Dissertation „Signal Integrity Cabling“ - #29559

VIRTUAL VEHICLE entwickelt innovative Lösungen für die Mobilität der Zukunft: zuverlässige Simulationstechnologien, softwaredefinierte Systeme und datengetriebene Anwendungen. Der Fokus liegt auf der Optimierung von Test- und Validierungsprozessen in der Automobil- und Bahnindustrie sowie zunehmend in zukunftsweisenden Bereichen wie Energy, Maritime, Defense und Health Tech. Mit rund 280 Mitarbeiter:innen gilt das Unternehmen als zentraler Innovationsmotor und attraktiver Arbeitsplatz für qualifizierte Fachkräfte. SETLabs Research GmbH ist eine 100%ige Tochtergesellschaft von Virtual Vehicle und spezialisiert auf die Entwicklung von Software-Systemen und innovativen domänenübergreifenden Lösungen, die im Automobil- oder Bahnbereich Anwendung finden und auf Robotik, Logistik, Energie und Gesundheitswesen ausgedehnt werden. Die Vision ist es, domain-open Software Enabled Technologies voranzutreiben.

Siemens Healthineers mit Sitz in Kemnath/DE ist ein Hersteller von Medizintechnik und umfasst die Aktivitäten von Siemens AG in diesem Bereich. Der Schwerpunkt der Entwicklung und von Vertrieb liegt auf Produkten für die bildgebende Diagnostik und Therapie, Produkten für die in-Vitro Diagnostik, sowie Services in der Medizintechnik.

Im Rahmen einer langfristigen Forschungskooperation wird am Zentrum eine Dissertation zum Thema Electrothermal Cabling ermöglicht. Die wissenschaftliche Betreuung erfolgt durch universitäre Partnerinstitute. Für die Dissertation ist eine 50% Teilanstellung am Forschungszentrum Standort in Graz vorgesehen; das Projekt wird in enger Abstimmung mit den Standorten von Siemens Healthineers in Kemnath und am Forschungszentrum durchgeführt.

Dissertation „Signal Integrity Cabling“

Analyse kabelbasierter Multiphysik‑Effekte in Medizinprodukten

Aktive Medizinprodukte stellen hohe Anforderungen an Sicherheit, Zuverlässigkeit und regulatorische Konformität. Elektrische Kabelsysteme übernehmen dabei eine zentrale Rolle für Energieversorgung, Signalübertragung und Systemintegration. Obwohl sie häufig als passive Komponenten betrachtet werden, können Kabel durch elektromagnetische Wechselwirkungen, parasitäre Einkopplungen und physikalische Rückkopplungen maßgeblich das Verhalten und die Sicherheit eines Systems beeinflussen.

Unter realistischen Betriebsbedingungen, wie Dauerbetrieb, variierenden Lastprofilen und komplexen Einbausituationen, können Kabelsysteme zu einer entscheidenden Quelle für EMV‑Probleme, Signalstörungen und Instabilitäten werden. Im Zentrum steht dabei die Einkopplung parasitärer Ströme, die die Signalintegrität beeinträchtigen und Fehlfunktionen verursachen können.

Mit dem zunehmenden Einsatz bildgebender Verfahren sowie KI‑basierter Auswertesysteme, insbesondere in automatisierten und robotischen Anwendungen, steigen die Anforderungen an Datenraten, Bandbreiten und robuste Signalübertragung deutlich. Elektromagnetische Störungen können in diesem Kontext zu Systemabschaltungen während laufender Untersuchungen führen und stellen somit ein direktes Risiko für Funktionalität und Patientensicherheit dar.

Ziel dieser Dissertation ist die Entwicklung eines fundierten Verständnisses kabelinduzierter EMV‑ und Signalintegritätsphänomene. Dazu werden Simulation, Messung und Systemanalyse kombiniert, einschließlich der frühzeitigen Bewertung von Kabelrouting im digitalen Mock‑up sowie der gezielten Trennung von Power‑, Signal‑, Safety‑ und Bilddatenpfaden. Die Ergebnisse sollen direkt in die Entwicklung robuster und sicherer Medizinprodukte einfließen.

