Im folgenden finden Sie Ideen für Abschlussarbeiten, insbesondere Wirtschaftsinformatik. Studierende der Hochschule Niederrhein können ein Thema bearbeiten. Dazu nehmen Sie mit mir Kontakt auf, bitte beachten Sie den Beitrag Abschlussarbeit und legen Sie schon beim ersten Kontakt alle erforderlichen Unterlagen bei. Eine Liste bereits abgeschlossener Arbeiten finden Sie unter: Bachelorarbeiten und Masterarbeiten, abgeschlossen
Achtung, als Erstgutachter übernehme ich nur Abschlussarbeiten, die meinen Forschungsprojekten unmittelbar zutragen.
Stand 22.08.2023
Abschlussarbeiten, die ich vergebe …
- Soundanalysen am Bienenstock mit Microcontrollern
Es existiert bereits eine Lösung auf Basis des Raspberry Pi, um Sound- und Vibrationsdaten in und am Bienenstock aufzunehmen und an einen Webservice zu übertragen. Die Komponenten sidn derteit nur schwer zu beschaffen. eine alternative Lösung könnte die Erfassung des Klanggeschehens mit dem Microcontroller ESP32 sein. Die im Internet diskutierten Lösungen (I2S oder PDM MEMS Mikrofon) haben den Nachteil, dass sie nicht einfach als Ersatz für den Piezo-Vibrationssensor dienen können. Hier soll die Anschlussarbeit nun einen Lösungsansatz identifizieren und prototypisch umsetzen. Es können Alternativen zum ESP32 vorgeschlagen werden (Espressif hat die Aufnahme von Audiodaten gut beschrieben, daher ist dieser hier benannt).
Es ist erforderlich, sich mit der Anwendungsdomäne (Honigbienen) auseinanderzusetzen.
Stichworte: MEMS, DMA, Abtasttheorem, Frequenz, Amplitude, Rauschabstand. - Entwicklung eines webbasierten mobilen Lernspiels für die Imkerei
Ausgangslage: Z. Zt. nimmt das Interesse an Bienenhaltung stark zu (z.B. urban bee keeping). Die Vereine kommen mit der Stellung von „Imkerpaten“ kaum nach. Nicht jeder ist gewillt, sich durch die Umfangreiche Literatur zu arbeiten. Ein mobiles Spiel, dass neben dem Spielwert gleich die Grundzüge der Imkerei vermittelt, könnte als „Türöffner“ dienen. Insbesondere können so junge Stadtmenschen mit wenig Naturberührung für das Thema Bienen und darüber hinaus für Insektendiversität sensibilisiert werden.
Aufgabenstellung: Es soll ein einfaches mobiles Spiel entwickelt werden, das die Pflege eines Bienenstocks zum Thema hat. Dabei sollen die bekannten Einflussfaktoren (Wetter, Tracht, Hygiene/Krankheitsvorsorge) beachtet werden. (Bevorzugt wäre ein virtueller Escaperoom, Es ist erforderlich, die Realisierung mit Javascript, AJAX (PWA) und PHP-Backend, SQLite durchzuführen. Auf den Einsatz von Frameworks und Engines ist zu verzichten.
Erfordert die Einarbeitung in die Bienenhaltung. Es ist von Vorteil, denn die Kandidatin / der Kandidat Imker im Freundes- oder Verwandtenkreises hat.
