Digitalisierung und ihr Einfluss auf Arbeit und Qualifizierung in kleinen metallbearbeitenden Unternehmen Nordrhein-Westfalens

Ziel der Studie war die exemplarische Erforschung des Einflusses der Digitalisierung in kleinen metallbearbeitenden Betrieben in NRW auf Arbeit und Qualifizierung. Betriebsangehörige wurden befragt, einzelne im Rahmen einer Projektethnografie interviewt. Nach den Methoden werden die Fälle beschrieben und Handlungsempfehlungen abgeleitet. In den beforschten KMUs war Qualitätssteigerung Ziel der Digitalisierung, nicht Vollautomatisierung. Neben individueller Qualifizierung erforderte dies organisationales Lernen.The aim of the study was to exemplarily investigate the influence of digitization in small metalworking companies in NRW on work and qualifications. Employees were questioned, some of them interviewed within the framework of project ethnography. First, the methods are described, then the cases and, finally, the derived recommendations for action. In the researched SMEs quality improvement (not full automation) is the goal. Digitization requires both individual qualifications and organizational learning

Dynamic Devices Network Architecture

Die zunehmende Internationalisierung der Märkte, das wachsende, immer differenziertere Produktangebot und die hohe technische Innovationsgeschwindigkeit führen zu immer härteren Wettbewerbsbedingungen auf dem Markt. Diese Situation zwingt die Unternehmen nicht nur zu kontinuierlichen Anstrengungen, um ihre Produktivität und Qualität zu steigern, sondern es stehen auch immer geringere Mittel für die Realisierung von Produktions- und/oder Messeinheiten innerhalb des Produktionsprozesses zur Verfügung. Als Folge dessen werden Entwickler mit folgenden Grundforderungen konfrontiert: · Abstimmung der Architektur auf vorhandene und/oder gängige Infrastrukturen · Reduzierung des Entwicklungsaufwandes durch Modularisierung des Systemaufbaues · Reduzierung der Wartungs- und Administrationskosten durch einfache Handhabbarkeit · Maximierung der Betriebssicherheit und Minimierung der Ausfallzeiten · Einfache Erweiterbarkeit · Hohe Wiederverwendbarkeit Ein Resümee von Softwareprojekten über die letzten Jahre zeigt, dass sich der Rahmen für Softwareentwicklung insgesamt geändert hat. Softwareprojekte sind heute mehrschichtige, verteilte (ggf. auch komponentenbasierte) Anwendungen mit gestiegenen Anforderungen an Funktionalität, Qualität und Flexibilität. Leider beinhalten die Architekturen und Konzepte der ‚Verteilten Systeme' Schwächen, diese für verteilte Mess- und Steuerungssysteme direkt umzusetzen. Ziel dieser Arbeit ist es, die Schwächen vorhandener Konzepte aufzuzeigen und eine Architektur vorzustellen, die den Entwickler unterstützt, verteilte Mess- und Steuerungssysteme bis hin zu Prozessleitsystemen unter dem Betriebssystem Windows zu entwickeln

Selbstorganisiertes Lernen an Hochschulen: Strategien, Formate und Methoden

Lernende als Teilgebende, nicht als Teilnehmende: Die Autorinnen und Autoren des Sammelbandes beschreiben Konzepte und Umsetzungsbeispiele für selbstorganisiertes Lernen an der Hochschule. Der interdisziplinär-fachdidaktische Band verknüpft die reflektierte Auseinandersetzung mit dem eigenen Tun als Hochschullehrende mit Expertisen aus verschiedenen Hochschuldisziplinen. Im Fokus stehen dabei didaktische Konzepte und Formate, mit denen Studierende ihr Lernen selbst gestalten können. Die Verschiebung des Fokus von der klassischen, rhetorisch-lehrendenzentrierten Vermittlung zur Selbstorganisation von Lernen aktiviert die Studierenden nachhaltig und ermöglicht neue Zugänge zum Lernstoff. Die vorgestellten Strategien, Formate und Methoden sind fachübergreifend und adressieren verschiedene Stadien des Studiums, von der Studieneingangsphase über das Masterstudium bis hin zur Promotion. Ein Exkurs zur Wirkung von Humor für eine anregende, positive Lernatmosphäre bildet den Schlusspunkt des Bandes

Echtzeitfähige Softwareagenten zur Realisierung cyber-physischer Produktionssysteme

