Index

[MA] Conceptualization of a data gateway for information integration and document generation by means of declarative transformations using the example of technical documentation

Start: 08.12.2023

End: 10.06.2024

Type: Master Thesis

Student: Marcel Baier

Supervisor: Prof. Dr. Andreas Harth, Daniel Schraudner

Abstract: Modern enterprise content management is required to compile a wide variety of information on a user-driven, ad-hoc and context-specific basis and deliver it as a coherent representation (single source and database publishing principles). In order to fulfill this requirement, an RDF-based process based on the Common Workflow Language is being developed that can dynamically provide a wide variety of representations starting from an HTTP resource using profile-controlled content negotiation. The minimal, required basic building steps of such workflows include a schema-on-read subgraph resolution (information selection), schema-to-schema mappings (information translation) and graph model framing to obtain serialized trees (information structuring).

[BA] Herausforderungen und Strategien für datenschutzgerechtes Kreditmanagement mit Solid

Start: 19.02.2024

End: 22.04.2024

Type: Bachelor thesis

Student: Philipp Jäger

Supervisor: Prof. Dr. Andreas Harth, Daniel Schraudner, Sebastian Schmid

Abstract:
This bachelor’s thesis examines the technical and legal challenges in integrating Solid into the credit management process, with particular consideration of the General Data Protection Regulation (GDPR). The aim of the thesis is to design a Business to Business (B2B) credit management process that meets the requirements of the Privacy by Design principles. The investigation includes a systematic literature analysis consisting of a technical and legal assessment of the relevant stakeholders as well as the Solid architecture. Based on the results of the literature analysis, the B2B credit management process is developed and evaluated using the Design Science Research method. The results show that the integration of Solid can potentially improve data protection, transparency, and control over sensitive company data. However, there are still deficits in authentication and authorization, especially in the processing of personal data. Both topics are currently being intensively researched to achieve full compliance with the GDPR.

[BA] Simplifying and Enhancing IoT Data Interoperability: A RESTful Mediator for Read-Write Linked Data in the Web of Things

Type: Bachelor thesis

Student: Peter Schiller

Supervisor: Michael Freund

Abstract: This project addresses the challenges associated with the heterogeneity of devices in the Internet of Things (IoT) and introduces the concept of the Web of Things (WoT) and mediators as a solution. The WoT aims to enable interoperability and simplify the usage of IoT devices and platforms. A key component of the WoT is the Thing Description (TD), which provides a virtual representation of devices and information about their communication interfaces and data formats.

[MA] Improving Interoperability of Wearables by Integrating them into the Web of Things

Start: 16.07.2023

Type: Master thesis

Student: Thomas Wehr

Supervisor: In cooperation with the Machine Learning and Data Analytics Lab (MaD Lab)

Abstract:
Integrating Bluetooth Low Energy (BLE)-enabled wearables into the Web of Things (WoT) architecture to improve interoperability is challenging. Existing solutions are often complex to customize and have issues with various BLE devices. This master thesis solves this problem through a comprehensive design that includes a WoT Protocol Binding for the Generic Attribute Profile (GATT) and Generic Access Profile (GAP), with algorithms for deserialization and serialization of bit-fields. This design is then applied to a real-world use case. This thesis aims to develop a versatile solution to improve WoT interoperability with BLE devices. Contributions include a GAP Protocol Binding for the WoT, deserialization and serialization algorithms for bit-fields, and validating the developed solutions in the context of an Android application for the health and fitness domain. The implementation uses WoT standards and semantic annotations to describe the wearables and SoLiD pods for decentralized payload data storage. The evaluation’s results confirm a seamless integration of new wearables with negligible overhead after implementing the WoT architecture and an efficient implementation of the GAP protocol bindings compared to prominent Node
BLE libraries. Additionally, the correctness of the bit-field deserialization and serialization algorithms is proven. Consequently, the approach facilitates the efficient integration of BLE devices and
enables standardized data interpretation within the WoT.

[MA] Developing a Modelling Language for Team Design Patterns to Represent Human-Agent Collaboration

Start: 15.01.2023

End: 30.06.2023

Type: Master thesis

Student: Tomas Hatas

Supervisor: Prof. Dr. Andreas Harth, Christian Fleiner

Abstract: With the continuous improvement of technologies in the last years, the collaboration between the human and Artificial Intelligence has gained in importance. However, the complex concept of the human-AI collaboration makes it difficult to understand for the broader spectrum of the stakeholders.
This thesis clarifies a concept of the visual notation for the Team Design Pattern which enables to capture graphically the aspects of the human-AI collaboration at an abstract level. Then, the visual notation is put into practice to find out whether it is possible to capture different examples related to the human-AI collaboration from various scientific papers. It has been discovered that some aspects of the collaboration are not depicted with the current visual notation.
The objective of this thesis is to capture the relevant aspects of the human-AI collaboration by new modelling language. Moreover, the Team Design Patterns are defined in the context of the human-AI collaboration.

