Trends

Im Braunfeld zur Industrie 4.0

Im Braunfeld zur Industrie 4.0

Lernfabriken als Schulungs- und Testumgebung für die digitale Transformation
Jakob Weber, Sven Völker ORCID Icon
Die digitale Transformation produzierender Unternehmen erfordert Ingenieure mit der Fähigkeit, den Übergang zur Industrie 4.0 praktisch zu gestalten. Dieser Beitrag stellt das Konzept einer Lernfabrik vor, die selbst einer kontinuierlichen digitalen Transformation unterliegt und damit eine Umgebung für die Entwicklung von Transformationskompetenzen schafft. Das Konzept für die digitale Transformation basiert auf digitalen Werker-Assistenzsystemen und Multiagentensystemen zur Produktionssteuerung. Sie ermöglichen eine schrittweise Integration vorhandener Ressourcen. Die Lernfabrik wird den Studierenden nicht als fertige Lösung präsentiert, sondern im Rahmen von studentischen Projekten kontinuierlich weiterentwickelt. Damit adressiert sie direkt den Mangel an qualifiziertem Personal für die Realisierung der Industrie 4.0.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 2 | Seite 88-96
KI in der industriellen Produktion verständlich vermitteln

KI in der industriellen Produktion verständlich vermitteln

Anforderungen an KI-Demonstratoren zur Förderung von Akzeptanz
Colin Srebny, Jennifer Link ORCID Icon, Markus Harlacher ORCID Icon, Sascha Stowasser ORCID Icon
Künstliche Intelligenz (KI) bietet in der industriellen Produktion vielfältige Potenziale, bringt jedoch auch Herausforderungen hinsichtlich der Akzeptanz der Beschäftigten mit sich. KI-Demonstratoren sind daher von zentraler Bedeutung, da sie praktische Erfahrungen mit KI ermöglichen. Allerdings fehlen bislang systematisch identifizierte Anforderungen an Demonstratoren, die gezielt Akzeptanz fördern und negative Emotionen adressieren. Mithilfe eines mehrstufigen Forschungsdesigns werden 69 Anforderungen identifiziert, die in funktionale Anforderungen, Qualitätsanforderungen und Randbedingungen strukturiert sind.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 5 | Seite 6-14 | DOI 10.30844/I4SD.26.5.1
I4S 2/2026: Lernfabriken

I4S 2/2026: Lernfabriken

Motoren der Forschung – Lernumgebungen für die Industrie 4.0
Lernfabriken haben sich in den letzten Jahren zu zentralen Experimentierumgebungen im Kontext der vierten industriellen Revolution entwickelt. Neben ihrer Rolle als Ausbildungsstätten für Fachkräfte fungieren sie auch als Reallabore für die Wissenschaft. Diese Ausgabe von Industry 4.0 Science untersucht Lernfabriken als Einführungsorte neuer Ansätze und Technologien – ob digitale Assistenten, Cobots, Serious Gaming oder Digitale Zwillinge.
KI-gestützte Bauzustandsprüfung von Großstrukturen

KI-gestützte Bauzustandsprüfung von Großstrukturen

Ein neuer Ansatz für die Bauzustandskontrolle
Jan Sender ORCID Icon, Konrad Jagusch ORCID Icon, Michael Geist ORCID Icon, David Jericho ORCID Icon, Christian Scharr ORCID Icon
Die Überprüfung des Baufortschritts, wie sie die Unikatfertigung großer Strukturen erfordert, ist aufgrund der hohen Komplexität und Individualität sehr zeit- und personalintensiv. Ziel dieses Beitrags ist die Entwicklung eines sensorbasierten Ansatzes zur Erfassung und Auswertung mehrerer Prüfmerkmale. Der Einsatz lernbasierter Modelle zur Detektion von Objekten und Ableitung relevanter Informationen bildet die Basis für die Verknüpfung von Zustand und Ablaufplan. Dies ermöglicht eine signifikante Effizienzsteigerung bei der Bauzustandskontrolle und eine fundierte Fortschrittsbewertung.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 5 | Seite 78-84 | DOI 10.30844/I4SD.26.5.9
„Unternehmerischer Mut ist die zentrale Voraussetzung“ 

