Die Rolle des Mitarbeiters bei Industrie 4.0

Die Umsetzung des Leitgedankens Industrie 4.0 wird die Arbeitswelt nachhaltig beeinflussen. Ergänzend zur technisch geprägten Diskussion über die intelligente Fabrik der Zukunft ist es notwendig, die Rollen und Aufgaben der Menschen in dieser Zukunftsvision zu betrachten.

Autor: Dipl.-Ing. Frank Knafla, Master Specialist Energy Efficiency, Phoenix Contact Electronics GmbH


Spitzencluster als Wegbereiter für Industrie 4.0

Das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 wird aktiv von der Bundesregierung gefördert. Zu den Schwerpunkten zählen hier das digitale Produktgedächtnis, wandelbare Logistiksysteme, Autonomik und Next Generation Media. In drei Exzellenz- respektive Spitzenclustern arbeiten Forschungseinrichtungen und Industrie gemeinsam an praxisnahen Projekten im Umfeld von Industrie 4.0. Das Spitzencluster it's OWL stellt intelligente technische Produktionssysteme in den Mittelpunkt seiner Aktivitäten. Begleitend werden Summer Schools angeboten, in denen sich Nachwuchskräfte in puncto Industrie 4.0 fortbilden können. Vorträge, Workshops und die Vorstellung aktueller Forschungsergebnisse sprechen sowohl Absolventen eines Master-Studiengangs, promovierte Berufstätige als auch Young Professionals der Informatik, Mathematik sowie Ingenieur- und Naturwissenschaften an. Ziel dabei ist, den Dialog zwischen den einzelnen Disziplinen zu unterstützen, damit sich die Experten in der Diskussion mit den Technologien und Verfahren anderer Fachrichtungen vertraut machen.

Bild 1: In der Fabrik der Zukunft wird sich auch die Rolle des Mitarbeiters verändern.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Menschen erdenken die Ergebnisse des Leitgedankens Industrie 4.0. Sie werden in der intelligenten Fabrik der Zukunft mit den Maschinen und Anlagen kommunizieren und interagieren. Dabei wird sich die Rolle der Bedienung und Betreuung der Anwendungen dahingehend wandeln, dass der Mensch als Erfahrungsträger Entscheidungen trifft und Probleme lösen muss. Festgeschriebene Arbeitsanweisungen werden zukünftig durch eigenverantwortliches Handeln abgelöst (Bild 2).

Intelligente Assistenzsysteme unterstützen die effiziente Produktion

Die vollständige Automatisierung einer zunehmend individualisierten Produktion ist nicht möglich. Dies vor dem Hintergrund, weil für die Anpassung und Konfiguration von Fertigungsoptionen ausgebildete oder erfahrene Mitarbeiter erforderlich sind. Zudem setzt der Anspruch an eine individualisierte Herstellung von Produkten assistenzgeführte Mensch-Maschine-Bedienkonzepte voraus, über die sich die Abläufe an die einzelnen Produktvarianten adaptieren lassen (Bild 3). Die Anpassung, Veränderung und Steuerung von Abläufen werden in die Verantwortung des Maschinenbedieners übergehen. Aufgrund der Vernetzung der Assistenzsysteme stehen kontextbezogene Daten und Informationen zur Verfügung, die der Bediener in der aktuellen Situation benötigt. Als Beispiel seien Arbeitsanweisungen an Handarbeitsplätzen, Handlungsempfehlungen für den effizienten Betrieb der Fertigung oder Anleitungen zur Störungsbeseitigung und Wartung genannt. Die Interaktion erlaubt es, Arbeitsweisen und Handlungen des Anwenders zu erfassen, auszuwerten und nachfolgend situationsbedingt als Information anzubieten. So wird eine Voraussetzung geschaffen, um den Arbeitnehmer in der Rolle des Entscheiders und Problemlösers in den Herstellungsprozess zu integrieren. Er handelt also eigenverantwortlich. Dieses neue Rollenverständnis empfinden viele jüngere Arbeitnehmer als selbstverständlich. Über die Zeit wird für alle Beschäftigten gelten, dass sie die Fähigkeiten intelligenter Assistenzsysteme als Entlastung ansehen und zu ihrem Vorteil nutzen. Denn die eingeblendeten Zusatzinformationen helfen ihnen innerhalb kurzer Zeit festzustellen, ob die Maschinen und Anlagen wirtschaftlich produzieren. Durch die Vernetzung der Assistenzsysteme können ferner vor Ort Schulungsunterlagen bereitgestellt werden, in denen die Funktionsweise einzelner Komponenten oder ganzer Einheiten erläutert wird. Fachwissen liegt somit schnell vor und unterstützt den Mitarbeiter interaktiv beim Know-how-Aufbau.

