Das Technologieradar bietet kleinen und mittleren Unternehmen einen strukturierten Überblick über relevante Digitalisierungstechnologien. Für jede Technologie finden Sie kompakte Informationen zu Funktionsweise, Einsatzmöglichkeiten, aktuellem Entwicklungsstand und konkreten Chancen für KMU. Praxisnahe Beispiele und Anwendungsszenarien helfen dabei, den Nutzen einzuordnen und Potenziale für das eigene Unternehmen zu erkennen – als Grundlage für fundierte Entscheidungen und zukunftsfähige Strategien.
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Smart Devices sind eigenständige, intelligente Komponenten oder Geräte, die im Wesentlichen aus einem hochintegrierten Chip bestehen, der den oder die Sensoren, den Prozessor und die Kommunikationsschnittstelle enthält.
Cyber-physische Systeme, auch CPS genannt, bestehen aus drei Teilen: den mechanischen Komponenten, der Software und moderner Informationstechnik. Über eine Dateninfrastruktur wie beispielsweise das Internet können die Komponenten miteinander kommunizieren. Dadurch lassen sich auch komplexe Infrastrukturen kontrollieren, regeln und steuern.
Versuchsplanung (Design of Experiments, DoE) ist ein zentraler Bestandteil in Forschung und Entwicklung, um systematisch und effizient Informationen über Prozesse oder Systeme zu gewinnen. Mit der Integration von Künstlicher Intelligenz wird dieser Ansatz revolutioniert. KI-gestützte Versuchsplanung ermöglicht es, Experimente intelligenter zu gestalten, indem Algorithmen Muster in Daten erkennen, optimale Versuchspläne vorschlagen und Echtzeitanalysen durchführen.
Dielektrische Elastomere (DEs) sind dünne Filme (20-200 µm) aus z. B. Silikon, welche mit hochflexiblen Elektroden bedruckt sind. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung im Kilovoltbereich (ca. 80 V/µm) ziehen sich die Elektroden an und komprimieren den Polymerfilm, der gleichzeitig seine Oberfläche vergrößert.
Die Elastokalorik beschreibt eine neuartige festkörperbasierte Heiz- und Kühltechnologie, die ohne den Einsatz von klimaschädlichen Kältemittel effizient funktioniert. Die Energieeffizienz der Methode liegt weit höher als die Konventioneller Heiz- und Kühltechnologien.
Der Begriff Internet of Things (IoT) beschreibt ein Netzwerk von physischen Objekten (bspw. Produkte, Maschinen oder Roboter), die mit Sensoren, Software und anderen Technologien ausgestattet sind, um mit weiteren Geräten und Systemen über das Internet zu kommunizieren und Daten auszutauschen.
Recommender Systeme, im Deutschen auch Empfehlungssysteme genannt, sind stark verbreitet und können im Internet auf jeder größeren Plattform vorgefunden werden. Zweck eines solchen Systems ist stets die Verknüpfung eines Menschen mit möglichen Erfahrungsgegenständen.
Gamification bezeichnet die Nutzung von spielerischen Elementen außerhalb des Spielkontextes. Hierbei geht es allgemein darum, die Motivation der spielenden Person zu erhöhen und sie zielgerichtet anzusprechen. Ob bei der Neukundengewinnung, der Mitarbeitermotivation oder um Lerninhalte interessant zu vermitteln – Gamification ist in unzähligen Situationen hilfreich.
Die Hauptaufgaben des Manufacturing Execution System (MES) umfassen die Planung und -Steuerung der Produktion, das Qualitäts-, Betriebsmittel- und Materialmanagement sowie personelle Einplanungen. Eine kurzfristige Feinplanung- und steuerung auf Grundlage erhobener Echtzeitinformationen aus Maschinen und Anlagen steht hierbei im Vordergrund.
Der Ansatz von VRMI (Virtual Reality Maintenance and Inspection) ist es, mittels VR-Technologie die Wartung und Inspektion von Anlagen zu verbessern. Im Gegensatz zur reinen Simulation von virtuellen Welten werden dabei reale Aufnahmen in Echtzeit durchgeführt, um den:die Betrachter:in an einen anderen Ort zu versetzen.
