Trends

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
JOCAT (Job Change Acceptance Toolbox)

JOCAT (Job Change Acceptance Toolbox)

Ein Change-Management-Ansatz für die ethische und nachhaltige Implementierung von KI-Systemen
Sophie Berretta ORCID Icon, Pauline Nolte, Annette Kluge ORCID Icon, Skrolan Kopka
KI-Systeme stellen aufgrund ihrer dynamischen, undurchsichtigen und ethisch sensiblen Natur eine Herausforderung für das konventionelle Chanage-Management dar. Dieser Artikel wendet etablierte Change-Management-Modellen auf KI-spezifische Herausforderungen an und veranschaulicht den resultierenden Anpassungsbedarf anhand eines realen Anwendungsfalls. Die daraus resultierenden Erkenntnisse werden durch sechs Interviews mit Expertinnen und Experten aus der Praxis untermauert. Zusammen bilden sie die Grundlage für die Entwicklung der Job Change Acceptance Toolbox (JOCAT), einem modularen, praxisorientierten Hilfsmittel, das die Umsetzung von humanzentrierten, ethischen und nachhaltigen KI-bezogenen Veränderungsprozessen unterstützen soll.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 80-91 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.80
I4S 6/2025: Produktion im Weltraum

I4S 6/2025: Produktion im Weltraum

Unendliche Möglichkeiten für die Fertigung?
Die Fertigung verlässt die Erde: Was einst Science-Fiction war, wird zum strategischen Zukunftsfeld. Sinkende Startkosten und neue Raumfahrtakteure ermöglichen Produktion und Service unter Bedingungen, die auf der Erde unmöglich sind – von In-Orbit-Wartung bis zu neuartigen Herstellungsprozessen in Mikrogravitation. Die Ausgabe zeigt Chancen, Geschäftsmodelle und technologische Hürden auf dem Weg zu Wertschöpfungsketten im All.
KI-basierte Dokumentationssysteme in der Pflege

KI-basierte Dokumentationssysteme in der Pflege

Potenziale zur Verbesserung der Dokumentationsqualität und zur Entlastung des Pflegepersonals
Sophie Berretta ORCID Icon, Elisabeth Liedmann ORCID Icon, Paul-Fiete Kramer ORCID Icon, Anja Gerlmaier, Christopher Schmidt
In Zeiten des demografischen Wandels, der mit einem wachsenden Pflegebedarf und Fachkräftemangel einhergeht, rücken KI-basierte Technologien zunehmend in den Fokus pflegebezogener Innovationen. Erwartet werden Entlastung, Zeitersparnisse und eine höhere Attraktivität des Pflegeberufs. Der Beitrag untersucht am Beispiel der KI-gestützten Dokumentation von Aufnahmegesprächen, inwiefern solche Systeme Arbeits- und Pflegequalität verbessern können. Im Zentrum stehen die Perspektiven von Pflegekräften und -expert:innen. Die Ergebnisse zeigen Potenziale zur Entlastung, Steigerung der Dokumentationsqualität und Freisetzung zeitlicher Ressourcen für die direkte Pflege. Voraussetzung ist eine humanzentrierte, kontextsensibel gestaltete Implementierung.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 154-160 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.154
Erhöhung der Resilienz in der Logistik durch den Einsatz von IT

Erhöhung der Resilienz in der Logistik durch den Einsatz von IT

Am Beispiel von Supply-Chain-Risikomanagementinformationssystemen
Alexander Baur, Jasmin Hauser, Dieter Uckelmann ORCID Icon
Die Blockade des Suezkanals durch die Havarie des Containerschiffs Ever-Given im Jahr 2021 verdeutlicht exemplarisch die Notwendigkeit, globale Lieferketten so zu gestalten, dass sie schnell auf Störungen reagieren können. In der volatilen, unsicheren, komplexen und mehrdeutigen (VUCA) Umgebung stoßen konventionelle, auf Effizienz ausgerichtete Logistikprozesse und speziell Supply-Chain-Management-Methoden zunehmend an ihre Grenzen. Resilienz, die durch die Kombination von Robustheit und Agilität erreicht wird, ist essenziell, um diese Reaktionsfähigkeit sicherzustellen. Der vorliegende Artikel analysiert, wie Risikomanagementinformationssysteme (RMIS) die Resilienz erhöhen können. Die Analyse umfasst die Datenverfügbarkeit, die Datentransparenz, die Modellierung und Simulation von Risikoszenarien und die Erarbeitung von entsprechenden Notfallaktionsplänen. Die genannten Maßnahmen können, trotz der bestehenden Herausforderungen bei der Gestaltung der IT-Infrastruktur, ...
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 4 | Seite 36-42
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.

