Branche: Technische Dienstleistungen

Open-Source Implementierung des Industrial Metaverse

Open-Source Implementierung des Industrial Metaverse

Anwendungsbericht und Best-Practice
Henning Strauß ORCID Icon, Tim Johannsen
Die digitale Transformation von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) im produzierenden Gewerbe wird bei der Umsetzung von Industrial Metaverse-Lösungen durch Vendor Lock-in, hohe Cloud-Kosten und hohe Anforderungen an die Datensouveränität erschwert. Obwohl das Industrial Metaverse als Schlüsselkonzept der Industrie 5.0 zunehmend an Bedeutung gewinnt, sind KMU bei der Nutzung proprietärer Lösungen häufig benachteiligt. Der Beitrag zeigt, wie Industrial Metaverse-Anwendungen durch die Kombination bewährter Kommunikationsstandards mit offenen Webtechnologien realisiert und somit Hemmnisse reduziert werden können. Dadurch werden immersive Anwendungen für Schulung, Wartung und Monitoring auch in KMU umsetzbar. Anhand eines Open-Source-basierten Prototyps als Best-Practice-Implementierung wird verdeutlicht, wie das Industrial Metaverse technologisch und wirtschaftlich für KMU zugänglich gemacht werden kann.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 68-73
Operationalisierung ethischer KI mit tachAId

Operationalisierung ethischer KI mit tachAId

Validierung eines interaktiven Beratungstools in zwei Anwendungsfällen aus der Fertigungsindustrie
Pavlos Rath-Manakidis, Henry Huick, Björn Krämer ORCID Icon, Laurenz Wiskott ORCID Icon
Die Integration künstlicher Intelligenz (KI) in Arbeitsprozesse verspricht erhebliche Effizienzsteigerungen, doch Unternehmen stehen dabei vor zahlreichen ethischen Herausforderungen, die den Beteiligten zunächst oft nicht bewusst sind – von Intransparenz in der Entscheidungsfindung über algorithmische Verzerrungen bis hin zu Risiken einer verfrühten Automatisierung. Dieser Beitrag stellt das Design und die Validierung von tachAId vor, einem interaktiven Beratungstool, das darauf abzielt, menschenzentrierte ethische Überlegungen in die Entwicklung von KI-Lösungen einzubetten. Es wird eine Validierungsstudie vorgestellt, die für zwei unterschiedliche industrielle KI-Anwendungen mit variierendem KI-Reifegrad durchgeführt wurde. tachAId lenkt die Aufmerksamkeit gezielt auf kritische ethische Überlegungen im gesamten Lebenszyklus von KI-Lösungen, die bei einer technisch orientierten Entwicklung möglicherweise übersehen werden. Die Ergebnisse zeigen jedoch auch eine zentrale ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 50-59 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.50
Digital Competence Lab (DCL) für die Logopädie

Digital Competence Lab (DCL) für die Logopädie

Konzeption einer Lernplattform zur Förderung digitaler Handlungskompetenzen
Anika Thurmann ORCID Icon, Antonia Weirich ORCID Icon, Kerstin Bilda, Fiona Dörr ORCID Icon, Lars Tönges ORCID Icon
Die digitale Transformation des Gesundheitswesens verändert die logopädische Versorgung nachhaltig. Smarte Technologien und Künstliche Intelligenz (KI) eröffnen neue Möglichkeiten, um die Qualität der Therapie zu sichern, Versorgungsengpässe zu adressieren und Patienten stärker in Übungsprozesse einzubinden. Gleichzeitig erweitern diese Entwicklungen das Rollenverständnis von Logopäden, die neben ihrer therapeutischen Kernaufgabe zunehmend digitale Systeme als unterstützende Werkzeuge einsetzen. Aufbauend auf einer Machbarkeitsstudie zur KI-gestützten Anwendung ISi-Speech-Sprechen im Realsetting der Parkinson-Komplextherapie (PKT) werden in diesem Beitrag zentrale Herausforderungen der Implementierung smarter Technologien skizziert.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 110-118 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.110
Eine kamerabasierte Methode zur Ergonomieanalyse

Eine kamerabasierte Methode zur Ergonomieanalyse

Methodenentwicklung für den Einsatz in der manuellen Montage
Jannik Liebchen ORCID Icon, Burak Vur ORCID Icon, Michael Freitag ORCID Icon
Eine gezielte ergonomische Gestaltung von Arbeitsplätzen und Prozessen kann den Herausforderungen der manuellen Montage entgegenwirken und die Arbeitsbedingungen verbessern. Die derzeit vorherrschende manuelle Ergonomiebewertung durch Experten ist jedoch zeit- und ressourcenintensiv. In diesem Beitrag wird eine automatisierte Bewertungsmethode vorgestellt, die auf dem Rapid Upper Limb Assessment (RULA) basiert. Ergebnisse einer Laborstudie mit einem Montageszenario weisen eine Übereinstimmung mit Expertenbewertungen nach.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 120-126 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.120
Menschzentrierte, KI-gestützte Arbeitssysteme

