Arbeiten 4.0: Bedürfnisse, Chancen und Risiken / 3 Arbeiten 4.0 in Industriebetrieben

Mit Industrie 4.0 wird ein Umbruch im produzierenden Sektor beschrieben, der die Umbrüche in der Arbeitswelt am deutlichsten herausstellt. Nirgends sonst waren die Veränderungen aufgrund der Digitalisierung so einschneidend wie bei der Fertigung, der Steuerung und der Logistik: Menschen, Maschinen, Anlagen und Objekte sind durch Digitalisierung und Automatisierung hochgradig vernetzt und kommunizieren miteinander. Auch die Produktions- und Logistikprozesse sind miteinander verzahnt. Auf der Basis von cyber-physischen Systemen verschmelzen virtuelle und reale Prozesse, d. h., Sensoren steuern und kontrollieren über eine Software die physikalische Welt (Internet der Dinge). In diesen "Smart Factories" ist eine weitestgehend selbstorganisierte Produktion möglich. Die hochflexible Fertigung erlaubt es, maßgeschneiderte Produkte nach individuellen Kundenwünschen just-in-time und kostengünstig zu fertigen. Die hochautomatisierten Produktionsprozesse sparen Ressourcen und Energien und sind gleichermaßen effizient wie effektiv.

Der Mensch in den "Smart Factories" hat neue Kollegen bekommen: nämlich den smarten Roboter, der mit den Beschäftigten kommuniziert und kooperiert, ihnen Arbeiten abnimmt oder ihre Jobs gleich ganz übernimmt. Diese Service-Roboter organisieren eigenständig Arbeitsabläufe, melden Mängel, ordern Nachschub und führen Montage- oder Verpackungstätigkeiten durch: "Baxter ist eine eindrucksvolle Erscheinung: Fast 2 Meter groß, seine Arme dick wie Oberschenkel. Dennoch nimmt er das schwarze Plastikteil ganz behutsam vom Laufband und legt es in eine Transportbox. Dann noch eines und noch eines, bis eine komplette Lage gepackt ist. Bevor er mit der nächsten Lage beginnt, legt er vorsichtig etwas Karton darüber. Ist die Box voll, schickt er sie per Laufband zu einem Kollegen. Und obwohl er stundenlang und ohne Pause immer nur die gleichen Handgriffe erledigt, ist Baxter keine Langeweile anzumerken. Das liegt daran, dass Baxter ein Roboter ist."^[1]

Die Nachfolger der Service-Roboter sind die Co-Bots (Collaborative Robots), die Hand in Hand mit den Arbeitern am Fließband zusammenarbeiten: sie reichen Teile für die Montage an – wie früher der menschliche Kollege: "Registrieren Baxters Sensoren einen Menschen, der unerwartet in seinem Arbeitsbereich auftaucht, läuft sein Gesicht orange an, und er hebt alarmiert die Augenbrauen. Wird Baxter angerempelt, schaltet er sich automatisch ab. Dann lässt er seine Arme herunterhängen und senkt den Monitor, sodass er fast so wirkt wie ein schuldbewusstes Kind."^[2]

Wichtig

Exkurs Neue Technologien

Ambiente Technologien

Sensoren, Funkmodule und Prozessoren werden so vernetzt, dass sie als System auf Personen- oder Umgebungsparameter reagieren können. Beispiele für ambiente Technologien (auch "Ambient Intelligence" oder "Umgebungsintelligenz" genannt) sind das "intelligente Haus", bei dem der Bewohner von überall her Einfluss auf die Heizungs- und Klimaanlage nehmen und die Jalousien herunter- oder herauffahren lassen kann. Im Büro lassen sich mittels Sensoren Raumklima und Beleuchtung an individuelle Bedürfnisse anpassen. Weitere Überwachungsaufgaben dank ambienter Technologien sind die Verkehrssteuerung oder Erdbebenfrühwarnungen.

Wearables

Zu den ambienten Technologien zählen auch die "Wearables". Wearables sind am Körper tragbare Computersysteme, die dem Nutzer bei einer Tätigkeit in der realen Welt Informationen oder Anweisungen liefern. Das Konzept von Wearables ist nicht neu: Herzschrittmacher und Hörgeräte sind bekannte und bewährte Beispiele im Gesundheitsbereich. Neu hingegen ist jedoch die Erweiterung der Anwendungsfelder von Wearables aufgrund der Digitalisierung.

Beispiele für Wearables sind Fitness-Armbänder oder Fitness-Tracker, die am Handgelenk getragen, dem Nutzer Informationen über Fitness-Parameter liefern (zurückgelegte Schritte und Kilometer, verbrauchte Kalorien). Im Arbeitshandeln liefern sie Informationen aus der Augmented Reality.

Augmented Reality

Augmented Reality (erweiterte Realität) bezeichnet die computergestützte Erweiterung der Realität: Visuelle Sinneseindrücke werden durch Daten aus der virtuellen Welt ergänzt. Der Nutzer erhält zusätzliche Informationen zu den Gegenständen, die er betrachtet oder gerade wartet. Genutzt werden hierzu Datenbrillen oder Tablets, die mit Display, Sensoren, Kamera, Mikrofon, Software bestückt sind. Beispielsweise können mit Datenbrillen Maschinen repariert werden, die ein Servicetechniker zuvor noch nie gesehen hat. Er erhält schrittweise Arbeitsanweisungen. Weitere Anwendungsbereiche sind die computergestützte Kommissionierung im Lagerbetrieb, die Einblendung von Flugdaten bei der Steuerung von Flugzeugen oder CT-Scans, die präzise medizinische Operationen ermöglichen.

Internet der Dinge

Gegenstände des Alltags werden mit Sensoren, Prozessoren und Netzwerktechnik ausgestattet, um den Nutzern das Leben zu erleichtern. Ein Anwendungsbeispiel ist die Paketverfolgung im Netz. Die Informationen werden automatisch erfasst...