Automatisierte Generierung, Adaption und Rekonfiguration von Co-Simulationen für modulare Produktionsanlagen

Simulation nimmt eine zunehmend wichtige Rolle im Engineering und Betrieb von Maschinen und Anlagen ein. Simulation kann genutzt werden, um Experimente an noch nicht existierenden oder zur Verfügung stehenden Anlagen durchzuführen, um unterschiedliche Systemkonfigurationen zu testen oder um Informationen über nicht beobachtbare interne Vorgänge zu sammeln. Um volatilen Anforderungen und Randbedingungen (z. B. durch Kunden, neue Normen, Gesetze und Richtlinien, Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz) gerecht zu werden und dabei trotz allem die Rentabilität der Produktionsanlagen sicherzustellen, werden diese Anlagen zunehmend in modularer Bauweise konzipiert. Durch die Wandelbarkeit der Anlage nehmen die ohnehin umfangreichen manuellen Abläufe, die mit deren Modellierung und Simulation einhergehen, noch weiter zu. Diese Modellierungstätigkeiten sind fehleranfällig, kostenintensiv und erstrecken sich über den kompletten Lebenszyklus der Produktionsanlage. Folglich wird eine Lösungsmethode benötigt, welche es Ingenieuren ermöglicht, Simulation unkompliziert, schnell und kosteneffizient über den kompletten Lebenszyklus einer modularen Produktionsanlage einsetzen zu können. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, ein Lösungskonzept für die (teil-)automatische Generierung, Adaption und (Re-)Konfiguration von Simulationsmodellen für modulare Produktionsmaschinen und -anlagen zu entwickeln. Hierzu werden einerseits die Voraussetzungen analysiert, die erfüllt werden müssen, um eine solche (Teil-)Automatisierung zu erreichen. Des Weiteren wird erläutert, welche Informationen benötigt werden und welcher Automatisierungsgrad für die Modellgenerierung und -adaption erzielt werden kann. Aus dem formulierten Handlungsbedarf werden insgesamt neun Anforderungen, die verschiedene Lebenszyklusphasen adressieren, abgeleitet. Die umfassende Analyse des Stands von Wissenschaft und Technik hat ergeben, dass keiner der bestehenden Lösungsansätze alle entwickelten Anforderungen vollumfänglich erfüllt. Der Hauptgrund hierfür ist, dass keine der bestehenden Lösungen mit dem Ziel entworfen wurde, den kompletten Lebenszyklus der Anlage abzudecken. Aus diesem Defizit ergab sich der Handlungsbedarf, ein neues, lebenszyklusübergreifendes Lösungskonzept zu entwickeln. Bei dem in dieser Arbeit entwickelten Gesamtkonzept handelt es sich, entsprechend der Lebenszyklusphasen Inbetriebnahme, Betrieb und Umbau, um ein dreistufiges Konzept. Die jeweiligen Konzeptstufen bauen dabei auf den vorherigen auf. Zur Überprüfung des vorgestellten Gesamtkonzepts hinsichtlich der definierten Anforderungen wurde ein prototypisch implementiertes Assistenzsystem auf zwei modulare Produktionsanlagen aus unterschiedlichen Domänen des Maschinen- und Anlagenbaus angewandt. Die Validierung hat gezeigt, dass das Assistenzsystem für beide Systeme über deren kompletten Lebenszyklus angewandt werden kann und dadurch der manuelle Modellierungsaufwand sowie die starke Abhängigkeit vom individuellen Wissen der Modellierungsexperten reduziert wird. Das Assistenzsystem, welches eine Implementierung des Lösungskonzepts darstellt, erfüllt alle definierten Anforderungen. Weiterhin konnten, im Rahmen der Kapitel zu den jeweiligen Teilkonzepten, die aufgestellten Forschungsfragen bezüglich der Voraussetzungen, der benötigten Informationen und des erreichten Automatisierungsgrades beantwortet werden. Den Abschluss der Arbeit bildet eine kritische Würdigung, in der die offenen Punkte des entwickelten Konzepts als Basis für Folgearbeiten erläutert werden

Entwicklung von prozessorientierten Informationssystemen für die industrielle Dienstleistungsbeschaffung