Forschungsfragen

• Wie entstehen und wie verteilen sich parasitäre Ströme in Kabelsystemen von Medizinprodukten unter realistischen Betriebsbedingungen?
• Welche Einflussfaktoren (z. B. Kabelrouting, Geometrie, Abschirmung) dominieren das EMV‑ und Kopplungsverhalten innerhalb komplexer Systeme?
• In welchem Maß beeinflussen EMV‑Effekte die Signalintegrität und Datenübertragung in hochauflösenden bildgebenden und KI‑basierten Anwendungen?
• Wie wirken sich parasitäre Einkopplungen auf die Funktionalität und Stabilität automatisierter bzw. robotischer Systeme aus?
• Welche kritischen Szenarien (Worst‑Case‑Betrieb) führen zu unzulässigen Signalbeeinträchtigungen oder Systemabschaltungen?
• Inwiefern lassen sich EMV‑ und Signalintegritätsprobleme durch Simulation im digitalen Mock‑up bereits in frühen Entwicklungsphasen vorhersagen?
• Welche Methoden eignen sich zur messtechnischen Erfassung und Quantifizierung parasitärer Effekte in Kabelsystemen?
• Wie können EMV‑ und Signalzonen (Power, Signal, Safety, Bilddaten) systematisch bewertet und zur Reduktion von Störeinflüssen strukturiert getrennt werden?
• Welche Cable‑Routing‑Strategien (intern, extern, hybrid) ermöglichen eine robuste, EMV‑optimierte Systemarchitektur?

Qualifikation

• Abgeschlossenes Studium (Master of Science) in Telematik, Informatik, Elektrotechnik, Physik o. Ä
• Grundverständnis: Elektrotechnik/ elektrische Messtechnik, Numerische Simulation (z.B. FEM, Multiphysik)
• Interesse an interdisziplinellen Fragestellungen (EMV, Systemeffekte)
• Erfahrung oder Bereitschaft zur experimentellen Arbeit
• Interesse an angewandter Forschung und der prototypischen Umsetzung im Industriebetrieb
• Hohes Maß an Eigeninitiative und eine selbständige Arbeitsweise
• Fähigkeit zur Lösung komplexer Aufgaben in Kooperation mit externen Partnern
• Quartalsweise Reisebereitschaft (10%) zwischen Graz, München und Kemnath zur Förderung des Wissenstransfers
• Englisch und Deutsch B2

Das bieten wir

• Dissertation im Rahmen eines befristeten Dienstverhältnisses
• Qualifizierte Betreuung und die Möglichkeit, theoretisches Wissen mit praktischer Erfahrung zu kombinieren
• Abwechslungsreiche Aufgaben in einem internationalen Forschungszentrum mit starkem Anwendungsbezug
• Ein interdisziplinäres Arbeitsumfeld mit Gestaltungsspielraum und kurzen Entscheidungswegen
• Möglichkeit zu Homeoffice sowie flexible Arbeitszeitgestaltung im Rahmen eigenverantwortlicher Planung
• Flache Hierarchien, die Verantwortung und kreative Zusammenarbeit ermöglichen.
• Individuelle Weiterentwicklung durch Workshops, Trainings oder Konferenzteilnahmen
• Welcome Day und strukturiertes Mentoring-Programm
• Sport- und Gesundheitsangebote (z. B. Yoga, Firmenläufe)
• Regelmäßige Firmenveranstaltungen

Das jährliche Mindestgehalt beträgt je nach Qualifikation und Einstufung EUR 45.783, - brutto (bei Vollzeitbeschäftigung). Eine Überzahlung ist möglich und richtet sich nach Qualifikation und der vorliegenden speziellen Erfahrung.

Ansprechperson: Dr. Martin Benedikt, [email protected], +43-(0)664 887 83 115