„Unternehmerischer Mut ist die zentrale Voraussetzung“ 

Im Gespräch mit Jan Wörner, Direktor des Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS)
Die Produktion verlässt die Erde. Da der Zugang zum Weltraum immer günstiger und verlässlicher wird, entwickelt sich die Idee der Fertigung im All von Science-Fiction zu einer realen Industriestrategie. Im Interview spricht Jan Wörner, der nicht nur jahrelang das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), sondern auch die European Space Agency (ESA) geleitet hat, über strategische Chancen und regulatorische Herausforderungen.
I4S 4/2026: Dynamiken digital vernetzter Wertschöpfungssysteme (DynaVer)

I4S 4/2026: Dynamiken digital vernetzter Wertschöpfungssysteme (DynaVer)

Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile – digitale Ökosysteme gemeinsam erforschen
Digitale Plattformen und Datenräume verändern die industrielle Wertschöpfung und schaffen neue Möglichkeiten für unternehmensübergreifende Zusammenarbeit. Gleichzeitig entstehen neue Anforderungen an Datensouveränität, Sicherheit und Governance. Diese Ausgabe von Industry 4.0 Science gibt Einblicke in das Forschungsprogramm DynaVer, in dem 15 interdisziplinäre Projekte die Dynamiken digital vernetzter Wertschöpfungssysteme untersuchen.

Events

SmartFactory Expert: Industrie 4.0 selbst umsetzen
Start 17.09.2026 - Ende 03.11.2026

SmartFactory Expert: Industrie 4.0 selbst umsetzen

Grundlagen & Implementierung Digitaler Zwillinge und Agenten in der Modellfabrik
Industrie 4.0 ist in vielen Unternehmen strategisch gesetzt, scheitert in der Praxis jedoch oft an der konkreten Umsetzung. Diese Weiterbildung zeigt, wie sich aus Grundlagenwissen und Zielbildarbeit ein realistischer Weg hin zu einer flexibleren und effizienteren Produktion entwickeln lässt. Der besondere Mehrwert liegt in der Umsetzung: Die Teilnehmenden erarbeiten nicht nur Konzepte, sondern implementieren sie an Hardware in der Modellfabrik.
German Low-Code Day 2026 | Hannover 23. & 24. Sept.
Start 23.09.2026 - Ende 24.09.2026

German Low-Code Day 2026 | Hannover 23. & 24. Sept.

Wie entwickeln wir Software künftig schneller, intelligenter und souveräner?
Low-Code, KI, Agentic AI und Vibe Coding verändern die Softwareentwicklung grundlegend. Der German Low-Code Day 2026 bringt Entscheider, Experten, Technologieanbieter sowie Vertreter aus Wirtschaft, Wissenschaft und öffentlicher Verwaltung zusammen, um aktuelle Entwicklungen zu diskutieren und praxisnahe Lösungen kennenzulernen. Im Mittelpunkt stehen moderne Softwareentwicklung, digitale Souverän
IT Asset Management Europe 2026
Start 28.09.2026 - Ende 29.09.2026

IT Asset Management Europe 2026

Discover | Control | Save
IT Asset Management Europe is a leading conference focused on managing the full IT asset lifecycle across complex enterprise environments. Topics include hardware and software asset management, lifecycle governance, financial transparency, risk reduction, and the integration of ITAM with procurement, finance, and operations. Learn how organizations turn asset data into actionable insight.
SAMS Europe 2026 – The Leading SAM Event!
Start 28.09.2026 - Ende 29.09.2026

SAMS Europe 2026 – The Leading SAM Event!

Maximize software value, minimize compliance risks.
SAMS Europe is the leading European conference for Software Asset Management. It focuses on license management, audit readiness, SaaS and cloud cost control, and automation in SAM. Gain practical insights into how enterprises manage software efficiently, ensure compliance, and create transparency across complex, hybrid IT environments.