[MA] The Potential and Impact of Conversational Agents for Industry 4.0: A Systematic Literature Review

Master Thesis: The Potential and Impact of Conversational Agents for Industry 4.0: A Systematic Literature Review

Start: 14.04.2022

End: 14.10.2022

Type: Master thesis

Student: Andre Hagel

Supervisor: Prof. Dr. Andreas Harth, Christian Fleiner

Abstract: the term “Industry 4.0 (I4.0)” had his 10-year anniversary in 2021. During this period, advances in machine learning, low-cost microcontrollers and new communication standards brought the vision of I4.0 closer to reality. Now, it is time to review the potential and impact of important technologies.

In this master thesis, a systematic literature review [1] shall be conducted to give insights about the application of conversational agents in production environments. Conversational agents (or virtual assistants) are software agents that are communicating with natural language. Popular conversational agents are Apple’s Siri or Amazon’s Alexa. In contrast to the service sector, where conversational agents (e.g., chatbots) are mainly used as 1st line support, production sectors are still trying out for what purpose they can use conversational agents.

The objective of this master thesis is to answer the question why conversational agents are applied in production environments. This includes the identification of use cases, domains, and respective problems that applied conversational agents solve. It is also important to disclose the capabilities and limitations of conversational agents and what alternative solutions exist.

[1] Barbara Kitchenham and Stuart Charters. 2007. Guidelines for performing Systematic Literature Reviews in Software Engineering.

[MA] Validation of an Ontology for an IIoT Use Case Database

Start Date: 01.07.2021

End Date: 01.01.2022

Type: Master thesis

Student: Julian Horber

Supervisor: Prof. Dr. Andreas Harth, Luxshiya Ariyanayagam

Abstract:

Ziel – Das Ziel dieser Arbeit ist, die IIoT Anwendungsdatenbank des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS zu evaluieren.

Methodik – In der Arbeit wurden eine systematische Literaturanalyse und eine Online-Befragung mit 19 Teilnehmern als Methoden verwendet.

Ergebnisse – Diese Arbeit stellt die Forschung zur Evaluation von Anwendungsdatenbanken vor. Außerdem führt sie eine eigene Evaluation der IIoT Anwendungsdatenbank des Fraunhofer-Instituts durch. Die Evaluation ergab, dass die Informationsqualität der Anwendungsdatenbank als hoch eingeschätzt wurde. Zudem zeigte sie, dass die Anwendungsdatenbank im Entscheidungsprozess von Unternehmen in verschiedenen Schritten unterstützen kann.

Praktische Bedeutung – Diese Arbeit bietet einen wertvollen Einblick, wie eine Evaluation einer Anwendungsdatenbank gestaltet werden kann. Die Identifizierung der relevanten Evaluationskriterien bietet eine Grundlage für die Replikation der Studie in der Praxis. Durch die steigende Bedeutung von Wissen in Unternehmen, die nicht nur auf die Thematik IIoT beschränkt ist, wird die Nachfrage nach derartigen Systeme voraussichtlich steigen.

Mehrwert – Der Mehrwert dieser Arbeit liegt im Vergleich einer Anwendungsdatenbank mit einem Entscheidungsunterstützungssystem. Auf dieser Grundlage kann das vorliegende Informationssystem detailliert evaluiert werden und in Bezug zur Entscheidungsforschung gesetzt werden. Schließlich liegt ein weiterer Mehrwert in der Identifizierung von Optimierungspotential der bestehenden Anwendungsdatenbank.

[BA] Systematisierung von Industrial Internet of Things Use Cases – eine Entscheidungsunterstützung für die digitale Transformation auf Managementebene

Start: 01.04.2020

End: 24.06.2021

Type: Bachelor thesis

Student: Sandra Jeske

Supervisor: Prof. Dr. Andreas Harth, Luxshiya Ariyanayagam

Abstract: Die Notwendigkeit der digitalen Transformationist innahezu allen deutschen Unternehmen angekommen. Weitreichende Veränderungen in Prozessen und Geschäftsmodellen sowie darausentstehende neue Herausforderungen sind die Folge. Vor allem die Führungsebene spielt dabei eine wichtige Rolle. Sie muss den Prozess der Digitalisierung vorantreiben und unterstützen(Henke2019). Obwohl die meisten Führungskräfte gewillt und offen für den digitalen Prozess sind, fehlt ihnen jedoch weitgehend das Fachwissen und die Erfahrung.Daher kommt es oft zu Verzögerungen und Unsicherheiten bei der Umsetzung von Digitalisierungsmaßnahmen(Hämmerle und Hornung 2018).

