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Enabler für den Digitalen Zwilling

Enabler für den Digitalen Zwilling

Was ist erforderlich für eine Technische Dokumentation 4.0?
Christian Koch, Lukas Schulte, René Wöstmann, Jochen Deuse ORCID Icon
Die zunehmende Heterogenität und Komplexität industrieller Anlagenkomponenten verschiedener Hersteller erschwert die einheitliche Handhabung technischer Dokumentationen. Zusätzlich stellt die geforderte Flexibilität bei Systemänderungen eine Herausforderung für die langfristige Nutzbarkeit und rechtssichere Gestaltung dieser Dokumentationen über den gesamten Lebenszyklus cyber-physischer Produktionssysteme dar. Dieser Beitrag eröffnet eine Diskussion zur Technischen Dokumentation 4.0, indem er bestehende Vorgaben und Ansätze systematisch charakterisiert und daraus ein Konzept für ein ganzheitliches Dokumentationsschema ableitet.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 4 | Seite 76-85
Design Thinking

Design Thinking

Eine praxisorientierte Betrachtung
Benjamin März, Nick Ackerhans
Eine ursprünglich in der Softwarebranche entwickelte Methode, die sich die Denkweise von Designern zu Hilfe nimmt, bewährt sich als eine allgemein anwendbare Herangehensweise für die Lösung komplexer Probleme. Design Thinking birgt das Potential, einen positiven Beitrag zum gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Wandel zu leisten. Ein Blick auf seine Entwicklung liefert wertvolle Einsichten für ein tieferes Verständnis.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 4 | Seite 68-75
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
I4S 4/2025: Intelligente Logistik

I4S 4/2025: Intelligente Logistik

Nachhaltige, resiliente Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette
Die Logistik steht am Beginn einer neuen Ära. Klimawandel und eine unsichere Geopolitik verschieben die Anforderungen in Richtung Resilienz und Nachhaltigkeit. Der Begriff der intelligenten Logistik gewinnt an Bedeutung. Doch was macht Logistik intelligent, und wie kann sie Wirtschaft und Gesellschaft helfen? Ansätze wie Predictive Analytics und Machine Learning zeigen, weshalb sie mehr ist als ein bloßer Trend.
STAG – Brückenbau zwischen Produktion und IT-Welt

STAG – Brückenbau zwischen Produktion und IT-Welt

Automatisiertes Mapping für einen verbesserten Zugang zu Betriebsdaten
Oliver Amft ORCID Icon, Dovydas Girdvainis ORCID Icon, Christoph Rathfelder ORCID Icon
Das Sammeln von Daten aus verschiedenen Quellen in der Produktion und die Bereitstellung dieser Daten für verschiedene IT-Systeme ist eine der Kernaufgaben im Prozess der Digitalisierung der Fabrik. Aufgrund der unterschiedlichen Protokolle und Schnittstellen ist die Datenerfassung mit besonderen Herausforderungen verbunden. Mit dem Sensor Technology Adapter Gateway (STAG) präsentieren wir eine Lösung, die die Lücke zwischen dem Shopfloor und den IT-Systemen schließt. STAG ist eine industrietaugliche Middleware, die die Übersetzung zwischen Datenmodellen und Protokollen automatisiert.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 3 | Seite 14-22 | DOI 10.30844/I4SD.25.3.14
Digitale Zwillinge für die Produktion

Digitale Zwillinge für die Produktion

RAPIDZ – Ressourcenanalyse und Prozessintegration durch Digitale Zwillinge
Christian Salzig ORCID Icon, Julia Burr ORCID Icon, Sophie Hertzog
In der heutigen Fertigungsindustrie sind Digitale Zwillinge ein entscheidender Schlüssel zur Optimierung von Produktionsprozessen und der effizienten Nutzung von Ressourcen. Das Erstellen Digitaler Zwillinge ist allerdings oft mit hohen oder schwer abschätzbaren Aufwänden verbunden und häufig werden unbekannte Kennwerte wie Materialparameter benötigt, was den Einsatz in der Realität erschwert. Mit RAPIDZ stellen wir ein Werkzeug zur Erstellung und Nutzung Digitaler Zwillinge vor, welches durch seinen modularen Aufbau, diese Barriere durchbricht. Die virtuellen Modelle physischer Systeme ermöglichen dann eine umfassende Analyse und Prognose von Materialflüssen, Energieverbrauch und Maschinenleistung in Echtzeit. Die Nutzung von RAPIDZ steigert die Effizienz von Produktionslinien, verbessert Flexibilität und Reaktionszeit und ermöglicht proaktive Wartungen, sodass Ausfallzeiten minimiert werden.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 3 | Seite 6-12 | DOI 10.30844/I4SD.25.3.6
Echtzeitfähige Überwachung des CO₂-Fußabdrucks für KMU