JETZT mit Abo weiterlesen

Tacit Talk

Tacit Talk

Ein sprachbasiertes hybrides KI-System zur Erfassung von implizitem Instandhaltungswissen
Vincent Philipp Brandhoff ORCID Icon, Philipp Besinger, Joscha Zaremba ORCID Icon, Daniel Valtiner ORCID Icon, Michael Necemer ORCID Icon, Safa Omri ORCID Icon, Jens Neuhüttler ORCID Icon, Fazel Ansari ORCID Icon, Katharina Hölzle ORCID Icon
Das für die industrielle Instandhaltung erforderliche implizite Wissen ist durch den demografischen Wandel und die zunehmende Komplexität technischer Systeme zunehmend gefährdet. Dieser Beitrag stellt Tacit-TALK vor, ein sprachbasiertes System, das implizites Wissen mithilfe KI-gestützter Gespräche externalisiert. Gesprochene Eingaben werden transkribiert, mithilfe von Large Language Models (LLMs) analysiert und in einem Wissensgraphen gespeichert, der neue Erkenntnisse mit bereits vorhandenen Organisationsdaten verknüpft. Der Beitrag basiert auf einer Design-Science-Research-Methodik, der auf der soziotechnischen Theorie aufbaut und für die Instandhaltung in der Halbleiterindustrie instanziiert wurde. Daraus werden Gestaltungsprinzipien für die KI-gestützte Erfassung impliziten Wissens abgeleitet, die auf einer wertorientierten Einbindung von Stakeholdern beruhen. Zudem wird eine Referenzarchitektur vorgestellt, die Large Language Models mit Wissensgraphen kombiniert, und es ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 5 | Seite 82-90 | DOI 10.30844/I4SD.26.5.16
Industrie 4.0 – Fortschritt und Digitalisierung in der Schwebe

Industrie 4.0 – Fortschritt und Digitalisierung in der Schwebe

Status der nachhaltigen Transformation und Digitalisierung in der Produktionstechnik
Christian Donhauser ORCID Icon, Daniel Riepl
Digitalisierungsprojekte helfen dem Anwender, komplexe Prozesse einfacher und effizienter darzustellen. Allerdings gibt es viele Hemmnisse, welche die Umsetzung deutlich erschweren. Zurückhaltung bei der Umsetzung ist spürbar. Dies trifft unter anderem Arbeitgeber und Arbeitnehmer, die durch das Warten oder Vermeiden ins ökonomische Abseits geraten können. Diese Beobachtungen lassen sich auf eine übergeordnete wissenschaftliche Leitfrage zurückführen: Welche Barrieren und systemischen Herausforderungen erschweren eine nachhaltige Transformation im Rahmen von Industrie 4.0, insbesondere unter Berücksichtigung menschlicher Arbeit in der Produktionstechnik? Welche Fragen stellen sich die betroffenen Akteure? Das wesentliche Ziel dieser langfristig ausgelegten Forschungsarbeit ist es, diese Fragen dezidiert und im Detail zu konkretisieren, um daraus ein konzeptionelles Fundament zu entwickeln, das Forschung, Lehre und technologische Entwicklung integriert und die Potenziale ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 56-60
KI-gestützte Beölungsstrategien beim Gewindeformen