Employee Self Service steht für Mitarbeiterselbstbedienung oder Mitarbeiterselbstverwaltung. Darunter versteht man eine Software, eine mobile Anwendung oder ein webbasiertes Programm, durch das die Mitarbeitenden Zugriff auf ihre personenbezogenen Daten haben.
Chatbots sind Dialogsysteme, mit denen man per Texteingabe oder Sprache kommunizieren kann. Sie werden oft mit Avataren kombiniert und ermöglichen es auf Websites oder Instant-Messaging-Systemen automatisiert Anfragen von (potentiellen) Kund:innen zu bearbeiten. Langfristig gesehen, kann so die Kundenkommunikation vollständig automatisiert werden.
Die digitale Zeiterfassung ist die moderne Form der Zeiterfassung und in einigen Unternehmen bereits im Einsatz. Der entscheidende Vorteil der digitalen Zeiterfassung ist, dass sie alle erforderlichen Daten für die Entgeltabrechnung liefert.
Beim 3D Druck handelt es sich um ein additives Fertigungsverfahren, welches sich insbesondere für den Prototypenbau, Einzelstücke und Bauteile mit komplexer Geometrie eignet. Hier wird ein am Computer erzeugtes 3D Modell in einzelne Schichten unterteilt und dann schichtweise aufgebaut.
Digitale Messsysteme finden sich heutzutage in praktisch jedem Unternehmen. Im Gegensatz zu analogen Messystemen sind diese in der Regel genauer, leistungsfähiger und können aus der Ferne ausgelesen werden. Durch die Fortschritte in Bereich der künstlichen Intelligenz können digitale Messsysteme nicht nur Daten aufzeichnen, sondern auch aufbereiten und interpretieren.
Das Digitale Modell (auch Digitaler Master genannt) ist neben dem Digitalen Schatten der wichtigste Bestandteil eines Digitalen Zwillings. Es beinhaltet alle Stammdaten des betrachteten Objekts und bildet somit die Basis für die Nutzung des Digitalen Zwillings.
Der Digitale Schatten stellt eine digitale Abbildung eines physischen Objektes dar, welche einen Uni-direktionalen Datenaustausch mit dem jeweiligen Objekt besitzt. Dies bedeutet, das der Digitale Schatten Daten von der realen Welt empfangen kann, jedoch keine Daten an diese senden kann.
Kraft-Momenten-Sensoren ermöglichen die dreidimensionale Messung von Kräften und Drehmomenten. Damit können Prozesse überwacht werden, die hinsichtlich Kraft und Drehmoment spezielle Anforderungen erfüllen müssen.
Exoskelette (engl. Exoskeletons) sind tragbare Roboter, die die sensomotorischen und kognitiven Fähigkeiten des Menschen mit der hohen Flexibilität des Menschen und der Leistungsfähigkeit von Maschinen kombinieren. Diese Mensch-Maschinen Kollaboration ermöglicht es die Bewegungen des Menschen zu unterstützen oder zu verstärken.
Eine digitale Signatur ist eine kryptografische Technik, die dazu dient, die Integrität, Authentizität und Herkunft eines digitalen Dokuments oder einer Nachricht zu überprüfen. Sie ist eine spezifische Art der elektronischen Signatur und geeignet, handschriftliche Unterschriften auf Papier-Dokumenten zu ersetzen und damit Unterzeichnungsprozesse zu optimieren.
ChatGPT ist ein sogenanntes Large-Language-Model, das auf maschinellem Lernen basiert und für das Verstehen sowie Generieren natürlicher Sprache entwickelt wurde. Es ist fähig, komplexe Dialoge zu führen und kontextabhängige Informationen zu verarbeiten, was es für Anwendungen wie Kundenservice und Textgenerierung besonders geeignet macht.
Ein Large Language Model (LLM) ist ein generatives KI-Sprachmodell, welches mit Deep-Learning-Techniken sowie großen Textmengen arbeitet und trainiert wird. LLM‘s sind generativ und können somit natürliche Sprache verstehen und verarbeiten.
Smart Meter, bekannt als intelligente Messsysteme, sind fortschrittliche Energiezähler, die den Energieverbrauch in Echtzeit erfassen und überwachen. In industriellen Anwendungen ermöglichen sie eine präzise Messung des Strom-, Gas- oder Wasserflusses.