In der industriellen Dienstleistungsbeschaffung mangelt es an adäquaten domänenspezifischen Lösungsansätzen für die präzise Modellierung, qualitative und quantitative Analyse und Implementierung elektronischer Geschäftsprozesse in prozessorientierte Informationssysteme. In der vorliegenden Arbeit werden neue Lösungsansätze auf Basis von Methoden, Modellen und E-Business-Lösungen erarbeitet, um die Entwicklung und Gestaltung prozessorientierter Informationssysteme zu verbessern

Innovative Technologien, Prozesse und Produkte in der Bauwirtschaft : Endbericht zum TA-Projekt

Im neuen TAB-Arbeitsbericht Nr. 199 werden relevante Trends in Bezug auf Technologie-, Produkt- und Prozessinnovationen in der Baubranche analysiert und Handlungsfelder für einen grundlegenden Strukturwandel identifiziert. Der große Bedarf an bezahlbarem Wohnraum und der vielfach als nicht ausreichend eingeschätzte Wohnungsbestand stellen eine nationale Herausforderung dar, die ohne eine leistungsfähige Bauwirtschaft nicht zu bewältigen ist. Von der Digitalisierung und Automatisierung der Bauprozesse werden wesentliche Impulse für eine effizientere Durchführung von Bauprojekten erwartet. Welche (digital)technischen Neuerungen befinden sich in Entwicklung, welche werden erprobt oder bereits eingesetzt? Wie sind ihre Potenziale einzuschätzen und mit welchen politischen Maßnahmen lässt sich der Innovationsstau der Branche überwinden? Antworten darauf gibt der soeben erschienene TAB-Arbeitsbericht Nr. 199. Er bietet – neben einem Überblick über die sektorspezifischen Rahmenbedingungen – eine vertiefte Analyse relevanter Trends in Bezug auf Technologie-, Produkt- und Prozessinnovationen in der Baubranche, insbesondere im Hinblick auf die Bereiche Digitalisierung, additive Fertigung, serielles und modulares Bauen sowie automatisierte Baumaschinen und Robotik. Die Bandbreite reicht von digitalem Planen und Bauen mit Building Information Modeling (BIM), dem Einsatz hochspezialisierter Baumaschinen und unterstützender Robotik bei der Bauausführung bis hin zu innovativen Fertigungsverfahren für Bauteile u. a. mittels 3-D-Druck und Hightechwerkstoffen. Beschrieben werden besonders ambitionierte Initiativen für die zunehmende Vernetzung von Maschinen und Assistenzsystemen oder zur Generierung virtueller Bauwerkmodelle, um sämtliche Prozessabläufe eines Bauvorhabens über übergeordnete Managementsysteme zu realisieren (Bauen 4.0). Auf das wichtige Thema Nachhaltigkeit wird in einem eigenen Kapitel eingegangen und übergreifende Handlungsoptionen werden gesondert diskutiert. Klar ist, dass die Innovationstätigkeit und -bereitschaft im deutschen Bauwesen deutlich steigen müssen, um die gesellschaftlichen Erwartungen in den Bereichen Wohnungs- bzw. Infrastrukturbau mit den begrenzt verfügbaren Ressourcen und bei steigenden Nachhaltigkeitsanforderungen erfüllen zu können. Allerdings wird die Forcierung digitaler Technologien alleine nicht ausreichend sein, damit Innovationen letztlich auch in der Praxis ankommen, so eines der Ergebnisse aus dem Bericht. Erforderlich ist ein wesentlich erweiterter Blickwinkel, der auch Umweltgesichtspunkte, systemische Rahmenbedingungen und weiche betriebliche Aspekte einbezieht. Die Digitalisierung erfordert von allen Beteiligten die Bereitschaft, sich auf einen grundlegenden Strukturwandel einzulassen. Innovationen werden letztlich nur dann erfolgreich sein, wenn sie den Anforderungen und Bedürfnissen der kleinen und mittleren Unternehmen gerecht werden

Zur Gegenwart der Fabrik der Zukunft: Forschungsaktivitäten im bundesdeutschen Maschinenbau