Menschzentrierte, KI-gestützte Arbeitssysteme

Integration generativer Künstlicher Intelligenz in die Theorie der Arbeitssysteme
Katharina Hölzle ORCID Icon, Udo-Ernst Haner ORCID Icon
Der Fokus bisheriger Arbeitssystemmodelle lag auf einer oder mehreren arbeitenden Personen, die innerhalb der definierten Systemgrenzen die einzigen (intelligenten) Akteure sind. Die Einführung generativer Künstlicher Intelligenz (GenAI) in Arbeitssysteme, insbesondere als intelligenter und autonomer Akteur (Agent) mit potenziell spezifischen sozialen Fähigkeiten und Persönlichkeitsmerkmalen, erfordert eine Neukonzeption von Arbeitssystemen. Dieser Artikel adressiert neue Anforderungen im Zusammenhang mit der Einführung von GenAI und entwickelt ein menschzentriertes KI-gestütztes Arbeitssystemmodell, das die erheblich erweiterten Fähigkeiten von kollaborativen sozialen Robotern berücksichtigt.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 38-48 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.38
Empathische Montageassistenz

Empathische Montageassistenz

Assistenzsysteme zwischen KI-basierter Datenanalyse und empathischen Digitalen Zwillingen
Joachim Lentes ORCID Icon, Christian Saba-Gayoso ORCID Icon, Matthias Lück ORCID Icon, Katharina Hölzle ORCID Icon
In Deutschland sind Industrieunternehmen in einer zunehmend komplexen Welt mit dem demografischen Wandel und stagnierender Produktivität konfrontiert. Die manuelle Montage bleibt bei komplexen Produkten in geringen Stückzahlen unverzichtbar, doch Produktivität und Qualität leiden unter menschlicher Variabilität. Dieser Beitrag stellt ein Konzept für ein empathisches Montageassistenzsystem vor, das einen digitalen menschlichen Zwilling mit einer KI-basierten Schraubdatenanalyse in einer modularen Architektur vereint. Abweichungen im Schraubprozess werden klassifiziert, mit den abgeleiteten Zuständen der Mitarbeiter verknüpft und in Informationen und Handlungsempfehlungen überführt.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 6-13 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.6
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
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
Cloud-agnostisches Platform-as-a-Service (PaaS)

Cloud-agnostisches Platform-as-a-Service (PaaS)

Ein Ansatz zur Verhinderung des Vendor Lock-In
Jens Kohler ORCID Icon
Die jüngste Vergangenheit in verschiedenen Bereichen (z.B. Strom, Gas, Öl, etc.) hat wieder einmal gezeigt, dass eine einseitige Abhängigkeit von einem einzelnen Anbieter vermieden werden sollte. Dieses Prinzip lässt sich auch auf Cloud Computing übertragen. Hier wird vom sog. Vendor Lock-In gesprochen. Diese Arbeit zeigt, wie eine Cloud-Agnostische Plattform auf der PaaS-Ebene helfen kann, solche einseitigen Abhängigkeiten zu vermeiden. Ziel ist einen möglichst automatisierten Anbieterwechsel zu unterstützen, um damit vielfältige, Cloud-basierte Anwendungsszenarien zu entwickeln.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 1 | Seite 68-73
Die Vorteile des Microservice

Die Vorteile des Microservice

Eine Untersuchung aktueller Literatur zur seiner Anwendung in Unternehmen
Korvin Lemke ORCID Icon, Ralph Riedel ORCID Icon
Welche Vorteile ergeben sich, wenn Microservice-Architekturen zum Einsatz kommen? Nachdem die Serviceorientierten Architekturansätze eher enttäuschende Ergebnisse erbrachten, sollte bei Microservices umso mehr der Fokus auf eine gründliche Analyse der Vorteilhaftigkeit liegen. Dieser Artikel möchte einen Beitrag hierzu leisten. Bislang sind einige Vorteile, welche in der untersuchten Literatur benannt werden, nicht weiter erläutert oder definiert. Daher bleiben Microservices als Forschungsgebiet erhalten. Ebenso fehlen Kennzahlen, um den Erfolg tatsächlich zu messen.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 1 | Seite 50-59
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