Echtzeitfähige Überwachung des CO₂-Fußabdrucks für KMU

Nachhaltigkeit in Echtzeit – Vom Betrieb bis zum fertigen Produkt
Henning Strauß ORCID Icon, Julian Sasse ORCID Icon
Obwohl KMU nicht direkt von den gesetzlichen Berichtspflichten zur CO₂-Bilanzierung betroffen sind, stehen sie als Zulieferer in der Pflicht, den Anforderungen der Nachhaltigkeitsberichterstattung gerecht zu werden. Hierfür ist neben einer ganzheitlichen Lebenszyklusanalyse eine qualitativ hochwertige Datenbasis innerhalb der Produktion erforderlich, um den spezifischen CO₂-Fußabdruck zu bestimmen. Ein zentrales Element ist dabei die Implementierung eines Machine Carbon Footprint (MCF). Die Entwicklung und Implementierung eines MCF unter dem Fokus der Anwendbarkeit für kleine und mittelständische Unternehmen soll Ziel dieses Beitrags sein. Hierfür werden Daten an einer Werkzeugmaschine in Echtzeit erfasst und visualisiert. Die Messdaten werden dann mithilfe von Open-Source Low-Code-Plattformen verarbeitet, gespeichert und visualisiert. Diese Echtzeitdaten bilden die Grundlage für die genaue Bestimmung des produktionsspezifischen CO₂-Fußabdrucks sowie in Verbindung mit ...
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 3 | Seite 102-109
Modell der Strategischen Produktplanung

Modell der Strategischen Produktplanung

Digitale Zwillinge für kreislauffähige Produkte und Produktionsprozesse
Iris Gräßler ORCID Icon, Sven Rarbach, Benedikt Grewe
Die Strategische Produktplanung (SPP) muss sich aktuellen Herausforderungen wie Kreislaufwirtschaft, Digitale Geschäftsmodelle und Interdisziplinarität stellen. Etablierte Vorgehensmodelle sind beispielsweise nur bedingt auf Produkt-Service-Systeme anwendbar. In diesem Beitrag wird ein neues Modell der SPP vorgestellt, das auf einer Analyse von 230 existierenden SPP-Ansätzen basiert und Digitale Zwillinge zur kontinuierlichen Informationsrückführung aus dem gesamten Produktlebenszyklus integriert. Dies ermöglicht eine vorläufige Produktüberwachung und eine dynamische Anpassung der SPP. Das Modell folgt einem agilen, iterativen Ansatz bestehend aus fünf zyklischen Kernaktivitäten, die entlang der zunehmenden Reife durch fünf Kontrollpunkte strukturiert werden. Die frühzeitige Berücksichtigung der Kreislauffähigkeit sorgt für ressourcenschonende Produkte und Produktionsprozesse. Durch Flexibilität, Informationszirkularität und Nachhaltigkeit ist das Modell zukunftsfähig ...
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 3 | Seite 24-31 | DOI 10.30844/I4SD.25.3.24
Wettbewerbsfähig mit dem Digital Supply Chain Twin

Wettbewerbsfähig mit dem Digital Supply Chain Twin

Mehr Resilienz, Reaktionsfähigkeit und Transparenz im Supply Chain Management
Gökhan Cenk ORCID Icon, Jonas Andersson, Tobias Engel ORCID Icon
Firmen stehen vor der Herausforderung ihre globalen Supply Chain Netzwerke zu steuern, zu optimieren und agil sowie flexibel an sich verändernde Gegebenheiten anzupassen. Dies bedingt unter anderem die Einbindung der gesetzlichen Anforderungen des Lieferkettensorgfaltspflichtengesetzes (LkSG), der European Sustainability Reporting Standards (ESRS) oder die Berücksichtigung betriebswirtschaftlicher Interessen zur Steigerung der Performance. Folglich muss die Transparenz gesteigert und die Versorgungssicherheit resilienter gestaltet werden. Ziel ist eine effizientere Steuerung und Gewährleistung der Materialversorgung sowie Optimierung und Simulation von Szenarien zur Kostenminimierung.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 3 | Seite 52-60 | DOI 10.30844/I4SD.25.3.52
Das Grundkonzept des Digitalen Zwillings

Das Grundkonzept des Digitalen Zwillings

Wie Digitale Zwillinge die Auftragsprozesse und Automatisierungspyramide verändern
Wilmjakob Herlyn ORCID Icon
Der Digitale Zwilling gilt als Schlüsseltechnologie der Industrie 4.0. Das Grundkonzept des Digitalen Zwillings wird inzwischen in der Praxis erfolgreich angewendet. Durch neue Identifikationstechnologien, Ortungs- und Kommunikations-Systeme ergeben sich auf der Shopfloor-Ebene ganz neue Möglichkeiten, die Fertigung und den Materialfluss zu steuern, denn es stehen permanent genaue Daten nicht nur über Produkte, sondern auch über die Materialverfügbarkeit und den Status der Auftragserfüllung zur Verfügung. An dieser Stelle greift das Konzept des DZ, der die sofortige Nutzung und Auswertung der erfassten Daten ermöglicht. Dieser Beitrag stellt das Grundkonzept des DZ dar und zeigt auf, wie dieses Konzept mit der Smart Factory verbunden ist.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 3 | Seite 92-101
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