Gegenstand der folgenden Untersuchung sind die Forschungs- und Entwicklungs-(FuE-)Aktivitäten der Unternehmen in der bundesdeutschen Maschinenbauindustrie. Im Mittelpunkt der Analyse stehen strategische Orientierungen dieser Aktivitäten, ihre organisatorische Ausgestaltung in den Unternehmen und die Bedeutung der Zusammenarbeit mit anderen Unternehmen bzw. wissenschaftlichen Einrichtungen. Die These wird vertreten, daß gegenwärtig grundlegende technologische Veränderungen die etablierten FuE-Strukturen in Maschinenbauunternehmen einem zunehmenden Anpassungsdruck aussetzen.The following study is concerned with research and development (R & D) activities in the West German machine-building industry. R & D strategies, the organization of R & D within companies and the relevance of cooperation with other companies or scientific institutions are analyzed. It is argued that fundamental technological change puts increasing pressure on machine-building companies to adapt and restructure traditionally established R&D activities.1. Einleitung 2. Interne FuE-Organisation: Inkrementelle Innovationsstrategie 3. Heterogene Branchenstruktur: Vertikale Koordination 4. Ökonomische Konkurrenzposition: Gefährdete Spitze 5. Technologische Herausforderungen: Technologischer Paradigmenwechsel 6. Reorganisation der FuE-Struktur: Autonomisierung, Diversifikation und Integration 7. Intraindustrielle Zusammenarbeit: Neue Kooperationsformen 8. "Fabrik der Zukunft": Staatliche Steuerungsleistungen? Literatu

Functional Safety Orchestration: Flexible Re-Konfiguration von Safety Instrumented Systems in modularen Prozessanlagen

Modulare Prozessanlagen bestehen aus einfach austauschbaren Prozess- und Funktionseinheiten, deren Konfiguration (Aufbau) und Rekonfiguration (Umbau) neue Möglichkeiten der flexiblen Prozessrealisierung eröffnen. Die Wandelbarkeit der Anlagen stellt aus Perspektive der funktionalen Sicherheit eine Herausforderung dar, da bestehende Methoden und Vorgehensweisen auf den verhältnismäßig statischen Betrieb von konventionellen Anlagen optimiert sind. Um den Zielkonflikt zwischen Flexibilität und Sicherheit abzumildern wurde ein Konzept zur Orchestrierung von verteilten Sicherheitssystemen entwickelt und in einer Demonstrationsanlage erfolgreich erprobt. Der Konzeptentwurf integriert sowohl technische als auch menschliche Anforderungen, mit dem Ziel, Operateure durch eine geschickte Systemgestaltung zur Beherrschung der Re-Konfiguration zu befähigen.Modular process plants consist of easily exchangeable process and functional units whose configuration (assembly) and reconfiguration (modification) open up new possibilities for flexible process implementation. The changeability of the plants poses a challenge from the perspective of functional safety, since existing methods and procedures are optimized for the relatively static operation of conventional plants. To mitigate the trade-off between flexibility and safety, a concept for orchestrating distributed safety systems was developed and successfully tested in a demonstration plant. The concept design integrates both technical and human requirements, with the goal of enabling operators to master reconfiguration through smart system design

Ein Petri-Netz-Tabellen-Modell zur Anwendung im klassischen und agilen Projektmanagement

