Open-Access-Beiträge

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
Menschzentrierte, KI-gestützte Arbeitssysteme

Menschzentrierte, KI-gestützte Arbeitssysteme

Integration generativer Künstlicher Intelligenz in die Theorie der Arbeitssysteme
Katharina Hölzle ORCID Icon, Udo-Ernst Haner ORCID Icon
Der Fokus bisheriger Arbeitssystemmodelle lag auf einer oder mehreren arbeitenden Personen, die innerhalb der definierten Systemgrenzen die einzigen (intelligenten) Akteure sind. Die Einführung generativer Künstlicher Intelligenz (GenAI) in Arbeitssysteme, insbesondere als intelligenter und autonomer Akteur (Agent) mit potenziell spezifischen sozialen Fähigkeiten und Persönlichkeitsmerkmalen, erfordert eine Neukonzeption von Arbeitssystemen. Dieser Artikel adressiert neue Anforderungen im Zusammenhang mit der Einführung von GenAI und entwickelt ein menschzentriertes KI-gestütztes Arbeitssystemmodell, das die erheblich erweiterten Fähigkeiten von kollaborativen sozialen Robotern berücksichtigt.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 38-48 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.38
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
KI-gestützte Workstation für die Qualitätskontrolle

KI-gestützte Workstation für die Qualitätskontrolle

Mehr Effizienz durch Bildverarbeitung, Echtzeitunterstützung und axiomatisches Design
Leonardo Venturoso ORCID Icon, Simone Garbin ORCID Icon, Dieter Steiner ORCID Icon, Dominik T. Matt ORCID Icon
Die traditionelle Qualitätskontrolle stößt in Produktionsumgebungen mit hoher Produktvielfalt und geringen Stückzahlen aufgrund von Variabilität und Komplexität oft an ihre Grenzen. Dieses Projekt stellt eine fortschrittliche Workstation vor, die die industrielle Produktivität und Qualität durch die Verwendung eines axiomatischen Designs steigert, um so eine klare Verbindung zwischen Kundenbedürfnissen, funktionalen Anforderungen und Designlösungen zu gewährleisten. Polarisationskameras, hochauflösender Bildgebung, adaptiver Beleuchtung und Deep-Learning-basierte Bildverarbeitung ermöglichen präziseste Prüfungen von Menge, Qualität und Konformität Über eine intuitive Benutzeroberfläche bietet das digitale Assistenzsystem Echtzeit-Feedback. In kontrollierten Tests konnte es sowohl durch Praxistauglichkeit als auch durch Skalierbarkeit überzeugen.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 128-134 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.128
Mechanismen der GenAI-Governance

Mechanismen der GenAI-Governance

Eine Fallstudie zum verantwortungsvollen Einsatz von GenAI in Organisationen
Niklas Obermann ORCID Icon, Daniel Lupp ORCID Icon, Uta Wilkens ORCID Icon
Im Vergleich zu traditionellen KI-Systemen führt Generative Künstliche Intelligenz benutzerabhängige Eigenschaften ein, die einzigartige Herausforderungen für die KI-Governance in Organisationen mit sich bringen. Diese Herausforderungen hängen insbesondere mit menschlichen Faktoren zusammen, wie der Einstellung, dem Bewusstsein und den Fähigkeiten der Mitarbeitenden, die von bestehenden Governance-Rahmenwerken oft vernachlässigt werden. Diese qualitative Fallstudie untersucht, wie ein produzierendes Unternehmen Mechanismen der GenAI-Governance implementiert hat, um einen verantwortungsvollen Umgang mit dieser Technologie zu fördern. Die Ergebnisse zeigen, dass Unternehmen einen ganzheitlichen Ansatz verfolgen sollten, der strukturelle, prozessuale und relationale Mechanismen kombiniert, um Aspekte bezogen auf die Mitarbeitenden der GenAI-Governance zu berücksichtigen. Damit leistet diese Studie einen Beitrag zum wachsenden Forschungsfeld der GenAI-Governance und liefert ...
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 58-64 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.58
Ableitung von MTM-Analysen aus Motion-Capturing-Daten

Ableitung von MTM-Analysen aus Motion-Capturing-Daten

Evaluation des Vorgehens und Vergleich mit manuell erzeugten MTM-Analysen
Silas Pöttker ORCID Icon, Maria Neumann ORCID Icon, Martin Benter ORCID Icon, Constantin Eckart ORCID Icon, Ulrike Wolf ORCID Icon, Peter Kuhlang ORCID Icon, Hermann Lödding ORCID Icon
Seit etwa 15 Jahren steigt die Arbeitsproduktivität je Arbeitsstunde mit deutlich weniger als einem Prozent pro Jahr. Gleichzeitig können detailliertere Produktivitätsanalysen in den Unternehmen hohe Potenziale ausweisen. Allerdings sind die hierfür geeigneten MTM-Analysen aufwendig und werden aktuell nicht in der erforderlichen Breite und Häufigkeit eingesetzt. Eine Lösung ist der Einsatz digitaler Technologien wie Motion Capturing. Diese ermöglichen es, Produktivitätsanalysen mit geringem Aufwand durchzuführen, da sie Daten bereitstellen, die die Analyse beschleunigen. Das Tool MTMmotion® der MTM ASSOCIATION e. V. (MTMA) wurde mit dem Ziel entwickelt, mit den bereitgestellten Daten unterschiedlicher Technologien valide und regelkonforme MTM-Analysen durchführen zu können. Dieser Beitrag vergleicht die für ein Motion-Capture-System und MTMmotion® entwickelte Methode mit einer konventionellen MTM-1®-Analyse. Wesentliches Ergebnis ist, dass mit digitalen Technologien ...
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 112-119 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.112
Datenbasierte Assistenzsysteme in der Arbeitswelt

Datenbasierte Assistenzsysteme in der Arbeitswelt

Effiziente Entwicklung zielgruppenspezifischer BI-Dashboards in Unternehmen
Martin Schmauder ORCID Icon, Gritt Ott ORCID Icon, Martin Hahmann
Dashboards spielen eine Schlüsselrolle für fundierte Unternehmensentscheidungen. Dieser Beitrag zeigt anhand von Erkenntnissen eines Action-Research-Prozesses, wie unternehmensspezifische Lösungen systematisch entwickelt und Fehlinvestitionen vermieden werden können. Als kritisch erweisen sich insbesondere die Bereitstellung von IT-Kapazitäten, die Sicherung des Datenzugriffs, die Ausformulierung von Anforderungen und die Erarbeitung des Datenmodells.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 5 | Seite 136-143 | DOI 10.30844/I4SD.25.5.136
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
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