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Wissenslücken mit GenAI in der Instandhaltung überbrücken

Wissenslücken mit GenAI in der Instandhaltung überbrücken

Spezifische Anforderungen und kontextbezogene Lösungen
Uta Wilkens ORCID Icon, Julian Polte ORCID Icon, Philipp Lelidis, Eckart Uhlmann ORCID Icon
Der Beitrag spezifiziert den Bedarf an Generativer Künstlicher Intelligenz für die industrielle Instandhaltung aus einer soziotechnischen Systemperspektive. Unter Betonung zweier Anforderungen, dem Zugriff auf implizites Bedienerwissen und der Priorisierung komplexer regulatorischer Anforderungen, wird eine mehrschichtige Architektur für ein kontextsensitives KI-basiertes Wartungsassistenzsystem skizziert. Das Hauptziel besteht darin, Wissenslücken mit GenAI zu überbrücken, wenn menschliches Fachwissen und implizites Wissen nicht verfügbar sind, und regulatorische Herausforderungen aufgrund vielfältiger Vorschriften zu bewältigen sind. Das KI-basierte Assistenzsystem erleichtert den Zugang zu technischem Wissen, verteilt Fachwissen und teilt implizites Wissen erfahrener Bediener über verschiedene Ebenen der Informationsverarbeitung hinweg. Der Ansatz geht über die Standardisierung hinaus und hat ein hohes Potenzial zur Verbesserung der organisationalen und individuellen ...
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 50-57 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.50
Bias von Werkerassistenz für Menschen mit Beeinträchtigungen

Bias von Werkerassistenz für Menschen mit Beeinträchtigungen

Ethnographische Erkenntnisse aus der Anwendung von AR in einem integrativen Betrieb
David Kostolani ORCID Icon, Annemarie Ploss, Sebastian Schlund ORCID Icon
Die Re-Humanisierung industrieller Arbeit hat sich zu einem zentralen Schwerpunkt in der For-schung zu Industrie 4.0/5.0 entwickelt, wobei der Fokus auf der Stärkung menschlicher Arbeits-kräfte inmitten fortschreitender Automatisierung liegt. Ein Paradebeispiel für diesen menschen-zentrierten Ansatz bildet die Unterstützung von ArbeitnehmerInnen mit Beeinträchtigungen durch digitale Werkerassistenzsysteme. Diese Technologien sollen die Produktivität steigern, um so die Integration von Menschen mit Beeinträchtigungen in industrielle Tätigkeiten zu för-dern. Aber können sie die Arbeitserfahrung wirklich verbessern? Diese ethnographische Studie präsentiert Erkenntnisse aus zwei Jahren Entwicklung und Anwendung von Augmented Reality in einer geschützten Holzwerkstatt. In diesem Zeitraum wurden über 30 Technologie-Sessions und Interviews mit ArbeitnehmerInnen mit unterschiedlichen Beeinträchtigungen durchgeführt. Unsere Erfahrungen stellen die Schilderung der industriellen ...
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 102-110 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.102
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-basierte Empfehlungssysteme in der Produktentwicklung

KI-basierte Empfehlungssysteme in der Produktentwicklung

Ein Framework zur Wissensgewinnung aus multimodalen Daten in industriellen Anwendungen
Sebastian Kreuter ORCID Icon, Philipp Besinger, Alexander Lichtenberg, Fazel Ansari ORCID Icon, Wilfried Sihn
Der Engineer-to-Order (ETO)-Produktionsansatz gewinnt durch die steigende Nachfrage nach individualisierten Produkten und kleinen Losgrößen zunehmend an Bedeutung. ETO verringert jedoch die Skaleneffekte der Serienfertigung, da jeder Auftrag maßgeschneiderte Engineering- und Produktionsschritte erfordert. Dieser Effizienzverlust kann durch eine bedarfsgesteuerte und kontextbezogene Informationsbereitstellung während des Produktentwicklungsprozesses reduziert werden. Ein auf semantischer Künstlicher Intelligenz (KI) und Machine Learning basierendes Empfehlungssystem kann dies unterstützen, indem es i) historische Daten und Vorwissen, z. B. Zeichnungen oder Stücklisten aus früheren Projekten, analysiert und ii) Vorschläge zur Wiederverwendung von Designs oder für Designalternativen macht, und so die genannten Effekte kompensieren.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 94-101 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.94
Referenzarchitektur für Demonstratoren Maschinellen Sehens

