Autonomik

Umsetzung von Industrie 4.0

Interview mit Ernst Hartmann, Direktor des Instituts für Innovation und Technik (iit) und Leiter des Bereichs Gesellschaft und Wirtschaft bei der VDI/VDE-IT, über die Zukunft der Arbeit in der Industrie 4.0

Ernst Hartmann, iit

„Durch die direkte Zusammenarbeit mit autonomen Systemen sind neue Sicherheitskonzepte erforderlich“, betont Ernst Hartmann, Experte für das Thema „Zukunft der Arbeit in der Industrie 4.0“.

IT-DIRECTOR: Herr Hartmann, wieweit ist das Thema „Industrie 4.0“ bereits in den Großunternehmen angekommen und wird von diesen konkret umgesetzt?
E. Hartmann:
Die Frage ist insofern schwierig zu beantworten, weil das Konzept „Industrie 4.0“ nicht einheitlich verstanden wird. Das Spektrum reicht von Aspekten der Digitalisierung der Produktion, die schon industrielle Realität sind, wie etwa die Fernüberwachung von Maschinen, bis hin zu sehr futuristisch anmutenden Konzepten wie selbstkonfigurierende Fertigungssysteme. So erklären sich auch unterschiedliche Befunde aus Befragungen. Eine Untersuchung von PWC aus dem letzten Jahr zeigte beispielweise, dass rund zwei Drittel der darin befragten 235 deutschen Unternehmen aus den Branchen Automobilzulieferer, Maschinen- und Anlagenbau, Elektrotechnik/Elektronik, der Prozessindustrie und der Informations- und Kommunikationsindustrie bereits aktiv an der Digitalisierung und Vernetzung ihrer Wertschöpfungskette arbeiten. Schon heute hat demnach ein Viertel der befragten Unternehmen einen hohen Digitalisierungsgrad ihrer Wertschöpfungskette erreicht. Andererseits bezeichnen in einer Untersuchung des Fraunhofer Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO im Auftrag des Beratungsunternehmens Ingenics lediglich sechs Prozent der Befragten den Umsetzungsstand von Industrie 4.0 in ihrem Unternehmen als stark ausgeprägt. Zusammenfassend kann man sagen, dass einerseits eine zunehmende Digitalisierung der Produktion in der Breite der Industrie zu verzeichnen ist, andererseits eine systemische Umsetzung des Gesamtkonzepts „Industrie 4.0“ noch eine Zukunftsaufgabe bleibt.

IT-DIRECTOR: Welche Faktoren halten die Unternehmen noch davon ab, ihre Produktion Industrie-4.0-tauglich zu gestalten?
E. Hartmann:
Die Unternehmen erwarten und wissen um die Veränderungen durch die Digitalisierung, viele sind aber noch unsicher, was umfassende Strategien angeht, die sie bei der Umsetzung des Wandels ganzheitlich unterstützen. Leuchtturmprojekte oder Leitfäden, wie sie beispielweise im Technologieprogramm Autonomik für Industrie 4.0 des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie entwickelt werden, leisten hier Hilfestellung.