Projektmanagement (PM) und Petri Netze (PN) haben als Gemeinsamkeit, dass Aktivitäten in Abhängigkeit von Ereignissen ausgeführt werden, welche dann selbst wieder Ereignisse erzeugen können. Wenn die Anwendungsdomäne PM und das Modellierungsmittel PN zusammentreffen, besteht die Möglichkeit Synergieeffekte entstehen zu lassen. Um ein Modell des agilen und klassischen PM in ein PN-Modell zu überführen, sind dazu beide Welten zur Modellierung und Simulation zu vereinen. Es existieren durchaus eine Reihe von Ansätzen auf diesem Gebiet, allerdings ohne Berücksichtigung wichtiger Teilaspekte, wie z. B. die der praktischen Anwendbarkeit. Die vorliegende Arbeit legt deshalb einen zyklischen Ablauf zugrunde, der mit strukturierten Tabellen beginnt. Diese kommen dem Vorgehen im praktischen PM entgegen, erreichen aber durch die Systematisierung die Überführbarkeit in das PN-Modell. Das PN-Modell legt eine Variante zugrunde, die aus der Sicht der Anwendungen verschiedene PN-Erweiterungen wie hierarchische, zeitbewertete oder gefärbte Netze unter Verwendung strukturierter Marken aufnimmt. Teilaufgaben werden in hierarchische PN-Konstrukte gekapselt, die anpassbar durch das innere PN, das Verhalten von Objekten des PM beschreiben. Typische Objekte wie Aktivitäten und Ressourcen sind durch Eigenschaften wie Atomarität, Wiederverwendbarkeit und Zeitverbrauch gekennzeichnet. Wechselwirkungen zwischen Konstrukten werden über PN-Elemente beschrieben. Der gesamte Projektplan wird dadurch aus Konstrukten und deren Beziehungen aufgestellt. Das PN bildet dabei die zentrale Ablauflogik. Die Umsetzung beruht darauf, die Dateneingabe von der Planung und den aktuellen Zwischenständen in der Tabellenstruktur vorzunehmen, und im Hintergrund automatisch das PN zu generieren bzw. zustandsabhängig zu verändern. Dafür wird in der Arbeit ein experimentelles Tool beschrieben. Dabei sollen anschließend die Ergebnisse durchgeführter Simulationen mit einem Standard-PN-Tool erneut in die bestehende Tabelle zurückgeführt werden. Diese grundlegenden Vorteile des PN-Konzeptes können so vollumfänglich ausgenutzt und für den Projektmanager auch ohne PN-Kenntnisse Verwendung finden. Dadurch wird die Methode dynamisch und ist für verschiedenste Projekte universell einsetzbar.Project Management (PM) and Petri Nets (PN) have in common that activities are carried out depending on events, which can generate events by themselves. The combination of the application domain PM (agile and traditional) and the modelling tool PN may result in advantageous synergy effects. In order to transform a model of PM into a powerful PN model, these two concepts must be merged for mapping and simulation. There are a number of approaches in this area, with no consideration of important aspects such as practical applicability. The present thesis is therefore based on a cyclic process, starting with structured tables. These are in line with the procedure of practical PM but achieve through systematization the transferability into the PN model. The PN model is based on a powerful model with suitable extensions and necessary interpretations from the field of hierarchical, time-valued or coloured high-level PNs using structured token. Subtasks are encapsulated in hierarchical PN constructs that describe the behavior of PM objects in an adaptable way through the inner PN. Typical objects such as activities and resources are characterized by properties such as atomicity, reusability and time consumption. Interactions between constructs are described by PN elements. The objects of modelling for the entire project plan are based on constructs with their relationships to each other, with the PN forming the single point of processing logic. The implementation is based on entering the data from the planning and the current, intermediate statuses into a fixed, defined table structure and to automatically generate the PN in the background or to change it depending on conditions. The paper describes an experimental tool for this purpose. Afterwards, simulations are to be carried out on the basis of the models, and their results are to be incorporated back into the table. The advantages of the PN concept can thus be fully exploited and can be used by the project manager without requiring special PN knowledge. The method is based on a dynamic consideration and can be used universally for a wide range of projects

