Branche: Manufacturing

I4S 5/2025: Künstliche Intelligenz und Digitale Assistenz

I4S 5/2025: Künstliche Intelligenz und Digitale Assistenz

Wie wir Arbeit besser unterstützen können
Demografischer Wandel, Fachkräftemangel und stagnierende Produktivität gefährden die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie. Gleichzeitig eröffnen KI und digitale Assistenzsysteme neue Chancen: Sie machen Arbeit effizienter und unterstützen Fachkräfte. Doch während sie im Alltag längst präsent sind, bleibt ihr Potenzial in der Industrie weitgehend ungenutzt – hier setzt die WGAB mit innovativen Konzepten an.
Von der Theorie zur Praxis

Von der Theorie zur Praxis

Weniger Fehler und schnellere Umsetzung von Produktionsprozessen dank Augmented Reality
Jana Gonnermann-Müller ORCID Icon, Philip Wotschack ORCID Icon, Martin Krzywdzinski ORCID Icon, Norbert Gronau ORCID Icon
Die zunehmende Komplexität industrieller Umgebungen erfordert neue Kompetenzen, insbesondere in der Interaktion mit digitalen Systemen. Traditionelle Ausbildungsmethoden reichen für den effektiven Transfer von angewandtem Wissen oft nicht aus. Um diese Lücke zu schließen, wurde ein Experiment durchgeführt, bei dem Augmented Reality (AR) und papierbasierte Anleitungen in einem Produktionsszenario verglichen wurden. Die Ergebnisse zeigen: Teilnehmer, die mit AR lernten, führten den Produktionsprozess deutlich schneller und mit weniger Fehlern durch. Darüber hinaus berichteten die Lernenden, die AR nutzten, von einer höheren Benutzerfreundlichkeit und einer geringeren kognitiven Belastung während des Trainings.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 22-29 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.22
KI-gestützte Workstation für die Qualitätskontrolle

KI-gestützte Workstation für die Qualitätskontrolle

Mehr Effizienz durch Bildverarbeitung, Echtzeitunterstützung und axiomatisches Design
Leonardo Venturoso ORCID Icon, Simone Garbin ORCID Icon, Dieter Steiner ORCID Icon, Dominik T. Matt ORCID Icon
Die traditionelle Qualitätskontrolle stößt in Produktionsumgebungen mit hoher Produktvielfalt und geringen Stückzahlen aufgrund von Variabilität und Komplexität oft an ihre Grenzen. Dieses Projekt stellt eine fortschrittliche Workstation vor, die die industrielle Produktivität und Qualität durch die Verwendung eines axiomatischen Designs steigert, um so eine klare Verbindung zwischen Kundenbedürfnissen, funktionalen Anforderungen und Designlösungen zu gewährleisten. Polarisationskameras, hochauflösender Bildgebung, adaptiver Beleuchtung und Deep-Learning-basierte Bildverarbeitung ermöglichen präziseste Prüfungen von Menge, Qualität und Konformität Über eine intuitive Benutzeroberfläche bietet das digitale Assistenzsystem Echtzeit-Feedback. In kontrollierten Tests konnte es sowohl durch Praxistauglichkeit als auch durch Skalierbarkeit überzeugen.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 128-134 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.128
Mechanismen der GenAI-Governance

