastian Walther | Masterarbeit Elektrotechnik und Informationstechnik
„Entwicklung eines Kommunikationsprotokolls zwischen einer PLC und einem MQTT-Broker auf Basis von VDA5050 Befehlen"
Die Masterarbeit von Sebastian Walther widmet sich intensiv der Entwicklung eines Kommunikationsprotokolls für eine Standardisierung in Produktionsanlagen. In der Industrie gibt es zahlreiche Unternehmen, welche eigene Protokolle zur Ansteuerung nutzen. Die Masterarbeit setzt an einer Bestrebung an, diese Protokolle zu standardisieren, sodass zukünftigen Produktionsanlagen flexibler, schneller und einfacher aufgebaut werden können.
Ein besonderes Augenmerk lege ich darauf, innovative Lösungsansätze für aktuelle Herausforderungen in meinem Forschungsbereich zu entwickeln. Die Erkenntnisse meiner Arbeit tragen zur Erweiterung des theoretischen Wissens bei. Dieser praxisnahe Ansatz ist ein zentraler Aspekt meiner Forschungsphilosophie und spiegelt sich in meiner Masterarbeit wider. Darüber hinaus hebt sich meine Arbeit durch ihre interdisziplinäre Herangehensweise hervor. Die Integration von Erkenntnissen aus verschiedenen Disziplinen ermöglicht eine umfassende Analyse des Forschungsgegenstands und eröffnet neue Perspektiven."
Gratulation
Die Fakultät Ingenieurwissenschaften gratuliert allen Preisträgern und wünscht Ihnen viel Erfolg für ihre weitere berufliche Zukunft.
KARL-KOLLE-Stiftung
Der Stifter Karl Kolle sah es als sein Lebenswerk an, sich im sozialen und gesellschaftlichen Umfeld zu engagieren. Das erklärte Ziel der Stiftung liegt deshalb sehr stark in der „Bildung und Erziehung“ junger Menschen, im In- und Ausland. Die Stiftung wurde 1998 vom Dortmunder Unternehmer Karl Kolle gegründet. Die Grundlage des Stiftungsvermögens bildete die Firma KODA Stanz- und Biegetechnik GmbH – ein Zulieferer der Automobilindustrie. Zu den wichtigsten Förderschwerpunkten gehören neben der Bildung die Bereiche „Wissenschaft und Forschung“. In dieser Kombination vergibt die Stiftung Stipendien für besonders hervorragende Studierende und lobt Preise für ausgezeichnete, wissenschaftliche Arbeiten aus.
Seit 2006 unterstützt die KARL-KOLLE-Stiftung Studierende der HTWK Leipzig bei Studienaufenthalten im Ausland und zeichnet Studierende für hervorragende technisch-wissenschaftliche Abschlussarbeiten aus. Über die Vergabe von Zuschüssen entscheiden der Vorstand und das Kuratorium der KARL-KOLLE-Stiftung gemeinsam. Das Kuratorium umfasst Vertreter aus Wissenschaft, Wirtschaft und sozialen Tätigkeitsfeldern.