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Fachübergreifende Zusammenarbeit wird wichtiger

Werden Maschinen, Anlagen und Menschen in der intelligenten Fertigung interaktiv vernetzt, sind die von den Systemen zurückgemeldeten Informationen zu analysieren und zu bewerten. Diese Tätigkeiten müssen entlang der gesamten Wertschöpfungskette erfolgen. Darüber hinaus gestaltet sich die Arbeitsorganisation teamorientierter und der fachübergreifenden Zusammenarbeit kommt eine größere Bedeutung zu. Daher ist es notwendig, dass die Mitarbeiter über das eigene Kompetenzfeld hinaus denken und ihre Arbeit im Kontext der kompletten Wertschöpfungskette sehen. Neben den fachlichen müssen sich die Beschäftigten folglich prozessorientierte Qualifikationen aneignen, welche die Grundlage einer gemeinsamen und vernetzten Planung der Arbeits- und Prozessabläufe bilden. Eine zunehmende Teamorientierung führt zur gleichberechtigten Beziehung der Mitarbeiter untereinander (Bild 4). Die funktionale Arbeitsteilung wird durch die Notwendigkeit einer prozessorientierten übergreifenden Zusammenarbeit abgelöst. Das bedeutet, dass die Beschäftigten die Prozessabläufe gemeinsam planen und optimieren. Der Leitgedanke Industrie 4.0 bezeichnet die Parallelität und integrative Vernetzung des Entwicklungs- und Fertigungsprozesses mit dem Begriff 'Collaboration'. Die prozessorientierte übergreifende Zusammenarbeit beginnt also bereits während der Entwicklungsphase. Die Konzeption von Produkten und die Planung der Produktion bedingen hier eine erweiterte Form der teamorientierten Kooperation und stellen damit hohe Ansprüche an die soziale Schnittstellen-Kompetenz. Erfordert das Miteinander der Beschäftigten soziale Kompetenzen, werden auf technischer Seite die Verschmelzung von IT-Technologien und industrieller Kommunikation sowie die Entwicklung zukunftsfähiger Automatisierungskonzepte benötigt.

Interdisziplinäres Wissen muss aufgebaut werden

Bei den beschriebenen Ansprüchen an die Vernetzung nehmen die Ingenieurwissenschaften eine Schlüsselrolle hinsichtlich der entsprechenden Erforschung, Erprobung und Umsetzung ein. Denn Industrie 4.0 basiert auf der engen Zusammenarbeit der Disziplinen Informatik, Elektrotechnik, Automatisierung und Maschinenbau. Gesucht werden Spezialisten, die die Maschinen und Anlagen konstruieren, Automatisierungskonzepte entwerfen, die Vernetzung planen sowie neue Geschäftsmodelle erdenken. Die Kooperation dieser Experten erweist sich dann als erfolgreich, wenn ein tieferes Verständnis für die angrenzenden Disziplinen vorhanden ist. Des Weiteren sind Generalisten gefragt, die die Komplexität in der Planungs- und Umsetzungsphase überblicken sowie gemeinsam mit den Fachleuten an neuen Lösungen arbeiten (Bild 5). Das skizzierte Szenario erfordert grundlegende Kenntnisse in den vier genannten Disziplinen. Die Studieninhalte und die Ausbildung von Ingenieuren und Informatikern werden sich durch die Anforderungen von Industrie 4.0 somit verändern. Dies weil die Unternehmen nach deutlich mehr Nachwuchskräften mit interdisziplinärem Hintergrund verlangen. In der angewandten Forschung kooperieren Maschinenbauer, Elektrotechniker, Automatisierer und Informatiker schon heute eng. Als Beispiel seien die Projekte des Spitzenclusters it's OWL (Intelligente Technische Systeme OstWesfalen-Lippe) angeführt. Hier entwickeln und testen Hochschulvertreter gemeinsam mit Industriepartnern an Demonstratoren praxisnahe Konzepte für die intelligente Produktion von morgen.

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Fazit

Durch die Umsetzung des Leitgedankens Industrie 4.0 werden die Menschen nicht aus der Fabrikhalle verdrängt. Allerdings wandeln sich die Anforderungen an die Mitarbeiter und ihre Rolle. In Zukunft stehen Fähigkeiten zur Problemlösung in komplexen Systemen im Vordergrund. Das bedeutet, dass die Ansprüche an die Lernfähigkeit und Flexibilität der Beschäftigten steigen. Dem Überblickswissen und dem Verständnis für die Wertschöpfungsprozesse kommt eine genauso große Bedeutung zu wie dem Expertenwissen in den Disziplinen Maschinenbau, Elektrotechnik, Automatisierung und Informatik. Ergänzend werden die Fähigkeit zur Vernetzung untereinander sowie interdisziplinäre Kompetenzen verlangt, da immer mehr Arbeitsaufgaben organisatorisch übergreifend zu lösen sind. Dabei eröffnet die interdisziplinäre Kooperation neue Perspektiven für ein eigenverantwortliches Handeln und ermöglicht die kreative Ausgestaltung der eigenen Rolle und Fachaufgaben. Durch Industrie 4.0 erhalten die Beschäftigten also zahlreiche neue Entfaltungsmöglichkeiten. n

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