Masterarbeit »User Experience (UX): Nutzerführung für KI-gestützte Digitale Zwillinge«

Wir geben Daten neue Räume. Und Dir die Chance auf einen unterstützenden Praxispartner mit einem hochrelevanten Thema für Deine Masterarbeit. Veränderung startet mit uns. Am Fraunhofer-Institut für Software- und Systemtechnik ISST in Dortmund leisten wir mit rund 170 Mitarbeitenden angewandte Spitzenforschung für den Digitalisierungsstandort Europa. Wir helfen Wirtschaft und Gesellschaft dabei, Daten souverän in Datenräumen (Data Spaces) zu teilen und ihren Wert voll auszuschöpfen – zum Beispiel im Gesundheitswesen, in der industriellen Fertigung oder mit Blick auf die Mobilität in smarten Städten.

Hintergrund der Masterarbeit: Fertigende Unternehmen erzeugen heute große Mengen an Produktions- und Prozessdaten. Mit Digitalen Zwillingen lassen sich diese Daten nutzen, um Produktions- und Logistikprozesse virtuell abzubilden, zu analysieren und zu simulieren. Am Fraunhofer ISST entwickeln wir mit dem »Open Factory Twin« (OFacT) ein offenes Framework für KI-gestützte Digitale Zwillinge. Dieses Framework unterstützt unter anderem die Modellgenerierung, Szenarioanalysen und die Anpassung digitaler Modelle. Ziel dieser Masterarbeit ist es, die Nutzung des Open Factory Twin einfacher, transparenter und vertrauenswürdiger für die Anwenderinnen und Anwender aus der Domäne zu gestalten. Die Ergebnisse sollen sowohl theoretische Erkenntnisse als auch konkrete UX-Konzepte und Handlungsempfehlungen für KI-unterstützte Digitale Zwillinge in der Industrie liefern.

Mögliche Fragestellungen sind:

• Wie kann eine intuitive Nutzerführung für KI-gestützte Digitale Zwillinge gestaltet werden?
• Wie lassen sich KI-generierte Vorschläge transparent und nachvollziehbar darstellen?
• Welche Interaktionskonzepte (z. B. Wizard, Dashboard oder dialogbasierte Assistenz) unterstützen Anwenderinnen und Anwender optimal?
• Wie können Zwischenergebnisse, Unsicherheiten und Validierungshinweise verständlich visualisiert werden?

Hier sorgst Du für Veränderung: Als Masterand(in) bist Du Teil unserer Abteilung »Industrial Manufacturing«, in der wir Unternehmen mit digitalen Lösungen auf ihrem Weg zu schlanken, reaktionsfähigen und vorausschauenden Geschäftsprozessen unterstützen – unabhängig, zukunftsgerichtet und stets am Puls der Zeit. Im Rahmen Deiner Masterarbeit bearbeitest Du das zukunftsweisende Thema »Interaktive Nutzerführung für KI-unterstützte Digitale Zwillinge in Produktion und Logistik«. Dabei profitierst Du von unserer Expertise und praxisnahen Unterstützung.

Mögliche Aufgaben umfassen:

• Literatur- & Tool-Recherche: Du analysierst Ansätze aus den Bereichen Nutzerführung, Human-AI-Interaction, Explainable AI, User Experience Design und Digital Twin Engineering.
• Analyse des OFacT-Prototyps: Du untersuchst den vorhandenen Open-Factory-Twin-Prototyp hinsichtlich Nutzerführung, Verständlichkeit, Transparenz und Bedienbarkeit und identifizierst Verbesserungspotenziale.
• Anforderungsanalyse & UX-Konzeption: Du identifizierst relevante Nutzerrollen, Nutzungsszenarien und Entscheidungspunkte im Open Factory Twin. Darauf aufbauend entwickelst Du ein Nutzerführungskonzept für Modellgenerierung, Szenarioanalyse und Modelladaptierung.
• Wireframes & Interaktionsdesign: Du entwirfst Wireframes, User Flows und Interaktionskonzepte, z. B. für eine geführte Navigation, Dashboards oder visuelle Prozessdarstellungen.
• Evaluation: Du bewertest Dein Konzept anhand eines praxisnahen Industrie-4.0-Anwendungsfalls und leitest Empfehlungen für die Weiterentwicklung des Open Factory Twin ab.

Durch Deine Masterarbeit trägst Du dazu bei, den bestehenden Open-Factory-Twin-Prototyp nutzerzentriert weiterzuentwickeln und KI-unterstützte Digitale Zwillinge verständlicher, bedienbarer und vertrauenswürdiger zu machen. Die genannten Aufgaben dienen als Leitfaden und bieten Dir Flexibilität. Gemeinsam mit Deinem betreuenden Dozenten gestalten wir das Thema individuell nach Deinen Interessen und Stärken.

Hiermit bringst Du Dich ein:

• Ein laufendes Masterstudium in Informatik, Wirtschaftsinformatik, Human-Computer Interaction, User Experience Design, Interaction Design, Medieninformatik, Wirtschaftsingenieurwesen oder einer vergleichbaren Fachrichtung.
• Interesse an nutzerzentrierter Gestaltung, Digitalen Zwillingen, Industrie 4.0 und KI-unterstützten Systemen.
• Erste Erfahrungen mit UX-Methoden, z. B. User Flows, Wireframes, Personas, Journey Maps, Usability-Analysen oder prototypischen Oberflächenkonzepten.
• Idealerweise erste Erfahrungen mit Tools wie Figma, Miro, Adobe XD, Balsamiq oder vergleichbaren Tools.
• Interesse daran, komplexe technische Prozesse verständlich, transparent und intuitiv bedienbar zu machen.
• Fähigkeit zur selbstständigen wissenschaftlichen Arbeit sowie ein analytischer, strukturierter und lösungsorientierter Arbeitsstil.
• Gutes Deutsch und Englisch in Wort und Schrift.

Was Du erwarten kannst:

• Zukunftsgestaltende Aufgaben: Deine Masterarbeit ist nicht nur ein wichtiger Teil Deiner akademischen Karriere, sondern auch eine Chance, an der Schnittstelle von Wissenschaft und Wirtschaft an einem relevanten Thema der digitalen Zukunft mitzuarbeiten.
• Betreuung und Unterstützung: Du wirst von unseren erfahrenen Expertinnen und Experten eng betreut, erhältst wertvolle Einblicke und kannst Deine Arbeit mit unserer Hilfe weiterentwickeln.
• Flexibilität: Du bist herzlich willkommen, bei uns vor Ort in Dortmund zu arbeiten – denn nichts geht über den direkten Austausch im Team. Wer lieber remote arbeitet, kann das natürlich ebenfalls tun. Zweimal sehen wir uns dabei persönlich: bei der Übergabe Deiner Hardware und Smartcard zu Beginn und am Ende.
• Ein offenes und kreatives Arbeitsumfeld: Bei uns erwartet Dich ein engagiertes Team und viel Freiraum für Deine eigenen, kreativen Ideen oder Themenvorschläge. Flache Hierarchien und eine offene Atmosphäre sorgen dafür, dass Du Dich schnell bei uns einlebst.

Es wird keine Vergütung gezahlt, sondern nur die Betreuung und Unterstützung für Deine Masterarbeit angeboten. Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt. Unsere Aufgaben sind vielfältig und anpassbar – für Bewerber*innen mit Behinderung finden wir gemeinsam Lösungen, die ihre Fähigkeiten optimal fördern. Weitere offene Stellen an unserem Institut findest Du unter www.isst.fraunhofer.de/jobs