Routing in dezentral gesteuerten, modularen Fördersystemen

Durch die fortschreitende Digitalisierung der industriellen Produktionskette (Industrie 4.0) werden auch neue Anforderungen an industrielle Fördersysteme gestellt. So müssen diese autonom und flexibel auf Änderungen innerhalb der Produktion reagieren, zu denen z.B. Layoutänderungen zählen. Bereits existierende Steuerungsalgorithmen für modulare Fördersysteme können schon heute Konflikte verhindern, zu denen Kollisionen, Verklemmungen, Livelocks und das Verhungern zählen. Jedoch ist keiner der existierenden Algorithmen zeitfensterbasiert. Durch einen zeitfensterbasierten Steuerungsalgorithmus wird es möglich, unmittelbar die wichtigste Zielgröße eines Fördersystems zu optimieren: Den Durchsatz. In dieser Arbeit wird ein zeitfensterbasierter Steuerungsalgorithmus für modulare Fördersysteme vorgestellt. Die Korrektheit des Algorithmus wird bewiesen, seine Laufzeit bestimmt und das Systemverhalten in einer Simulationsumgebung untersucht

Development of a framework to evaluate the practicality of 5G for intralogistics use cases in standalone non-public networks

Industrial Engineerin

Auswirkungen der Digitalisierung und Industrie 4.0 auf den bundesdeutschen Sozialstaat: Sozialpolitik im Spannungsgefüge der digitalen Transformation

