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
Digitale Zwillinge zur Emissionsreduktion

Digitale Zwillinge zur Emissionsreduktion

Ex-ante Fallstudie an einem Pumpenprüfstand in der industriellen Produktion
Felix Bischoff, Ingela Tietze ORCID Icon, Peter Hertweck, Nina van Hasz
Digitale Zwillinge werden häufig als vielversprechender Hebel zur Reduzierung von Treibhausgas-Emissionen (THG-Emissionen) in der industriellen Produktion diskutiert, belastbare empirische Nachweise zu ihrem tatsächlichen Nutzen unter Praxisbedingungen fehlen jedoch weitgehend. In dieser Fallstudie werden die Emissionseinsparpotenziale eines Digitalen Zwillings als konzeptionell beschriebenes Zielsystems am Beispiel eines Prüfstands für Hydraulikpumpen ex-ante quantifiziert. Hierzu werden die THG-Emissionen des ursprünglichen Prüfplans für das Jahr 2025 auf Basis real gemessener Energieverbräuche der geprüften Pumpen und zeitlich aufgelöster Emissionsintensitäten des Strombezugs ermittelt. Anschließend erfolgt eine regelbasierte Umplanung, bei der energieintensive Prüfprozesse in emissionsärmere Zeitintervalle verlagert werden. Die Umplanung berücksichtigt dabei betriebliche Praxisrestriktionen. Prozesse und Anlagen werden nicht verändert. Das Einsparpotenzial wird ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 16-24 | DOI 10.30844/I4SD.26.3.2
I4S 3/2026: Immersive Technologien in der Produktion

I4S 3/2026: Immersive Technologien in der Produktion

VR, AR, MR, XR: Katalysatoren der nächsten industriellen Revolution?
Immersive Technologien verändern die Fertigung grundlegend. VR, AR, MR und XR verbinden physische und digitale Welten zu interaktiven Arbeitsumgebungen. In der Industrie 4.0 ermöglichen sie dadurch einen intuitiveren Zugang zu Planung, Produktion, Instandhaltung oder Qualifizierung. Diese Ausgabe von Industry 4.0 Science zeigt, wie immersive Technologien zu einem zentralen Baustein resilienter, flexibler Produktionssysteme werden.
Lernfabriken für die Zukunft der Fertigung in Brasilien

Lernfabriken für die Zukunft der Fertigung in Brasilien

Förderung der Industrie durch Technologie und Kompetenzentwicklung
Fertigungsunternehmen in Entwicklungsländern stehen vor der Herausforderung, Produktivitätslücken zu schließen und gleichzeitig Industrie-4.0-Technologien einzuführen. Lernfabriken sind ein hilfreicher Ansatz, um diesen Herausforderungen zu begegnen. Ein Beispiel hierfür ist die Lernfabrik „Fábrica do Futuro“ in São Paulo, Brasilien, die Studierende einbindet, die Kompetenzentwicklung fördert und mit der Industrie in der angewandten Forschung zusammenarbeitet.
Industrielle Anwendung immersiver Technologien

Industrielle Anwendung immersiver Technologien

XR-Lösungen für Schulung, Einweisung, Konstruktionsprüfung und Montageplanung
Andreas Straube ORCID Icon, Faikar Zakky Haidar ORCID Icon, Matheus Lenzi dos Santos ORCID Icon, Kussai AI Jairoud ORCID Icon, Eduardo Koscianski ORCID Icon
In den letzten Jahren haben die sinkenden Kosten und die verbesserte Benutzerfreundlichkeit von immersiver Hardware und Software Extended Reality (XR) für industrielle Anwendungen zunehmend attraktiv gemacht. Standalone-Systeme mit Inside-Out-Tracking und kamerabasiertem Pass-Through ermöglichen zugängliche Mixed-Reality-Lösungen (MR). Gleichzeitig ermöglichen neue No-Code-Softwareplattformen Ingenieuren die Erstellung von XR-Umgebungen ohne Programmierkenntnisse, was die Verbreitung in Produktionsumgebungen fördert. Dieser Beitrag untersucht wichtige industrielle Anwendungsbereiche immersiver Technologien anhand ausgewählter, kommerziell verfügbarer XR-Softwarelösungen für Produkt- und Prozessschulungen, räumliche Anleitungen und Leitfäden, kollaborative Konstruktionsprüfungen sowie Montage- und Produktionsplanung.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 38-47 | DOI 10.30844/I4SD.26.3.4
I4S 1/2026: Angewandte KI-Ethik am Arbeitsplatz

