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Angewandte KI für die menschenzentrierte Montage

Angewandte KI für die menschenzentrierte Montage

Ein ethisch fundierter Ansatz zur Gestaltung von Arbeitsplätzen
Tadele Belay Tuli ORCID Icon, Michael Jonek ORCID Icon, Sascha Niethammer, Henning Vogler, Martin Manns ORCID Icon
Künstliche Intelligenz (KI) kann die Montage verbessern, indem sie menschliche Bewegungen vorhersagt und den Arbeitsplatz entsprechend gestaltet. Mithilfe probabilistischer Modelle wie der Gaußschen Mischmodelle (GMMs) antizipieren KI-Systeme die Bewegungen des Bedieners, um die Koordination mit Robotern zu verbessern. Diese Vorhersagesysteme werfen jedoch ethische Bedenken hinsichtlich Sicherheit, Fairness und Datenschutz gemäß EU AI Act auf. Dieser Artikel stellt eine Methode vor, die probabilistische Bewegungsmodellierung mit ethischer Bewertung mittels Z-Inspection® integriert. Eine Fallstudie unter Verwendung des Werkerassistenzsystem zeigt, wie multimodale Sensorik (Bewegung, Blick) und interpretierbare Modelle eine vorausschauende Unterstützung ermöglichen. Der Ansatz geht von der ethischen Bewertung zu einer ethisch informierten Arbeitsgestaltung über und liefert übertragbare Prinzipien sowie eine konfigurierbare Bewertungsmatrix.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 60-68 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.60
Mitbestimmungsdialoge zur humanzentrierten KI-Einführung

Mitbestimmungsdialoge zur humanzentrierten KI-Einführung

Dialogisches Verfahren der Entwicklung einer betriebsspezifischen Mitbestimmungspraxis
Manfred Wannöffel ORCID Icon, Fabian Hoose ORCID Icon, Alexander Ranft, Claudia Niewerth ORCID Icon, Dirk Stüter
Im Rahmen des vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) geförderten regionalen Kompetenzzentrums „humAIne“ wurde mit dem Instrument der Mitbestimmungsdialoge ein Verfahren entwickelt, mit dem ein gemeinsames Verständnis über die komplexen Herausforderungen bei der Einführung von Künstlicher Intelligenz (KI) zwischen Management, Beschäftigten und Interessenvertretungen schrittweise im Dialog erarbeitet wird. Erfahrungen aus Projektpartnerbetrieben – wie Doncasters Precision Castings-Bochum GmbH (DPC) – zeigen exemplarisch auf, wie mit den Mitbestimmungsdialogen nicht nur rechtlich verbindliche Regelungen zu einer handhabbaren, betrieblich verankerten, nachhaltigen Praxis der Mitbestimmung bei KI entwickelt, sondern zugleich auch kontinuierliche Qualifizierungsprozesse für alle beteiligten Akteursgruppen im Sinne des Art. 4 und 5 des EU AI Act angestoßen werden.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 92-98 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.92
Regulierung von humanzentrierter KI in Betrieben

Regulierung von humanzentrierter KI in Betrieben

Die HUMAINE Muster-Betriebsvereinbarung
Alexander Ranft, Fabian Hoose ORCID Icon, Claudia Niewerth ORCID Icon, Mathias Preuß, Manfred Wannöffel ORCID Icon
Die Einführung von Systemen der Künstlichen Intelligenz (KI) in Betrieben stellt neue Anforderungen an Regulierung und Mitbestimmung. Mit dem EU AI Act gelten seit 2025 verbindliche Vorgaben, die national mit dem Betriebsverfassungsgesetz (BetrVG) verknüpft werden müssen. Das regionale Kompetenzzentrum HUMAINE hat hierzu eine Muster-Betriebsvereinbarung KI (MBV KI) nach § 77 BetrVG entwickelt, die betriebliche Mitbestimmungsrechte stärkt und die europäische Regulierungspraxis praxisnah umsetzt. Flankiert durch Mitbestimmungsdialoge ermöglicht die MBV KI eine betriebsspezifische Anpassung für einen verantwortungsvollen und humanzentrierten KI-Einsatz. Der Beitrag zeigt am Beispiel ausgewählter Teile der MBV KI, wie eine Rahmen-Betriebsvereinbarung KI konkret gestaltet werden kann und diskutiert die Übertragbarkeit auch auf Betriebe ohne Betriebsrat. Die so vorgestellte MBV KI leistet einen Beitrag zur nachhaltigen, sozialpartnerschaftlich abgesicherten Gestaltung der ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 14-21 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.14
Vorstufen der GenAI-Governance durch Managementkommunikation

