Mithilfe von Operator-Training-Simulatoren können Anlagenbediener:innen in den Leitwarten von Prozessanlagen ihre Kompetenzen auch im Umgang mit potenziell gefährlichen Szenarien trainieren. Eine wissensgraphbasierte Szenariogenerierung kann semantische Beschreibungen von Trainingsszenarien bereitstellen, die unter anderem Fehlerzustände, Betriebsphasen und lernbezogene Aufgaben umfassen, beispielsweise zur Übung der Fehlerdiagnose oder Entscheidungsfindung. Diese Beschreibungen müssen jedoch in einer Trainingsumgebung ausführbar gemacht werden, damit die Operatorinnen und Operatoren während der Szenarioausführung Aufgaben erhalten, das Prozessverhalten beobachten, mit der Simulation interagieren und Antworten eingeben können.

Ziele und Aufgaben

Ziel dieser Abschlussarbeit ist der Entwurf und die prototypische Implementierung einer Operator-Trainingsschnittstelle, die semantische Szenariobeschreibungen mit einer FMU-basierten Simulationsumgebung verbindet, beispielsweise in Form einer webbasierten Anwendung. Der Schwerpunkt liegt auf der exemplarischen Untersuchung, wie ausgewählte Aufgabentypen in einer vereinfachten Trainingslaufzeitumgebung repräsentiert, ausgeführt und ausgewertet werden können.

• Recherche zu Operator-Training-Simulatoren, HMI-Konzepten und aufgabenbasierten Trainingsschnittstellen.
• Entwicklung eines Konzepts zur Repräsentation, Darstellung und Ausführung von Trainingsaufgaben während der Simulation.
• Implementierung einer prototypischen Schnittstelle zur Live-Visualisierung von Simulationen und zur Ermöglichung von Operatorinteraktionen.
• Demonstration des Ansatzes anhand unterschiedlicher Aufgabentypen, beispielsweise der Erkennung von Abweichungen und der Auswahl fehlerhafter Komponenten.

Hinweis: Der Umfang dieser Abschlussarbeit kann in Abhängigkeit davon angepasst werden, ob eine Bachelor- oder Masterarbeit angestrebt wird. Eine Masterarbeit könnte einen stärkeren Schwerpunkt auf die Modellierung und Generalisierung der Aufgabenausführung legen, während sich eine Bachelorarbeit stärker auf die Implementierung von ein bis zwei konkreten Aufgabentypen konzentrieren könnte.

Hilfreiche Vorkenntnisse

• Interesse an der Modellierung und Überführung abstrakter Szenariobeschreibungen in ausführbare Interaktionen
• Programmiererfahrung und Begeisterung für die Softwareentwicklung
• Erfahrungen mit Python, FMUs oder webbasierten Benutzeroberflächen sind von Vorteil