In der (wissenschaftlichen) Literatur existiert eine Vielzahl von IoT Use Cases im industriellen Umfeld. Diese können einige Herausforderungen bewältigen, indem sie eine Schilderung der Einführung von Technologien, Maßnahmen oder Änderungenim Unternehmenbereitstellen(Roth2016). Trotz umfangreicher Forschung gibt es dennoch nur wenige Frameworks oder Klassifizierung von IIoT Use Cases. Existierende Ansätze beschreiben zumeist fachspezifisch, seitens der IT oder des Fachbereichs, die vorgeschlagenen Anwendungen. Diese Versuche enthalten für Führungskräfte jedoch kaumKriterien, um die Anwendungen des IIoT vergleichbar machen zu können. In diesem Zusammenhang werden eine Vielzahl von implementierten oder projektierten IoT-Use Cases aus der Literatur beschrieben und auf Gemeinsamkeiten und Unterschiede untersucht.Daraus werden verschiedene Kriterien abgeleitet, die eine Klassifizierung von IoT-Szenarien ermöglichen. So wird eine dieser Forschungsarbeit eine Systematisierung von IIoT Anwendungsfällen aus der Literatur ausgearbeitet.

[MA] Strategien zur Entwicklung eines Langzeitarchivs von Deployment Event Logs

Start: 12.04.2021

End: 12.10.2021

Type: Master thesis

Student: Dominik Ehr

Supervisor: Prof. Dr. Andreas Harth, Daniel Schraudner

Abstract: Die moderne Softwareentwicklung im Cloud-native Umfeld bringt eine Reihe von neuen Konzepten und Tools mit sich. Dabei kommen unter anderem Lösungen für die Container-Orchestrierung wie Kubernetes als auch PaaS-Technologien wie Cloud Foundry zum Einsatz. Ferner führt die eng damit verknüpfte DevOps Thematik zu automatisierten und häufigeren Deployments.

Ungeachtet dieses Paradigmenwechsels existieren in der gegenwärtigen Entwicklerarbeit weiterhin gesetzliche Nachweispflichten, die für Softwarehäuser bindend sein können. Eine solche Anforderung ist die Protokollierung und Langzeitarchivierung von Deployments von Artefakten in eine produktive Umgebung.

Ziel dieser Arbeit ist es, eine Strategie dafür zu entwickeln, wie diese Anforderung bei DATEV eG im Hinblick auf die eingangs beschriebenen Systeme umgesetzt werden kann. Dabei soll die Thematik ganzheitlich beleuchtet werden: Zunächst soll auf die technische Extrahierung der relevanten Logs eingegangen werden. Danach sollen verschiedene fachliche und technische Problemstellungen dabei, die besonders im Verlauf eines langen Archivierungszeitraums eintreten können, skizziert und innerhalb eines Proof of Concepts adressiert werden. Anschließend sollen daraus gezogene Lehren reflektiert und in bündigen Handlungsempfehlungen zusammengefasst werden.

[MA] rdf2table2rdf: An Automated Round-trip Approach from RDF to RDF via Tabular Representation

Start: 26.02.2021

End: 27.09.2021

Type: Master thesis

Student: Sruthi Ravichandiran

Supervisor: Prof. Dr. Andreas Harth, Daniel Henselmann

Abstract: The volume of data being published on the Web and made available as Open Data has significantly increased over the last several years. To bring such data, which are mostly heterogeneous in nature, from varied sources in the context of Linked Data, the data undergoes multiple levels of data cleaning and transformation techniques to achieve a descriptive RDF-based result set. Though it is almost always possible for expert users to directly deal with incorporating changes in the RDF, this approach is not intuitive for lay users who are also oftentimes involved in making any contributions or modifications. Hence, this thesis focuses on conceptualizing and developing rdf2table2rdf, a tool-based automated solution, providing an interface to map the graph-based RDF representation to a tabular structure allowing users to edit the data in the table, and enabling them to save the changes back to the RDF data set.