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In-Orbit-Wartung von Satelliten

In-Orbit-Wartung von Satelliten

Adaptive Greiferplatzierung auf veränderten Komponenten dank 3D-Kamera und CAD-Modellen
Justus Rein ORCID Icon, Christian Plesker ORCID Icon, Adrian Reuther ORCID Icon, Hanyu Liu ORCID Icon, Benjamin Schleich ORCID Icon
Die Wartung von Satelliten im Orbit stellt mehrere Herausforderungen dar, da die Satellitenhardware während ihres gesamten Lebenszyklus äußeren Einflüssen ausgesetzt ist. Diese Einflüsse verschleißen die Komponenten und verursachen Veränderungen an ihrer physikalischen Struktur. In solchen Fällen können die Grenzen einfacher Demontage- und Remontageschritte erreicht sein, da die Greifflächen nicht mehr vorhanden oder geeignet sind. In diesem Artikel wird ein Ansatz zur adaptiven Schätzung der Greifposition bei der Demontage eines CubeSat vorgeschlagen. Die relevanten Komponenten werden mithilfe von CAD-Modellen und einer 3D-Kamera identifiziert. Die Greifpositionen werden auf der Grundlage der Geometrie des Greifers und der Punktwolke der Komponente bestimmt.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 6 | Seite 10-21 | DOI 10.30844/I4SD.25.6.10
„Unternehmerischer Mut ist die zentrale Voraussetzung“ 

„Unternehmerischer Mut ist die zentrale Voraussetzung“ 

Im Gespräch mit Jan Wörner, Direktor des Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS)
Die Produktion verlässt die Erde. Da der Zugang zum Weltraum immer günstiger und verlässlicher wird, entwickelt sich die Idee der Fertigung im All von Science-Fiction zu einer realen Industriestrategie. Im Interview spricht Jan Wörner, der nicht nur jahrelang das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), sondern auch die European Space Agency (ESA) geleitet hat, über strategische Chancen und regulatorische Herausforderungen.
Potenziale, Prämissen, Perspektiven

Potenziale, Prämissen, Perspektiven

Wie sich betriebliches Wissensmanagement dank LLMs neu interpretieren lässt
Vanessa Kuks ORCID Icon, Pius Finkel ORCID Icon, Peter Wurster ORCID Icon
Der demografische Wandel verstärkt den Arbeits- bzw. Fachkräftemangel in der produzierenden Industrie, wodurch das Thema Wissensmanagement für viele Unternehmen an Bedeutung gewinnt. Insbesondere die Erhebung und Konservierung impliziten Wissens stellt eine Herausforderung dar. Die vorliegende Studie beleuchtet, inwieweit Large Language Models (LLMs) im Bereich der Wissenserhebung mit Experteninterviews sinnstiftend unterstützen können. Drei Experten testen und bewerten den entwickelten Chatbot. Die Ergebnisse des Interviews sind vielversprechend, die Zusammenfassung hingegen zeigt Verbesserungspotenziale.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 6 | Seite 48-56 | DOI 10.30844/I4SD.25.6.48
E-Lkw im Vor- und Nachlauf von Umschlagterminals

E-Lkw im Vor- und Nachlauf von Umschlagterminals

Auswirkungen auf Terminalprozesse im Kombinierten Straßen-/Schienengüterverkehr
Ralf Elbert ORCID Icon, Samira Ghaneian Sebdani ORCID Icon
Elektrisch betriebene Lastkraftwagen (E-Lkw) spielen eine wichtige Rolle bei der Reduktion von CO₂-Emissionen, vor allem auf kurzen Strecken im Vor- und Nachlauf im Kombinierten Straßen-/Schienengüterverkehr (KV). Dieser Artikel zeigt am Beispiel eines KV-Terminals die logistischen und energetischen Herausforderungen beim Einsatz von E-Lkw für den Aufbau geeigneter Ladeinfrastrukturen sowie für die Sicherstellung der Stromversorgung.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 6 | Seite 70-77
Individualisierte Organe aus dem Weltall

Individualisierte Organe aus dem Weltall

Wie die Schwerelosigkeit Menschenleben verändern könnte
Der Weltraum bietet enorme Chancen für die Produktion. Denn die Mikrogravitation im erdnahen Orbit verändert die Randbedingungen für biologische Prozesse grundlegend. Im Zusammenspiel mit Stammzelltechnologie und 3D-Bioprinting öffnen sich neue technologische Chancen für die Transplantationsmedizin. Doch wenn Europa im Bereich Space Biotech und Produktion im All nicht nur Nutzer, sondern gestaltender Akteur sein möchte, sind gezielte Maßnahmen erforderlich.
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
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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