Erfahrungsbericht Bachelorarbeit

14.03.2023 - Helena Gschrey

Helena Gschrey

Hi, ich bin Helena. Ich studiere Wirtschaftsinformatik an der OTH in Regensburg und bin als Werkstudentin mit im trinnovative Team. Meine Bachelorarbeit habe ich in Zusammenarbeit mit trinnovative verfasst. Was ich dabei gelernt habe, erfährst du hier.


Ein eigenes kleines Kundenprojekt

Genau zur richtigen Zeit, ein paar Monate vor Beginn meines Abschlusssemesters, kommt ein neuer Auftrag bei trinnovative rein: Unser Kunde HORSCH möchte einen Prozess in der Lagerlogistik optimieren. Klingt nach einer spannenden Aufgabe für eine Abschlussarbeit! Und schon hatte ich mein eigenes, kleines Kundenprojekt.


Entscheidungsprozesse in der Logistik

Die Firma HORSCH entwickelt und produziert Maschinen für den Ackerbau, wie zum Beispiel Sähmaschinen oder Grubber. Für die Produktion werden verschiedenste Einzelteile benötigt. Am Standort in Schwandorf umfasst das Lager etwa 200.000 verschiedene Artikel. Blechteile, Schrauben, Schläuche, … alles was man zum Bau einer Landmaschine benötigt. Dabei kann die Bedarfsstruktur dieser Artikel ganz unterschiedlich sein. Für die Lagerung stehen verschiedene Lagertypen zur Auswahl, die unterschiedliche Vor- und Nachteile bieten. Dabei stellt sich die Frage: Welcher Artikel soll in welches Lager, damit Kosten und Aufwand möglichst gering sind?


Automatisierung durch Machine Learning

Bisher erfolgt obiger Entscheidungsprozess manuell und subjektiv nach der Einschätzung verschiedener Mitarbeiter*innen. Ziel ist es, die Entscheidung zu standardisieren und zu optimieren. In einem vergleichbaren Projekt wurden Machine Learning Verfahren verwendet, um den Entscheidungsprozess der Mitarbeiter zu automatisieren. Da sich der Ansatz in der Praxis als gut erwiesen hat, sollte dies auch in diesem Projekt so umgesetzt werden.


Schritt für Schritt

  • Die Basis für jedes Machine Learning Projekt sind Daten. Daher wurden im ersten Schritt Artikeldaten gesammelt und gemeinsam mit den Experten von HORSCH bewertet. “Das Wissen der Experten steckt in den Daten”, erklärt mein Betreuer Dr. Sebastian Erdenreich, einer der drei Gründer von trinnovative. In dieser Phase des Projekts hatte ich viel Kontakt mit den Ansprechpartnern bei HORSCH. Es ist wichtig, das Problem und die Fachdomäne zu verstehen.
  • Im zweiten Schritt werden die gesammelten Daten genau analysiert. Mit Hilfe von Python habe ich die Daten ausgewertet, visualisiert und Zusammenhänge hergestellt.
  • Im dritten Schritt wird das eigentliche Machine Learning Modell entwickelt, welches die Entscheidung der Experten möglichst gut “imitiert”. Dafür habe ich verschiedene Verfahren ausprobiert, mit unterschiedlichen Features experimentiert, und das beste der Modelle weiter optimiert. Das finale Modell lag schließlich bei einer Vorhersage-Genauigkeit von knapp 98 Prozent.
  • Soweit so gut - aber wie kann der Kunde mein Modell in der Praxis nutzen? Dazu habe ich einen Service programmiert, in dem das Modell eingebettet ist. Über einfache REST Schnittstellen kann der Service angesprochen werden. Dieses Konzept nennt man auch Machine Learning as a Service (MLaaS). Betrieben in der Cloud, ist dieser Service dann von überall aus für den Kunden nutzbar.
  • Im Produktivbetrieb wird der Machine Learning Service mit einem Vorgang im SAP-System des Kunden verknüpft und kann so nahtlos in die bestehenden Prozesse im Lager integriert werden.


Trend Digitalisierung

Das Projekt ist eine von vielen Aktivitäten von HORSCH zur Digitalisierung der Unternehmensprozesse. “Digitalisierung – ein absolutes MUSS!”, sagt Dr. Johann Neidl, Leiter des Bereichs Digitalisierung bei HORSCH und Auftraggeber des Projekts. Bei den Lieferantentagen im September 2022, einem Event von HORSCH für alle Geschäftspartner, durfte ich von meinem Projekt berichten. Das Projekt zeigt, wie man durch gezielten Einsatz die Möglichkeiten von Machine Learning sinnvoll nutzen kann.


Mein Fazit

Abschließend kann ich sagen: Die Bachelorarbeit in Zusammenarbeit mit einem Unternehmen zu schreiben, war eine gute Entscheidung. Ich habe extrem viel gelernt: Technisch konnte ich die komplette Bandbreite eines Machine Learning Projekts kennenlernen, von der Datenanalyse bishin zum Produktivbetrieb in der Cloud. Auf dem Weg haben mich meine Kolleg*innen bei trinnovative mit ihrer technischen Expertise unterstützt. Darüber hinaus konnte ich Erfahrung im Projektmanagement und im Umgang mit Kunden sammeln. Hier stand mein Betreuer Dr. Sebastian Erdenreich mit praktischen Tipps beiseite. Von seiten der Hochschule durfte ich vom Wissensschatz meines betreuenden Professors Prof. Dr. Brijnesh Jain, Professor für Künstliche Intelligenz und Machine Learning, profitieren und von ihm das Handwerk des Wissenschaftlichen Arbeitens lernen.


Ausblick

Der Bachelor ist nun erfolgreich beendet - nun geht es weiter mit dem M.Sc. Informatik. Als Werkstudentin bleibe ich weiterhin im trinnovative Team und freue mich auf zukünftige Projekte!

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