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

Lernen im Kontext : Digitale Medien für Menschen mit Lernschwierigkeiten Entwicklung und Erprobung eines mobilen Assistenzsystems für kontextbezogenes Lernen

A model of an assistance-system was built in an intensive and multilayered process of participatory software development in the context of a sheltered-workshop for disabled people. The solution is assisting people with learning disabilities to accomplish auton-omously their job tasks. Based on emotion-recognition and specific personalized profiles the system can recognize the cognitive abilities in a certain situation and assist to coop with problems by personalized feedback. Therefor the successful completion of a task is supported and the system can prevent failures and dangerous mistakes. As a result the experience of personal confidence and self-efficacy can be fostered. By a prototype the model could be evaluated and refined. The system consists of an authoring-area for designing personalized audio-visual work instructions and a mobile assistance area, that could easily be integrated in a production station. Because of the special needs of the target group and their vulnerability a adapted version of participatory software de-velopment process has to be initiated and applied

Klausurtagung des Instituts für Telematik. Mainz 29.-31. März 1998

Der Bericht gibt einen Überblick über aktuelle Forschungsarbeiten des Instituts für Telematik der Universität Karlsruhe in den Bereichen Hochleistungskommunikation, verteilte Systeme, Cooperation&Management und Telekooperation. Er ist in zwei Teile gegliedert. Der erste beschreibt die persönlichen Interessensgebiete der wissenschaftlichen Mitarbeiter. Danach folgt eine Darstellung der Kooperationsprojekte des Instituts. Im Anhang finden sich aktuelle Eigenveröffentlichungen der Mitarbeiter des Instituts. Der Tagungsband entstand im Rahmen der siebten Klausurtagung des Instituts für Telematik, die vom 29. bis zum 31. März 1998 in Mainz abgehalten wurde

Assistenzsysteme zur Reduktion des Schädigungsverhaltens von Komponenten einer mobilen Arbeitsmaschine

In dieser Arbeit werden modulare Assistenzsysteme zur Schädigungsreduktion am Beispiel eines Radladers erforscht. Identifikationsmodule liefern Informationen über den aktuellen Fahr- und Arbeitszustand, den Maschinenbediener und die Schüttgutmasse. Schädigungsmodule mit komplexitätsreduzierten Modellierungsansätzen erlauben eine Berechnung der zu erwartenden Maschinenschädigung. Die Einsatzmöglichkeiten der Assistenzsysteme werden in einer modellbasierten Entwicklungsumgebung aufgezeigt

Fehlervermeidung und Prozessmonitoring in komplexen und dynamischen Großschadenslagen

In dieser Arbeit wird der Frage nachgegangen, inwieweit eine Computerunterstützung in komplexen, kritischen Arbeitsbereichen zu einer Harmonisierung der Handlungsabläufe und zur Verhinderung von Fehlern (z. B. Gedächtnisfehlern) beitragen kann. Als Beispiel eines komplexen und dynamischen Arbeitsbereiches wird das Agieren von Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) in Großschadenslagen betrachtet. Motiviert durch den großen Erfolg von Checklisten in der Luftfahrt und in der Intensivmedizin, wird in dieser Arbeit eine systematische Übertragung des Checklisten-Prinzips auf den deutschen BOS-Bereich vorgeschlagen. Hierfür wird ein Rahmenwerk eines intelligenten elektronischen Checklisten-Assistenzsystems erarbeitet, das auch für alternative, soziotechnische Arbeitssysteme mit dem BOS-Bereich ähnlichen Merkmalen hilfreich zur Fehlervermeidung eingesetzt werden kann

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

Automatisierte Baumaschinen und Robotik

Die Bauwirtschaft sieht sich gegenwärtig und wohl auch in naher Zukunft mit einer großen Nachfrage nach Baumaßnahmen zur Schaffung von Wohnungen und Infrastruktur konfrontiert. Diesem Bedarf stehen ein nicht zu übersehender Mangel an Fachkräften und zunehmende Regularien und Qualitätserwartungen während des gesamten Bauprozesses gegenüber. Verglichen mit anderen Wirtschaftsbereichen hat die Baubranche zudem erheblichen Nachholbedarf im Hinblick auf ihre Produktivitätsentwicklung. So zeigen dahingehend nahezu alle Industrie- und Dienstleistungsbereiche einen mehr oder weniger kontinuierlich ansteigenden Trend, wohingegen die Produktivität in der Bauwirtschaft seit Jahrzehnten stagniert. Um diesen Anforderungen erfolgreich begegnen zu können, bieten die aktuell in allen Bereichen diskutierten Digitalisierungsansätze auch bei Baumaßnahmen und Baumaschinen nicht unerhebliches Potenzial. Dennoch gibt es bisher nur eine vergleichsweise geringe Durchdringung des Marktes mit industriell tauglichen Digitalisierungslösungen in der Bauwirtschaft. Vor diesem Hintergrund entstand das vorliegende Gutachten zum Thema „Automatisierte Baumaschinen und Robotik“, welches im Wesentlichen auf die Möglichkeiten und Grenzen der Automatisierung etablierter Baumaschinen durch die Integration verfügbarer Technologien zielt. Darüber hinaus werden neuartige und für den Einsatz in der Bauwirtschaft speziell konzipierte Technologien und Maschinen betrachtet. Dabei gewährt das Gutachten einen freien Blick auf den aktuellen Stand angewandter Technologien, Prozesse und Maschinen, zeigt weiterführend erkennbare Entwicklungstrends auf und klassifiziert Potenziale zur Effizienz-, Qualitäts- und Produktivitätssteigerung