Vorstufen der GenAI-Governance durch Managementkommunikation

Explorative Ergebnisse aus kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) im Ruhrgebiet
Niklas Obermann ORCID Icon, Uta Wilkens ORCID Icon, Antonia Weirich ORCID Icon, Matthias E. Cichon ORCID Icon, Jürgen Mazarov ORCID Icon, Bernd Kuhlenkötter ORCID Icon
Die Implementierung generativer künstlicher Intelligenz (GenAI) stellt neue Anforderungen an die GenAI-Governance. Dieser Beitrag präsentiert explorative Ergebnisse dazu, wie KMU aus dem Ruhrgebiet GenAI einsetzen, Risiken wahrnehmen und mit ethischen Herausforderungen umgehen. Die Daten stammen aus einer Befragung von 56 KMU und einer regionalen Fallstudie. Während institutionalisierte Governance-Mechanismen fehlen, können kommunikative Praktiken des Managements in der frühen Phase der GenAI-Implementierung als Ersatz dienen und sollten als wichtiger Vorläufer für die Entwicklung einer Governance-Struktur angesehen werden, insbesondere in KMU.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 6-13 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.6
Ethische KI im Arbeitsumfeld durch wertebasierte Labels?

Ethische KI im Arbeitsumfeld durch wertebasierte Labels?

Lessons Learned aus der Anwendung des VCIO-Frameworks auf einen KI-basierten Assistenten
Natalie Martin ORCID Icon, Tobias Kopp ORCID Icon, Natalie Beyer, Jochen Wendel ORCID Icon, Steffen Kinkel ORCID Icon
Systeme der Künstlichen Intelligenz (KI) unterstützen Mitarbeitende zunehmend bei komplexen Entscheidungsprozessen. Dazu müssen Mitarbeitende die Vertrauenswürdigkeit von KI-basierten Empfehlungen valide beurteilen. KI-Ethik-Labels sollen Mitarbeitenden bei dieser Einschätzung helfen und die Entwicklung vertrauenswürdiger KI-Lösungen befördern. Die AI Ethics Impact Group entwickelte hierfür ein Label, das auf dem VCIO-Framework (Values, Criteria, Indicators, Observables) basiert und dezidiert relevante ethische Werte adressiert. Jedoch sind solche Labels noch wenig verbreitet, weshalb kaum Erfahrungswerte aus der praktischen Anwendung vorliegen. Damit bleiben die praktische Umsetzbarkeit und der Nutzen von KI-Labels unklar. Der geplante Beitrag bietet einen Überblick über existierende Labels für KI-Systeme, beleuchtet das VCIO-Framework in der Anwendung auf einen konkreten Anwendungsfall aus der Praxis und leitet Handlungsempfehlungen für die Gestaltung ethischer KI ab.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 30-38 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.30
KI-Ethik im Multi-Stakeholder-Umfeld in der Radiologie

KI-Ethik im Multi-Stakeholder-Umfeld in der Radiologie

Implikationen für eine integrierte Technik- und Arbeitsplatzgestaltung
Valentin Langholf ORCID Icon, Alexander Ranft, Lena Will, Robin Denz ORCID Icon, Johannes Schwarz ORCID Icon, Majd Syoufi, Pavlos Rath-Manakidis, Marc Kämmerer, Marcus Kremers, Axel Mosig ORCID Icon, Uta Wilkens ORCID Icon, Jörg Wellmer ORCID Icon
Die Radiologie muss an der Schnittstelle mit anderen medizinischen Disziplinen unter Zeitdruck hervorragende diagnostische Qualität liefern. Künstliche Intelligenz (KI)-Anwendungen in diesem Umfeld müssen eine optimale Anomalie-Detektion in hochauflösenden, dreidimensionalen Bilddatensätze liefern und im Rahmen der Mensch-Maschine Befund-Co-Kreation den ethischen Anforderungen einer responsible AI genügen. Wir haben entlang eines komplexen Anwendungsfalls ein modulares System entwickelt, das (i) die Weiterentwicklung der Anomalieerkennung, (ii) die Erweiterung der KI-Befunde um diagnostische und therapeutische Konsequenzen, (iii) eine Metrik zur Messung der KI/menschlichen Ko-Kreation, (iv) die Analyse der Einstellung von Radiologen zur KI-Unterstützung und (v) die arbeitsplatzspezifische Implementierung von KI-Anwendungen umfasst. Alle Module werden im Hinblick auf die FUTURE-AI-Ethik-Konsenskriterien diskutiert. Dieser integrierte Technologie- und Arbeitsgestaltungsansatz kann ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 136-143 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.136
KI-Kompetenzen für eine verantwortungsvolle Nutzung