Geeignet für Studierende der Wirtschaftsinformatik mit Interesse an Game-Entwicklung, Wirtschaftssimulationen. - Bienenökonomie – Imkerei und Bienenhaltung aus wirtschaftswissenschaftlicher Sicht
Ausgangslage: Imkerei und Bienenhaltung liegen im Trend. Dabei ist zu beobachten, dass die Interessen sich von der Honigbewirtschaftung zu eher altruistischen Motiven verschieben. Teilweise sind es auch esotherische Interessen und idealistische Vorstellungen fern der Realität, die die Menschen antreiben. So nimmt zwar die Anzahl der Bienenhalterinnen und Bienenhalter zu, die jeweilige Zahl der Völker nimmt allerdings ab und liegt derzeit im Schnitt bei sieben. Diese Trends verändern auch das Marktgeschehen. In 2022 hat Maco Messelken, BBS-Student unf Bienensachverständiger im Rhein-Kreis-Neuus, das Thema bearbeitet. Zuvor hat Sebastian Schmetz (BBS-Student) die Wirtschaftsrelevanz der Honigbienen in 2016 untersucht mit seiner Arbeit Wirtschaftsfaktor Biene -Eine ökonomische Analyse des Imkerei-Sektors und seiner Perspektiven. 170.000 Bienenhalter (Mehrzahl männlich und lebensälter) in Deutschland, meist Hobbyisten, stellen eine nicht zu vernachlässigende Käufergruppe dar, wie z.B. auch Angebote für die Bienenhaltung bei Diskountern zeigen. Digitalisierung kann ebenfalls eine Rolle spielen, wie Alexandra Hausmann in Ihrer Masterarbeit Digitalisierung der Landwirtschaft – Wie kleinere Betriebe die Zukunft von Landwirtschaft 4.0 sehen gezeigt hat. Gerade hinsichtlich digitaler Angebote für Imker:innen ist der Markt in Bewegung, neben den begehrten Trachtwaagen (beelogger.de, Wolf-Waagen, beehivemonitoring.com …) gibt es Apps zum Varroa-Zählen oder digitale Stockkarten zur Verwaltung der eigenen Bienenvölker. Online-Schulungsangebote runden das Spektrum ab. Nicht immer ist klar, wie mit den digitalen Angeboten Geld verdient wird.
Aufgabenstellung: Mit der Arbeit Wirtschaftsfaktor Biene reloaded soll insbesondere eine Aktualisierung mit Fokussierung auf die letzten zwei Jahre und systematische Aufbereitung des Zahlenwerkes rund um die Honigbienen im deutschsprachigen Raum (Deutschland, Österreich, Schweiz, Südtirol) gegeben werden. Dabei ist die neuere Literatur (wissenschaftliche und graue) seit 2021 zu analysieren. Gerne dürfen Ideen entwickelt werden, welche nicht erkannten Potenziale wie genutzt werden können. Ein besonderes Augenmerk ist auf digitale Produkte und Dienstleistungen zu legen.
Wichtig ist, dass die Arbeit konkret und nachvollziehbar (systematische Recherche) ist. Redundante Allgemeinplätze werden von mir äußerst negativ beurteilt, eine Arbeit, die nicht in allen Punkten sorgfältig, gewissenhaft und methodisch fundiert ist, werden ich ggf. auch durchfallen lassen.
Geeignet: Das Thema ist für Studierende des Berufsbegleitenden Betriebswirtschaftlichen Studiengangs (BBS) geeignet.
In Bearbeitung
Weitere Quellen und Hinweise
Zur Person des Betreuers Prof. Dr. Claus Brell
Merkregeln für das Schreiben von Seminar- und Abschlussarbeiten
Derzeit zurückgestellte Angebote
- Geschäftsmodell für die In-Markt-Bringung von Digitalisierungsprodukten am Beispiel von Sensoren und Plattformen für die Imkerei
Aufgabenstellung: Für die Produktwelt eines Mönchengladbacher Kleinunternehmens(Sensorik, Plattformlösung) soll ein Geschäftsmodell entwickelt werden. Das Produkt existiert als Labormuster und wird derzeit im Rahmen eines geförderten Forschungsprojektes (Biene40) getestet. Die Arbeit soll verschiedene mögliche Varianten (z.B. Direktvertrieb, Vermietung, Intermediäre wie Amazon oder Imkereibedarfshandel) für Geschäftsmodelle mit Bezug auf die Produktwelt beleuchten. Die Erprobung des Geschäftsmodells ist nicht mehr Gegenstand der Arbeit. Es gibt bereits Material und Vorarbeiten.