IT-DIRECTOR: Inwieweit sind die Mitarbeiter in Großbetrieben über das Thema „Industrie 4.0“ informiert und dem gegenüber eingestellt?
E. Hartmann:
Der Informationsstand ist natürlich sehr unterschiedlich. Grundsätzlich ist es wichtig, dass Mitarbeiter in die Veränderungsprozesse in ihrem Unternehmen eingebunden werden. So formuliert es auch die IG Metall, indem sie darauf hinweist, dass Industrie 4.0 nur erfolgreich sein wird, wenn man die Beschäftigten mitnimmt und ihnen frühzeitig Chancen zur Beteiligung und Qualifizierung bietet. Es ist allerdings ganz grundsätzlich zu beachten, dass die Auswirkungen von Industrie 4.0 auf die Arbeitswelt sehr unterschiedlich ausfallen können, in Abhängigkeit vom jeweiligen betrieblichen Organisationsmodell. Etwas holzschnittartig formuliert, sind zwei Szenarien denkbar. Die technologischen Möglichkeiten der Industrie 4.0 können als Instrumente eines „digitalen Taylorismus“ benutzt werden; in diesem Szenario würden die Arbeitnehmer durch digitale Medien überwacht und ferngesteuert werden, bei geringen Handlungsspielräumen und geringen Qualifikationsanforderungen. Es ist aber ebenso möglich, die neuen Möglichkeiten der Informationsgewinnung, -analyse und -visualisierung zu nutzen, um Arbeitnehmer in ihren Aufgaben zu unterstützen und handlungsfähiger zu machen. Die Auswirkungen auf die Qualität der Arbeit wären offensichtlich andere und aus der Sicht der Arbeitnehmer eindeutig bessere. Beide Möglichkeiten stehen den Unternehmen zur Verfügung. Es bestehen Gestaltungsmöglichkeiten und -notwendigkeiten. In diesen Gestaltungsprozess sollten die Beschäftigten einbezogen werden.

IT-DIRECTOR: Welche Konsequenzen ergeben sich für die Mitarbeiter eines Betriebes, der Industrie-4.0-tauglich gemacht wird?
E. Hartmann:
Wie bereits beschrieben, werden die Konsequenzen ganz entscheidend von der konkreten betrieblichen Umsetzung von Industrie 4.0 abhängen. Der entscheidende Faktor ist das Organisationsmodell: Welche Aufgaben werden in welcher Kombination von wem wahrgenommen? Wem werden welche Handlungs- und Entscheidungsspielräume zugewiesen und zugestanden? Dahinter steckt immer auch ein ganz bestimmtes Bild menschlicher Arbeit: Wird der Mensch eher als Ressource betrachtet, die möglichst kontrolliert eingesetzt werden soll, oder als kompetenter Akteur und Mitgestalter von Arbeitsprozessen. Für beide Leitbilder gibt es denkbare und prinzipiell auch wirtschaftlich umsetzbare Umsetzungen für Industrie 4.0. Die Konsequenzen für die arbeitenden Menschen werden aber sehr unterschiedlich sein. Die Ausgestaltung der Arbeitswelt 4.0 ist in diesem Sinne eine ganz besondere Herausforderung für das deutsche Modell der Sozialpartnerschaft.

IT-DIRECTOR: An welchen Stellen im Betrieb, in dem die Maschinen plötzlich automatisch miteinander kommunizieren, werden überhaupt noch Mitarbeiter gebraucht? Wo sind sie regelrecht überflüssig? Können Sie konkrete Beispiele skizzieren?
E. Hartmann:
Meiner Erwartung nach werden Mitarbeiter durch Industrie 4.0 keineswegs generell überflüssig werden. Vielmehr findet eine Verschiebung von Arbeitsprozessen statt. Auf operativer Ebene werden Arbeitnehmer weiter eine wichtige Rolle einnehmen, jedoch vor allem als Planer, Steuerer und Überwacher statt als ausführende Organe manueller Tätigkeiten. Zudem werden Arbeitsschritte durch neue Technologien erleichtert oder effizienter gemacht. So wird etwa im Projekt Speedfactory, das im Rahmen von Autonomik für Industrie 4.0 durch das Wirtschaftsministerium gefördert wird, eine Art von individueller Massenproduktion ermöglicht, wodurch Produktion überhaupt erst wieder nach Deutschland zurückverlagert werden kann. So entstehen neue Arbeitsplätze. Intelligente Assistenzsysteme können auch ganz entscheidend dazu beitragen, leistungsgeminderte Arbeitnehmer besser in anspruchsvolle Arbeitsprozesse integrieren zu können.