Die KI-gestützte Diagnose und Fehlerbehebung umfasst die Nutzung von Technologien der künstlichen Intelligenz zur Verbesserung der Problemlösungsfähigkeiten in verschiedenen Bereichen. Diese KI-Tools helfen dabei, Probleme effizient zu identifizieren, zu analysieren und zu lösen, was letztendlich die betriebliche Effizienz verbessert.
Ein Energiemanagementsystem (EnMS) erfasst und analysiert kontinuierlich den Energieverbrauch sowie die Energieerzeugung eines Unternehmens. Dadurch werden Ineffizienzen und ungenutzte Einsparpotenziale in den Betriebsprozessen identifiziert.
Generative KI, manchmal auch Gen AI genannt, beschreibt Formen der künstlichen Intelligenz, die in der Lage sind, basierend auf Nutzereingaben Texte, Videos, Bilder oder Softwarecodes zu generieren.
User and entity behavior analytics (UEBA) ist eine Technologie, die das Verhalten von Benutzern und Entitäten in einem Netzwerk überwacht und analysiert. Die Technologie soll erkennen, wenn sich Dritte mit der richtigen Kombination aus Benutzername und Passwort Zugang zu einem Netzwerk verschafft haben.
Intelligente Behälter sind spezielle Lagerbehälter, die mit fortschrittlichen Sensoren und Kommunikationstechnologien ausgestattet sind. Diese Technologien ermöglichen es den Behältern, den internen Zustand, externe Faktoren und den gesamten Logistikprozess zu überwachen und zu steuern.
Progressive Web Apps (PWA) sind Websiten, die über einen Browser aufgerufen werden, dabei aber gleichzeitig Eigenschaften von nativen Smartphone Apps aufweisen. PWAs unterscheiden sich dabei in Handhabung und Aussehen kaum von einer speziell für das Smartphone entwickelten App, da sie sich an das Endgerät flexibel anpassen können.
Ein Brain-Computer-Interface (BCI), auch Brain-Machine-Interface (BMI) oder deutsch Gehirn-Computer-Schnittstelle genannt, ist eine spezielle Mensch-Maschine-Schnittstelle, die eine direkte Verbindung zwischen dem Gehirn und einem Computer ermöglicht, ohne die Aktivierung des peripheren Nervensystems, wie beispielsweise durch die Nutzung der Extremitäten.
Die KI-gestützte Diagnose und Fehlerbehebung nutzt Technologien der künstlichen Intelligenz, um Problemlösungsfähigkeiten in verschiedenen Bereichen zu verbessern. Mithilfe dieser KI-Tools können Probleme effizient identifiziert, analysiert und behoben werden, was zu einer Steigerung der betrieblichen Effizienz führt. Der Einsatz von KI in der Diagnose und Fehlerbehebung erstreckt sich über zahlreiche Branchen, darunter Fertigung, Gesundheitswesen und Kundendienst, und bietet innovative Ansätze zur Lösung komplexer Probleme.
Social Engineering (zu Deutsch: Soziale Manipulation) ist eine sicherheitstechnische Kategorie, bei der Personen in einem vertrauensvollen Umfeld als Schwachstellen erkannt werden. Dabei werden sie durch zwischenmenschliche Beeinflussung sowie durch die Vortäuschung von Identitäten und Absichten manipuliert, wobei ihre Gutgläubigkeit ausgenutzt wird, um die Ziele der Angreifenden zu erreichen.
Explainable AI (Erklärbare KI, XAI) bezieht sich auf KI-Systeme, die verständliche Erklärungen für ihre Entscheidungen oder Ergebnisse liefern, um Transparenz und Interpretierbarkeit zu verbessern. Sie umfasst verschiedene Techniken, wie die Analyse der Bedeutung von Merkmalen und die Visualisierung der inneren Funktionsweise des Modells, mit dem Ziel, KI für die Nutzenden zugänglicher und vertrauenswürdiger zu machen.
Ransomware ist eine Form der kryptovirologischen “Malware”, die den Zugriff auf (persönliche) Daten durch Verschlüsselung blockiert. Erst nach der Zahlung eines Lösegelds (engl. “Ransom”) wird der Zugang zu den Daten wieder freigegeben. Ransomware-Angriffe zielen darauf ab, Betroffene zu erpressen, indem ihre wichtigen Dateien oder Systeme unzugänglich gemacht werden.