Digitale Technik für ambulante Pflege und Therapie II: Impulse für die Praxis

Wie können Pflege und Gesundheitswesen so digitalisiert werden, dass alle davon profitieren? Dieser Frage widmen sich Expert*innen aus den Bereichen Medizin, Pflege und Therapie. Sie präsentieren Ergebnisse, die im Kontext der Veranstaltung "Digitalisierung im Gesundheitswesen - Gehen Sie mit uns in eine neue Zukunft" an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg im Juli 2022 entstanden. Im Mittelpunkt steht dabei die Projektreihe "DeinHaus 4.0". Daneben bespielen die Beiträge aber auch die Themen digitale Versorgungsanwendungen in Pflege und Gesundheit, Akzeptanz und Nutzung von sozio-assistiven Technologien in der Pflege sowie digitalisierte Logopädie bzw. Physiotherapie

Entwicklung und Evaluierung eines nutzerzentrierten Assistenzsystems zur Unterstützung von leistungsgeminderten Mitarbeitern bei manuellen Kommissioniertätigkeiten

Vor dem Hintergrund der aktuellen Herausforderungen der Lebens- und Arbeitswelt des 21. Jahrhunderts verstärken sich auch die Anforderungen an Werkstätten für behinderte Menschen. Insbesondere im komplexen intralogistischen Tätigkeitsfeld der manuellen Kommissionierung werden derzeit sowohl auf dem ersten Arbeitsmarkt als auch in den Werkstätten kaum leistungsgeminderte Mitarbeiter eingesetzt. In diesem Zusammenhang stellen informationstechnische und kognitive Assistenzsysteme einen zukunftsträchtigen und erfolgsversprechenden Ansatz zur Anleitung, Unterstützung und Kontrolle von manuellen Industrieprozessen dar. Den Weg zu einem solchen System geht diese Arbeit: von der nutzerzentrierten Entwicklung über die prototypische Umsetzung bis zur praktischen Evaluierung eines funktionsfähigen und ergonomischen Assistenzsystems zur Unterstützung von leistungsgeminderten Mitarbeitern bei der manuellen Person-zur-Ware-Kommissionierung. Das ist zugleich ein wichtiger Beitrag zur Ermöglichung der Teilhabe an Arbeit sowie der daraus resultierenden Förderung der Persönlichkeit von Menschen mit Behinderung und eine Antwort auf die vielfältigen und weitersteigenden Anforderungen an Werkstätten. Darüber hinaus soll der im Zuge der vorliegenden Arbeit umgesetzte Entwicklungsprozess mit seiner Vorgehensweise und Struktur als konzeptionelle Vorlage für die aufgabenorientierte und nutzergerechte Gestaltung von weiteren Assistenzsystemen in der industriellen Anwendung dienen, wie z.B. bei der Montage oder der Verdrahtung von Schalt- und Steuerungsanlagen. Die Arbeit setzt sich zu Beginn mit aktuellen technischen, politischen und institutionsspezifischen Rahmenbedingungen auseinander und betrachtet diese hinsichtlich der Nutzergruppe der leistungsgeminderten Mitarbeiter. Auf Grundlage einer Analyse des Arbeitsprozesses und der Nutzergruppe werden Anforderungsprofile von Seiten des Prozesses, der zukünftigen Nutzer und der Technik erstellt. Daraus lassen sich Zielsetzungen für die Konzeption und Entwicklung des nutzerzentrierten Assistenzsystems ableiten und der Kommissionierprozess spezifizieren. Im Nachgang wird die hardware- und softwareseitige Konzeption und Entwicklung der einzelnen Funktionseinheiten und des Anleitungssystems erläutert sowie der Aufbau und die Funktionsweise dargestellt. Abschließend erfolgt die Anwendung und detaillierte Evaluierung der realisierten Systemlösung.Against the backdrop of current challenges in the living and working environment of the 21st century, the demands placed on sheltered workshops are also intensifying. Particularly in the complex intralogistics field of manual order picking, there are hardly any employees with disabilities working either in the first labor market or in sheltered workshops. In this context, information technology and cognitive assistance systems represent a future-oriented and promising approach to the guidance, support and control of manual industrial processes. For this reason, the central goal of this dissertation is to describe the user-centered development, prototypical implementation and practical evaluation of a functional and ergonomic assistance system for the support of people with disabilities in manual order picking processes. At the same time, this is an important contribution to enabling participation in work as well as encouraging the development of the personality of people with disabilities; it is also a response to the diverse and increasing demands placed on sheltered workshops. In addition, the development process, which was implemented in the course of the present work, is intended to serve as a conceptual template for the task-oriented and user-friendly design and development of further assistance systems in industrial applications, such as the assembly or wiring of switchgear and control systems. At the beginning, the present work deals with current technical, political and institution-specific framework conditions and considers these with regard to the user group of employees with disabilities. On the basis of an analysis of the work process and the user group, requirement profiles are created, taking into account the process, the future users and the technology. From this, objectives for the design and development of the user-centered assistance system can be derived and the picking process specified. Subsequently, the hardware and software development of the single functional units and the guidance system are explained, and their structure and the operating principles presented. Finally, the application is implemented and a detailed evaluation of the implemented system solution is carried out