IT-DIRECTOR: Welche Rolle werden zukünftig Industrie-4.0-Fachkräfte bzw. Spezialisten spielen? Wird das HR-Management bereits auf dem IT-Arbeitsmarkt fündig?
E. Hartmann:
Ein Grundgedanke von Industrie 4.0 ist die „Informatisierung des Maschinenbaus“. Daher ist vielmehr davon auszugehen, dass Hybridqualifikationen, die neben Mechanik und Elektronik auch Informatik umfassen und integrieren, sowohl im gewerblichen Bereich als auch bei Hochschulabsolventen an Bedeutung gewinnen werden. Ob dies eher neue Berufsbilder und Studiengänge betrifft oder neue Weiterbildungsangebote für Menschen mit einschlägiger Grundbildung, wird sich zeigen müssen; für die nähere Zukunft ist eher von Letzterem auszugehen.

IT-DIRECTOR: Wie lassen sich die bisherigen (und insbesondere älteren) Mitarbeiter, die jahrelang nach Schema F gearbeitet haben, an die neuen Techniken heranführen? Welche Herausforderungen müssen sie meistern?
E. Hartmann:
Hier steht vor allem die Einbeziehung in die Umstellung der Prozesse und die Gestaltung der Arbeitsbedingungen im Vordergrund. Herausforderungen sind hier zum einen die Motivation und Bereitschaft, sie mit den neuen Techniken auseinanderzusetzen und dafür alte Wege zu verlassen – oder zumindest anders zu beschreiten. Oftmals ergeben sich durch Industrie 4.0 aber auch Chancen, bestehende Arbeitsplätze für Mitarbeiter besser zu gestalten, so dass diese auch mit zunehmendem Alter durch die Unterstützung von intelligenten Assistenzsystemen ihren Arbeitsplatz ausfüllen können. Ich würde diese Frage auch gerne noch etwas weiter fassen. In der Tat fällt eine Umstellung auf neue Arbeitsprozesse und ganz generell das Neu- und Umlernen umso schwerer, je weniger es im bisherigen Arbeitsleben gefordert war. Umso wichtiger ist es, jetzt die Chancen einer lernförderlichen Arbeitsorganisation zu nutzen, um für die Zukunft Lern- und Flexibilitätspotentiale aufzubauen. Lernförderliche Formen der Arbeitsorganisation zeichnen sich beispielsweise aus durch häufige Lern- und Kreativitätsanforderungen, Rückmeldungen über Ergebnisse und Qualität der eigenen Arbeit, Transparenz der betrieblichen Prozesse für die Arbeitenden und relativ breite Handlungs- und Entscheidungsspielräume.

IT-DIRECTOR: Inwieweit ermöglicht die Umrüstung auf Industrie 4.0 vielleicht auch neue Einsatzgebiete für die bisherigen Mitarbeiter?
E. Hartmann:
Natürlich ergeben sich durch neue Konzepte auch neue Arbeitsbereiche für Mitarbeiter, in dem diese beispielweise von manuellen Tätigkeiten auf die Planung, Überwachung, Steuerung und Optimierung von Produktionssystemen umsteigen. Dazu können bisherige Arbeitsplätze auch besser gestaltet werden: Durch Assistenzsysteme wird beispielsweise ermöglicht, dass Arbeit demografiesensibel und belastungsmindernd gestaltet wird. Das im Programm Autonomik für Industrie 4.0 geförderte Projekt Motion EAP ermöglicht beispielweise eine Produktionsassistenz, in der Arbeitsschritte von Mitarbeitern sensor- und videogestützt ausgewertet werden, wodurch ergonomische Probleme erkannt werden und eine belastungsmindernde Arbeitsweise unterstützt wird. Ältere oder leistungsgeminderte Mitarbeiter werden somit bei ihrer Arbeit unterstützt und können damit länger an ihrem Arbeitsplatz arbeiten.