I4S 1/2026: Angewandte KI-Ethik am Arbeitsplatz

Eine gemeinsame Verantwortung – von der Radiologie und Sprachtherapie bis zur Montage
KI-Ethik am Arbeitsplatz liegt nicht allein in der Verantwortung von Unternehmen, sondern erfordert das bewusste Handeln von Individuen – ob Entwicklerin oder Nutzer, Führungskraft oder Mitarbeiter. Zentrale Themen drehen sich um ethische KI-Kompetenzen sowie Fragen von Governance und Arbeitnehmervertretung. Wie wird sich die Arbeitswelt von Radiologie und Sprachtherapie bis zu Montage und Qualitätskontrolle verändern?

Events

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.
IT Procurement & Sourcing Summit Europe – Optimize IT Sourcing!
Start 28.09.2026 - Ende 29.09.2026

IT Procurement & Sourcing Summit Europe – Optimize IT Sourcing!

Strategic vendor management & IT procurement.
The IT Procurement & Sourcing Summit Europe is a leading conference for strategic IT procurement at enterprise level. It focuses on modern sourcing strategies, vendor and contract management, negotiation models, cost optimization, and managing cloud and SaaS providers. Gain practical insights and exchange with senior procurement, IT, and finance leaders from across Europe.

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Der europäische Traum vom Binnenmarkt für Daten

Der europäische Traum vom Binnenmarkt für Daten

Gemeinsame europäische Datenräume zwischen Anspruch und Wirklichkeit
Nils Wiedemann ORCID Icon
Die Europäische Union will einen Binnenmarkt für Daten schaffen – doch Unternehmen zögern beim Teilen ihrer Daten. Können gemeinsame europäische Datenräume dieses Spannungsfeld auflösen? Der Beitrag zeigt am Beispiel des Gesundheitsdatenraums (EHDS), wie rechtliche Hürden überwunden werden sollen, wo Grenzen liegen und ob das Konzept auch in anderen Sektoren tragfähig ist.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 4 | Seite 14-20 | DOI 10.30844/I4SD.26.4.2
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

Der europäische Traum vom Binnenmarkt für Daten

Der europäische Traum vom Binnenmarkt für Daten

Gemeinsame europäische Datenräume zwischen Anspruch und Wirklichkeit
Nils Wiedemann ORCID Icon
Die Europäische Union will einen Binnenmarkt für Daten schaffen – doch Unternehmen zögern beim Teilen ihrer Daten. Können gemeinsame europäische Datenräume dieses Spannungsfeld auflösen? Der Beitrag zeigt am Beispiel des Gesundheitsdatenraums (EHDS), wie rechtliche Hürden überwunden werden sollen, wo Grenzen liegen und ob das Konzept auch in anderen Sektoren tragfähig ist.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 4 | Seite 14-20 | DOI 10.30844/I4SD.26.4.2
Plattformadoption als Dynamic Capability

Plattformadoption als Dynamic Capability

Wie KMU Adoptionsbarrieren bei B2B-Kollaborationsplattformen überwinden
Nikolai Schäfer ORCID Icon, Marcel Hülsbeck ORCID Icon
Warum meiden viele KMU digitale B2B-Kollaborationsplattformen, obwohl sie als Schlüsseltechnologien der Industrie 4.0 gelten? Trotz ihres Potenzials, den Zugang zu Innovationsökosystemen zu erleichtern und strukturelle Ressourcennachteile auszugleichen, bleibt die Plattformadoption in der Praxis verhalten. Der Dynamic-Capabilities-Ansatz zeigt, dass Adoptionshemmnisse weniger technischer Natur sind als vielmehr in Wahrnehmungs-, Entscheidungs- und Transformationsprozessen liegen.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 4 | Seite 42-48 | DOI 10.30844/I4SD.26.4.5
Typisierung digitaler Plattformen im Supply Chain Management

