Open-Access-Beiträge

Assistenzsysteme verbessern Arbeitsprozesse, verkürzen Lernzeiten und erhöhen die Flexibilität am Arbeitsplatz. In der digitalisierten Industrie 5.0 spielen menschzentrierte, resiliente und nachhaltige Ansätze eine wichtige Rolle, wobei die Nutzerakzeptanz von zentraler Bedeutung ist. Wie gebrauchsfähig die Unterstützung mittels Technologien wie Augmented Reality und KI-Chatbots wirklich ist, kann anhand zweier Nutzerstudien ermittelt werden.

Die Dekarbonisierung des Energiesektors ist entscheidend für eine klimaneutrale EU, da ein Großteil der Treibhausgasemissionen aus der Energienutzungstammt. Besonders der Windenergiesektor mit seinen hohen Materialkosten steht vor großen Herausforderungen. Der rasante Ausbau der Windenergieerfordert innovative Lösungen, mit denen sich nachhaltige Praktiken im End- of-Life (EoL) Management etablieren lassen. Ein digitaler Entscheidungsrahmen für nachhaltige EoL-Strategien ist daher äußerst nützlich.

Der globale Wettbewerbsdruck zwingt Unternehmen insbesondere in Hochlohnländern zu einer effizienten Ressourcennutzung. Dies wird durchden Markt- und Gesetzgebungsdruck auf nachhaltige Produkte und Prozesse noch verstärkt. Angesichts des digitalen und ökologischen Wandels sindganzheitliche Ansätze zur Optimierung manueller Arbeitsprozesse unerlässlich. Ein KI-gestütztes Assistenzsystem zur Arbeitsplanerstellung soll Abhilfe schaffenund so eine effizientere Prozessgestaltung ermöglichen.

EU-Regelungen fordern von Unternehmen intensivere und transparentere Nachhaltigkeitspraktiken. Damit die Industrie ihre Verantwortung wahrnehmenkann, muss sie viele ihrer Prozesse und Produkte anpassen. Besonders Künstliche Intelligenz (KI) bietet hierbei innovatives Potenzial. Zunächst muss die Technologie jedoch evaluiert werden, wobei der Fokus auf schwacher KI liegt – marktreife Systeme, die spezifische Aufgaben durch Algorithmen und datengestützte Modelle effizient ausführen.

Ein entscheidender Wettbewerbsfaktor für mittelständische Unikat- und Kleinserienfertiger liegt in der termingerechten Fertigstellung, Lieferung und Inbetriebnahme ihrer Produkte. Eine präzise Planung der Logistik ist dabei ebenso wichtig wie die Steuerung der Produktion. Allerdings sind die Prozesse oft von Unsicherheiten geprägt, etwa durch lokale Bedingungen beim Kunden oder die Zusammenarbeit mit Zulieferern. Digitale Schatten zur Datenauswertung in Echtzeit bieten da einen überzeugenden Lösungsansatz.

Herausforderungen wie der Klimawandel und die Folgen der COVID-19- Pandemie erfordern innovative Lösungen, die Ferninteraktionen und -kooperationen ermöglichen und die Notwendigkeit von Reisen reduzieren. Fortschritte in der Elektronik, Robotik und IT haben zur Entwicklung von Telepräsenzrobotern (TPRs) geführt, die in diesem Kontext eine Schlüsselrolle spielen. Zugleich braucht es Arbeitsumgebungen, die das Potenzial von TPRs ausschöpfen und den klimatischen, digitalen und sozialen Wandel unterstützen.

Die Umstellung von linearem auf zirkuläres Wirtschaften hat die EU im Green Deal als Ziel formuliert. Ein wesentlicher Baustein hierfür ist der Aktionsplan für die Kreislaufwirtschaft, der zu einer signifikanten Reduktion der Emissionen und einer Stärkung europäischer Unternehmen beitragen soll. Ein Blick auf aktuelle Ansätze zur Kreislaufwirtschaft sowie die Potenziale digitaler Lösungen, hier am Beispiel der Textilindustrie, kann KMU bei der Umsetzung zirkulärer Geschäftsmodelle unterstützen.

Kleine und mittlere Unternehmen sind sich im Kontext der Digitalisierung oft unsicher, welche Technologien sie einführen und wie sie ihre Beschäftigten entsprechend schulen sollen. Das führt dazu, dass Lernfabriken zunehmend an Bedeutung gewinnen. Lernfabriken bieten praxisnahe Schulungsmöglichkeiten und ermöglichen es den Beschäftigten, neue Technologien in einer realitätsnahen Umgebung kennenzulernen und anzuwenden. Ob diese Einrichtungen jedoch im spezifischen Kontext von KMU wirklich geeignet sind und wie genau die Kooperationen in Weiterbildungsverbünden gestaltet werden sollten, ist noch nicht ausreichend erforscht. Eine Untersuchung existierender Standorte könnte hierbei Potenziale für effektive Schulungsverfahren identifizieren.

Aufgrund ihres Innovationspotenzials erfordert die Industrie 4.0 neue Lehrinhalte. Derzeit gefragte Kompetenzprofile spiegeln sich in der Berufs- und Hochschulausbildung oft nicht wider. Zudem ist die herkömmliche Weiterbildung meist mit hohen Kosten und einem erheblichen Zeitaufwand verbunden. Effektiver sind da maßgeschneiderte Angebote und die Vermittlung zielgerichteter Handlungs- und Problemlösekompetenzen in einer modularen Lernfabrik.

Generative Herstellungsverfahren (AM) haben in den letzten Dekaden immer mehr an Bedeutung gewonnen. Dazu hat insbesondere ihre Fähigkeit beigetragen, komplexe Bauteile nach Bedarf herzustellen. Weitere Vorteile ergeben sich aus verkürzten Produktentwicklungszeiten, Automatisierbarkeit und der Erzeugung mikrostrukturierter Materialien mit verbesserten (möglicherweise gradierten) physikalischen Eigenschaften. Alle diese Vorteile setzen jedoch eine genaue Prozesskenntnis voraus, die durch numerische Simulationen unterstützt werden kann. In diesem Beitrag werden verschiedene Simulationsmethoden diskutiert, welche Rückschlüsse auf die zu erwartende Bauteilqualität erlauben.