Die Dissertation beschäftigt sich mit den Auswirkungen der Digitalisierung und Industrie 4.0 auf den deutschen Wohlfahrtsstaat und geht der Frage nach, welche Anforderungen sich an die Sozialpolitik im Spannungsgefüge der digitalen Transformation des 21. Jahrhunderts stellen. Hierfür werden im ersten Teil der Arbeit die für die Analyse und Beantwortung der Fragestellung notwendigen Grundlagen der Industrialisierung sowie des bundesdeutschen Sozialstaates dargelegt und erörtert. In diesem Kontext wird zunächst diskutiert, wie das Phänomen der Industrialisierung in historischer, theoretischer, ökonomischer und gesellschaftlicher Hinsicht charakterisiert werden kann. Dabei liegt ein wesentlicher Schwerpunkt zum einen auf dem mit der Industrialisierung einhergehenden Wandel der Arbeits- und Produktionsweisen und zum anderen auf der Erkenntnis, dass bereits die Zeitgenossen des 18. und 19. Jahrhunderts die Industrialisierung und damit technisch-ökonomische Transformationsprozesse in einem – ähnlich wie heute – äußerst ambivalenten Licht betrachtet haben: So wurde die industrielle Entwicklung nicht nur als Anbruch eines verheißungsvollen, neuen technologischen Zeitalters gedeutet, sondern auch als Hauptursache für den ökonomischen und sozialen Niedergang im Gewand des Pauperismus, obgleich sie diesen doch langfristig durch den steigenden Wohlstand hat überwinden helfen können. Darauf aufbauend wird gezeigt, dass die Industrialisierung in Verbindung mit anderen Faktoren einerseits zu ökonomischen und andererseits zu gesellschaftlichen und letztlich auch politischen Umwälzungen und Konflikten geführt hat, womit sie in erheblichem Maße die Entstehung der Sozialen Frage mitbedingt und zugleich eine notwendige Bedingung für die Genese des deutschen Wohlfahrtsstaates dargestellt hat. Darauf basierend werden die Grundzüge der Sozialpolitik und des bundesdeutschen Sozialstaates dargestellt. Während zunächst auf die normativen Hintergründe, Gestaltungsprinzipien, Funktionen und Wirkungen sowie Instrumente der Sozialpolitik eingegangen wird, gilt der Fokus der weiteren Abhandlung auf der Erstellung einer Momentaufnahme des bundesdeutschen Sozialstaates, bei der nicht nur die verfassungsrechtliche Verankerung und Gestaltungsprinzipien desselben, sondern auch die zentralen sozialstaatlichen Regelungskompetenzen, Handlungsfelder und Aufgabenbereiche ausgeführt und seine integralen Institutionen, sowie finanzielle Aspekte seiner gegenwärtigen Konstitution beleuchtet werden. Erst diese umfassende Darstellung der Grundlagen der Sozialpolitik und die Skizzierung des Status quo des bundesdeutschen Wohlfahrtsstaates als Referenzarchitektur machen eine Überprüfung künftiger Wechselwirkungen zwischen der digitalen Transformation und der Arbeitswelt einerseits sowie den hieraus potentiell resultierenden Auswirkungen auf und Anforderungen an den Sozialstaat andererseits möglich. Von dieser Thematik zunächst losgelöst widmet sich der zweite Teil der Arbeit dem Gegenstand der Digitalisierung sowie der Industrie 4.0. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf einer umfassenden Darstellung und Abgrenzung beider Bezugsgegenstände, um ein fundiertes Verständnis der digitalen Transformation und der damit einhergehenden Änderungen zu generieren. Hierzu werden in einem ersten Schritt die Entwicklung sowie die Grundzüge der Digitalisierung erörtert. In diesem Zusammenhang besteht das übergeordnete Ziel darin, das Phänomen umfassend, d. h. multiperspektivisch zu definieren, da der Begriff in einer Vielzahl von sozial- und wirtschaftswissenschaftlichen Abhandlungen des englischen und des deutschen Sprachraums als ein weitestgehend selbstverständliches und deshalb nicht näher zu bestimmendes Topos gehandelt wird, mit dem – mittlerweile einem Schlagwort gleichend – verschiedenste technologische, ökonomische, soziale, ja sogar politische Entwicklungen subsumiert und erklärt werden sollen, dies aber ohne einerseits sich ausreichend mit den informationstechnologischen und ökonomischen Charakteristika der Digitalisierung auseinanderzusetzen, und andererseits eine adäquate Abgrenzung dessen vorzunehmen, was unter dem Bezugsgegenstand konkret zu verstehen ist. In diesem Sinne werden nicht nur die technologischen und theoretischen Voraussetzungen der Digitalisierung erörtert, auch wird die attestierte Neuartigkeit des Phänomens diskutiert. Zudem wird die informationstechnologische Digitalisierung des 20. Jahrhunderts am Beispiel der Entwicklung der Computer-, Speicher-, Übertragungs- und Vernetzungstechnik, insbesondere mit Blick auf die für die heutige Digitalisierung unerlässliche Entstehung des Internets, beschrieben und ökonomische sowie arbeitstechnische Aspekte erörtert, um eine Deutung des Begriffs jenseits des Technologischen vorzunehmen und die wesentlichen Treiber der Digitalisierung freizulegen. Diese Thematisierung ist gerade für ein tiefergehendes Verständnis der digitalen Transformation und der mit ihr einhergehenden gegenwärtigen, wie auch künftigen technisch-ökonomischen Entwicklungen sowie Auswirkungen auf die Arbeitswelt von besonderer Relevanz. In einem zweiten Schritt gilt es das Konzept der Industrie 4.0 hinsichtlich seines wirtschaftlichen und politischen Entstehungskontextes zu beleuchten und die es auszeichnenden Basistechnologien sowie die zentralen betriebswirtschaftlich-produktionstechnischen Gestaltungsprinzipien herauszuarbeiten. Schließlich wird die Frage diskutiert, inwiefern die Industrie 4.0 ein Produktionsregime neuen Typs darstellt und wie die digitale Transformation von der früheren industriellen Entwicklung abgegrenzt werden kann. Ausgehend von der grundlegenden Rückkopplung zwischen technisch-ökonomischem Fortschritt, dem menschlichen Produktionsfaktor Arbeit sowie den sozialpolitischen Rahmenbedingungen und Strukturen folgt die im dritten Teil vollzogene Analyse einem dreigliedrigen Aufbau. So werden zunächst wichtige theoretische Zugriffe für das sich auf Grund der digitalen Transformation im Wandel befindende Konzept von Arbeit aufbereitet. Hierbei liegt das Hauptaugenmerk auf der digitalen Informatisierung von Arbeit, der sich im Zuge von Industrie 4.0 und Digitalisierung verändernden Mensch-Technik-Interaktion sowie auf den im Kontext des technologischen Fortschritts resultierenden qualifikatorischen Anforderungen an die menschliche Arbeitskraft von morgen. Anschließend werden eine Reihe gegenwärtig empirisch beobachtbarer sowie kurz- bis mittelfristig erwartbarer Auswirkungen der digitalen Transformation auf die Arbeitswelt der deutschen Volkswirtschaft, allen voran in Gestalt sich verändernder Tätigkeits- und Qualifikationsstrukturen, potentieller Beschäftigungseffekte und struktureller Veränderungen des Arbeitsmarktes sowie des möglichen Wandels der Arbeits- und Beschäftigungsformen erarbeitet und bewertet. In diesem Kontext werden die identifizierten Auswirkungen dahingehend erörtert, welche Anforderungen hieraus für die bundesdeutsche Sozialpolitik im Spannungsgefüge der digitalen Transformation des 21. Jahrhunderts resultieren. Darauf aufbauend werden die im Rahmen der Analyse gewonnenen Ergebnisse diskutiert und die mit Blick auf die zentrale Fragestellung zu ziehenden Schlussfolgerungen erörtert. Zuletzt erfolgt eine kritische Reflexion der Leistungen und Grenzen der Dissertation, die mit einem Forschungsausblick endet