MANUFACTOR – KI- und XR-basiertes Assistenzsystem mit Human Digital Twin für die Industrie 5.0

Im Zuge des akuten Fachkräftemangels und steigender Prozesskomplexität entwickelt das Horizon-Europe-Projekt MANUFACTOR ein adaptives, KI– und XR-basiertes Assistenzsystem, das Mitarbeitende physisch und kognitiv in Echtzeit unterstützt. Das System nutzt einen Human Digital Twin, um ergonomische und kognitive Belastungen zu modellieren, und erfüllt gleichzeitig die Vorgaben der DSGVO und des EU AI Act. Ziel ist es, Einarbeitungszeiten um mehr als 35 % zu senken, die Fertigungsfehlerquote um 20 % zu reduzieren und das Vertrauen der Beschäftigten um mindestens 20 % zu steigern.

Projektübersicht und Zielsetzung

MANUFACTOR ist ein dreijähriges Forschungs- und Entwicklungsprojekt, das im Rahmen des EU-Innovationsprogramms Horizon Europe gefördert wird. Das Gesamtbudget beträgt rund 6 Millionen Euro (Jahr 2026) und wird von 14 europäischen Partnern aus acht Ländern getragen. Die zentralen Zielwerte sind:

• Reduktion der Einarbeitungszeit um über 35 % (Quelle S3)
• Verringerung der Fertigungsfehler um 20 % (Quelle S3)
• Steigerung des Mitarbeitervertrauens um 20 % (Quelle S3)

Konsortialführung und europäische Forschungsarchitektur

Die Koordination des Projekts liegt bei der schwedischen Universität Skövde. Zu den 14 Partnern gehören neben Viewpointsystem und Fill weitere Hochschulen und Unternehmen, etwa die Universität Uppsala, die Technische Universität Darmstadt, Hitachi Energy Sweden und Volkswagen Autoeuropa. Die Universität Uppsala ist mit einem Budgetanteil von 663.000 Euro für die Entwicklung humanzentrierter Metriken und Indikatoren verantwortlich.

• Universität Skövde – Koordinator
• Universität Uppsala – Humanzentrierte Metriken (663.000 €)
• Technische Universität Darmstadt – Forschung und Entwicklung
• Hitachi Energy Sweden – Industrieller Pilotpartner
• Volkswagen Autoeuropa (Portugal) – Industrieller Pilotpartner
• Viewpointsystem (Österreich) – XR-Brille mit Eye-Tracking
• Fill (Österreich) – Lern- und Ausbildungsumgebung „Next World Factory“

Technologieplattform OMNI-SENSE und Human Digital Twin

Im Kern der Lösung steht die OMNI-SENSE-Sensorsuite. Sie fusioniert Daten aus drei Hauptkomponenten:

• 3D-Hallenkameras für räumliche Erfassung
• Textile Biosignal-Sensoren für physiologische Messungen
• XR-Blickerfassung (Eye-Tracking) für kognitive Zustände

Die gesammelten Daten werden von einem Multi-Agenten-System verarbeitet. KI-Module analysieren die Signale in Echtzeit und erzeugen handlungsleitende Assistenzhinweise, die direkt in der XR-Brille angezeigt oder als Audio-Feedback ausgegeben werden. Der daraus resultierende Human Digital Twin bildet ergonomische Haltungen, kognitive Beanspruchungsniveaus und aktuelle Arbeitsschritte des Mitarbeitenden ab – ein Unterschied zu klassischen digitalen Zwillingen, die ausschließlich Maschinen oder Werkstücke modellieren.

Technischer Reifegrad

Das Projekt strebt einen Technology Readiness Level (TRL) von 5-6 an, also die prototypische Validierung in einer industriell relevanten Einsatzumgebung bis 2026.

Regulatorische Grenzziehung nach EU AI Act

Der EU AI Act (Art. 5 Abs. 1 lit. f) verbietet seit dem 02.02.2025 die Nutzung von KI-Systemen zur Emotionserkennung am Arbeitsplatz. MANUFACTOR fokussiert daher ausschließlich auf ergonomie- und sicherheitsrelevante Daten, die nicht in den Bereich verbotener biometrischer Gefühlsanalyse fallen. Die Erfassung erfolgt unter strikter Zweckbindung, DSGVO-konform und mit transparenten Datenschutzkonzepten.

