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KI-Ethik im Multi-Stakeholder-Umfeld in der Radiologie

KI-Ethik im Multi-Stakeholder-Umfeld in der Radiologie

Implikationen für eine integrierte Technik- und Arbeitsplatzgestaltung
Valentin Langholf ORCID Icon, Alexander Ranft, Lena Will, Robin Denz ORCID Icon, Johannes Schwarz ORCID Icon, Majd Syoufi, Pavlos Rath-Manakidis, Marc Kämmerer, Marcus Kremers, Axel Mosig ORCID Icon, Uta Wilkens ORCID Icon, Jörg Wellmer ORCID Icon
Die Radiologie muss an der Schnittstelle mit anderen medizinischen Disziplinen unter Zeitdruck hervorragende diagnostische Qualität liefern. Künstliche Intelligenz (KI)-Anwendungen in diesem Umfeld müssen eine optimale Anomalie-Detektion in hochauflösenden, dreidimensionalen Bilddatensätze liefern und im Rahmen der Mensch-Maschine Befund-Co-Kreation den ethischen Anforderungen einer responsible AI genügen. Wir haben entlang eines komplexen Anwendungsfalls ein modulares System entwickelt, das (i) die Weiterentwicklung der Anomalieerkennung, (ii) die Erweiterung der KI-Befunde um diagnostische und therapeutische Konsequenzen, (iii) eine Metrik zur Messung der KI/menschlichen Ko-Kreation, (iv) die Analyse der Einstellung von Radiologen zur KI-Unterstützung und (v) die arbeitsplatzspezifische Implementierung von KI-Anwendungen umfasst. Alle Module werden im Hinblick auf die FUTURE-AI-Ethik-Konsenskriterien diskutiert. Dieser integrierte Technologie- und Arbeitsgestaltungsansatz kann ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 1 | Seite 136-143 | DOI 10.30844/I4SD.26.1.136
Quiz: Produktion im Weltraum

Quiz: Produktion im Weltraum

Testen Sie jetzt Ihr Wissen!
Schwerelos produzieren – nur Science-Fiction oder bereits Realität? Dank neuer Raumfahrttechnologien entstehen heute erste Produktionsprozesse im All, die Materialien und Strukturen ermöglichen, die auf der Erde kaum herstellbar sind. Von ultrapuren Fasern bis zum 3D-Druck von Organen: Die Schwerelosigkeit eröffnet Industrien völlig neue Perspektiven – und bringt die Raumfertigung näher an die Gegenwart, als viele denken.
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
Entwicklung von Datenstandards in der Batteriezellfertigung

Entwicklung von Datenstandards in der Batteriezellfertigung

Von der Anforderungsanalyse zum Standardentwicklungsverfahren
David Roth, Tom Hülsmann, Felix Tidde
Die wachsende Nachfrage nach Batteriezellen bietet erhebliches Potenzial für den Einsatz digitaler Lösungen in der Batteriezellfertigung und schafft Möglichkeiten zur Wertschöpfung durch adaptive und flexible Produktionssysteme. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist ein interoperabler Datenaustausch auf der Basis formalisierter Datenbeschreibungen. Bestehende Ontologien und Informationsmodelle sind jedoch zu abstrakt für eine direkte Umsetzung. In diesem Beitrag wird eine Anforderungsanalyse von Datenstandards in der Batteriezellfertigung vorgestellt. Basierend auf den Ergebnissen wird eine Vorgehensweise zur Entwicklung von domänenspezifischen Standards auf Basis von OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) abgeleitet.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 4 | Seite 96-103
Fachbereich trifft Code

Fachbereich trifft Code

Mit KI zur besseren Zusammenarbeit bei der Softwareentwicklung
Andreas Groche, Dominik Augenstein
Softwareentwicklung ist ein grundlegender Schritt in der Digitalen Transformation und bedingt eine gute Datengrundlage für die Entwickler, damit sie die Software passgenau auf die Bedürfnisse des beauftragenden Fachbereichs zuschneiden können. Leider sind die dafür notwendigen Datenmodelle unvollständig, oftmals einseitig vom Entwicklungsbereich erstellt und nicht im Business-Kontext eingebettet. Dies macht es weder für Entwickler noch für KI einfach, die passgenauen Algorithmen zu finden. Der vorliegende Ansatz erhöht das Verständnis und den Austausch zwischen Fach- und Entwicklungsbereich und bietet eine digitale Assistenz bei der Datenmodellierung als Grundlage für die Softwareentwicklung. Ferner können auch hier Ansätze mit KI helfen, die Qualität und Vollständigkeit der Daten zu erhöhen.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 4 | Seite 104-110
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
Hybride Lernlandschaften für beruflich-technische Konzepte