KI-gestützte Beölungsstrategien beim Gewindeformen

Adaptive Sprühstrahlsteuerung zur Erhöhung von Prozesssicherheit und Werkzeugstandzeit
Reinhard Schmied, Marco Susic, Christian Donhauser ORCID Icon
Das Gewindeformen erfordert eine präzise Schmierstoffapplikation, da hohe Flächenpressungen und lokale Temperaturspitzen die Werkzeugbelastung erheblich beeinflussen. Aktuelle Sprüh- und Minimalmengenschmierungssysteme (MMS) weisen trotz etablierter Technik häufig Streuverluste, unzureichende Benetzung und instabile Tropfendynamik auf. Diese wissenschaftliche Betrachtung beinhaltet und untersucht einen integrativen Ansatz zur adaptiven Präzisionsbeölung beim Gewindeformen, der auf Computational Fluid Dynamics (CFD)-basierter Strömungsanalyse, experimenteller Validierung und Künstliche Intelligenz (KI)-gestützten Optimierungsverfahren basiert. Im Fokus stehen Tropfengröße, Strahlgeometrie, Düsenposition und Umgebungsströmung sowie deren Einfluss auf die Benetzungsintensität. Erste simulationsgestützteVoruntersuchungen zeigen das Potenzial einer datenbasierten Optimierung zur Reduktion von Benetzungsdefiziten und zur Auslegung künftiger Regelstrategien für eine ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 76-83
Manuelle Abläufe in der Automobilproduktion optimieren

Manuelle Abläufe in der Automobilproduktion optimieren

Bausteinbasierter Ansatz zur effizienten Erstellung von Arbeitssystemsimulationen
Barbara Brockmann, Tobias Jurk, Beate Stoffels, Jochen Deuse ORCID Icon
Im produzierenden Gewerbe gewinnt die Integration digitaler Menschmodelle im Produktentstehungs- und Herstellungsprozess zunehmend an Bedeutung. Besonders in der Montage, die durch einen hohen Anteil manueller Tätigkeiten geprägt ist, ermöglichen Bewegungssimulationen eine realitätsnahe Abbildung menschlicher Arbeit und leisten damit einen wesentlichen Beitrag zur bewegungsökonomischen Bewertung, Prozessabsicherung und Effizienzsteigerung. Der breiten Anwendung in der Produktionsplanung stehen jedoch verschiedene Herausforderungen wie der hohe Initialaufwand zur Erstellung der Humansimulation als auch volatile Planungsbedingungen gegenüber. Dieser Beitrag stellt einen praxisorientierten Lösungsansatz aus der Automobilmontage vor, der eine aufwandsreduzierte Erstellung von Simulationen sowie deren frühzeitige und durchgängige Nutzung im Planungsprozess ermöglicht.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 48-55
Analyse der Anwendungspotenziale chinesischer Wissensplattformen

Analyse der Anwendungspotenziale chinesischer Wissensplattformen

Bedeutung digitaler Plattformen für Wissenstransfer in Forschung und Bildung
Yunhao Su, Martin Braun ORCID Icon
Wissen ist eine treibende Kraft der Innovation. Um Wissensbestände zu transferieren, werden vermehrt digitale Wissensplattformen eingesetzt. Die VR China nimmt eine weltweit führende Position im Feld der Digitalisierung ein. Im chinesischen Wissenstransfer- und Innovationssystem kommt digitalen Wissensplattformen eine zentrale Rolle zu. Diese Studie strukturiert theoretische Konzepte des Wissenstransfers und ergänzt diese durch empirische Befunde zur (Weiter-) Entwicklung einschlägiger Wissensplattformen. Untersucht wird der Einfluss spezifischer Gestaltungsmerkmale des Wissenstransfers auf die wahrgenommene Funktionalität und Qualität von digitalen Wissensplattformen. In einer Literaturrecherche werden sieben verdichtete Erfolgskriterien des Wissenstransfers ermittelt. Ferner werden neun führende chinesische Wissensplattformen hinsichtlich ihrer Transferlogik und Funktionsumfänge kategorisiert. Im Rahmen einer Online-Befragung beurteilten Probanden die plattformspezifischen ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 84-93
SmartBending: Inline-Messtechnik zur Prozesskorrektur

