Wissenschaftliche Auswertung über Theorien und Instrumente für ein Inklusives Wachstum in Deutschland

Vor dem Hintergrund von Digitalisierung und Industrie 4.0 ändert sich die Arbeitswelt umfassend. Dabei ist die Entwicklung nicht nur von Fragen der potenziellen Substituierbarkeit des Menschen durch technische Systeme geprägt, sondern auch von den Möglichkeiten einer immer engeren Kooperation zwischen Mensch und Maschine, mit dem Ziel, die herausragenden Fähigkeiten des Menschen mit den besonderen Eigenschaften von Maschinen als "Bestes aus zwei Welten" zu vereinen. Dazu gehört auch, dass der Mensch von den technischen Systemen eine Unterstützung erfährt, die im Idealfall genau seinen Fähigkeiten und Bedürfnissen sowie den Anforderungen des Arbeitskontextes entspricht. Um diesen Anspruch zu erfüllen, werden seit einigen Jahren vermehrt digitale Assistenzsysteme in der betrieblichen Praxis eingesetzt. Der weitaus prominenteste Anwendungsfall sind Systeme zur Werkerführung (pick-by-light und verwandte), die etwa in der variantenreichen Fertigung eingesetzt werden. Darüber hinaus ist zu erwarten, dass aufgrund der fortschreitenden technologischen Entwicklung insbesondere kognitiv unterstützende Funktionen zukünftig nicht mehr an spezielle Geräte gebunden sein werden, sondern sich die Assistenz in Form einer umfassenden Software-Integration und eines gemeinsamen Datenraumes auf nahezu jedem technischen Gerät realisieren wird - ganz gleich, ob es eine Werkzeugmaschine oder ein Smartphone ist. Um den Entwicklungsstand von digitalen Assistenzsystemen zu beschreiben und ihren Beitrag im Hinblick auf Inklusion/Diversity, Gesunderhaltung und Arbeitsqualität abzuschätzen, wurde in der vorliegenden Studie ein Klassifikationsschema gemäß Art der Unterstützung (physisch, sensorisch, kognitiv), Anforderungsniveau (niedrig, mittel, hoch, variabel) und Zielsetzung der Unterstützung (kompensatorisch, erhaltend, erweiternd) entwickelt Aufbauend darauf werden die Potenziale von digitalen Assistenzsystemen anhand von 16 Praxisbeispielen veranschaulicht und in einer Gesamtbetrachtung die Erfolgsfaktoren für eine betriebliche Umsetzung diskutiert. Abschließend werden Gestaltungsoptionen für die Politik aufgezeigt, um bei einer weiteren Verbreitung von digitalen Assistenzsystemen im Betrieb die Potenziale für eine verbesserte Teilhabe, höhere Arbeitsqualität und gesünderes Arbeiten zu heben und zur Etablierung eines Leitmarktes für gute digital assistierte Arbeit in Deutschland beizutragen.Against the background of digitalization and industry 4.0, the world of work changes comprehensively. The development is characterised not only by questions of the potential substitutability of humans by technical systems, but also by the possibilities of an ever closer cooperation between man and machine, with the aim of combining the outstanding abilities of man with the special characteristics of machines as "best from two worlds". This also means that the human being is supported by technical systems, which, in an ideal situation, exactly match his abilities and needs, as well as the requirements of the working context. In order to meet this demand, digital assistance systems have been increasingly used in the last years. The most prominent applications are systems for worker guidance (pick-by-light and related), which are used, for example, in multi-variant assembly. Moreover, it is to be expected that, due to the ongoing technological development, especially cognitive support functions will no longer be bound to specific devices in the future, but that the assistance will be realised by means of comprehensive software integration and a common data space on almost every technical device, independent of whether it is a machine tool or a smartphone. To describe the stage of development for digital assistance systems and assess their contribution to inclusion/diversity, health and work quality, a classification scheme was developed in the present study according to type of support (physical, sensory, cognitive), degree of support (low, medium, high, variable) and objective of support (compensatory, sustaining, expanding) and Building on this, the potentials of digital assistance systems are illustrated by 16 practical examples and success factors for the operational implementation are discussed. Finally, policy measure to unlock potentials for more participation, higher quality of work and healthier work in the course of a further diffusion of digital assistance systems in businesses and to support the establishment of a lead market in Germany for good digitally assisted work are presented