Events

Öffentlicher Online Smart Factory Pitch – #FIAward
Start 25.02.2026 - Ende 05.03.2026

Öffentlicher Online Smart Factory Pitch - #FIAward

25. / 26. Februar und 04. / 05. März 2026 – jeweils von 13:00 bis 15:30 Uhr
Trends erkennen und Wissen vertiefen: Erleben Sie kostenfrei und bequem online die Smart-Factory-Pitches. In kompakten 5‑Minuten-Sessions präsentieren Unternehmen innovative Lösungen und konkrete Use Cases mit klarem Mehrwert. Ideal, um in kurzer Zeit passende Ansätze zu identifizieren und nächste Schritte abzuleiten.
IT Procurement & Sourcing Summit DACH – Erfolgreiche IT-Beschaffung!
Start 16.03.2026 - Ende 17.03.2026

IT Procurement & Sourcing Summit DACH – Erfolgreiche IT-Beschaffung!

Optimieren Sie Ihre IT-Einkaufsstrategie mit Top-Experten.
Der IT Procurement & Sourcing Summit DACH ist die führende Plattform für strategischen IT-Einkauf im Enterprise-Umfeld. Im Mittelpunkt stehen moderne Sourcing-Strategien, Vendor- & Contract Management, Verhandlungsmodelle, Kostenoptimierung sowie der Umgang mit Cloud-, SaaS- und Technologieanbietern. Praxisnahe Einblicke, Best Practices und Networking auf Entscheiderlevel.
SAMS DACH 2026 – Europas größte SAM-Konferenz!
Start 16.03.2026 - Ende 17.03.2026

SAMS DACH 2026 – Europas größte SAM-Konferenz!

Strategien & Best Practices für Compliance, Kostenkontrolle & Automatisierung.
SAMS DACH ist die führende Konferenz für Software Asset Management im deutschsprachigen Raum. Im Fokus stehen Strategien und Best Practices rund um Lizenzmanagement, Audit-Readiness, Cloud- & SaaS-Kostenkontrolle sowie Auto-matisierung. Erleben Sie praxisnahe Vorträge, interaktive Workshops und den Austausch mit führenden SAM-Experten aus Enterprise-Unternehmen!
Hannover Messe 2026: Die Welt der Industrie zu Gast
Start 20.04.2026 - Ende 24.04.2026

Hannover Messe 2026: Die Welt der Industrie zu Gast

Hannover Messe 2026 | 20.–24. April | | Industrie-Highlights aus über 150 Ländern
Die Hannover Messe 2026 ist das globale Schaufenster für Industrie, Energie und Innovation. Über 130.000 Fachbesucherinnen und Fachbesucher aus mehr als 150 Ländern treffen auf rund 4.000 Aussteller, die neueste Technologien und nachhaltige Lösungen präsentieren. Als Partnerland rückt Brasilien die internationale Zusammenarbeit in den Fokus und macht die Messe erneut zum zentralen Treffpunkt der weltweiten Industrie.

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Ist die Zeit reif für eine Energierevolution in der Intralogistik?

Ist die Zeit reif für eine Energierevolution in der Intralogistik?

Der aktuelle Stand wasserstoffbetriebener Brennstoffzellen-Flurförderzeuge
Gustav Bösehans, Joseph W. Dörmann
Wasserstoff-Brennstoffzellen sind eine nachhaltige Option für Flurförderzeuge (MHE), da sie eine schnelle Betankung, keine Emissionen und eine konstante Leistung bieten – ideal für anspruchsvolle Lager- oder Produktionsaufgaben. Hohe Anschaffungskosten und Unsicherheiten bei potenziellen Anwendern bremsen jedoch die Einführung.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 6 | Seite 74-80
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
Lern- und kompetenzförderliche Arbeitsgestaltung