Modellgestützter Entwurf von Feldgeräteapplikationen

Die Entwicklung von Feldgeräten ist ein äußerst komplexer Vorgang, welcher auf vielen Vorrausetzungen aufsetzt, diverse Anforderungen und Randbedingungen mitbringt und bisher wenig beachtet und veröffentlicht wurde. Angesichts der fortschreitenden Digitalisierung drängen immer mehr Anbieter auf den Automatisierungsmarkt. So sind aktuell zunehmend Technologien und Ansätze aus dem Umfeld des Internet of Things im Automatisierungsbereich zu finden. Diese Ansätze reichen von Sensoren ohne die in der Industrie üblichen Beschreibungen bis hin zu Marktplätzen, auf denen Integratoren und Anwender Softwareteile für Anlagen kaufen können. Für die neuen Anbieter, die häufig nicht aus dem klassischen Automatisierungsgeschäft kommen, sind die bisher bestehenden Modelle, Funktionalitäten, Profile und Beschreibungsmittel nicht immer leicht zu verwenden. So entstehen disruptive Lösungen auf Basis neu definierter Spezifikationen und Modelle. Trotz dieser Disruptivität sollte es das Ziel sein, die bewährten Automatisierungsfunktionen nicht neu zu erfinden, sondern diese effektiv und effizient in Abhängigkeit der Anforderungen auf unterschiedlichen Plattformen zu verwenden. Dies schließt ihre flexible Verteilung auf heterogene vernetzte Ressourcen explizit ein. Dabei können die Plattformen sowohl klassische Feldgeräte und Steuerungen sein, als auch normale Desktop-PCs und IoT-Knoten. Ziel dieser Arbeit ist es, eine Werkzeugkette für den modellbasierten Entwurf von Feldgeräteapplikationen auf Basis von Profilen und damit für den erweiterten Entwurf von verteilten Anlagenapplikationen zu entwickeln. Dabei müssen die verschiedenen Beschreibungsmöglichkeiten evaluiert werden, um diese mit detaillierten Parameter- und Prozessdatenbeschreibungen zu erweitern. Außerdem sollen modulare Konzepte genutzt und Vorbereitungen für die Verwendung von Semantik im Entwurfsprozess getroffen werden. In Bezug auf den Geräteengineeringprozess soll der Anteil des automatisierten Geräteengineerings erweitert werden. Dies soll zu einer Flexibilisierung der Geräteentwicklung führen, in der die Verschaltung der funktionalen Elemente beim Endkunden erfolgt. Auch das Deployment von eigenen funktionalen Elementen auf die Geräte der Hersteller soll durch den Endkunden möglich werden. Dabei wird auch eine automatisierte Erstellung von Gerätebeschreibungen benötigt. Alle diese Erweiterungen ermöglichen dann den letzten großen Schritt zu einer verteilten Applikation über heterogene Infrastrukturen. Dabei sind die funktionalen Elemente nicht nur durch die Gerätehersteller verteilbar, sondern diese können auch auf verschiedenen Plattformen unterschiedlicher Gerätehersteller verwendet werden. Damit einher geht die für aktuelle Entwicklungen wie Industrie 4.0 benötigte geräteunabhängige Definition von Funktionalität. Alle im Engineering entstandenen Informationen können dabei auf den unterschiedlichen Ebenen der Automatisierungspyramide und während des Lebenszyklus weiterverwendet werden. Eine Integration diverser Gerätefamilien außerhalb der Automatisierungstechnik wie z. B. IoT-Geräte und IT-Geräte ist damit vorstellbar. Nach einer Analyse der relevanten Techniken, Technologien, Konzepte, Methoden und Spezifikationen wurde eine Werkzeugkette für den modellgestützten Entwurf von Feldgeräten entwickelt und die benötigten Werkzeugteile und Erweiterungen an bestehenden Beschreibungen diskutiert. Dies Konzept wurde dann auf den verteilten Entwurf auf heterogener Hardware und heterogenen Plattformen erweitert, bevor beide Konzepte prototypisch umgesetzt und evaluiert wurden. Die Evaluation erfolgt an einem zweigeteilten Szenario aus der Sicht eines Geräteherstellers und eines Integrators. Die entwickelte Lösung integriert Ansätze aus dem Kontext von Industrie 4.0 und IoT. Sie trägt zu einer vereinfachten und effizienteren Automatisierung des Engineerings bei. Dabei können Profile als Baukasten für die Funktionalität der Feldgeräte und Anlagenapplikationen verwendet werden. Bestehende Beschränkungen im Engineering werden somit abgeschwächt, so dass eine Verteilung der Funktionalität auf heterogene Hardware und heterogene Plattformen möglich wird und damit zur Flexibilisierung der Automatisierungssysteme beiträgt.The development of field devices is a very complex procedure. Many preconditions need to be met. Various requirements and constrains need to be addressed. Beside this, there are only a few publications on this topic. Due to the ongoing digitalization, more and more solution providers are entering the market of the industrial automation. Technologies and approaches from the context of the Internet of Things are being used more and more in the automation domain. These approaches range from sensors without the typical descriptions from industry up to marketplaces where integrators and users can buy software components for plants. For new suppliers, who often do not come from the classical automation business, the already existing models, functionalities, profiles, and descriptions are not always easy to use. This results in disruptive solutions based on newly defined specifications and models. Despite this disruptiveness, the aim should be to prevent reinventing the proven automation functions, and to use them effectively, and efficiently on different platforms depending on the requirements. This explicitly includes the flexible distribution of the automation functions to heterogeneous networked resources. The platforms can be classical field devices and controllers, as well as normal desktop PCs and IoT nodes. The aim of this thesis is to develop a toolchain for the model-based design of field device applications based on profiles, and thus also suitable for the extended design of distributed plant applications. Therefore, different description methods are evaluated in order to enrich them with detailed descriptions of parameters and process data. Furthermore, c oncepts of modularity will also be used and preparations will be made for the use of semantics in the design process. With regard to the device engineering process, the share of automated device engineering will be increased. This leads to a flexibilisation of the device development, allowing the customer to perform the networking of the functional elements by himself. The customer should also be able to deploy his own functional elements to the manufacturers' devices. This requires an automated creation of device descriptions. Finally, all these extensions will enable a major step towards using a distributed application over heterogeneous infrastructures. Thus, the functional elements can not only be distributed by equipment manufacturers, but also be distributed on different platforms of different equipment manufacturers. This is accompanied by the device-independent definition of functionality required for current developments such as Industry 4.0. All information created during engineering can be used at different levels of the automation pyramid and throughout the life cycle. An integration of various device families from outside of Automation Technology, such as IoT devices and IT devices, is thus conceivable. After an analysis of the relevant techniques, technologies, concepts, methods, and specifications a toolchain for the model-based design of field devices was developed and the required tool parts, and extensions to existing descriptions were discussed. This concept was then extended to the distributed design on heterogeneous hardware and heterogeneous platforms. Finally, both concepts were prototypically implemented and evaluated. The evaluation is based on a two-part scenario from both the perspective of a device manufacturer, and the one of an integrator. The developed solution integrates approaches from the context of Industry 4.0 and IoT. It contributes to a simplified, and more efficient automation of engineering. Within this context, profiles can be used as building blocks for the functionality of field devices, and plant applications. Existing limitations in engineering are thus reduced, so that a distribution of functionality across heterogeneous hardware and heterogeneous platforms becomes possible and contributing to the flexibility of automation systems