Rechtliche Risiken und Gegenmaßnahmen

• „Gläserner Arbeiter“ – kontinuierliche Registrierung von Blickrichtung und kognitiven Signalen kann bei Betriebsräten und Gewerkschaften Bedenken auslösen; Gegenmaßnahme: Betriebsvereinbarungen und transparente Kommunikation.
• Trageakzeptanz – AR-Brillen und Körper-Sensoren können zu physischer Ermüdung führen; Gegenmaßnahme: ergonomisches Design und adaptive Anzeigeintensität.

Pilotpartner und Anwendungsbereiche

Die entwickelten Technologien werden in drei realen Industriepiloten getestet:

• Fill – Next World Factory (Österreich) – Lern- und Ausbildungszentrum
• Volkswagen Autoeuropa (Portugal) – Automobilfertigung
• Hitachi Energy (Schweden) – Energieinfrastruktur

Zusätzlich unterstützen zwei Learning Factories die Weiterentwicklung und Validierung des Systems.

Kennzahlen, erwartete Nutzen und Wirtschaftlichkeit

Die wichtigsten Kennzahlen des Projekts (Stand 2026) sind:

• Projektbudget Horizon Europe: 6 Mio. EUR (Quelle S1)
• Reduktionsziel Einarbeitungszeit: 35 % (Quelle S3)
• Reduktionsziel Fertigungsfehler: 20 % (Quelle S3)
• Steigerungsziel Mitarbeitervertrauen: 20 % (Quelle S3)
• Gesamtzahl beteiligter Partnerorganisationen: 14 (Quelle S1)

Durch die Verkürzung von Einarbeitungszeiten und die Senkung von Fehlerquoten sollen Unternehmen nicht nur Kosten einsparen, sondern auch die Attraktivität von Produktionsarbeitsplätzen erhöhen.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Was unterscheidet den „Human Digital Twin“ von klassischen Industrie-Zwillingen?

Klassische digitale Zwillinge modellieren Maschinen oder Werkstücke. Ein Human Digital Twin bildet hingegen ergonomische Haltungen, kognitive Beanspruchungsniveaus und Arbeitsschritte des Menschen in Echtzeit ab, um Assistenzhinweise an die aktuelle Kapazität des Mitarbeitenden anzupassen.

Darf KI die kognitive Belastung von Beschäftigten in der EU erfassen?

Ja, sofern keine verbotene Emotionserkennung nach Art. 5 EU AI Act betrieben wird. Ergonomie- und Sicherheitsanalysen zur Unfall- und Fehlerprävention sind zulässig, müssen jedoch transparent nach DSGVO-Standards erfolgen und dürfen nicht zur Leistungsüberwachung dienen.

Wo wird das System außerhalb von Österreich erprobt?

Reale Industriepiloten laufen im Automobilwerk von Volkswagen Autoeuropa in Portugal sowie beim Energieinfrastruktur-Konzern Hitachi Energy in Schweden, unterstützt von akademischen Learning Factories.

Risiken, Gegenstrategien und Ausblick

Der Erfolg von MANUFACTOR hängt von der Akzeptanz der Mitarbeitenden, der Einhaltung regulatorischer Vorgaben und der technischen Robustheit des Multi-Agenten-Systems ab. Durch die enge Einbindung von Betriebsräten, ergonomisches Design der Sensorik und konsequente Datenschutz- und KI-Compliance soll das Risiko des „gläsernen Werkers“ minimiert werden. Die geplante Validierung bis TRL 5-6 schafft die Basis für eine mögliche Skalierung über die Projektlaufzeit hinaus.

Fazit

MANUFACTOR demonstriert, wie ein KI- und XR-basiertes Assistenzsystem mit Human Digital Twin die industrielle Produktion der Zukunft unterstützen kann, ohne Mitarbeitende zu ersetzen. Das Projekt verbindet modernste Sensorfusion, Multi-Agenten-KI und strenge regulatorische Vorgaben, um Einarbeitungszeiten um über 35 % zu verkürzen, Fertigungsfehler um 20 % zu senken und das Vertrauen der Beschäftigten zu stärken. Mit einem klaren europäischen Konsortium, realen Pilotstandorten und einem definierten Reifegrad-Ziel stellt MANUFACTOR einen bedeutenden Schritt in Richtung Industrie 5.0 dar.