KI-Kompetenzen für eine verantwortungsvolle Nutzung

Realistische Lernumgebungen, kritisches Denken und Rollengestaltung in Teams
Valentin Langholf ORCID Icon, Niklas Obermann ORCID Icon, Uta Wilkens ORCID Icon, Marco Kuhnke, Michael Prüfer
Künstliche Intelligenz (KI) kann Produktivität und Qualität steigern, dies erfordert aber ein gelungenes Zusammenspiel aus individuellen und organisationalen Kompetenzen. Diese Studie untersucht die Auswirkungen von KI-Integration auf Arbeitsergebnisse und Team-Problemlösung. In einer Laborumgebung erarbeiten Teilnehmende medizinische Empfehlungen mit zunehmender KI-Unterstützung. Erste Ergebnisse zeigen, dass Teams schneller werden, aber die Qualität abnimmt. Dies geht mit einer verringerten Fall-Durchdringung einher, wenn KI scheinbar gesicherte Erkenntnisse liefert, die jedoch nicht zur Lösung führen. Die Studie unterstreicht die Notwendigkeit von KI-Kompetenz in realistischen Lernsettings und die Bedeutung des kritisch-reflexiven Denkens für einen verantwortungsvollen KI-Einsatz.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 100-107 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.100
Humanzentrierung durch Adaption von KI-Arbeitssystemen

Humanzentrierung durch Adaption von KI-Arbeitssystemen

Methodengeleitete Exploration des Gestaltungsraums in transdisziplinären Teams
Florian Bülow ORCID Icon, Michael Herzog ORCID Icon, Sophie Berretta ORCID Icon, Dominik Arnold ORCID Icon, Christian Els, Bernd Kuhlenkötter ORCID Icon
Humanzentrierter KI (HCAI) kommt insbesondere in sicherheitskritischen Anwendungsbereichen große Bedeutung zu. Eine notwendige Voraussetzung für die Realisierung ist die Balance von menschlicher Kontrolle und Automatisierung durch Adaptionsfähigkeit. Für die Gestaltung auf der Ebene von Arbeitssystemen fehlt es jedoch an systematischen Ansätzen. In diesem Beitrag wird deshalb eine neue Methode entwickelt, welche transdisziplinäre Teams bei der Exploration von Gestaltungsräumen leiten kann. Basierend auf einem erweiterten Arbeitssystemmodell und Design-Structure- sowie Domain-Mapping-Matrizen können Interdependenzen strukturiert erfasst und analysiert werden. Die Anwendung in einem realweltlichen Arbeitsszenario der zerstörungsfreien Prüfung demonstriert das Potenzial für Komplexitätsreduktion, die Förderung eines gemeinsamen Verständnisses sowie die frühzeitige Identifizierung kritischer Schnittstellen. Die Methode stellt somit einen theoretisch fundierten, praktisch ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 44-53 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.144
Lehmbauweise und Holzregale

Lehmbauweise und Holzregale

Beitrag zur Nachhaltigkeit der Lagerlogistik
Viviano De Giacomo ORCID Icon, Nathalie Fritsch ORCID Icon, Jakob Kennert ORCID Icon, Dieter Uckelmann ORCID Icon
Die Studie untersucht den Beitrag natürlicher Baustoffe, insbesondere von Lehm und Holz, zur nachhaltigen Entwicklung von Logistikimmobilien. Im Mittelpunkt steht eine Bewertung entlang ökologischer, ökonomischer und technischer Dimensionen über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Auf Basis von Literaturanalysen und Experteninterviews werden Potenziale, Restriktionen und fördernde Rahmenbedingungen identifiziert. Holz erweist sich insbesondere im Hochregalbau als technisch ausgereift und ökologisch vorteilhaft, während Lehm hohes Potenzial für energie- und ressourceneffizientes Bauen bietet. Die Arbeit schließt mit Handlungsempfehlungen für Forschung, Politik und Praxis zur Etablierung zirkulärer Bauweisen in der Logistik.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 6 | Seite 82-89
Produktionssteuerung im All

Produktionssteuerung im All

Ein KI-gestützter Ansatz für die Industrie im Orbit
Dominik Augenstein, Lara Jovic
Eine Produktion im Weltraum, beispielsweise von Halbleitern, bietet viele Vorteile für Unternehmen. Gleichzeitig sorgen hohe Transportkosten dafür, dass genau abgewogen werden muss, welche Produktionsmaterialien man ins Weltall transportiert. Die Anwendung sogenannter Kalman-Filter ermöglicht dabei eine (Echt-Zeit) Steuerung von der Erde aus und damit eine kosteneffiziente Art der Weltraumproduktion. Mittels Machine Learning kann dieser Ansatz auch bei sehr komplexen Produktionssystemen Anwendung finden.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 6 | Seite 22-29
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