Produktivitätsorientiertes Service Engineering

Der 39. Band der Leipziger Beiträge zur Informatik setzt sich mit den Herausforderungen im Zusammenhang mit der zunehmenden Industrialisierung der Dienstleistungswirtschaft auseinander. Eine hohe Komplexität der Dienstleistungsportfolios sowie eine zunehmende Dienstleistungsorientierung ehemals rein produktionswirtschaftlich ausgerichteter Unternehmen bedürfen leistungsfähiger und angepasster Methoden und Werkzeuge. Voraussetzung dafür ist die präzise und umfassende Modellierung von Dienstleistungen, die Berücksichtigung von Aspekten der Produktivität sowie die Entwicklung geeigneter Softwarewerkzeuge. Das vorliegende Buch beschäftigt sich mit diesen Herausforderungen und Fragestellungen und schlägt verschiedene Lösungsansätze vor.:Stephan Klingner Produktivitätssteigerung durch komponentenbasierte Dienstleistungen – Ergebnisse eines Forschungsprojekts Thomas Meiren, Sabrina Lamberth Beschreibung und Strukturierung von Dienstleistungsan geboten Sabrina Lamberth Dienstleistungsproduktivität – Grundlagen und Kennzahlen für die komponentenbasierte Produktivitätsbetrachtung von Dienstleistungen. Stephan Klingner, Martin Böttcher Der Begriff der Komponente als Grundlage von Konfigurationen in der Dienstleistungsdomäne Michael Becker, Stephan Klingner Metamodell zur komponentenbasierten Modellierung komplexer Dienstleistungen. Michael Becker, Stephan Klingner Abhängigkeitsbeziehungen zwischen Elementen von Dienstleistungsportfolios Michael Becker, Stephan Klingner, Frank Schumacher Werkzeug zur komponentenbasierten Modellierung und Konfiguration von Dienstleistungen Sabrina Lamberth, Thomas Meiren Methodik zur produktivitätsorientierten Granularitätsoptimierung bei komponentenbasierten Dienstleistungen Sabrina Lamberth Methodik zur Analyse und Optimierung der Dienstleistungsproduktivität unter Berücksichtigung qualitativer Faktoren Mike Freitag, Franz Pauthner, Stefan Ochs, Mathias Mayer Entwicklung eines Frameworks zum Change Management für ECM-Lösungen Ronni Swialkowski, Arndt Döhler Komponentisierung des Full-Services E-Commerce Angebots bei Intershop Till Post, Wilhelm Taurel Aus der Praxis der Produktivität internationaler Hightech-Dienstleistungssystem

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