Veröffentlichungen

In der Broschüre wird der Stand der Forschung und Anwendung im Förderschwerpunkt dargestellt. Dazu werden die Vorgehensweisen innerhalb der Projekte, erste Anwendungsbeispiele und bisherige Ergebnisse aufgezeigt, die bereits wertvolle Anregungen für die betriebliche Arbeitsgestaltung liefern.

Die aktuelle Heraus­forderung vieler mittel­ständischer Unter­nehmen besteht darin, durch die Nutzung digitaler Techno­logien Innovations- und Produk­tivitäts­poten­ziale zu erschließen und gleich­zeitig Reibungs­verluste bei der Ein­führung und Nutzung zu vermeiden, die Kompe­tenzen der Mitar­beiter zu ergänzen und weiter­zu­ent­wickeln sowie das tech­nische System so zu gestalten, dass die Arbeit der Beschäf­tigten möglichst optimal unterstützt wird. Vorgehens­modelle haben das Potenzial, mittel­ständische bzw. kleine und mittlere Unter­nehmen (KMU) bei dieser Heraus­forderung strukturiert zu unter­stützen. Im Zuge der zunehm­enden Digitali­sierung der produ­zierenden Industrie („Industrie 4.0“) wurden zahl­reiche Vorgehens­modelle zur Unter­stützung einer systema­tischen Einführung und Umsetzung von Digitali­sierungs­maßn­ahmen entwickelt und veröffent­licht.

Holistic approaches for designing and developing enterprises and production systems are well-proven for years. They are still crucial when digitalization is introduced. Digitalization brings new opportunities regarding the collection, transfer, processing, providing and usage of data. An integrated application of these new opportunities for handling data can support holistic approaches and leads to what is defined as Industry 4.0, Industrial Internet of Things or Smart/Advanced Manufacturing. This contribution emphasizes on describing three basic elements of holistic approaches for managing productivity in production companies: Deriving goals for all management levels, designing work for reaching defined goals and continuous improvement for considering further potentials. The opportunities of digitalization for supporting each of these elements are elaborated in detail. Finally, a holistic implementation of digitalization by the help of a stepwise approach is described which can be supported by a detailed checklist.

Zwei Menschen, zwei Sichtweisen: Der Direktor des Instituts für angewandte Arbeitswissenschaft (ifaa) Prof. Dr. Sascha Stowasser (48) und der politische Sekretär der IG Metall Oldenburg Thomas Tillmann-Bramkamp (59) diskutieren über Schichtarbeit: ihre grundsätzliche Notwendigkeit, konkrete Ausgestaltung und Kompatibilität mit den Anforderungen der Arbeitswelt des 21. Jahrhunderts.

Im Beitrag wird der Stand der Forschung und Anwendung der Schwerpunktgruppe „Produktivitätsmanagement“ dargestellt. Es werden im interdisziplinären Austausch Ansätze zur Gestaltung und Umsetzung digital unterstützter Produktivitätsstrategien entwickelt. Dazu werden Einflussfaktoren der Produktivität identifiziert und Kennzahlen definiert. Auf dieser Grundlage werden technologische Ansätze der Digitalisierung mit ihren jeweiligen Chancen und Herausforderungen sowie spezifischen Umset-zungsempfehlungen diskutiert und ausgearbeitet. Dadurch wird der Diskurs zwischen den Einzelvorhaben unterstützt und das Erreichen der jeweiligen Forschungsziele mit neuen Impulsen gefördert.

Seit Juni 2017 ist Professor Andreas Pinkwart (FDP) Minister für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie im Kabinett Laschet. Zuvor war der Volkswirt Lehrstuhlinhaber für Innovationsmanagement und Entrepreneurship an der HHL Leipzig Graduate School of Management. Im Gespräch mit ifaa-Direktor Professor Sascha Stowasser und Carsten Seim äußerte er sich zu Fragen rund um künstliche Intelligenz (KI) und Digitalisierung. Der Ingenieurwissenschaftler Stowasser beschäftigt sich am ifaa und am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unter anderem mit der Arbeits- und Betriebsorganisation der Zukunft.

