Unternehmen müssen sich verändern, wenn sie wettbewerbsfähig bleiben wollen – sowohl digital als auch ökologisch. Trotz Unterstützung von außen muss der Anstoß dafür von den Betrieben selbst kommen. In dieser Ausgabe von Industry 4.0 Science erörtern Experten der Akademischen Gesellschaft für Arbeits- und Industrieorganisation, wie die reale Anwendung innovativer Technologien zu einer nachhaltigen Fertigung beitragen kann.

Im Rahmen der Digitalen Transformation steigt die Anzahl der Softwareanwendungen in Unternehmen kontinuierlich an. Dies betrifft speziell Industriebetriebe, die aufgrund ihrer oft komplexen Geschäftsprozesse vor besonderen Herausforderungen stehen. Eine ganzheitliche und nachhaltige Integration dieser Geschäftsprozesse erfordert eine enge Verknüpfung der eingesetzten Informationssysteme. In diesem Kontext gewinnt die Anwendungsintegration, auch bekannt als Enterprise Application Integration (EAI), zunehmend an Bedeutung. Moderne Ansätze wie die Verwendung von Microservices bieten dabei eine besonders flexible und effiziente Lösung, um unterschiedliche Anwendungen nahtlos miteinander zu verbinden und so die Agilität und Skalierbarkeit der IT-Landschaft zu fördern.

Der Erfolg von Technologien hängt nicht nur von ihrer Innovationskraft und Akzeptanz ab, sondern auch vom Management. Entscheidungsträger bewerten Faktoren wie technische Rahmenbedingungen und organisatorische Voraussetzungen, wobei die Forderung nach Flexibilität die Komplexität zusätzlich erhöht. Industrie 4.0 adressiert dies durch Vernetzung, Transparenz und dezentrale Entscheidungen. Digitale Zwillinge, realisierbar mit Open Source Software, spielen dabei eine Schlüsselrolle.

Die Instandhaltungslogistik als integraler Bestandteil eines nachhaltigen Instandhaltungsmanagements erfolgt heutzutage in vielen Anwendungsfeldern IT-gestützt und kann daher als eines von vielen Beispielen innerhalb der Digitalisierung der Arbeitswelt verstanden werden. Charakteristisch für den Grad der Digitalisierung in diesem Kontext sind zum einen die gewählte Instandhaltungsstrategie, deren jeweilige Realisierung an den Einsatz von intelligenten Technologien mehr oder weniger gekoppelt ist, zum anderen die aktuelle Ausprägung der IT-Integration. Im landwirtschaftlichen Sektor spielen u. a. die Art der Instandhaltungsobjekte eine wichtige Rolle für den Einsatz von digitalen Technologien. Der vorliegende Beitrag widmet sich dem Status quo digitaler Instandhaltungslogistik in deutschen Landwirtschaftsbetrieben an der Schnittstelle von IKT, Technik und Wirtschaft.

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Lernfabriken bieten eine praxisnahe Umgebung zur Simulation von Produktionsprozessen, in der Lernende Kompetenzen durch direkte Anwendung neuer Technologien erwerben können. Das Industrial Transformation Lab (InTraLab) simuliert hybride Produktionsprozesse und integriert reale Demonstratoren sowie virtuelle Simulationen. Dies ermöglicht Lernenden den Erwerb von Handlungskompetenzen und Fähigkeiten, die für die digital transformierte Arbeitswelt entscheidend sind.

Die Drohnentechnologie und der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) bieten für verschiedene Bereiche vielversprechende Vorteile. Hierzu zählt auch der Bereich der Inspektionsarbeit. Der Einsatz innovativer Inspektionstechnologien kann Inspektionen insgesamt effizienter machen. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurden unterschiedliche rechtliche und wirtschaftliche Aspekte einer KI-basierten autonomen Drohneninspektion betrachtet. Ein weiterer Schwerpunkt ist dabei die Erarbeitung eines Soll-Prozesses, der den Einsatz einer KI-basierten Drohneninspektion darstellt und den Einsatz einer derartigen Inspektionstechnologie steuert. In diesem Beitrag geht es speziell um den kollaborativen Ansatz dieser neuartigen Inspektionsmethodik.

Funktionale Sicherheit (Safety) und Cyber-Sicherheit (Security) sind zentrale Aspekte in der modernen Industrie. Safety zielt auf die Minimierung von Risiken durch Fehlfunktionen ab, während sich Security um den Schutz vor digitalen Angriffen dreht. Beide sind aus der Prozessindustrie nicht mehr wegzudenken, da sowohl die physische Sicherheit als auch die digitale Integrität moderner Systeme gewährleistet werden muss. Doch weil die Erhöhung von Security eine Schwächung von Safety bedeuten kann – und umgekehrt –, entsteht in der industriellen Praxis ein Spannungsfeld zwischen beiden. In diesem Artikel werden zu diesem Zweck relevante Normen und Gesetze analysiert, wichtige Ansätze für die gemeinsame Betrachtung der Safety und Security vorgestellt und weiterer Forschungsbedarf aufgezeigt.

Ladungsträger sind in Fertigungsunternehmen unverzichtbar für den Transport produzierter Teile. Meist sind diese trotz ihrer „Einfachheit“ teuer in der Anschaffung, da sie passgenau für den Zweck hergestellt werden. Zur Vermeidung des Verlusts der Ladungsträger können Trackingverfahren wie GPS-Tracking eingesetzt werden, was jedoch mit Überwachungsaufwand einhergeht und den Datenschutz herausfordert, sobald die Arbeitsleistungen der Mitarbeiter in der Intralogistik überwacht werden. Die Zuordnung von Ladungsträgern zu sogenannten Clustern und ihre gemeinsame Kontrolle bietet hierbei eine Lösung – ohne die Möglichkeit von Rückschlüssen auf die Leistung der Mitarbeiter. Und nicht nur das: Künstliche Intelligenz kann diesen Ansatz optimieren und gleichzeitig vor einem Diebstahl der Ladungsträger abschrecken.

Die Kreislaufwirtschaft ist aufgrund ökologischer Dringlichkeiten wie Klimawandel und Ressourcenknappheit unverzichtbar geworden, wobei der Earth Overshoot Day die Übernutzung verdeutlicht. Gesetze auf nationaler und EU-Ebene verpflichten Unternehmen zu mehr Nachhaltigkeit, während die Kreislaufwirtschaft auch die wirtschaftliche Resilienz stärkt, Innovationen fördert und Wettbewerbsvorteile schafft. Die Auswirkungen auf den Arbeitsmarkt sind jedoch umstritten, da weniger Primärressourcen und neue Produkte benötigt werden.

Durch den höheren Bedarf für eine Anpassung von Produkten an Kundengruppen und -bedürfnisse sind Body-In-White produzierende Unternehmen mit einer höheren Variantenmontage in den späteren Phasen der Produktionslinie konfrontiert, wodurch die Produktionskosten pro Einheit steigen. Flexible Produktionsprozesse mit flexiblen Materialflüssen und Fertigungsabläufen sowie der automatischen Rekonfiguration von Werkzeugen sind die Säulen eines resilienten Produktionssystems. In diesem Artikel wird eine konzeptionelle Lösung für die flexible Karosserierohbau-Blechfertigung mit autonomen kollaborativen Robotersystemen vorgestellt, um die Produktkosten für einen höheren Wettbewerbsvorteil zu senken.