IT-DIRECTOR: Stichwort „Services“: Inwieweit lassen sich beispielsweise das Monitoring, die Wartung und Reparatur der Industrie-4.0-Maschinen intern als neue Aufgaben regeln?
E. Hartmann:
Eine solche Verschiebung der Arbeitsprozesse ist durchaus praktikabel: Durch Weiterbildung von Mitarbeitern können diese weiterhin an ihren Arbeitsplätzen tätig sein, jedoch ihren Tätigkeitsbereich verändern, indem sie beispielweise von der Maschinenführung zur Überwachung der komplexer werdenden Produktionsketten wechseln. Auch eine dezentrale Optimierung von Produktionsprozessen durch die Mitarbeiter vor Ort wird durch neue Datenanalyse- und -visualisierungstechniken einfacher realisierbar. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist hier die Entstehung von völlig neuen Geschäftsmodellen, die sich durch die Industrie 4.0 ergeben, in dem beispielweise Geschäftsmodelle für Fernwartung oder Reparatur von komplexen Systemen entwickelt werden, die interne Mitarbeiter unterstützen.

IT-DIRECTOR: Was sind häufige Stolpersteine bei der Mensch-Maschine-Interaktion in Industrie-4.0-Umgebungen?
E. Hartmann:
Ich möchte vor allem zwei Aspekte hervorheben: Der erste betrifft den Übergang von der Mensch-Maschine-Interaktion zur Mensch-Maschine-Kollaboration. Besonders deutlich wird dieses Phänomen im Bereich der kollaborativen Roboter. Heute werden die Arbeitsbereiche von Menschen und Robotern strikt – durch Sicherheitszäune – getrennt; die Roboter arbeiten dabei starre Programme ab. In der Zukunft werden Menschen und Roboter „auf Tuchfühlung“ gemeinsam in flexibler Arbeitsteilung Produktionsaufgaben lösen. Dafür sind ganz neue Sicherheitskonzepte zu entwickeln. Wichtig ist hier auch die inhärente Sicherheit, etwa durch „weiche“ Automatisierung. Ein gutes Beispiel dafür sind Roboterarme, die nach dem Vorbild von Elefantenrüsseln gestaltet sind. Ein zweites Phänomen ist die intuitive Mensch-Maschine-Interaktion bzw. -kollaboration. Am Beispiel der Mensch-Roboter-Kollaboration kann man hier etwa an Kommunikation durch Gesten denken. Schließlich stellt sich das Problem der Kontrolle des Menschen über die Produktionsprozesse. Ein grundsätzliches Problem von Automatisierung besteht darin, dass Menschen aus den Regelkreisen der Produktionssteuerung durch Automaten verdrängt werden. Konsequenzen daraus sind „erodierende“ Kenntnisse über die Produktionsprozesse und Überforderung, wenn in besonderen Situationen doch eingegriffen werden muss. Hier ist es wichtig, die Menschen zumindest auf den höheren Regelkreisebenen „in the loop“ zu halten und gleichzeitig die Möglichkeit zu geben, jederzeit und auf komfortable Weise auch in die tieferen Ebenen der Prozess- und Systemsteuerung einzusteigen.

IT-DIRECTOR: Wie ist es um die Sicherheit und generellen Arbeitsbedingungen der Mitarbeiter in „smarten Fabriken“ bestellt? Müssen hier neue Regeln aufgestellt werden im Vergleich zu vorher?
E. Hartmann:
Durch die direkte Zusammenarbeit mit autonomen Systemen, etwa von Arbeitern mit Industrierobotern ohne Schutzzäune, sind neue Sicherheitskonzepte erforderlich, die diesen Herausforderungen gerecht werden. Zudem spielen natürlich auch Aspekte wie der Mitarbeiterdatenschutz eine große Rolle, da hier durch die Vielzahl aufgenommener Daten ebenfalls sichergestellt werden muss, dass diese nur im Rahmen der Maschinensteuerung verwendet werden. Hier müssen Sicherheitsvorschriften oder Rechtsfragen natürlich diskutiert und weiterentwickelt werden.

IT-DIRECTOR: Wie kann man Mitarbeitern schlussendlich die letzte Skepsis – vielleicht auch Angst – vor automatisierten Maschinen bzw. Robotern nehmen?
E. Hartmann:
Ganz kurz: durch Information und insbesondere – wie schon mehrfach angesprochen – durch Beteiligung an der Gestaltung der neuen Arbeitswelt.

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