Im Rahmen der Anwenderkonferenz „Künstliche Intelligenz in der Fabrik“ referierten am 28. Mai 2019 ausgewiesene Experten über die Einsatzmöglichkeiten von KI in der Fabrik. Die eintägige Konferenz wurde von Prof. Dr. Norbert Gronau mit einer Keynote zum Thema Chancen und Herausforderungen von KI für die Industrie eröffnet. Vorgestellt wurden Lösungsansätze zur Umsetzung von KI in betrieblichen Informationssystemen, für die Überwachung von Maschinen und für komplexe Produktionsprozesse.

Gerade in Zeiten von digitalen Transformationsprozessen ist es wichtig, den damit einhergehenden Herausforderungen in der Arbeitswelt zu begegnen und handlungsfähig zu bleiben. Um das zu ermöglichen, ist eine gewisse Widerstandfähigkeit und Flexibilität seitens der Beschäftigten und Unternehmen erforderlich. Sie sollten also die Fähigkeit besitzen, trotz Turbulenzen und Rückschlägen wie ein Stehaufmännchen immer wieder zu ihrer Ursprungsposition zurückzukehren und mit Unsicherheiten in einer komplexen, nicht vollständig vorhersehbaren Umwelt umgehen zu können. Dieses Phänomen wird als Resilienz bezeichnet und kann sogar dazu führen, dass Menschen oder Organisationen aus Krisen gestärkt herausgehen und sich dadurch positiv weiterentwickeln. Resilienz wirkt sich nicht nur positiv auf die Gesundheit und Leistungsfähigkeit von Individuen aus, sondern auch auf die Stabilität ganzer Organisationen. Deswegen ist es sinnvoll, dass Unternehmen sich zum Ziel setzen, die individuelle und organisationale Resilienz in ihrem Betrieb zu stärken. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts STÄRKE wurden Maßnahmen zur Stärkung von individueller und organisationaler Resilienz entwickelt, in Unternehmen evaluiert und in dem Praxisleitfaden „Resilienzkompass“ dokumentiert. Für die Umsetzung dieser Entwicklungsmaßnahme spielen Führungskräfte als treibende Kräfte eine tragende Rolle. Deswegen werden in diesem Beitrag, bezugnehmend auf die Ergebnisse des Forschungsprojekts, Möglichkeiten aufgezeigt, wie Unternehmen Führungskräfte dazu befähigen können, bei der Förderung von Resilienz im Unternehmen zu unterstützen.

Ziel des Buches ist es, Handlungsoptionen von menschengerechter Arbeitsgestaltung in der digitalen Transformation zu identifizieren. Um die Potenziale zu nutzen und die Arbeitsbedingungen im Zuge der Integration smarter Technologien in Arbeitsprozessen gesundheitsgerecht und produktiv zu gestalten, müssen alle Akteure sensibilisiert und handlungsfähig sein. Das Buch enthält zahlreiche Beispiele und praxisnahe Empfehlungen zur menschengerechten Gestaltung der intelligenten Vernetzung von Mensch, Maschine und Organisation.

In einem Interview stellt Prof. Dr.-Ing. Sascha Stowasser, Direktor am ifaa – Institut für angewandte Arbeitswissenschaft e. V., seine Sicht auf den Übergang von "Normalarbeitsverhältnissen" zu anderen Beschäftigungsformen dar. Dabei beantwortet er u. a. folgende Fragen: Was kennzeichnet diesen Wandel? Wann wird z. B. Crowdworking zur Normalität werden und welchen Stellenwert haben solche Beschäftigungsformen? Wie gestalten Unternehmen diesen Kulturwandel? Welches sind die größten Herausforderungen der digitalen Transformation für die Arbeitsorganisation?

The increasing use of digital information and communication technologies in all areas of life – also referred to as digitalization – opens up new opportunities for handling and using information. Thus, also for productivity management in producing companies a wide range of opportunities is expected. For getting further and more detailed information on these expectations, 74 experts of the German metal and electrical industry have been queried in an online survey in 2017. Due to digitalization, the experts estimate an average increase of productivity until 2025 of 32%. This increase of productivity is enabled by a facilitated collection, distribution, analysis and usage of data. Furthermore, the impacts on human factors and the requirements for realizing the expected benefits were queried and are described in this contribution.