Lern- und kompetenzförderliche Arbeitsgestaltung

Neue Lernorganisations- und Lernbegleitungsformen in digital transformierter Arbeit
Peter Dehnbostel
Seit Jahrhunderten gibt es Maßnahmen und Methoden zur Arbeitsgestaltung. Mit der digital transformierten Arbeit sind jedoch grundlegend neue Kriterien für Lern- und Kompetenzförderlichkeit entstanden. Deren Anwendung ermöglicht es, Arbeit nicht nur effizienter, sondern auch menschenzentrierter zu gestalten und zugleich die Entwicklung sowie den Einsatz von KI in der Arbeitswelt beherrschbarer zu machen. Zudem tragen in der Digitalisierung entstandene innovative Lernformen wesentlich zur Arbeitsgestaltung bei, etwa Online-Communities, Lernplattformen, Chatbots und E-Coaching. Diese Entwicklung steht jedoch noch am Anfang.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 6 | Seite 58-64
„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.
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

Aktuelles Heft

OPEN ACCESS

Datenqualität und Expertise für robusten KI-Einsatz

Datenqualität und Expertise für robusten KI-Einsatz

Integration von Anomalie- und Label-Fehlererkennung in industrielle Defektdetektion
Pavlos Rath-Manakidis, Henry Huick, Erdi Ünal, Björn Krämer ORCID Icon, Laurenz Wiskott ORCID Icon
Der Einsatz künstlicher Intelligenz (KI) transformiert Arbeitspraktiken in der industriellen Qualitätskontrolle grundlegend. Dieser Beitrag untersucht, wie technische Ansätze zur Datenqualität und Modelltransparenz einen ethischen KI-Einsatz unterstützen – insbesondere die Handlungsfähigkeit, das Vertrauen und eine nachhaltige Arbeitsgestaltung in automatisierten Oberflächeninspektionssystemen (ASIS). Wir identifizieren Herausforderungen wie Datenineffizienz, variable Modellzuverlässigkeit und begrenzte KI-Expertise, die ein menschenzentriertes Design sowie verantwortungsvolles Datenmanagement erfordern. Gemeinsam mit ASIS-Anbietern entwickelte und mit ASIS-Anwendern getestete Pilotlösungen zeigen, dass KI-Systeme Fachpersonal effektiv unterstützen und deren Fähigkeiten erweitern müssen. Wir schlagen technische Lösungen zur Erkennung von Anomalien, Label-Fehlern und Domain Drift vor, um die Modellzuverlässigkeit zu erhöhen. Transparenz in der Datenqualität stärkt ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 128-135 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.128
Operationalisierung ethischer KI mit tachAId

Operationalisierung ethischer KI mit tachAId

Validierung eines interaktiven Beratungstools in zwei Anwendungsfällen aus der Fertigungsindustrie
Pavlos Rath-Manakidis, Henry Huick, Björn Krämer ORCID Icon, Laurenz Wiskott ORCID Icon
Die Integration künstlicher Intelligenz (KI) in Arbeitsprozesse verspricht erhebliche Effizienzsteigerungen, doch Unternehmen stehen dabei vor zahlreichen ethischen Herausforderungen, die den Beteiligten zunächst oft nicht bewusst sind – von Intransparenz in der Entscheidungsfindung über algorithmische Verzerrungen bis hin zu Risiken einer verfrühten Automatisierung. Dieser Beitrag stellt das Design und die Validierung von tachAId vor, einem interaktiven Beratungstool, das darauf abzielt, menschenzentrierte ethische Überlegungen in die Entwicklung von KI-Lösungen einzubetten. Es wird eine Validierungsstudie vorgestellt, die für zwei unterschiedliche industrielle KI-Anwendungen mit variierendem KI-Reifegrad durchgeführt wurde. tachAId lenkt die Aufmerksamkeit gezielt auf kritische ethische Überlegungen im gesamten Lebenszyklus von KI-Lösungen, die bei einer technisch orientierten Entwicklung möglicherweise übersehen werden. Die Ergebnisse zeigen jedoch auch eine zentrale ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 50-59 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.50
Digital Competence Lab (DCL) für die Logopädie

Digital Competence Lab (DCL) für die Logopädie

Konzeption einer Lernplattform zur Förderung digitaler Handlungskompetenzen
Anika Thurmann ORCID Icon, Antonia Weirich ORCID Icon, Kerstin Bilda, Fiona Dörr ORCID Icon, Lars Tönges ORCID Icon
Die digitale Transformation des Gesundheitswesens verändert die logopädische Versorgung nachhaltig. Smarte Technologien und Künstliche Intelligenz (KI) eröffnen neue Möglichkeiten, um die Qualität der Therapie zu sichern, Versorgungsengpässe zu adressieren und Patienten stärker in Übungsprozesse einzubinden. Gleichzeitig erweitern diese Entwicklungen das Rollenverständnis von Logopäden, die neben ihrer therapeutischen Kernaufgabe zunehmend digitale Systeme als unterstützende Werkzeuge einsetzen. Aufbauend auf einer Machbarkeitsstudie zur KI-gestützten Anwendung ISi-Speech-Sprechen im Realsetting der Parkinson-Komplextherapie (PKT) werden in diesem Beitrag zentrale Herausforderungen der Implementierung smarter Technologien skizziert.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 110-118 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.110
KI-Implementierung in der industriellen Qualitätskontrolle