Mechanismen der GenAI-Governance

Eine Fallstudie zum verantwortungsvollen Einsatz von GenAI in Organisationen
Niklas Obermann ORCID Icon, Daniel Lupp ORCID Icon, Uta Wilkens ORCID Icon
Im Vergleich zu traditionellen KI-Systemen führt Generative Künstliche Intelligenz benutzerabhängige Eigenschaften ein, die einzigartige Herausforderungen für die KI-Governance in Organisationen mit sich bringen. Diese Herausforderungen hängen insbesondere mit menschlichen Faktoren zusammen, wie der Einstellung, dem Bewusstsein und den Fähigkeiten der Mitarbeitenden, die von bestehenden Governance-Rahmenwerken oft vernachlässigt werden. Diese qualitative Fallstudie untersucht, wie ein produzierendes Unternehmen Mechanismen der GenAI-Governance implementiert hat, um einen verantwortungsvollen Umgang mit dieser Technologie zu fördern. Die Ergebnisse zeigen, dass Unternehmen einen ganzheitlichen Ansatz verfolgen sollten, der strukturelle, prozessuale und relationale Mechanismen kombiniert, um Aspekte bezogen auf die Mitarbeitenden der GenAI-Governance zu berücksichtigen. Damit leistet diese Studie einen Beitrag zum wachsenden Forschungsfeld der GenAI-Governance und liefert ...
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 58-64 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.58
Datenbasierte Assistenzsysteme in der Arbeitswelt

Datenbasierte Assistenzsysteme in der Arbeitswelt

Effiziente Entwicklung zielgruppenspezifischer BI-Dashboards in Unternehmen
Martin Schmauder ORCID Icon, Gritt Ott ORCID Icon, Martin Hahmann
Dashboards spielen eine Schlüsselrolle für fundierte Unternehmensentscheidungen. Dieser Beitrag zeigt anhand von Erkenntnissen eines Action-Research-Prozesses, wie unternehmensspezifische Lösungen systematisch entwickelt und Fehlinvestitionen vermieden werden können. Als kritisch erweisen sich insbesondere die Bereitstellung von IT-Kapazitäten, die Sicherung des Datenzugriffs, die Ausformulierung von Anforderungen und die Erarbeitung des Datenmodells.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 136-143 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.136
Entwicklung von Datenstandards in der Batteriezellfertigung

Entwicklung von Datenstandards in der Batteriezellfertigung

Von der Anforderungsanalyse zum Standardentwicklungsverfahren
David Roth, Tom Hülsmann, Felix Tidde
Die wachsende Nachfrage nach Batteriezellen bietet erhebliches Potenzial für den Einsatz digitaler Lösungen in der Batteriezellfertigung und schafft Möglichkeiten zur Wertschöpfung durch adaptive und flexible Produktionssysteme. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist ein interoperabler Datenaustausch auf der Basis formalisierter Datenbeschreibungen. Bestehende Ontologien und Informationsmodelle sind jedoch zu abstrakt für eine direkte Umsetzung. In diesem Beitrag wird eine Anforderungsanalyse von Datenstandards in der Batteriezellfertigung vorgestellt. Basierend auf den Ergebnissen wird eine Vorgehensweise zur Entwicklung von domänenspezifischen Standards auf Basis von OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) abgeleitet.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 4 | Seite 96-103
Erhöhung der Resilienz in der Logistik durch den Einsatz von IT

Erhöhung der Resilienz in der Logistik durch den Einsatz von IT

Am Beispiel von Supply-Chain-Risikomanagementinformationssystemen
Alexander Baur, Jasmin Hauser, Dieter Uckelmann ORCID Icon
Die Blockade des Suezkanals durch die Havarie des Containerschiffs Ever-Given im Jahr 2021 verdeutlicht exemplarisch die Notwendigkeit, globale Lieferketten so zu gestalten, dass sie schnell auf Störungen reagieren können. In der volatilen, unsicheren, komplexen und mehrdeutigen (VUCA) Umgebung stoßen konventionelle, auf Effizienz ausgerichtete Logistikprozesse und speziell Supply-Chain-Management-Methoden zunehmend an ihre Grenzen. Resilienz, die durch die Kombination von Robustheit und Agilität erreicht wird, ist essenziell, um diese Reaktionsfähigkeit sicherzustellen. Der vorliegende Artikel analysiert, wie Risikomanagementinformationssysteme (RMIS) die Resilienz erhöhen können. Die Analyse umfasst die Datenverfügbarkeit, die Datentransparenz, die Modellierung und Simulation von Risikoszenarien und die Erarbeitung von entsprechenden Notfallaktionsplänen. Die genannten Maßnahmen können, trotz der bestehenden Herausforderungen bei der Gestaltung der IT-Infrastruktur, ...
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 4 | Seite 36-42
Proaktive Kompetenzentwicklung in der Logistiksteuerung