Mit einem Betrieblichen Gesundheitsmanagement möglichst viele Beschäftigte zu erreichen, ist eine zentrale Herausforderung für Unternehmen, die sich für die Gesundheit ihrer Beschäftigten engagieren. Der Aufbau eines Multiplikatorensystems schafft förderliche Strukturen, um Beschäftigte zu erreichen, zu informieren und zum Mitmachen bei Gesundheitsförderungsmaßnahmen zu motivieren. Auch die Digitalisierung bietet Chancen, eine höhere Beteiligung am Betrieblichen Gesundheitsmanagement zu erreichen. Durch digitale Gesundheitsangebote können Unternehmen ihren Beschäftigten eine größere Angebotsvielfalt und eine individuelle Bedarfsorientierung bieten.

Das Wissenschaftsjahr 2018 (eine Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung) widmet sich dem Thema Arbeitswelten der Zukunft. Prof. Dr.-Ing. Sascha Stowasser, Direktor des ifaa, sowie die Fachbereichsleiter Dipl.-Päd. Sven Hille (Arbeitszeit und Vergütung), Dr.-Ing. Frank Lennings (Unternehmensexzellenz), Dr. rer. pol. Stephan Sandrock (Arbeits- und Leistungsfähigkeit) diskutierten über Megatrends und die Rolle der Arbeitswissenschaft bei der Erforschung und Begleitung zukünftiger Veränderungen in der Unternehmens- und Arbeitswelt.

Gegenwärtig diskutierte Einflussfaktoren und Trends sind – so in einer ifaa-Metaauswertung der Trendforschung extrahiert – unter anderem die vernetzte Digitalisierung, die Globalisierung, die ökologische Nachhaltigkeit. Kombiniert mit den unternehmerischen Erfolgsfaktoren prägen die Trends den Korridor, die Motivation und die Zielsetzung für die Arbeitsgestaltung der Zukunft. Dies ist dem ifaa-Zukunftsbild zu entnehmen. Wie sich die Beschäftigungsformen und Arbeitstätigkeiten in der Arbeitswelt der Zukunft ausgestalten werden, kann derzeit nicht eindeutig festgemacht werden. Zweifelsfrei setzt die erfolgreiche Implementierung neuer Arbeitswelten die entsprechende Unternehmenskultur voraus.

Seit jeher spiegelt die Arbeitswelt die gesellschaftlichen Strömungen, technologischen Umwälzungen und kulturellen Normen wider. Um ein Zukunftsbild der Arbeitswelt zu skizzieren – was sich als vielschichtige Herausforderung herausstellt –, sind die Einflussfaktoren auf Arbeit, Organisation und Unternehmen zu benennen und (zumindest annäherungsweise) deren zukpnftige Auswirkungen zu kennen.

Durch die vernetzte Digitalisierung und Industrie 4.0 entstehen zahlreiche Wege zur Neugestaltung von Arbeit und damit auch Potenziale für die Ergonomie und den Arbeitsschutz. Die Mensch-Roboter-Kollaboration nimmt einen wichtigen Stellenwert in der Diskussion um Industrie 4.0 ein. Eine bedeutsame arbeitsgestalterische Anwendungschance der MRK ist die Kompensation von ergonomisch ungünstigen Tätigkeiten durch den Roboter. Es wird empfohlen, bei der Gestaltung von MRK die in der Norm DIN EN ISO 6385:2016-12 skizzierten Prozessschritte (z. B. Festlegung der Aufgabenteilung, Berücksichtigung von körperlichen und psychischen Belastungsarten) einzuhalten.

Kollaborierende Roboter, auch als Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) bezeichnet, arbeiten ohne extra Schutzbereiche direkt mit dem Menschen zusammen. Dadurch werden neue Gestaltungsansätze von Arbeitsplätzen ermöglicht, durch die Arbeit weniger belastend und ergonomisch günstiger wird. Sie schaffen darüber hinaus auch Möglichkeiten zur effizienteren Gestaltung von Arbeitsabläufen und somit zur Steigerung der Produktivität. Eine wesentliche Rolle kommt der sicheren Gestaltung der Zusammenarbeit mit dem Roboter zu – dafür bilden intelligente Software und leistungsstarke Sensorik die Grundlage. Im Beitrag werden anonymisierte Beispiele aus verschiedenen industriellen Anwendungen beschrieben.