AR-Brillen und Exoskelette in der Baubranche: einfache Entlastungsversprechen gegenüber komplexen Mensch-Maschine-Konfigurationen

Tragbare digitale Technologien wie Exoskelette oder AR-Brillen versprechen in der Baubranche als zukünftige "Verschmelzung" von Mensch, Maschine und Software, schwere körperliche Arbeit und kognitiv komplexe Tätigkeiten zu erleichtern. Um Risiken und neue Formen der Belastung zu minimieren, kommt es allerdings auf eine kluge Integration von menschlicher und künstlicher Handlungsfähigkeit an. Gegenwärtig befinden sich Exoskelette und AR-Softwarelösungen für die Bauwirtschaft noch in der Entwicklung. Die versprochenen Entlastungseffekte stützen sich auf ingenieur- und informationswissenschaftliche Annahmen, Erfahrungswerte aus anderen Anwendungskontexten (Automobilindustrie) sowie auf technikeuphorische Darstellungen (Werbung). Der Beitrag stellt auf der Basis von Dokumentenanalysen und Leitfadeninterviews verschiedene Annahmen über Entlastungseffekte durch digitale Unterstützungstechnologien vor und diskutiert ihre Realisierungschancen anhand von typisierten Mensch-Maschine-Konfigurationen im Bausektor.Wearable digital technologies such as exoskeletons or augmented reality (AR) glasses promise to facilitate heavy physical work and cognitively complex activities in the construction industry as a future "fusion" of humans, machines and software. However, to minimize possible risks and new forms of stress, it is important to integrate human and artificial capabilities in a clever way. At present, exoskeletons and AR software solutions for the construction indus-try are still in development. The promised assistance and relief effects are based on assumptions from engineering and information science, experiences from other application contexts (automotive industry) as well as on technology euphoria in advertisement. Based on document analyses and guideline interviews, this article introduces visions of relief effects through digital assistive technologies and discusses their chances of realisation on the basis of typified human-machine configurations in the construction sector

Logistikarbeit in NRW: Technologische Perspektiven, mögliche Konsequenzen für die Arbeit und Handlungsempfehlungen

Die Logistik ist für das Bundesland Nordrhein-Westfalen von großer ökonomischer Bedeutung. Etwa ein Fünftel der Beschäftigten arbeitet in der Logistik und in der erweiterten Logistikbranche (inklusive Industrie und Handel). Allein 12 der 40 größten Handelsfirmen haben ihren Sitz in NRW. Vom Umsatz her betrachtet ist diese Branche die größte in NRW. Nicht nur in NRW sieht sich die Logistik mit einer zunehmenden Digitalisierung konfrontiert: zum einen auf der Seite der Konsument_innen, zum anderen auf der Seite der Logistikbetriebe. Die unter dem Label Industrie 4.0 bekannte Zukunftsvision einer digitalisierten und vernetzten Wertschöpfungskette bietet enorme Potentiale für die Logistik, die per definitionem die Prozesse der Industrie gestaltet. In diesem Zusammenhang spielen bspw. cyberphysische Systeme, welche 'intelligente' Geräte, aber auch Prozesse miteinander verknüpfen, zunehmend eine Rolle. Die Kurzexpertise liefert aus technologischer Perspektive eine Einschätzung auf die Zukunftsvision der Industrie 4.0 im Zusammenhang mit der Logistikbranche in NRW. Dabei werden Entwicklungsperspektiven digitaler Technologien in der Logistik sowie der Wandel von Arbeit in der Logistik betrachtet.Logistics is of great economic importance to the federal state of NRW. About one-fifth of the employees works in the logistics and in the extended logistics sector (including industry and trade). 12 of Germany's 40 largest trading companies are based in NRW. Regarding sales figures, it is even the largest in NRW. Not only in NRW logistics is confronted with increasing digitalization: by consumers as well as by logistics companies. The future vision of a digitized and networked value chain (better known as Industry 4.0) offers enormous potential for logistics, which by definition designs the processes of industry. In this context, for example, cyber-physical systems connecting intelligent devices and also processes are gaining in importance. The brief expertise provides an evaluation from a technological point of view on the future vision of Industry 4.0 concerning the logistics industry in NRW. The development perspectives of digital technologies in logistics as well as the change of logistics labour are considered