Q-Learning, auch Q-Lernen genannt, ist eine modellfreie Form des Reinforcement Learning (Verstärkenden Lernens), das für eine Reihe von Methoden des maschinellen Lernens steht. Mithilfe von anfänglich zufallsbasiertem Ausprobieren und festen Belohnungen für Aktionen können Strategien gelernt und letztendlich Aufgaben effektiv gelöst werden.
5G ist der direkte Nachfolger von 4G und ermöglicht wesentlich schnellere und zuverlässigere Netzwerkverbindungen. Es nutzt fortschrittliche Technologien wie MIMO (Multiple Input Multiple Output), Beamforming und eine höhere Bandbreite, die bis in den Mikrowellenbereich reicht.
Kubernetes ist ein leistungsstarkes Open-Source-Orchestrierungstool, das ursprünglich von Google entwickelt wurde und mittlerweile eine breite Akzeptanz in der IT-Welt gefunden hat. Es wurde konzipiert, um die Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung containerisierter Anwendungen zu automatisieren. In einer Zeit, in der Unternehmen zunehmend auf Microservices und containerisierte Architekturen setzen, bietet Kubernetes eine robuste Plattform, um diese Anforderungen zu erfüllen.
Die virtuelle Inbetriebnahme verbessert die klassische Inbetriebnahme im Sinne des Simultaneous Engineerings. Die virtuelle Inbetriebnahme basiert auf dem digitalen Zwilling und ermöglicht frühe, entwicklungsbegleitende Tests von Produktionssytemen.
4D-Druck ist eine aufkommende Technologie, die den 3D-Druck nutzt, um smarte Materialien zu verwenden. Das Schrumpfen eines Bauteils nach der Herstellung ist beispielsweise eine smarte Funktion. Es bestehen aber vielseitigere Möglichkeiten, wie das Biegen und Dehnen von Körpern sowie das Öffnen von Verschlüssen, Färben und Formen. Durch die Funktionsintegration entsprechend komplexerer Vorgaben können ganze Montageschritte automatisiert ablaufen. Für eine Anpassungsreaktion benötigt es dabei stets ein Startsignal. Temperatur ist weit verbreitet als Signalträger. Aber auch elektrische Signale oder Feuchtigkeit steuern intelligente Materialien.
Präzise Prognosen sind heutzutage essenziell für Unternehmen. Eine KI-gestützte Prognosesoftware erstellt auf Basis von historischen Daten verlässliche Vorhersagen Ihrer Abverkäufe und Verbräuche, sodass Sie die Nachfrage Ihrer Kunden immer vollständig befriedigen können. Gleichzeitig werden gebundenes Kapital, Abschreibungen, verschwendeter Lagerplatz und Verderb von Waren vermieden.
Innerhalb industrieller Produktionsketten herrschen unterschiedliche Qualitätsanforderungen. Um diesen gerecht zu werden, setzen Unternehmen meist auf manuelle Qualitätsprüfungen. Diese sind i.d.R. jedoch fehleranfällig, aufwendig und teuer. Mit Hilfe von KI-Lösungen kann die Qualitätskontrolle in Echtzeit automatisiert und zuverlässig durchgeführt und detailgenau protokolliert werden. So lassen sich Fehler in der Produktion und Logistik schnell und effektiv identifizieren und vermeiden.
Die automatisierte Topologie Optimierung findet immer mehr Anwendungen im Bereich Konstruktion und Fertigung. Mit dieser Technologie können große Materialeinsparungen an Bauteilen erzielt werden. Dies bietet nicht nur Vorteile für die Kunden, sondern auch bei bewegten Bauteilen in der eigenen Produktion kann dies zu Energie Einsparungen und Verkürzung der Taktzeiten führen.
Die cloud-basierte Plattform beruht auf dem Prinzip der industriellen Symbiose. Eine Gemeinschaft von Unternehmen kann so leichter kooperieren. Die Unternehmen melden der Plattform ihre Reststoffe (Abfälle, Produktionsreste, Überschüsse, …). Anderen Nutzern bzw. Unternehmen werden diese angezeigt und können als Rohstoff genutzt werden.