Methoden: Der Gestaltung des Geschäftsmodells ist eine systematische, aber kompakte Recherche (z.B. nach Webster &Watson (2002), Fettke (2006), vom Brocke et al. (2009)) nach dem Stand der Möglichkeiten voranzustellen. Für die Gestaltung des Geschäftsmodells ist vergleichend nach der Business Model Canvas nach Osterwalder und dem St. Galler Startup-Navigator vorzugehen. Für die Bewertung und den Vergleich der möglichen Geschäftsmodelle können Methoden wie eine SWOT-Analyse oder eine Nutzwert-Analyse herangezogen werden. Zur Validierung kann bei Interesse eine empirische Komponenten z.B. in Form von Interviews (Kontakte zu Imkern sind vorhanden) eingeflochten werden.
Ergebnis: Die Arbeit soll eine praktischen Nutzen in Form eines nachvollziehbaren Vorschlags für ein Geschäftsmodell und einer Handreichung für die Implementierung beinhalten.
Geeignet: Geeignet für Studierende im berufsbegleitenden Studiengang (BBS)
- Entwicklung eines KI-Systems für Beobachtungsstudien in der Bienenhaltung (Arbeitstitel)
Das Thema wird bereiuts im Rahmen des Projektes AI4Bee bearbeitet
Ausgangslage: Schwerpunkt ist die Beobachtung des Fluglochs an Bienenbeuten. Das System soll aber das Potenzial für die Nutzung in benachbarten Anwendungsdomänen liefern: Mit dem Rückgang der Fluginsekten haben Singvögel zunehmend Schwierigkeiten, ihre Brut aufzuziehen. Ebenso stellen Kälteeinbrüche ein Problem dar. Die Folge ist, dass nun nach den Insekten auch die Singvogelpopulation sinkt. Naturschutzorganisationen stellen sich die Frage, ob und wie bereitgestellte Nisthilfen angenommen werden und woran der Bruterfolg scheitert. Eine Überwachung mit Bildern über das Internet (Webcam) ist nicht immer möglich. Jedoch stellt die Kontrolle von Nistkästen z.B. über LoRaWAN eine Alternative dar in Fällen, wo keine Internetanbindung für direkte Bildkontrollen vorhanden ist. Die Bilder müssten dann gleich vor Ort ausgewertet und in Kennzahlen umgesetzt werden. Wichtig wäre im ersten Schritt herauszubekommen, ob und wann ein Altvogel eine Nistgelegenheit besucht hat.
Lösungsansatz: Seit 2002 wird das Brutverhalten von Singvögeln mit Videotechnik untersucht, seit 2013 mit einem Beobachtungssystem auf Basis des Raspberry Pi weiter entwickelt. Es existiert umfangreiches Bild- und Datenmaterial, um nun entsprechend neuronale Netze zu trainieren, siehe Dokumentation zur Brutsaison 2019: https://cbrell.de/blog/brutsaison-2019-digitale-naturbeobachtung . Eine Lösung für Honigbienen existiert bereits, muss aber aufgrund der rasanten technischen Entwicklung dringend überarbeitet werden. siehe https://cbrell.de/blog/honigbienen-2019/#bienenki und https://cbrell.de/biene40. In einem studentischen Projekt Mitte 2020 wurde gezeigt, dass eine Erkennung von Blaumeisen in Nistkästen mit einem Raspberry Pi, Tensorflow Lite und einer Reaktionszeit unter 10 Sekunden möglich ist.
Aufgabenstellung: Auf einem in den Nistkasten implementierbaren Kleinrechner (Raspberry Pi Zero bevorzugt) soll ein System bereitgestellt werden, das alle drei Minuten Bildaufnahmen aus dem Innern von Nistkästen bewertet und Kennzahlen erzeugt (Ist ein Altvogel im Nistkasten oder nicht). Im ersten Schritt kann mit dem umfangreichen vorhandenen Bildmaterial (über 4 Millionen Einzelbilder) gearbeitet werden.
Alternative Vorgehensweise sind zu beleuchten. Das System ist so aufzubereiten, dass Naturschutzorganisationen ohne vertiefte Technikkenntnis das System nachbauen können.
Beinhaltet: Einarbeitung in Computer Vision und neuronale Netze (openCV, Python, DNN, Tensorflow, YOLO und Co. Webservices in PHP. Je nach Interessenlage evtl. SQLite, Visualisierung mit Javascript und AJAX)
Geeignet für Studierende der Wirtschaftsinformatik mit Interesse an KI und Edge-Computing sowie Naturschutzthemen.