Fakultät Informatik (2013) / Technische Universität Dresden

Informationen über die Fakultät Informatik der TU Dresden, Daten und Fakten sowie eine Auswahl aktueller Forschungsprojekte, 2013Information about the Faculty of Computer Science of the Technische Universität Dresden, data and facts and a selection of current research projects, 201

iWindow - Intelligentes Maschinenfenster

Das Verbundforschungsprojekt iWindow: Intelligentes Maschinenfenster beschäftigte sich mit der visuellen Unterstützung von Maschinenbedienern an Werkzeugmaschinen. Diese konnten bisher nur auf wenige bis keine Systeme, die sie bei ihren täglichen Aufgaben direkt an der Werkzeugmaschine unterstützen, zurückgreifen. Das Forschungsprojekt verbindet reale und virtuelle Welt in der Werkzeugmaschine durch Technologien wie Virtual und Augmented Reality, digitaler Zwilling, Simulation und Mehrwertdienste. Durch Nutzung jeweils für die aktuelle Arbeitssituation passender Dienste, werden Mitarbeiter befähigt, sich an die steigende Individualisierung der Produkte und die flexiblere Produktion anzupassen. Kunden und Geschäftspartner werden durch die Möglichkeit eigene mehrwertgenerierende Dienste zu entwickeln und anderen Anwendern zur Verfügung zu stellen in den Wertschöpfungsprozess eingebunden. Diese Publikation beleuchtet die im Rahmen des Forschungsprojekts erarbeiteten Ergebnisse hinsichtlich für ein intelligentes Maschinenfenster benötigter Technologien und Entwicklungen

Mobile Assistenzsysteme in der Intralogistikplanung der Automobilindustrie – Gestaltung, Nutzen und Akzeptanz Augmented Reality-basierter Mensch-Maschine-Schnittstellen

Steigende Herausforderungen führen zu einem Wandel in der Automobilbranche. Die Kombination von Faktoren führt zu einem Anstieg der Komplexität in der Fahrzeugherstellung sowie des Produktionssystems. Die Intralogistik, ausgehend von der Komplexität der Automobilindustrie, steht ebenso Herausforderungen gegenüber. Eine Möglichkeit, um der Komplexität entgegen zu wirken, kann der Einsatz von innovativen Mensch-Maschine Schnittstellen in Form von mobilen Assistenzsystemen mit Augmented Reality sein. Im Bereich der Intralogistik, bezogen auf Augmented Reality, wird vermehrt die operative Intralogistik betrachtet. Obwohl auf dem Markt zahlreiche Technologien bestehen, existieren in der Intralogistikplanung keine flächendeckenden Anwendungen im Sinne eines mobilen Assistenzsystems mit Augmented Reality. Ausgehend davon wird in diesem Buch ein Use Case und darauf basierende Prototypen für eine Augmented Reality-basierte Intralogistikplanung in der Automobilindustrie entwickelt.New challenges such as the increasing pressure to innovate and the growth of individual requirements from customers as well as the increasing internationalization lead to a radical change in the automotive industry. This and further aspects cause an increase of vehicle manufacturing and of the production system complexity. Within the automotive industry, the intralogistics is important. Based on the complexity of the automotive industry, intralogistics also faces certain challenges. To counteract the increasing complexity, an innovative tool to support the intralogistics planning is essential. The usage of innovative human-machine interfaces as mobile assistance systems with augmented reality can be a possibility within intralogistics planning. The existing literature already contains many publications on Augmented Reality in general. Looking into the logistics domain, Augmented Reality is already quite frequently used for supporting operational logistics tasks, such as Augmented Reality-supported order picking. Whereas in the field of logistics planning, no comprehensive applications in terms of a mobile assistance system with augmented reality within a production hall can be identified. Based on this, this book presents a use case and prototypes for an augmented reality-based intralogistics planning within the automotive industry. The focus is the creation of a mobile assistance system supporting end-to-end augmented reality-based intralogistics planning in the assembly of the automotive industry. In order to design the use case, a systematic literature analysis is carried out and existing intralogistics planning processes are analyzed with the aim of defining the relevant planning processes for the use of the mobile assistance system. Two prototypes are implemented based on functional and non-functional requirements. The prototype implementation is based on a SLAM-based as well as a hybrid tracking approach. Furthermore, a field experiment is conducted for the validation of the prototypes. Finally, the Technology Acceptance Model is empirically evaluated to determine the acceptance of augmented reality with regard to intralogistics planning

Mobile Assistenzsysteme für Industrie 4.0: Gestaltungsoptionen zwischen Autonomie und Kontrolle