Unter Expertensysteme (Wissensbasierte Systeme, engl.: Knowleadge Systems) werden computergestützte Planungssysteme (Softwaresysteme) verstanden, die das Abspeichern von Expertenwissen eines Mitarbeiters innerhalb eines bestimmten (abgegrenzten) Problembereichs (Wissensbereich) ermöglichen und für andere nutzbar machen.
Ziel des digitalen Produktpasses ist es, alle wichtigen Umwelt- und Materialdaten eines Produktes zu speichern und für Projekte zur Verfügung zu stellen. Dieser digitale Zwilling ermöglicht es, die Daten des Produktes über die Produktion hinaus auch im Lebenszyklus, sowie für das Recycling zu nutzen. Neben einem Informationsspeicher schafft der digitale Produktpass einen Beitrag zur Transparenz, da Materialquellen, Produktionsdaten und Verbrauchsdaten gespeichert werden. Häufig wird der digitale Produktpass mit der Blockchain-Technologie kombiniert.
Ein Digitaler Zwilling repräsentiert ein reales Objekt in der digitalen Welt. Es kann sich um materielle oder immaterielle Objekte handeln. Die Digitalen Zwillinge sind aus Daten und Algorithmen aufgebaut und können über Sensoren mit der realen Welt gekoppelt sein. Für die Prozesse der Industrie 4.0 stellen Digitale Zwillinge die Basis dar
Maschinelles Lernen (engl. Machine Learning, ML) ist ein Teilgebiet der künstlichen Intelligenz. Durch das Erkennen von Mustern in vorliegenden Datenbeständen sind IT-Systeme in der Lage, eigenständig Lösungen für Probleme zu finden.
Digitale Stifte ermöglichen die Erfassung und Speicherung handschriftlicher Notizen sowie die Übertragung dieser auf einen Computer. In Verbindung mit speziellem Papier (digitales Papier) können die Bewegungen des Stifts detailliert aufgezeichnet und somit Fehler beim Einlesen reduziert werden.
Werkerassistenzsysteme helfen Ihren Mitarbeiter:innen in der Manuellen Montage Prozesse schnell und korrekt durchzuführen. Sie blenden Informationen ein und prüfen Prozesse auf ihre korrekte Ausführung. Damit tragen sie zu reduzierter Fehlerquote bei, sichern die Produktqualität und sparen Kosten ein.
Kollaborative Roboter (engl. Colloberative Robot, Cobot) ermöglichen die barrierefreie Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine. Dabei ist es möglich Arbeitsschritte im Produktionsumfeld gemeinsam auszuführen, um die jeweiligen Stärken von Mitarbeiter:innen und Roboter gewinnbringen nutzbar zu machen.
Die Logistikdrohnen auch Paketdrohnen oder Transportdrohnen genannt, gehören wie alle Drohnen zu den unbemannten Flugobjekten und dienen dazu Waren autonom zu transportieren. Mithilfe der Logistikdrohne wird der schnelle und flexible Transport von kleinen Losgrößen ermöglicht. Diese Drohnen können in der Logistik aber auch in der Intralogistik verwendet werden.
Der Ansatz von VRMI (Virtual Reality Maintenance and Inspection) ist es, mittels VR-Technologie die Wartung und Inspektion von Anlagen zu verbessern. Im Gegensatz zur reinen Simulation von virtuellen Welten werden dabei reale Aufnahmen in Echtzeit durchgeführt, um den:die Betrachter:in an einen anderen Ort zu versetzen.
Wartungs- und Instandhaltungskosten bedeuten einen erheblichen finanziellen Aufwand für Maschinen- und Anlagenhersteller. Durch eine kontinuierliche Erhebung von Prozess- und Maschinendaten und deren Auswertung können feste Wartungsintervalle abgelöst und durch eine prädiktive Wartung ersetzt werden.
Fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind innerbetriebliche flurgebundene Fördersysteme mit automatisch gesteuerten Fahrzeugen, deren primäre Aufgabe der Materialtransport, nicht aber der Personentransport ist.
On-Device AI, zu Deutsch “KI auf dem Gerät”, beschreibt Dienste, die KI-Algorithmen direkt auf dem Endgerät der Nutzenden anwenden. Dadurch entfällt der Versand von Daten an einen Server.
