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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
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
Technologie und Architektur Digitaler Zwillinge

Technologie und Architektur Digitaler Zwillinge

Eine Synthese aus Konzept und Praxis
Arka Mukherjee ORCID Icon, Shibaji Chandra ORCID Icon
Digitale Zwillinge sind eine Schlüsseltechnologie der vierten industriellen Revolution, die physische Systeme mit ihren digitalen Entsprechungen verbindet, um intelligente, datengesteuerte Umgebungen zu schaffen. Dieser konzeptionell-praxisorientierte Beitrag untersucht, wie die Etablierung eines modernen Architektur-Frameworks für Digitale Zwillinge moderne Tech-Stacks wie IoT, Data Fabric, KI/ML, nahtlose Integration und Sicherheit auf Unternehmensniveau nutzt. Der Beitrag stützt sich auf Literatur führender Akteure in diesem Bereich. Er bietet eine vergleichende Studie verschiedener Anbieter, die den Lösungsstack in der vorgeschlagenen Architektur implementieren.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 114-122
VR-Training für multimodale Cobot-Interaktion

VR-Training für multimodale Cobot-Interaktion

Virtuelle Lernfabriken zur Qualifizierung für den Einsatz kollaborativer Roboter
Christoph S. Zoller, Justus Langer, Kristoffer Waldow ORCID Icon, Merle Meyer, Arnulph Fuhrmann ORCID Icon
Im Forschungsprojekt VIRAMM wird ein VR-basiertes Qualifizierungskonzept für die Integration kollaborativer Roboter (Cobots) in montageorientierten U-Zellen entwickelt und prototypisch umgesetzt. Da der Nutzen von Cobots stark von Prozess-, Layout- und Rollenintegration abhängt, adressiert VIRAMM die bislang fehlende konsistente Szenario Gestaltung für Variantenvergleiche mit Key Performance Indicator (KPI) basierter Bewertung.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 106-112
Digitale Fabrikplanung für Start-ups

Digitale Fabrikplanung für Start-ups

Ein simulationsbasierter Ansatz für die Konzeptionierung von Produktionsstrukturen
Herwig Winkler ORCID Icon, Tobias Isau
Mit der zunehmenden Komplexität von Produktions- und Logistiksystemen geraten traditionelle Fabrikplanungsansätze weitgehend an ihre Grenzen. Die digitale Fabrikplanung bietet hier einen vielversprechenden Ansatz, bereits in frühen Planungsphasen fundierte Entscheidungen zu treffen. Insbesondere für Start-ups stellt die optimale Planung einer Produktionsstätte eine Herausforderung dar, da diese oft mit begrenzten finanziellen und infrastrukturellen Ressourcen operieren. Dieser Beitrag präsentiert einen methodischen Ansatz für die digitale Fabrikplanung, bei der die VR-Simulation für die Layoutplanung einer Fabrikhalle eines jungen Unternehmens aus der Solarbranche eingesetzt wird. Der vorgestellte Ansatz zeigt, wie Simulationen zur Gestaltung flexibler Produktionsstrukturen, insbesondere bei Start-ups, beitragen können.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 68-75
Dezentrale Koordination von AMR

Dezentrale Koordination von AMR

Ein Regelwerk für autonome mobile Roboter
Manuel Savadogo, Malte Stonis ORCID Icon, Peter Nyhuis ORCID Icon, Jürgen Hupp
Die zunehmende Automatisierung der Intralogistik erfordert flexible und resiliente Steuerungskonzepte für Autonome Mobile Roboter (AMR). Während zentrale Koordinationsansätze eine stringente Steuerung ermöglichen, stoßen sie hinsichtlich Skalierbarkeit und Robustheit schnell an Grenzen. In diesem Beitrag wird daher ein Regelwerk zur dezentralen Koordination von AMR im Rahmen des Projekts ORPHEUS vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt auf der Überführung bekannter dezentraler Entscheidungsprinzipien in eine für industrielle Materialflussszenarien konsistente Regelstruktur, die sowohl die operative Auftragsvergabe als auch sicherheitsrelevante Konfliktfälle adressiert. ORPHEUS leistet damit insbesondere einen Beitrag zur methodischen Strukturierung, Parametrierbarkeit und praktischen Übertragbarkeit dezentraler Koordinationslogiken.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 96-105
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
Flächenbewertung für flexible Intralogistik im Brownfield

Flächenbewertung für flexible Intralogistik im Brownfield

Innovative Entscheidungsunterstützung in der Praxis
Jolanda Schierbaum, Carsten Feldmann, Lars Renhof
Flächenplanung in der Intralogistik ist aufgrund des dynamischen Umfelds keine einmalige Aufgabe, sondern ein wiederkehrender Entscheidungsprozess mit vielen Restriktionen bestehender Infrastruktur. Dabei werden Entscheidungen oft auf Basis unsicherer Daten getroffen, so dass das Risiko von Fehlentscheidungen und ineffizienten Flächennutzungen hoch ist. Dieser Beitrag stellt ein praxisorientiertes Vorgehensmodell für die Flächenbewertung im Brownfield vor: Es erhöht die Standardisierung und Konsistenz der Flächenbewertung und fördert Best Practices bei allen Beteiligten. Systematische Entscheidungen unterstützen eine optimierte Planung und Zuweisung von Ressourcen, so dass Risiken und kostspielige Fehler während der Implementierung vermieden werden. Die Demonstration des Vorgehensmodells erfolgt anhand einer Fallstudie bei einem Nutzfahrzeughersteller.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 124-133
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
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