Der Beitrag rückt die mit der zunehmenden Verbreitung digitaler Assistenzsysteme - wie Smart Glasses, digitale Uhren oder Tablets - einhergehenden Folgen für Industriearbeit unter dem Aspekt der Arbeitskontrolle in den Fokus. Unter Assistenzsystemen werden mobile Geräte verstanden, die Arbeitsanweisungen, Lerninhalte und Informationen audiovisuell aufbereiten. Zu den typischen Anwendungsgebieten zählen Kommissionierung, Montage sowie Instandhaltung. Neben einer überblickshaften Darstellung von Assistenzsystemen und ihren Einsatzgebieten richtet sich der Blick insbesondere auf die Frage nach den betrieblichen Einsatzgründen, die zwischen Disziplinierung der Beschäftigten auf der einen und Erweiterung der Entscheidungs- und Handlungsspielräume der Beschäftigten auf der anderen Seite variieren können. Anhand von zwei Unternehmensfällen werden diese Gestaltungsoptionen exemplarisch verdeutlicht. Abschließend werden Herausforderungen bei der betrieblichen Einführung und arbeitspolitische Implikationen abgeleitet.This paper focusses on digital assistance systems, like smart glasses, digital watches or tablets, regarding their effects on labour. Assistance systems are understood to be mobile devices that deliver work instructions, educational content and information audio-visually. Typical application areas rank among commissioning, assembly and maintenance. Besides the presentation of assistance systems and their application areas, the focus is pointed especially at the question concerning the operational application reasons. These can vary from disciplinary measures against employees on the one side to the extension of employees' scope for action and decision on the other side. On the basis of two business cases the configuration options are illustrated exemplary. Finally, challenges for the operational introduction and implications regarding labour-policy are derived