Hybride Lernlandschaften für beruflich-technische Konzepte

Die Digitalisierung des Weiterbildung durch praxisnahe Konzepte und gezielte Vernetzung
Sebastian Anselmann ORCID Icon, Jessica Wädt, Uwe Faßhauer ORCID Icon
Das Länder- und Phasenübergreifende Interface (LPI) fördert die nachhaltige Digitalisierung des beruflich-technischen Unterrichts durch die systematische Bereitstellung von Expertise und innovative Vernetzungsformate. Im Fokus stehen hybride Lernlandschaften (HLL), die physische und digitale Lernräume verzahnen, um individualisierte, praxisnahe Lernumgebungen zu schaffen. Dabei werden innovative Ansätze wie Lernfabriken, VR/AR und Learning Analytics integriert.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 3 | Seite 126-132
Digitale Zwillinge für Produktions- und Logistiksysteme

Digitale Zwillinge für Produktions- und Logistiksysteme

Herausforderungen und Handlungsfelder bei der Implementierung und Nutzung
Deike Gliem ORCID Icon, Nicolas Wittine ORCID Icon, Sigrid Wenzel ORCID Icon
Für eine erfolgreiche Implementierung sowie nachhaltige Nutzung und Pflege Digitaler Zwillinge für Produktions- und Logistiksysteme ist es notwendig, relevante Anwendungsfälle zu identifizieren und die damit einhergehenden Herausforderungen zu meistern. Dieser Beitrag analysiert wissenschaftliche Literatur zu gängigen Anwendungen und Herausforderungen bei der Implementierung Digitaler Zwillinge für die Planung und den Betrieb von Produktions- und Logistiksystemen. Um die Praxisrelevanz der Ergebnisse zu bestätigen, sind zudem die Resultate einer empirischen Befragung einbezogen worden. Aus den gewonnenen Erkenntnissen werden wesentliche Handlungsfelder für die erfolgreiche Implementierung und langfristige Nutzung von Digitalen Zwillingen in Produktion und Logistik abgeleitet.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 3 | Seite 42-49 | DOI 10.30844/I4SD.25.3.42
Schneller, einfacher Digitaler Zwilling

Schneller, einfacher Digitaler Zwilling

Mit Open-Source zum kosteneffizienten Digitalen Zwilling und Industrie 5.0: Eine Fallstudie
Shantall Cisneros Saldana ORCID Icon, Sonali Pratap, Parth Punekar, Sampat Acharya, Heike Markus ORCID Icon
Die Einführung Digitaler Zwillinge (DZ) scheitert oft an hohen Kosten, technischer Komplexität und fehlenden Fachkenntnissen. Diese Studie stellt ein kostengünstiges Modell eines DZ, welches mit Technology Readiness Level (TRL) 5 validiert ist. Es wurde innerhalb von nur zwei Wochen mithilfe von Open-Source-Lösungen und gängigen Unternehmenswerkzeugen entwickelt und integriert sensorbasierte Echtzeitdaten, prädiktive Analysen, Anomalieerkennung und automatisierte Benachrichtigungen, um Effizienz und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft zu steigern. Das System erreicht eine durchschnittliche relative Abweichung von nur 7,76 % und gibt automatisierte Warnungen in Echtzeit aus. Die Ergebnisse zeigen, wie fortschrittliche digitale Werkzeuge durch die Kombination von Open-Source-Technologien und Standardwerkzeugen zugänglich gemacht werden können: skalierbar, menschenzentriert und erschwinglich im Sinne von Industrie 5.0.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 3 | Seite 62-68 | DOI 10.30844/I4SD.25.3.62
Mit Digitalen Zwillingen die Zukunft der Fertigung gestalten

Mit Digitalen Zwillingen die Zukunft der Fertigung gestalten

Chancen und Hindernisse
Javad Ghofrani ORCID Icon, Darian Lemke, Tassilo Söldner
Digitale Zwillinge stellen eine Verbindung zwischen physischen und digitalen Systemen dar. Diese steigern die Effizienz und ermöglichen vorausschauende Wartung und die Herstellung von individuelleren Produkten. Trotz dieser Vorteile stehen Herausforderungen wie hohe Kosten, Datensynchronisierung und Sicherheitsrisiken einer breiten Einführung im Wege. Dieser Artikel befasst sich mit dem Potenzial Digitaler Zwillinge und untersucht die wichtigsten Hindernisse für die Integration und Implementierung, wobei auch einige industrielle Anwendungen wie die additive Fertigung als relevanter Anwendungsfall betrachtet werden.
Industry 4.0 Science | 41. Jahrgang | 2025 | Ausgabe 3 | Seite 72-81
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