KI-Implementierung in der industriellen Qualitätskontrolle

Ein Design-Science-Ansatz, der technische und menschliche Faktoren miteinander verbindet
Erdi Ünal ORCID Icon, Kathrin Nauth ORCID Icon, Pavlos Rath-Manakidis, Jens Pöppelbuß ORCID Icon, Felix Hoenig, Christian Meske ORCID Icon
Künstliche Intelligenz (KI) bietet ein erhebliches Potenzial zur Verbesserung der industriellen Qualitätskontrolle, doch eine erfolgreiche Implementierung erfordert die sorgfältige Berücksichtigung ethischer und menschlicher Faktoren. Dieser Artikel untersucht, wie automatisierte Oberflächeninspektionssysteme eingesetzt werden können, um menschliche Fähigkeiten zu erweitern und gleichzeitig eine ethische Integration in die Arbeitsabläufe zu gewährleisten. Im Rahmen einer Design-Science-Research-Untersuchung (DSR) wurden zwölf Interessenvertreter aus sechs Organisationen auf drei Kontinenten befragt und zwölf soziotechnische Designanforderungen abgeleitet. Diese sind in Vorbereitungs- und Implementierungs-/Betriebsphasen unterteilt und befassen sich mit menschlichem Handeln, Mitarbeiterbeteiligung und verantwortungsvollem Wissensmanagement. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen die entscheidende Bedeutung einer sinnvollen Mitarbeiterbeteiligung während der ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 120-127 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.120
Leitlinien für den fairen Einsatz generativer KI

Leitlinien für den fairen Einsatz generativer KI

Praxisbeispiele aus den Bereichen Produktionsmanagement und Wohlfahrtspflege
Anja Gerlmaier, Paul-Fiete Kramer ORCID Icon, Dirk Marrenbach ORCID Icon, René Wenzel ORCID Icon
Im Zuge der rasanten Verbreitung assistiver KI-Tools wie ChatGPT, Gemini oder Copilot sind Unternehmen gefordert, sich mit den Chancen und Herausforderungen von künstlicher Intelligenz zu beschäftigen. Der Beitrag gibt auf Basis von zwei Praxisbeispielen einen Einblick, wie Unternehmen mithilfe betriebsspezifischer Risiko- und Potenzialanalysen bei der Entwicklung von Leitlinien für einen fairen und verantwortungsvollen KI-Einsatz vorgehen können.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 22-28 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.22
XAI-gestütztes Nudging von Entscheidungen in der Fertigung

XAI-gestütztes Nudging von Entscheidungen in der Fertigung

Praktische Umsetzbarkeit und ethische Herausforderungen
Jan-Phillip Herrmann ORCID Icon, Catharina Baier, Sven Tackenberg ORCID Icon, Verena Nitsch ORCID Icon
Erklärbare künstliche Intelligenz (XAI)-basiertes Nudging ist zwar ethisch komplex, kann jedoch eine vorteilhafte Alternative zu starren, algorithmisch generierten Fertigungsplänen darstellen, um sowohl die Planungsautonomie von Fertigungsmitarbeitenden als auch die Gesamtleistung des übergeordneten Fertigungssystems zu verbessern. Dieser Artikel präsentiert eine Laborstudie, die das erfolgreiche Nudging von 28 Studierenden des Studiengangs Wirtschaftsingenieurwesen in einer Fertigungssimulation demonstriert. Die Studie zeigt, dass die Übereinstimmung der von den Studierenden ausgewählten Bearbeitungsreihenfolge von Fertigungsaufgaben mit einer vordefinierten Bearbeitungsreihenfolge durch Nudging um 9 % zunimmt. Durch den Einsatz von XAI werden die Präferenzen der Studierenden analysiert und Deadlines sowie Prioritäten in der Simulation angepasst. Der Artikel diskutiert die ethischen Fragen des Nudging, darunter potenzielle Manipulation, Scheinautonomie und die Reduzierung von ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 70-78 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.70
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