Entwerfen Entwickeln Erleben in Produktentwicklung und Design 2019 - 1

Die Konferenz Entwerfen Entwickeln Erleben hat bereits zum vierten Mal ein einzigartiges Konferenz- und Ausstellungsformat zum Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis in Produktentwicklung und Design angeboten. Am 27. und 28. Juni 2019 ermöglichten die Professuren Konstruktionstechnik/CAD und Technisches Design der Technischen Universität Dresden in Kooperation mit weiteren Partnern den 200 Teilnehmenden die fachübergreifende Diskussion zu den Themen • Interdisziplinärer Entwurf adaptiver Produktsysteme, • Entwickeln vernetzter Anwendungen für Industrie 4.0, • Konstruktion mit hybriden Werkstoffen und für additive Fertigungsprozesse, • Entwicklungsunterstützung durch Produktdatenmanagement und VR/AR, • Design nutzerzentriertem Erleben komplexer Produkt-Service-Systeme.:Quo vadis Digitalisierung: Die digitale Engineering-Kette und Ihre nachhaltige Wirkung auf die Wertschöpfung Heinz Simon Keil 9 Augmented Reality in der Produktvalidierung: Potenziale und Grenzen in frühen Entwicklungsphasen Jonas Reinemann, Joshua Fahl, Tobias Hirschter und Albert Albers 33 Konzept zur Verbesserung des realitätsgetreuen, visuellen Erlebens in virtuellen Umgebungen durch Eye-Tracking Benjamin Gerschütz, Marius Fechter, Benjamin Schleich und Sandro Wartzack 51 Mixed Reality Assistenzsystem zur visuellen Qualitätsprüfung mit Hilfe digitaler Produktfertigungsinformationen Stefan Adwernat und Matthias Neges 67 Ein Beitrag zur Verwendung von Technologien der Virtuellen Realität für Design-Reviews Margitta Pries, Ute Wagner, Johann Habakuk Israel und Thomas Jung 75 Eingriff in die Privatsphäre der Endanwender durch Augmented Reality-Anwendungen Matthias Neges und Jan Luca Siewert 87 Virtual Prototyping als agile Feedback-Methode für frühe Produktentwicklungsphasen Manuel Dudczig 97 aHa – Der adaptive Handgriff der Zukunft Paula Laßmann, Jonathan Kießling, Stephan Mayer, Benedikt Janny und Thomas Maier 107 Design-Education: Die Siemens HMI-Design Masterclass Oliver Gerstheimer, Romy Kniewel, Sebastian Frei und Felix Kranert 125 Nutzungsaspekte von Head-Mounted-Displays in industriellen Umgebungen Maximilian Peter Dammann, Martin Gebert und Ralph Stelzer 141 Selbstlernende Assistenzsysteme für Maschinenbediener Andre Schult, Lukas Oehm, Sebastian Carsch, Markus Windisch und Jens-Peter Majschak 159 Untersuchung der Mensch-Maschine-Interaktion bei der Werkstückspannung beim Vertikal-Drehen Volker Wittstock, Patrick Puschmann, Adrian Albero Rojas, Matthias Putz und Heinrich Mödden 173 Entwicklungsassistenz zum Entwurf Innermaschineller Verfahren für Verarbeitungsmaschinen Paul Weber, Lukas Oehm, Sebastian Carsch, Andre Schult und Jens-Peter Majschak 185 Gestaltung nutzerzentrierter Assistenzen im Produktdatenmanagement Stephan Scheele und Frank Mantwill 201 Model-Based Engineering für die Automatisierung von Validierungsaktivitäten am Beispiel Fahrerassistenzsysteme Constantin Mandel, Sebastian Lutz, Olivia Rau, Matthias Behrendt und Albert Albers 221 Das Potenzial 3D-gedruckter Gradientenwerkstoffe für pharmazeutische Applikationen Tobias Flath, Alexandra Springwald, Michaela Schulz-Siegmund, Michael C. Hacker und Peter Schulze 239 Feature-Baukasten für FDM-Druckverfahren Franz Wieck, Tim Katzwinkel und Manuel Löwer 247 Gestalten mit hybriden Materialien – Additive Fertigung für neuartige, kundenindividuelle Stichschutzbekleidung Dustin Ahrendt, Sybille Krzywinski, Enric Justo i Massot und Jens Krzywinski 265 Individuelle Produktgestaltung mittels funktionsintegrierten AM-Knoten und Profilen am Beispiel eines Batteriekastens Richard Kordaß und Christian Arved Stürmer 281 Einführung in die Produktentwicklung im Rahmen eines Schülerlabors am Beispiel des PROJECT 10|2018 Nico Herzberg, Laura Marschner und Florian Schröder 299 Einflussfaktoren in der standortverteilten Produktgenerations-entwicklung – Eine literaturbasierte Momentaufnahme Katharina Duehr, David Kopp, Benjamin Walter, Markus Spadinger und Albert Albers 309 Szenarien verbinden Gerhard Glatzel und Mathias Wiehle 327 Iterationsarten und deren Auslöser in der Frühen Phase der PGE – Produktgenerationsentwicklung Miriam Wilmsen, Markus Spadinger, Albert Albers, Cong Minh Nguyen und Jonas Heimicke 339 Building Information Modeling (BIM) für Bahn-Bauwerke – von Datenakquisition bis Virtueller Realität Markus Färber, Thomas Preidel, Markus Schlauch, Bernhard Saske, Adrian Bernhardt, Michael Reeßing, Steffen Cersowsky und Ronny Krüger 355 Effiziente Produktion und Wartung durch die Industrie 4.0 – Anwendung Hashem Badra und Jivka Ovtcharova 371 Herausforderungen klassischer Maschinenelemente im nicht-elektrischen Explosionsschutz Sabrina Herbst, Thomas Guthmann und Frank Engelmann 383 Ein hybrider Ansatz für Festigkeitsnachweise von multiskaligen Strukturen Hans-Peter Prüfer 399 Interdisziplinäre Design Methodik Martin Eigner, Thomas Dickopf und Hristo Apostolov 41

Anwendung von Lean-Prinzipien im Erdbau - Entwicklung eines Baustellenleitstands auf Basis von Virtual Reality

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Baustellenleitstands auf Basis von Virtual Reality für den Erdbau unter Berücksichtigung des Lean Management. Hierbei konnte neben der erhöhten Verfügbarkeit von Informationen und deren transparenter Darstellung durch die Anwendung eines digitalen Kanban-Systems eine Steigerung der Produktionsleistung auf der Erdbaustelle nachgewiesen werden

Anwendung von Lean-Prinzipien im Erdbau - Entwicklung eines Baustellenleitstands auf Basis von Virtual Reality

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Baustellenleitstands auf Basis von Virtual Reality für den Erdbau unter Berücksichtigung des Lean Management. Hierbei konnte neben der erhöhten Verfügbarkeit von Informationen und deren transparenter Darstellung durch die Anwendung eines digitalen Kanban-Systems eine Steigerung der Produktionsleistung auf der Erdbaustelle nachgewiesen werden