SmartBending: Inline-Messtechnik zur Prozesskorrektur

Inline-Prozessoptimierung zur Fehlerkorrektur beim Schwenkbiegen
Christian Donhauser ORCID Icon, Reinhard Schmied, Marco Susic
Schwenkbiegen ist ein etabliertes Umformverfahren, bei dem Materialverlust vermieden und Ressourcen effizient genutzt werden. Der Prozess erfordert jedoch aufwändige Optimierungen, die bisher stark vom Fachwissen der Bediener abhängen. Dies führt zu hohem Zeit- und Materialaufwand, da Optimierungsschritte iterativ erfolgen. Angesichts des Fachkräftemangels ist eine technologische Aufrüstung der Anlagen im Sinne von Industrie 4.0 notwendig. Im Rahmen eines Projekts wurden mittels intelligenter Sensorik kritische Einflussfaktoren erfasst, die Korrelationen zwischen Produktfehlern und Anlagenverformungen aufzeigen. Darauf basierend wurde eine Methodik entwickelt, die die Grundlage für eine Inline-Kompensation schafft, bei der die Anlage eigenständig Prozessparameter anpasst, um Produktfehler zu korrigieren und perspektivisch eine fehlerfreie Fertigung ab dem ersten Bauteil zu ermöglichen.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 134-141

Aktuelles Heft

OPEN ACCESS

Interoperable Datenzugänge in der Karosserie-Serienfertigung

Interoperable Datenzugänge in der Karosserie-Serienfertigung

Deterministische Integration strukturierter Sollparameter in die taktgebundene Produktion
Tim Richter ORCID Icon, Robert Weidner ORCID Icon
KI kann Produktionsprozesse längst analysieren, doch warum gelingt es kaum, ihre Erkenntnisse ohne Umwege zurück in die Produktion zu bringen? In der automobilen Karosserie-Serienfertigung fehlt es hierfür weniger an Daten als an ganzheitlichen Integrationskonzepten in Richtung der Maschinen. Der Beitrag zeigt, warum bidirektional kommunikationsfähige Informationssysteme hierfür entscheidend sind und welche Gestaltungsprinzipien erforderlich sind, um KI-Ergebnisse künftig wirksam in den Produktionsablauf zu integrieren.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 5 | Seite 34-42 | DOI 10.30844/I4SD.26.5.4
Audioimmersives Lernen in der beruflichen Weiterbildung

Audioimmersives Lernen in der beruflichen Weiterbildung

Von linearer Audiowiedergabe zu KI-gestützten und dialogischen Lernbegleitern
Tim Beichter, Vanessa Hartmann, Katharina Hölzle ORCID Icon, Manuel Kaiser
Künstliche Intelligenz rückt vermehrt in den Fokus der beruflichen Weiterbildung zur Personalisierung der individuellen Lernreisen. Gleichzeitig sind Audioformate ein wünschenswertes Format der Lernenden, das zunehmendes Interesse erhält. Ein Konzept eines KI-gestützten Audioformates, sowie Potenziale des Zusammenspiels von künstlicher Intelligenz und Audio bleiben jedoch bislang unberücksichtigt und erfordern daher eine konzeptionelle Betrachtung über die möglichen Gestaltungsmöglichkeiten.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 5 | Seite 102-108 | DOI 10.30844/I4SD.26.5.12
Generative KI im betrieblichen Wissensmanagement

Generative KI im betrieblichen Wissensmanagement

KI-Kompetenz als Augmentierungsvoraussetzung
Niklas Obermann ORCID Icon, Uta Wilkens ORCID Icon, Valentin Langholf ORCID Icon
Generative Künstliche Intelligenz (GenAI) bietet neue Möglichkeiten für das betriebliche Wissensmanagement, insbesondere wenn es um Lernprozesse an der Schnittstelle zwischen explizitem, betriebsspezifischem und implizitem Wissen geht. Ihr Einsatz ist daher für Anwendungsfelder wie die industrielle Wartung von besonderem Interesse. Der Beitrag zeigt, gestützt auf eine Fallstudie im Maschinenbau, dass die augmentierende Wirkung des GenAI-Einsatzes für die Optimierung von Prozessen und die Entwicklung von Mitarbeitenden KI-Kompetenz erfordert und ein Nutzerverhalten voraussetzt, bei dem diese Kompetenz mit der fachlichen Expertise der Beschäftigten verzahnt wird.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 5 | Seite 118-126 | DOI 10.30844/I4SD.26.5.14
KI-gestützte Erkennung von Wissenstransfersituationen

