Dezentrale Steuerung der Fertigung in der Prozesskette

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.

Die Vermittlung der Komplexität und Vielschichtigkeit der Energiewende an ein breites Publikum ist eine Herausforderung. Dieser Beitrag zeigt auf, wie interaktive Serious Games auf einem Multitouch-Tisch dazu beitragen können, Zusammenhänge erfahrbar und begreifbar zu machen. Spiele und Tisch wurden in verschiedenen Gesprächskontexten eingesetzt. Diese werden hier in drei Fallvignetten dargestellt, die auf teilnehmender Beobachtung der unterschiedlichen Einsätze, situierter und gemeinsamer Reflexion basieren. Die Vignetten zeigen, wie Interaktion epistemische Prozesse anstoßen, Perspektivwechsel ermöglichen und kollektives Denken fördern kann, das für gesamtgesellschaftliche Zukunftsgestaltung notwendig ist.

Die fischertechnik® Lernfabrik 4.0 hat sich als geeignete Experimentierumgebung zur Erprobung Digitaler Zwillinge erwiesen. Abhängig vom angestrebten Reifegrad reichen die Funktionen eines Digitalen Zwillings von der reinen Zustandsüberwachung über Prognosen bis hin zur operativen Steuerung von Produktions- und Logistiksystemen. Zur systematischen Einordnung dieser Funktionen wird in diesem Beitrag ein Reifegradmodell vorgestellt, das als Orientierungsrahmen für den Aufbau eines Digitalen Zwillings dient. Darauf aufbauend werden ausgewählte Anwendungsfälle in einer Test- und Entwicklungsumgebung umgesetzt, die auf einer Systemarchitektur mit mehrstufiger Schichtlogik basiert. Anhand erster Umsetzungen werden Einsatzzwecke, relevante Methoden sowie typische Herausforderungen und Potenziale für den Transfer in reale Fabrikumgebungen aufgezeigt.

Die Einführung neuer Technologien stellt insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) eine große Herausforderung dar. Gleichzeitig müssen sich KMU dieser Herausforderung stellen, um technologisch und wirtschaftlich Schritt halten zu können. Hierbei stellt die Akzeptanz der Beschäftigten eine wichtige Größe dar, wenn Technologieeinführung und dauerhafte Nutzung erfolgreich sein sollen. Zentralen Einfluss auf die Schaffung von Akzeptanz gegenüber diesen neuen Technologien hat der Einführungsprozess. Anhand der Implementierung kollaborationsfähiger Robotik wird dieser Einführungsprozess beispielhaft aufgearbeitet, um die wesentlichen Einflussfaktoren auf die Akzeptanz der Beschäftigten und die Bedeutung von Trainingsmaßnahmen herauszuarbeiten. Der Beitrag macht deutlich, wie der Einführungsprozess und die Qualifikation der Beschäftigten dabei nahtlos ineinandergreifen und sich gegenseitig beeinflussen.

Erklärbare künstliche Intelligenz (XAI)-basiertes Nudging ist zwar ethisch komplex, kann jedoch eine vorteilhafte Alternative zu starren, algorithmisch generierten Fertigungsplänen darstellen, um sowohl die Planungsautonomie von Fertigungsmitarbeitenden als auch die Gesamtleistung des übergeordneten Fertigungssystems zu verbessern. Dieser Artikel präsentiert eine Laborstudie, die das erfolgreiche Nudging von 28 Studierenden des Studiengangs Wirtschaftsingenieurwesen in einer Fertigungssimulation demonstriert. Die Studie zeigt, dass die Übereinstimmung der von den Studierenden ausgewählten Bearbeitungsreihenfolge von Fertigungsaufgaben mit einer vordefinierten Bearbeitungsreihenfolge durch Nudging um 9 % zunimmt. Durch den Einsatz von XAI werden die Präferenzen der Studierenden analysiert und Deadlines sowie Prioritäten in der Simulation angepasst. Der Artikel diskutiert die ethischen Fragen des Nudging, darunter potenzielle Manipulation, Scheinautonomie und die Reduzierung von ...