Zur Unterstützung manueller Arbeitsvorgänge in industriellen Produktionsumebungen gewinnen kollaborierende Roboter zunehmend an Bedeutung. Damit einher geht ein hoher Qualifizierungsbedarf, um den sicheren und produktiven Einsatz der Anlagen zu gewährleisten. Schwerpunkt des Beitrags liegt auf möglichen Qualifizierungsansätzen
und deren Nutzen.

Kollaborierende Robotersysteme werden der Industrie 4.0 zugeordnet und bieten neue Möglichkeiten zur Gestaltung von Arbeit. Unternehmen erhoffen sich durch sie eine Steigerung ihrer Produktivität, für Beschäftigte bedeuten sie eine Möglichkeit zur Verbesserung der Ergonomie von Arbeitsplätzen. In diesem Beitrag werden Anforderungen an die Arbeitsorganisation für Tätigkeiten mit kollaborierenden Robotern aufgeführt und die Notwendigkeit einer sicheren Arbeitsplatzgestaltung diskutiert. In diesem Rahmen wird ein Schwerpunkt auf Einsatzmöglichkeiten zur Verbesserung der Ergonomie gelegt und diese mit ausgewählten Praxisbeispielen aus der deutschen Metall- und Elektroindustrie verdeutlicht. Der Artikel verfolgt damit die Zielstellung, die Thematik praxisgerecht aufzubereiten für Anwender, welche die Einführung kollaborierender Roboter planen und somit einen Überblick über arbeitswissenschaftliche Sichtweisen benötigen. Hierfür wird ein Vorgehensmodell vorgestellt, anhand dessen die Prüfung auf MRK-Eignung erfolgen kann.
Praktische Relevanz. Der Einsatz kollaborierender Robotersysteme ist vor allem für Arbeitsplätze mit ausreichend großen Stückzahlen bei gleichzeitig hohem manuellen Handarbeitsaufkommen von Interesse. Diese Arbeitsplätze finden sich vielseitig in Industrie und Handwerk, wodurch sich die zunehmende Verbreitung der Mensch-Roboter-Kollaboration in den letzten Jahren und die erwartete zunehmende Bedeutung in der Zukunft erklären lassen. Häufig sind jedoch Interessenten bzw. Anwender in den Unternehmen nicht ausreichend informiert, welche sicherheitsrelevanten Anforderungen zu erfüllen sind und welche Möglichkeiten es darauf aufbauend gibt, die Ergonomie im Sinne ihrer Arbeitnehmer zu verbessern. Der Artikel liefert einen Beitrag zur Deckung dieser Informationslücke und zeigt anschaulich, welche Chancen kollaborierende Robotersysteme für die Arbeitsgestaltung bieten.

Die Umsetzung von Digitalisierung/Industrie 4.0 muss ganzheitlich im Sinne von Unternehmen, Beschäftigten, Sozialpartnern und Politik gestaltet werden. Nur dann können die Potenziale, welche die Digitalisierung bietet, vollkommen ausgeschöpft werden. Dafür bedarf es einer klar strukturierten Vorgehensweise, welche sich mit strategischen Fragen der Geschäftsmodellentwicklung genauso auseinandersetzt wie mit Auswirkungen auf alltägliche betriebliche Prozesse. Zur Erleichterung dieser Aufgabe hat das ifaa eine Checkliste mit Fragen aus elf Handlungsfeldern entwickelt, welche beachtet werden sollten und somit Anregungen für die Umsetzung von Digitalisierung/Industrie 4.0 bieten. Die elf Handlungsfelder finden sich auch in dieser Broschüre wieder.
Sie soll Unternehmen, Verbänden und weiteren Institutionen Anregungen geben, wie ausgewählte Unternehmen mit diesen Fragen umgegangen sind. Durch die Beschreibung der Praxisbeispiele und eine Vielzahl an Zitaten aus deren Umsetzung wird vermittelt, wie die Verantwortlichen für die Digitalisierung passende technische Lösungen identifiziert haben, mit Herausforderungen bei der Umsetzung umgegangen sind und alle Beteiligten mitnehmen konnten.

