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KI-gestützte Personaleinsatzplanung in der Instandhaltung

KI-gestützte Personaleinsatzplanung in der Instandhaltung

Nutzerzentrierte Entwicklung und Einführung in einem Pilotprojekt
Philipp Hein ORCID Icon, Katharina Simon ORCID Icon, Alexander Kögel, Angelika C. Bullinger-Hoffmann ORCID Icon, Thomas Löffler ORCID Icon
Die Personaleinsatzplanung in der industriellen Instandhaltung stellt eine komplexe Herausforderung dar, da Disponenten oft unvollständige Kundenaufträge mit den passenden Mitarbeiterkompetenzen verknüpfen müssen. Ein KI-basiertes Assistenzsystem kann hierbei unterstützen, indem es relevante Daten automatisch analysiert und fundierte Vorschläge zur Mitarbeiterauswahl liefert. Dieser Beitrag beschreibt die nutzerzentrierte Entwicklung und Einführung eines solchen Systems im Rahmen eines Pilotprojekts bei einem mittelständischen Dienstleister. Die nutzerzentrierte Gestaltung stellt sicher, dass die Handlungsautonomie der Disponenten gewahrt bleibt. Durch die Einbeziehung der Mitarbeiter von Beginn an wird Akzeptanz geschaffen und ein vertieftes Verständnis für die Vorteile des Systems gefördert.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 14-20 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.14
Produktivitätssteigerung in der Engineer-to-Order-Produktion

Produktivitätssteigerung in der Engineer-to-Order-Produktion

Digitale Assistenz an der Schnittstelle zwischen Konstruktion und Produktion im Schiffbau
Jan Sender ORCID Icon, David Jericho ORCID Icon, Konrad Jagusch ORCID Icon
In Engineer-to-Order-Produktionssystemen werden Konstruktions- und Produktionsprozesse häufig parallelisiert, um kürzere Durchlaufzeiten zu realisieren. Der Schiffbau ist ein typisches Beispiel für diese Vorgehensweise. In der Praxis führt dies neben der Zeitersparnis jedoch zu Effizienzverlusten in der parallelen Arbeit von Konstruktion und Produktion. Dieser Artikel analysiert die Ursachen für diese Ineffizienzen. Basierend auf der Analyse erfolgt die Entwicklung digitaler Assistenzsysteme in der schiffbaulichen Prozesskette, um den Effizienzverlusten entgegenzuwirken. Grundlage der digitalen Assistenzsysteme ist ein digitaler Schatten des Schiffbauprozesses.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 78-85 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.78
Automatisierung der Produktionsplanung und -steuerung

Automatisierung der Produktionsplanung und -steuerung

Ein Einblick in die Produktionssteuerung mit intelligenten Agenten
Jonas Schneider ORCID Icon, Peter Nyhuis ORCID Icon, Matthias Schmidt ORCID Icon
Wie kann Künstliche Intelligenz (KI) die Produktionsplanung und -steuerung (PPS) automatisieren? Im vorliegenden Artikel wird untersucht, inwiefern KI einen Beitrag zur Automatisierung der PPS leisten kann, indem die Potenziale zur Steigerung der Effizienz in modernen Produktionsumgebungen erforscht werden. Der Fokus liegt auf der Implementierung einer robusten Dateninfrastruktur, die Echtzeit-, historische und kontextbezogene Daten integriert. Konkret wird die Anwendung von Reinforcement Learning (RL) betrachtet und eine Roadmap für die Umsetzung vorgestellt, die sich auf die praktische Anwendung fokussiert.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 86-93 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.86
Maschinelles Lernen zur Förderung von Nachhaltigkeit