Proaktive Kompetenzentwicklung in der Logistiksteuerung

Die Zukunft dynamischer Arbeitskontexte
Michael Heins, Lisa Vogt
Ein reibungsloser Ablauf der Logistiksteuerung ist elementar für das Überleben von Unternehmen, wird aber durch akteurs- und organisationsbezogene Stolpersteine der Produktionsplanung und -steuerung behindert. Die Berufliche Hochschule Hamburg fördert gezielt jene Zukunftskompetenzen, die der „Wandlungsbefähiger Mensch“ zur Bewältigung von Stolpersteinen in digitalisierten Arbeitsumgebungen benötigt. Dieses Konzept wird im folgenden Beitrag vorgestellt.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 4 | Seite 22-28 | DOI 10.30844/I4SD.25.4.22
Digitale Zwillinge für Produktions- und Logistiksysteme

Digitale Zwillinge für Produktions- und Logistiksysteme

Herausforderungen und Handlungsfelder bei der Implementierung und Nutzung
Deike Gliem ORCID Icon, Nicolas Wittine ORCID Icon, Sigrid Wenzel ORCID Icon
Für eine erfolgreiche Implementierung sowie nachhaltige Nutzung und Pflege Digitaler Zwillinge für Produktions- und Logistiksysteme ist es notwendig, relevante Anwendungsfälle zu identifizieren und die damit einhergehenden Herausforderungen zu meistern. Dieser Beitrag analysiert wissenschaftliche Literatur zu gängigen Anwendungen und Herausforderungen bei der Implementierung Digitaler Zwillinge für die Planung und den Betrieb von Produktions- und Logistiksystemen. Um die Praxisrelevanz der Ergebnisse zu bestätigen, sind zudem die Resultate einer empirischen Befragung einbezogen worden. Aus den gewonnenen Erkenntnissen werden wesentliche Handlungsfelder für die erfolgreiche Implementierung und langfristige Nutzung von Digitalen Zwillingen in Produktion und Logistik abgeleitet.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 3 | Seite 42-49 | DOI 10.30844/I4SD.25.3.42
Schneller, einfacher Digitaler Zwilling

Schneller, einfacher Digitaler Zwilling

Mit Open-Source zum kosteneffizienten Digitalen Zwilling und Industrie 5.0: Eine Fallstudie
Shantall Cisneros Saldana ORCID Icon, Sonali Pratap, Parth Punekar, Sampat Acharya, Heike Markus ORCID Icon
Die Einführung Digitaler Zwillinge (DZ) scheitert oft an hohen Kosten, technischer Komplexität und fehlenden Fachkenntnissen. Diese Studie stellt ein kostengünstiges Modell eines DZ, welches mit Technology Readiness Level (TRL) 5 validiert ist. Es wurde innerhalb von nur zwei Wochen mithilfe von Open-Source-Lösungen und gängigen Unternehmenswerkzeugen entwickelt und integriert sensorbasierte Echtzeitdaten, prädiktive Analysen, Anomalieerkennung und automatisierte Benachrichtigungen, um Effizienz und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft zu steigern. Das System erreicht eine durchschnittliche relative Abweichung von nur 7,76 % und gibt automatisierte Warnungen in Echtzeit aus. Die Ergebnisse zeigen, wie fortschrittliche digitale Werkzeuge durch die Kombination von Open-Source-Technologien und Standardwerkzeugen zugänglich gemacht werden können: skalierbar, menschenzentriert und erschwinglich im Sinne von Industrie 5.0.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 3 | Seite 62-68 | DOI 10.30844/I4SD.25.3.62
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