Typisierung digitaler Plattformen im Supply Chain Management

Überprüfung vorhandener Typisierungsansätze aus der Perspektive der Circular Economy
Sophia Botsch ORCID Icon, Eva Mante ORCID Icon, Marcel Papert ORCID Icon, Alexander Pflaum ORCID Icon
Die Beurteilung der Wirkung digitaler industrieller Plattformen auf Dynamik und Resilienz von Versorgungsketten erfordert eine klare Typisierung solcher Plattformen. Der vorliegende Beitrag prüft, inwieweit ein aktueller Typisierungsvorschlag aus dem Bereich des Supply Chain Managements (SCM) im Zusammenhang mit digitalen Plattformen für die Umsetzung der Circular Economy (CE) weiterentwickelt werden muss. Die Autoren kommen zum Ergebnis, dass eine grundsätzliche Weiterentwicklung nicht erforderlich ist, da die betrachteten digitalen CE-Plattformen sich in die vorhandene Typisierungssystematik gut einordnen lassen. Neue Forschungsfragen ergeben sich allerdings bezüglich der Abgrenzung digitaler Service-Plattformen und digitaler datenorientierter Plattformen sowie der Verknüpfung von Circular Economy und Supply Chain Management, insbesondere im Zusammenhang mit den in der SCM-Praxis zunehmend etablierten Supply Chain Control Towers.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 4 | Seite 62-70 | DOI 10.30844/I4SD.26.4.7
Interoperabilität aus wettbewerblicher Perspektive

Interoperabilität aus wettbewerblicher Perspektive

Begriffsbestimmung, Potenziale und Herausforderungen
Tim Becker
Obwohl Nutzer heutzutage erwarten, dass Apps, Plattformen, und Geräte reibungslos zusammenspielen, herrscht interdisziplinär Uneinigkeit darüber, was Interoperabilität ist und ob Interoperabilität im Ergebnis erstrebenswert ist. Dieser Beitrag beantwortet diese Fragen aus wettbewerblicher Sicht.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 4 | Seite 92-97 | DOI 10.30844/I4SD.26.4.10
Entwicklung von Virtual Reality im Bildungsbereich

Entwicklung von Virtual Reality im Bildungsbereich

Effizienz, inhaltliche Relevanz und Skalierbarkeit
Stella Kanatouri ORCID Icon, Oliver Sosna ORCID Icon, Alexander Kulik, Sina C. Truckenbrodt ORCID Icon, Friederike Klan ORCID Icon, Christian Erfurth ORCID Icon
Während Virtual Reality das praxisorientierte Lernen erleichtern kann, steht ihre Entwicklung vor Hindernissen: hohe Kosten, hoher Zeitaufwand oder die Herausforderungen hinsichtlich ihrer Skalierbarkeit. Dieser Artikel stellt zwei Fallstudien vor, die Strategien zur Überwindung solcher Hindernisse bei der Ausbildung der nächsten Generation von Fachkräften im Bereich Umwelttechnologien veranschaulichen. Durch die Untersuchung von Ansätzen zur Rationalisierung der Entwicklung sowie zur Steigerung der Relevanz und Skalierbarkeit von Inhalten werden Erkenntnisse für die zukünftige Praxis gewonnen. Abschließend wird eine Zukunftsvision entworfen, in der Bildungseinrichtungen flexibel und kosteneffizient Virtual-Reality-Prototypen in Lernkontexten entwickeln können, um die Übereinstimmung mit den Lehrplanzielen und den Bedürfnissen der Lernenden sicherzustellen.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 26-34 | DOI 10.30844/I4SD.26.3.3
Immersive Digitale Zwillinge des Menschen in Industrie 4.0

Immersive Digitale Zwillinge des Menschen in Industrie 4.0

Integration physischer und kognitiver Zustände für die adaptive Produktion
Tajbeed A. Chowdhury ORCID Icon, Martina Lehser ORCID Icon, Eric Wagner ORCID Icon, Paul Motzki ORCID Icon
Der rasante Fortschritt immersiver Technologien eröffnet neue Möglichkeiten für die Mensch-Maschine-Interaktion in der Industrie. Dieser Beitrag stellt eine immersive Plattform für menschliche Digitale Zwillinge vor, die physische und kognitive Zustände in einem integrierten Modell vereint. Durch die Kombination multimodaler Sensorik, menschlicher Biomechanik, Künstlicher Intelligenz und Simulation verbessert das System Sicherheit, Ergonomie und Produktivität in der menschenzentrierten Produktion. Der Beitrag argumentiert, warum menschliche Digitale Zwillinge zu einem zentralen Baustein adaptiver Produktionssysteme werden könnten, diskutiert bestehende Grenzen der Modellierung des Menschen und skizziert industrielle Anwendungspotenziale in den Bereichen Sicherheit, Nachhaltigkeit, Ergonomie und Produktivität.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 6-13 | DOI 10.30844/I4SD.26.3.1
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