Die internationale Norm DIN EN ISO 27500:2017-07 richtet sich an die Leitung (Geschäftsführung, Vorstände) national und international operierender Unternehmen aller Größen und Branchen des öffentlichen und privaten Sektors. Sie enthält Empfehlungen für die Gestaltung einer menschzentrierten Organisation; sie ist keine Managementsystemnorm und nicht für Zertifizierungszwecke bestimmt. Merkmale und Grundsätze einer menschenzentrierten Organisation werden beschrieben.

Unternehmen sollten nicht nur am Profit und an der Produktivität gemessen werden, sondern auch daran, wie gut sie ihrer Verantwortung gegenüber Gesellschaft und Umwelt gerecht werden. Diese Aspekte wurden von den sieben weltweit größten Industrienationen (G7) um die Forderung der Menschzentriertheit erweitert. Wie diese in Unternehmen umgesetzt werden kann, beschreibt die neue Norm DIN EN ISO 27500.
[DIN EN ISO 27500:2017-07, Die menschzentrierte Organisation – Zweck und allgemeine Grundsätze. Beuth Verlag GmbH, Berlin]

 

Durch die Digitalisierung entstehen vielfältige Möglichkeiten zur Gestaltung von Arbeit und damit auch neue Chancen für den Arbeitsschutz. Dies betrifft alle Formen von Arbeit – von vorwiegend geistigen bis hin zu vorwiegend körperlichen Tätigkeiten. Die Herausforderung besteht darin, die Vielfalt der Möglichkeiten zu nutzen und Lösungen zu finden, die den Bedürfnissen des jeweiligen Betriebs entsprechen.

Professor Dr. Sascha Stowasser, Direktor vom Institut für angewandte Arbeitswissenschaft e. V., vertritt die Meinung, dass die Mensch-Roboter-Kollaboration zu einer für den Menschen vorteilhaften Arbeitsgestaltung führt und langfristig kein nennenswerter Arbeitsplatzabbau stattfindet. Cobots arbeiten in unmittelbarer Nähe von Menschen. Dies stellt besondere Anforderungen an die Sicherheit. Ebenso benötigt der digitale Arbeitsplatz klare Absprachen und Vereinbarungen, welche Daten zu welchem Zweck erfasst und ausgewertet werden, um einer Totalüberwachung vorzubeugen. Neue gesetzliche Regularien sind nicht notwendig, da das Betriebsverfassungsgesetz und die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG auch auf den Einsatz von Cobots angewendet werden können. Damit stellt die Risikobeurteilung die Basis der Gestaltung von kollaborativen Robotersystemen dar.

Wo Menschen zusammenarbeiten, wird es leichter, wenn alle immer den richtigen Ton treffen. Besonders unter digitalen Bedingungen, also beispielsweise in E-Mails und in den sozialen Medien, sollten so genannte Netiquette-Regeln beherzigt werden. In einem Interview stellen Petra Müller-Knöß, IG-Metall-Expertin für Gesundheitsschutz, und Prof. Dr. Sascha Stowasser, Direktor des Instituts für angewandte Arbeitswissenschaft (ifaa), ihre Standpunkte zum Thema dar. Stowasser fordert u. a. eine Unternehmenskultur, die offen mit der digitalen Welt umgeht. Es besteht Forschungsbedarf, um die Zusammenhänge zwischen digitaler Belastung und Erholung sowie die Langfristwirkungen zu ergründen.

For companies in high-wage countries high productivity is essential in order to survive in international competition. Digitalization opens up new possibilities to manage and increase productivity. Therefore, it is necessary to develop strategies for the productivity management of work systems, which are increasingly embossed by digitalization, and to consider the specific framework conditions and requirements of the companies. The paper presents a framework for a systematical design of productivity strategies and explains conceptual potentials for the design of strategies. The application of this framework is described by practice-oriented examples. Furthermore, its alignment with practical approaches is shown including an outlook on further requirements for successful implementation of strategies.

