Lernfabriken für die Zukunft der Fertigung in Brasilien

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.

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.

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.

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.

Die Gestaltung inklusiver Arbeitssysteme gewinnt vor dem Hintergrund des demografischen Wandels und der zunehmenden digitalen Durchdringung von Wertschöpfungsprozessen an Bedeutung. Während klassische ergonomische Ansätze primär auf der Perzentillogik basieren und damit nur einen Teil der Nutzerpopulation adressieren, eröffnet die Integration digitaler Technologien neue Möglichkeiten zur dynamischen und individuellen Anpassung von Arbeitssystemen. Der vorliegende Beitrag stellt einen konzeptionellen Handlungsrahmen für inklusive Arbeitssystemgestaltung vor, der die Dimensionen Standardisierung, Automatisierung und Kontextadaptivität integriert. Methodisch basiert der Beitrag auf einer konzeptionellen Analyse bestehender Ansätze aus Ergonomie und Human-Centered Design. Der Beitrag leistet einen theoretischen Beitrag zur Systematisierung inklusiver Arbeitssystemgestaltung und formuliert Gestaltungsbereiche für Forschung und industrielle Praxis.

Unternehmen sind zunehmend gefordert, Fach- und Arbeitskräftemangel bei steigenden Anforderungen an Produktivität, Flexibilität und Innovationsfähigkeit zu bewältigen. Während sich das Arbeitskräfteangebot nur begrenzt erweitern lässt, rückt die produktivitätsorientierte Gestaltung von Arbeitssystemen stärker in den Fokus. Autonome Systeme bieten hier erhebliches Potenzial. Ihr Einsatz erfordert neben technischen Anpassungen vor allem Veränderungen in Organisation, Kompetenzen und Arbeitsgestaltung. Im Beitrag werden empirisch fundierte Änderungsbedarfe in bestehenden Arbeitssystemen sowie damit verbundene wirtschaftliche Potenziale analysiert.