- Auswahl, Implementierung und Bewertung eines Shopsystems für WordPress
Es gibt bereits einen Interessenten …
Ausgangslage: Im Rahmen des Projektes Biene40 ist das Mönchengladbacher Unternehmen clabremo nach Projektabschluss in der Verwertungspflicht. Es müssen Produkte am Markt angeboten werden. Zu den zu entwickelnden Produkten gehören IoT-Komponenten, die z.T. als Bausatz angeboten werden sollen.Ebenso wird es eine zur kostenpflichtigen Nutzung angebotenen Plattformlösung geben. Zur Zeit wird überlegt, lediglich ein Mietmodell für die IoT-Komponenten zu implementieren. clabremo betreibt das Blogsystem WordPress. Ein Shopsystem muss „irgendwie“ dazu passen und so einfach zu administrieren sein, so dass der GF das alleine übernehmen kann.
Aufgabenstellung: Es ist begründet ein geeignetes System (bzw. WordPress Plugin) auszuwählen und beispielhaft zu implementieren., Die Menge der Drittanbietertools ist strikt zu begrenzen (Lizenz und Abmahnfalle). Bei der Auswahl sind auch Alternativen (von WordPress unabhängiges System, Nutzung von lediglich Amazon Services) zu beleuchten.
Methoden: Systematische und nachvollziehbare Marktrecherche zu Shopsystemen, Nutzwertanalyse, Gestaltungsorientierter Ansatz in Form der Implementierung des Systems. Post Hoc Bewertung des erzielten Ergebnisses.
Geeignet: Geeignet für Studierende der Wirtschaftsinformatik mit Interesse und Verständnis für Entrepreneurship und Handel.
- Entwicklung eines KI-Systems zur Erkennung von analogen Sensoren (Arbeitstitel)
Zurückgestellt, da Komponenten derzeit nicht beschaffbar
Ausgangslage: In vielen Fällen kann in unzugänglichen Umgebungen keine digitale Messapparatur eingebracht werden (lebensweltliches Beispiel: Backofen) oder es existiert bereits einen analoge Messapparatur. Bilderkennung liefert eine Möglichkeit, analoge Anzeigeinstrumente zu „digitalisieren“ und die Messwerte so über das Internet sicht- und recherchierbar zu machen.
Aufgabenstellung: Auf einem Kleinrechner (Raspberry Pi Zero oder ESP32 Cam bevorzugt) soll ein System bereitgestellt werden, das minütlich beispielhafte analoge Sensoren (z.B. Backthermometer, mechanische Kofferwaage, Inventurzähler) mit der Kamera analysiert und erkannte Werte an einen Webservice übermittelt.
Beinhaltet: Einarbeitung in Computer Vision und neuronale Netze (openCV, Python, DNN, evtl. Tensorflow, Webservices in PHP und SQLite, Visualisierung mit Javascript und AJAX)
Geeignet für Studierende der Wirtschaftsinformatik mit Interesse an KI und Edge-Computing. - Entwicklung eines Linux-basierten ressourcenschonenden IoT-Devices am Beispiel der Temperaturüberwachung von Bienenvölkern
Zurückgestellt, da Komponenten nicht beschaffbar
Ziel:Ziel der Abschlussarbeit ist es, für das durch das BMEL geförderte Forschungsprojekt Biene40 (http://bieneviernull.de) ein Temperaturerfassungssystem auf dem Raspberry Pi Zero WH V1.1 zu realisieren, das folgende Eigenschaften aufweist:- Schlankes (Linux-) Betriebssystem ohne eigenen schreibenden Zugriff auf die SD-Karte
- Möglichkeit, mehrere DS18B20 über verschiedene GPIO Pins anzusprechen.
- Kommunikation mit den Temperatursensoren DS18B20 ohne Kernelmodul
- Übertragung der Daten über WLAN an einen bereits bestehenden Webservice (https, REST, sehr einfache CSV-Datenschnittstelle)
- Optionale Speicherung der Daten auf SD-Karte dann, wenn kein WLAN verfügbar ist.