Verbesserung des Abweichungsmanagement im digitalen Shopfloor Management durch Natural Language Processing

Shopfloor Management (SFM) ist ein verbreiteter Ansatz zur Bearbeitung von Abweichungen in der Produktion. Aktuell geht die Entwicklung hin zu digitalen SFM-Systemen (dSFM), um den manuellen Aufwand in der Aktualisierung der Informationen zu reduzieren. Während aktuelle Softwarelösungen vor allem die bestehenden Prozesse digital nachbilden, liegt die Zukunft in der Verbesserung der Prozesse durch die Analyse und Verarbeitung der entstehenden Daten. Im Abweichungsmanagement handelt es sich dabei im Wesentlichen um Freitexte, in denen Abweichungen, Ursachen und Maßnahmen dokumentiert sind. In diesen Daten steckt so das bisher ungenutzte, aber wertvolle domänenspezifische Wissen der Beschäftigten. Daher bearbeitet diese Arbeit das folgende Ziel: Gestaltung von Assistenzsystemen für die Verbesserung des Abweichungsmanagement im dSFM und einer Methode zu deren situationsspezifischen Einführung in Unternehmen. Für die Gestaltung der Assistenzsysteme wird ein menschzentrierter Ansatz gewählt und es werden kontinuierlich Anforderungen und Feedback von insgesamt 104 Personen aufgenommen. So wird gezeigt, dass sich die Assistenzsysteme „Empfehlungssysteme zur Verstetigung des Wissens“, „Document Clustering zur Identifikation der Top-Themen“ und „Chat-Apps mit Extraktion von Informationen“ positiv auf die Erfolgsfaktoren des Abweichungsmanagement im dSFM auswirken. Dafür wird auch die Leistungsfähigkeit der Assistenzsysteme gemessen. Die verwendeten Ansätze aus dem Bereich des Natural Language Processing (NLP) sind dabei anfällig gegen einige der typischen Eigenschaften von Abweichungsbeschreibungen im dSFM: kurze Texte, zahlreiche Synonyme und Rechtschreibfehler. Daher werden die relevanten Eigenschaften von dSFM-Textdaten für die Leistungsfähigkeit der Assistenzsysteme anhand von drei Datensätzen aus der Industrie quantifiziert. Auf dieser Basis wird anschließend ein synthetischer Datensatz von dSFM-Textdaten erzeugt, mit dem Test zur weiteren Verbesserung der Assistenzsysteme durch eine produktionsspezifische Aufbereitung der Daten durchgeführt werden. Abschließend wird anhand der erzielten Erkenntnisse eine Methode zur Konfiguration eines Anwendungssystems für Unternehmen gestaltet. Mit dieser ist es möglich, die notwendigen Assistenzsysteme und die Schritte zu deren Einführung auf Basis einer einfachen Selbstbewertung des Unternehmens abzuleiten. Damit wird Unternehmen die Umsetzung der Assistenzsysteme erleichtert. Auf Basis einer Verbreitung der Assistenzsysteme in der Praxis können zukünftig weitere Fragen zur deren Wirkung im Unternehmen beantwortet werden. Des Weiteren ist es mit dem erstellten synthetischen Datensatz möglich, weitere vergleichende Studien über verschiedene NLP-Ansätze zur Verarbeitung von dSFM-Textdaten durchzuführen. Langfristig wird so eine weitere Datenquelle, die der Textdaten, für Anwendungen wie z.B. Digitale Zwillinge in der Produktion erschlossen