Referenzarchitektur für Demonstratoren Maschinellen Sehens

Zur Unterstützung einer humanzentrierten Einführung von KI in Industrieunternehmen
Dominik Arnold ORCID Icon, Florian Bülow ORCID Icon, Bernd Kuhlenkötter ORCID Icon
Trotz ihres Potenzials verläuft die Einführung von Künstlicher Intelligenz (KI) in der Industrie häufig verzögert, was vor allem auf empfundene Komplexität, hohe Kosten und fehlendes Fachwissen zurückzuführen ist. Dieser Beitrag präsentiert eine modulare Demonstrator-Referenzarchitektur, die einen praxisnahen und aufwandsarmen Zugang zu industriellen KI-Anwendungen eröffnet. Entwickelt im Rahmen eines Design-Science-Research-Ansatzes, unterstützt sie gezielt das Experimentieren, Lernen und die schrittweise Integration in bestehende Produktionsprozesse. Der Schwerpunkt liegt auf dem Maschinellen Sehen, realisiert mit kosteneffizienter Hardware und Open-Source-Software. Die Anwendbarkeit wird anhand dreier Szenarien aufgezeigt: Qualitätskontrolle, Spanklassifizierung und betriebliche Ausbildung. Erste Evaluationen bestätigen die technische Umsetzbarkeit, didaktische Relevanz und Übertragbarkeit auf verschiedene industrielle Kontexte.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 152-160 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.152
Biomechanische Simulationspipeline für Exoskelette

Biomechanische Simulationspipeline für Exoskelette

Digitales Hilfsmittel zur zielgerichteten Entwicklung von Unterstützungssystemen
Robert Eberle ORCID Icon, Maximilian Ebenbichler ORCID Icon, Benjamin Reimeir ORCID Icon, Lennart Ralfs ORCID Icon, Robert Weidner ORCID Icon
Unterstützungssysteme wie Exoskelette können die Belegschaft an industriellen Arbeitsplätzen entlasten, indem sie die physischen Beanspruchungen gezielt reduzieren. Für die Absicherung der Entwicklung von Exoskeletten wurde eine Simulationspipeline erstellt. Diese nutzt muskuloskelettale Menschmodelle, die mit einem Exoskelettmodell gekoppelt sind. Diese Kopplung ermöglicht detaillierte Analysen der biomechanischen Interaktion zwischen Mensch und Exoskelett. Durch die Implementierung von Exoskelettstrukturen und deren Integration in bestehende muskuloskelettale Modelle soll die Entwicklung von Exoskeletten optimiert und gleichzeitig deren biomechanische Effekte verbessert werden.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 30-36 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.30
Modelle zur strukturellen Einbindung von Künstlicher Intelligenz

Modelle zur strukturellen Einbindung von Künstlicher Intelligenz

Ein Vergleich verschiedener Organisationsansätze
Sascha Stowasser
Künstliche Intelligenz hält Einzug in alle Unternehmensbereiche. Jedoch fehlt oft die Antwort auf eine zentrale Frage: Wer steuert eigentlich den Einsatz von KI? Zwischen Pilotprojekt und Strategie klafft eine Lücke, wenn Rollen unklar und Strukturen diffus bleiben. Dieser Beitrag zeigt anhand von vier konkreten Modellen, wie Unternehmen KI organisatorisch verankern können. Ohne Organisation bleibt KI Stückwerk, mit der richtigen Struktur kann sie erfolgreich in den Unternehmensalltag integriert werden.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 144-151 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.144
Assistenz für die Simulation in Produktion und Logistik

Assistenz für die Simulation in Produktion und Logistik

Eine literaturbasierte Einordnung
Sigrid Wenzel ORCID Icon, Felix Özkul, Robin Sutherland ORCID Icon
Der Einsatz der ereignisdiskreten Simulation für komplexe Produktions- und Logistiksysteme wird trotz marktgängiger Simulationswerkzeuge immer herausfordernder. Er bedingt umfangreiches Fachwissen, eine hohe Datenqualität und zeitliche sowie finanzielle Ressourcen. Seit vielen Jahren wird daher die methodische und organisatorische Unterstützung der Durchführung von Simulationsstudien gefordert und erforscht. Dieser Beitrag möchte basierend auf einer Analyse einschlägiger Publikationen die bisherigen Forschungen zur Verbesserung des Simulationseinsatzes einordnen, die Frage nach der Notwendigkeit einer Assistenz für die Anwendung der ereignisdiskreten Simulation aufwerfen und Handlungsfelder aufzeigen.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 66-76 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.66
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
Empathische Montageassistenz

Empathische Montageassistenz

Assistenzsysteme zwischen KI-basierter Datenanalyse und empathischen Digitalen Zwillingen
Matthias Lück ORCID Icon, Katharina Hölzle ORCID Icon, Christian Saba-Gayoso ORCID Icon, Joachim Lentes 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
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