KI-gestützte Erkennung von Wissenstransfersituationen

Ein adaptives Multi-Agenten-System für die agile Produktentwicklung im Ingenieurwesen
Ravil Goetzke, Georg David Ritterbusch ORCID Icon, Norbert Gronau ORCID Icon
Obwohl eine grundsätzliche Verbesserbarkeit von Wissenstransferprozessen in Arbeitsorganisationen bereits experimentell nachgewiesen werden konnte, fehlt bislang ein automatisierter Ansatz zur systematischen Erkennung von Mustern in komplexen, kontextabhängigen sowie domänenspezifischen Wissenstransfersituationen. In diesem konzeptionellen Beitrag werden daher Wissenstransfersituationen am realen Beispiel der Produktentwicklung im Ingenieurwesen untersucht und charakterisiert. Darüber hinaus wird ein Konzept für ein adaptives KI-basiertes Echtzeit-Multi-Agenten-System vorgestellt, das wiederkehrende Muster in Wissenstransfersituationen datenbasiert erkennt und kontextsensitive Interventionen zur Verbesserung des Wissenstransfers ermöglicht. Abschließend wird ein Ausblick auf KI-basierte Lernmechanismen (Reinforcement Learning) gegeben, mit denen Interventionen langfristig auf Grundlage ihrer Wirkung angepasst werden können.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 5 | Seite 110-116 | DOI 10.30844/I4SD.26.5.13
Vertikale Fabriken systematisch planen

Vertikale Fabriken systematisch planen

Entwicklung von Fabriktypen als Basis für eine intelligente Planungsunterstützung
Nikolaus Kremslehner ORCID Icon, Sebastian Schlund ORCID Icon, Wilfried Sihn
Vertikale Fabriken reduzieren den Flächenverbrauch und erschließen die Vorteile urbaner Produktion, ihre mehrgeschossige Struktur erhöht jedoch die Planungskomplexität erheblich. Um diese zu reduzieren, stellt dieser Beitrag eine Typologie vor, die bewährte Lösungsansätze für wiederkehrende Herausforderungen in Planung und Betrieb vertikaler Fabriken vereint. Relevante Merkmale wurden anhand realer Fallbeispiele untersucht und in einem morphologischen Rahmenwerk strukturiert. Dieses wurde zu Fabriktypen konsolidiert, die Orientierung für die Konzeptplanung bieten und als Grundlage für eine intelligente Planungsunterstützung dienen.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 5 | Seite 68-76 | DOI 10.30844/I4SD.26.5.6
Kompetenzsicherung für die Verifikation und Validierung von Simulationsmodellen

Kompetenzsicherung für die Verifikation und Validierung von Simulationsmodellen

Anforderungen an eine KI-gestützte Assistenz in Produktion und Logistik
Sigrid Wenzel ORCID Icon, Felix Özkul ORCID Icon, Robin Sutherland ORCID Icon
Lässt sich die Gültigkeit und Glaubwürdigkeit von Simulationsmodellen und Daten für die Simulation in Produktion und Logistik mit Künstlicher Intelligenz (KI) ermitteln? Welche Anforderungen müssen KI-Assistenzen erfüllen, damit sie Experten bei der Verifikation und Validierung unterstützen und diese gleichzeitig ihre Kompetenz sichern können? Zu ihren Erwartungen und Wünschen werden Simulationsexperten befragt, um die tatsächlichen Anforderungen der Community an KI-Assistenzen im Kontext des Einsatzes der ereignisdiskreten Simulation zu identifizieren und ihre Umsetzung voranzutreiben.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 5 | Seite 24-33 | DOI 10.30844/I4SD.26.5.3
Alle Open-Access-Beiträge

Newsletter

Kooperationspartner