Die Möglichkeit, das Ergebnis auch auf Raspberry V4 einzusetzen, ist zu prüfen.
Mögliche Alternativen zu den u.a. Lösungsansätzen sind zu bewerten.
Ausgangslage:
Es existiert bereits ein System basierend auf RaspiOS (Debian Versionen Buster und Bullseye). Das System ist in Python realisiert und nutzt die 1-Wire-Kernelmodule des Linux Betriebssystems. Die Nachteile sind: langsamer Systemstart (90s) , Probleme bei der Identifizierung einzelner defekter Sensoren, Timing-Probleme des Kernelmoduls beim Raspberry Zero, SD-Karten Probleme durch häufige Schreibzugriffe des Betriebssystems, Unsicherheiten durch mangelnde Abwärtskompatibilität von Python.
Es gibt Ansätze, die diese Probleme in Gänze beheben könnten:
TinyCore Linux:
Direkte Programmierung der DS18B20 in C:
Für wen ist die Abschlussarbeit geeignet?
Für Studierende der Wirtschaftsinformatik (oder auch BWL-Studenten mit einschlägiger Vorerfahrung, z.B. Ausbildung zum Fachinformatiker) geeignet. Sie bringen mit:
- Interesse an IoT und Linux
- Vorerfahrung mit dem Raspberry Pi(eigene Programmierung)
- Vorerfahrung mit der Programmiersprache C oder ein starkes intrinsisches Interesse , C selber zu lernen.
Für Studierende ohne praktische Vorerfahrungen ist die Arbeit nicht geeignet.
- Konzeption und Entwicklung einer mobilen Anwendung für den Bergsport
Ausgangslage: Es gibt bereits zahlreiche GPS-Tracker, die jedoch umständlich, akkubeanspruchend oder zu kompliziert für die Zielgruppe 50+ sind. UX ist meist schlecht. Das trifft auch für viele Geräte zu (Ausnahme z.B. Garmin GPS60CSX) (meine Garmin-Uhr verlangt von mir für das einfache Speichern eines Tracks vier! Entscheidungen. Das sind vier zuviel.) Gespräche mit Bergwanderern ergaben: man wünscht sich lediglich eine Aufsummierung der Höhenmeter, die bewegte Zeit und wenn möglich die Angabe der verbrauchten Kalorien. Niemand hat Lust, sich in die Bedienung einer komplizierten Software einzuarbeiten.
Aufgabenstellung: Der Markt ist zu analysieren (welche GPS-Tracker verkaufen sich gut, wie sehen derzeit die bestehenden Lösungen aus, was wird in Zeitschriften diskutiert…), und daraufhin eine radikal einfache Anwendung zu konzeptionieren und umzusetzen.
Technisch liegt der Fokus auf einer PWA mit Webservices in PHP.
Beinhaltet: Einarbeitung in Glättungsalgorithmen und GPS.
Geeignet für Studierende der Wirtschaftsinformatik mit Interesse an mobiler Entwicklung und GPS. - Konzept zur Erhöhung der IT-Security-Awareness und der IT-Security-Literacy in KMU mit gamifizierten e-Learning-Komponenten.
Abschlussarbeit im Bereich „Informationssicherheit in KMU“. Der Stand der IT-Sicherheit in KMU (mit Fokus auf Akzeptanz und Kenntnisse der Mitarbeiter) soll ermittelt werden. Auf Basis eines bereits in der Hochschullehre eingesetzten Lehr-Lern-Instruments (OREP Online-Repetitorium) entwickeln Sie ein niederschwelliges „Klick“-Training. Das beinhaltet die inhaltliche Weiterentwicklung (Schwerpunkt) als auch Programmierung (Javascript – AJAX – PHP-SQLite).
Geeignet für Studierende der Wirtschaftsinformatik oder Betriebswirtschaftslehre mit Interesse an IT-Sicherheit, Gamification, HR, E-Learning.
Das Lehr-Lerninstrument (derzeit PHP, Datenhaltung in CSV-Dateien) ist weiterzuentwickeln.