Maschinelles Lernen zur Förderung von Nachhaltigkeit

Unternehmensanalyse auf Basis von Experteninterviews
Niklas Bode ORCID Icon, Lukas Nagel ORCID Icon, Oskay Ozen ORCID Icon, Matthias Weigold ORCID Icon
In diesem Beitrag werden die Ergebnisse von zehn Experteninterviews über den Einsatz von Maschinellem Lernen zur Förderung der unternehmerischen Nachhaltigkeit skizziert und der Literatur gegenübergestellt. Die Untersuchung zeigt, dass wirtschaftliche Faktoren den Einsatz von Maschinellem Lernen (ML) antreiben. Die Einführung der Technologie wird sowohl durch das Top-Management als auch durch die Fachabteilungen initiiert. Fundierte Strategien zur Umsetzung von ML-Anwendungsfällen sind selten vorhanden. Dabei basieren Anwendungsfälle häufig auf überwachtem Lernen. Die ökologischen Auswirkungen überwiegen gegenüber den sozialen Auswirkungen. Häufig können Emissionsreduktionen realisiert werden, wobei Quantifizierungen schwerfallen. Jedoch behindert der Mangel an Vertrauen, Fachwissen und Kommunikation die Einführung von Maschinellem Lernen, während einige technischen Herausforderungen bezüglich der Datenanforderungen auch Probleme für Maschinelles Lernen bereiten.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 4 | Seite 44-51 | DOI 10.30844/I4SD.25.4.44
Smarte Geschäftsmodelle in der Intralogistik

Smarte Geschäftsmodelle in der Intralogistik

Mit höherer Serviceorientierung zu maßgeschneiderten Logistiklösungen
Anja Wiebusch, Niklas Wilkowski
Mit Equipment-as-a-Service (EaaS) können Unternehmen in der Logistik ihren Kunden maßgeschneiderte Lösungen anbieten, um auch in schwierigen Zeiten flexibel zu bleiben sowie Kosten und Risiken zu reduzieren. Hierbei bezahlen die Kunden nicht mehr für das Objekt an sich, sondern nur noch für die erbrachte Leistung, wie zum Beispiel für die Nutzungszeit eines Gabelstaplers. Sie können sich so auf ihre Kernkompetenzen fokussieren und hohe Investitionskosten in flexiblere Betriebskosten wandeln [1]. Eine hohe Kapitalbindung und das Risiko der Unterauslastung von Maschinen können so vermieden und an den Logistikanbieter übertragen werden. Welche Anpassungen seitens des Logistikanbieters mit diesem Geschäftsmodell einhergehen müssen und welche Use Cases möglich sind, ist Gegenstand dieses Beitrags.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 4 | Seite 30-35
Materialtransport zwischen Automatisierung und Tradition

Materialtransport zwischen Automatisierung und Tradition

Warum manuelle Routenzugsysteme weiterhin in der Intralogistik eingesetzt werden
Christoph S. Zoller, Wladimir Rempel, Justus Langer, Bonita Grzechca
Die fortschreitende Automatisierung in der Produktionslogistik durch den Einsatz fahrerloser Transportsysteme (FTS) kann die Effizienz und Qualität von Transportprozessen erheblich steigern. Trotz dieser Vorteile existieren zahlreiche Szenarien, in welchen sich Unternehmen für den Einsatz manueller Routenzugsysteme zur Materialversorgung entscheiden. Aufschluss über die Gründe dieser Entscheidungen geben semistrukturierte Interviews mit Fachexperten aus der Praxis. Ein besonderes Interesse gilt den Entscheidungsfaktoren, die über eine reine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung hinausgehen. Die Ergebnisse zeigen, dass besonders die mangelnde Flexibilität von fahrerlosen Transportsystemen, sowie der Implementierungs-aufwand, ausschlaggebend für die Wahl eines manuellen Transportmittels in der Intralogistik sind.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 4 | Seite 60-66
Nachhaltigkeitsinformationen entlang der Lieferkette

Nachhaltigkeitsinformationen entlang der Lieferkette

Strukturierte Anforderungsanalyse an die Nutzung von Nachhaltigkeitsdaten in Netzwerken
Lina Keefer, David Koch ORCID Icon, Ann-Kathrin Briem, Shaoran Geng
Wie können Nachhaltigkeitsinformationen entlang der Wertschöpfungskette bereitgestellt und verarbeitet werden? Wie können sie effektiv genutzt werden? Wie können Nachhaltigkeitsaspekte vom Produktdesign über die Produktion bis zur kreislaufwirtschaftlichen Wiederverwertung konsequent mitgedacht und multikriteriell optimiert werden? Mit diesen und mehr Fragen beschäftigt sich der vorliegende Artikel. Mit Fokus auf die Automobilindustrie soll ein Framework für die effiziente Generierung und Bereitstellung von belastbaren Nachhaltigkeitsinformationen sowohl für effektives EcoDesign als auch für nachhaltige Produktionsnetzwerke entwickelt werden.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 4 | Seite 52-58
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
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