High productivity is essential for companies in order to survive in international competition, especially for those located in high-wage countries. Recent developments of digitalization open up new opportunities to manage and increase productivity. The development of company-specific strategies for the management of productivity, which are increasingly embossed by digitalization, is therefore an elementary task. This paper presents a framework for systematic design of productivity strategies for industrial production and explains conceptual potentials for the design of strategies. A detailed description of terms provides the necessary understanding. The framework encompasses three axes, the goal of productivity, the application of digital information management in industrial production and the different direct production areas as well as indirect supporting areas. The application of this framework is described for different corporate levels considering task- and goal-setting for various time horizons as well as an integrative view on technological, organizational and personnel aspects.

Wenn Mensch und Roboter ohne Schutzzaun zusammenarbeiten und interagieren, ergeben sich neue Potenziale zur Organisation und Gestaltung von Arbeit. In der Folge können Tätigkeiten für den Menschen weniger belastend und ergonomisch günstiger werden. Die Sicherheit von Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) kann durch grundlegende Entscheidungen wie Begrenzung von Nutzlasten und Design der Roboteranlagen mit weichen Rundungen, aber auch durch intelligente Software zur Kollisionserkennung und darauf basierend dem Ergreifen passender Maßnahmen gewährleistet werden. Die Verantwortung für den sicheren Einsatz von MRK tragen Hersteller, Betreiber und die sie nutzenden Mitarbeiter gleichermaßen.

Industrie 4.0 und die damit verbundenen Potenziale für die Produktion wurden vor rund fünf Jahren der Öffentlichkeit vorgestellt. Seitdem ist das Thema in den Medien zunehmend präsent und u.a. Gegenstand zahlreicher abgeschlossener sowie andauernder und geplanter Forschungsvorhaben.

Über die Bekanntheit des Begriffs, seines Inhalts und seine Bedeutung in der Breite der von kleinen und mittleren Unternehmen geprägten deutschen Industrie ist dagegen wenig bekannt. Vor diesem Hintergrund wurde eine Online-Befragung in der Metall- und Elektroindustrie durchgeführt, an der knapp 500 Unternehmen beteiligt waren. Es zeigte sich, dass der Begriff zwar in rund 90 Prozent der Unternehmen bekannt ist, jedoch lediglich bei etwa 30 Prozent ein klares Verständnis über dessen Inhalt besteht. Dabei werden mehrheitlich Begriffe wie Vernetzung, Produktion und Digitalisierung genannt. Darüber hinaus wurden u.a. die derzeitigen Aktivitäten der Unternehmen (Umsetzungsgrad) sowie die mit Industrie 4.0 verbundenen Erwartungen erfragt.

Im Beitrag werden die Befragungsergebnisse ausführlich beschrieben und veranschaulicht. Zudem erlauben einzelne Bezüge zu einer vorangegangenen Befragung eine Einordnung der zeitlichen Entwicklung verschiedener Aspekte im Sinne einer Längsschnittbetrachtung.

The article presents results of a recently finalized three years project „stradewari“, which combines practical experiences with research expertise. In four industrial companies these questions were intensely pursued for over three years within the actual operational environment. The project consortium developed devices to rationalize operational strategies and by that make them more sustainable. They assure both, wholesome work design and a high profitability of industrial production under the circumstances of demographic changes. It is about a corresponding consideration and taking up on demographic determent changes in operational spheres of fields of action such as preservation of personnel capacity, winning skilled personnel, personnel progress and qualification.

Die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens hängt stark davon ab, wie passgenau das Unternehmen auf interne und externe Wandlungstreiber eingeht. Zunehmend sind die Digitalisierung der Arbeitswelt und die demografische Strukturverschiebung Wandlungstreiber, auf die die deutschen Unternehmen reagieren müssen. Erfolg versprechend sind die unternehmerischen Bestrebungen und Handlungen dann, wenn auf die Einhaltung arbeitswissenschaftlicher Erkenntnisse geachtet wird. Eine einzige, mustergültige Herangehensweise zur Lösung digitaler und demografischer Herausforderungen existiert jedoch nicht!