Aktuelle ökonomische Trends, wie die zunehmende Globalisierung und die wachsende Technisierung und Individualisierung vieler Konsumgüter, führen im Hinblick auf die zur Fertigung dieser Güter eingesetzte Automatisierungstechnik zu steigender Komplexität und hohen Flexibilitätsanforderungen. Ein Konzept zur Adressierung dieser Anforderungen ist die Auslegung von automatisierten Anlagen als modulares System flexibel kombinierbarer cyber-physischer Komponenten. Die namensgebende Einheit von mechatronischem Bauteil und lokaler Rechenkapazität ermöglicht Herstellern solcher Komponenten, Softwarebausteine für typische Steuer-, Bedien- oder Diagnoseaufgaben gebrauchsfertig vorzubereiten und so den (Re-)Engineeringaufwand bei der (Um-)Gestaltung des Gesamtsystems deutlich zu reduzieren. Allerdings stellt diese Vision hohe Ansprüche an die zugrundeliegende Softwarearchitektur, die von den derzeit zur Realisierung automatisierter Systeme eingesetzten Technologien nicht vollständig erfüllt werden. Das Paradigma der Agentenorientierung ist ein tragfähiger Ansatz zur Realisierung solcher lose gekoppelten verteilten Systeme und stellt durch leistungsfähige Interaktionsmechanismen sowie die enge Integration von semantischem Wissen zusätzliche Funktionalität in Aussicht: Als Agenten ausgelegte Komponenten könnten auch die logische Vernetzung untereinander während der Inbetriebnahme, nach Umrüstungen oder in Reaktion auf Betriebsstörungen teilweise selbst übernehmen. Dadurch ergeben sich Fähigkeiten wie Selbstkonfiguration und Selbstregeneration, die in der Fachliteratur unter dem Begriff Self-X zusammengefasst werden. Die fehlende Echtzeitfähigkeit, insbesondere in Bezug auf besagte Interaktionsmechanismen, hat jedoch bisher die Einsetzbarkeit von Agentensystemen in der Automatisierung limitiert und die Ausschöpfung der genannten Potentiale behindert. Deshalb wird in dieser Dissertation eine echtzeitfähige Laufzeitumgebung für Softwareagenten entworfen und anschließend die Überarbeitung bestehenden Kommunikationsmechanismen im Hinblick auf ihre Echtzeitfähigkeit vorgenommen. In diesem Kontext wird mit dem Konzept der semantischen Adressierung eine vielfältig einsetzbare Möglichkeit geschaffen, Nachrichten an ausgewählte Gruppen von Agenten mit bestimmten, semantisch beschriebenen Eigenschaften zur verschicken. Die dabei zur Wissensrepräsentation genutzten Taxonomie-Bäume bieten ein für viele Aufgabenstellungen ausreichendes Maß an Ausdrucksstärke und erlauben zudem die Verarbeitung unter harten Echtzeitbedingungen. Abschließend werden die geschaffenen Mechanismen in einem Antwortzeitmodell abgebildet, mit dem das rechtzeitige Reagieren eines Agentensystems auf lokal oder verteilt zu behandelnde Ereignisse überprüft und nachgewiesen werden kann. Damit wird ein Hauptkritikpunkt von Agentensystemen adressiert, was zu einer nachhaltigen Steigerung der Akzeptanz des Agentenparadigmas führen könnte. Während große Teile der erarbeiten Lösung als allgemeingültige Grundlagenforschung verstanden werden können, wird bei der Formulierung von Anforderungen, der Darstellung von Beispielen und der Erläuterung von Entwurfsentscheidungen immer wieder auf automatisierungstechnische Belange Bezug genommen. Außerdem wird am Ende der Arbeit eine kritische Bewertung der Ergebnisse vor dem Hintergrund eines möglichen Einsatzes in zukünftigen Automatisierungssystemen durchgeführt und damit das Gesamtbild abgerundet

Adaptivität und semantische Interoperabilität von Manufacturing Execution Systemen (MES)

MES (Manufacturing Execution Systems) are situated between automation and management level and are affected from changes of the production. Therefore their adaptivity within the lifecycle of production plants is mission critical. Furthermore MES act as data and information hub. This means that they have to work together with other systems in an efficient and seamless way. MES must be interoperable and must have semantics under control. The present publication faces both aspects

Selbstorganisiertes Lernen an Hochschulen

Lernende als Teilgebende, nicht als Teilnehmende: Die Autorinnen und Autoren des Sammelbandes beschreiben Konzepte und Umsetzungsbeispiele für selbstorganisiertes Lernen an der Hochschule. Der interdisziplinär-fachdidaktische Band verknüpft die reflektierte Auseinandersetzung mit dem eigenen Tun als Hochschullehrende mit Expertisen aus verschiedenen Hochschuldisziplinen. Im Fokus stehen dabei didaktische Konzepte und Formate, mit denen Studierende ihr Lernen selbst gestalten können. Die Verschiebung des Fokus von der klassischen, rhetorisch-lehrendenzentrierten Vermittlung zur Selbstorganisation von Lernen aktiviert die Studierenden nachhaltig und ermöglicht neue Zugänge zum Lernstoff. Die vorgestellten Strategien, Formate und Methoden sind fachübergreifend und adressieren verschiedene Stadien des Studiums, von der Studieneingangsphase über das Masterstudium bis hin zur Promotion. Ein Exkurs zur Wirkung von Humor für eine anregende, positive Lernatmosphäre bildet den Schlusspunkt des Bandes

Chancen und Risiken mobiler und digitaler Kommunikation in der Arbeitswelt. Endbericht zum TA-Projekt

Die Digitalisierung der Arbeitswelt und die damit einhergehenden Chancen und Risiken für die Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer sind ein beherrschendes Thema in der gesellschaftlichen wie auch in der politischen Diskussion. Die Unaufhaltsamkeit der Digitalisierung ist mittlerweile allen politisch und gesellschaftlich Verantwortlichen klar, wenn auch noch große Unsicherheiten hinsichtlich der genauen Ausprägungen und Effekte der Digitalisierung von Arbeit vorherrschen. Postulierte Chancen und Risiken werden sehr unterschiedlich wahrgenommen und kontrovers diskutiert. Der TAB-Arbeitsbericht Nr. 174 zeigt überblicksartig die Auswirkungen der Digitalisierung auf die Arbeitswelt und die damit einhergehenden Potenziale und Problemlagen für Beschäftigte. Darüber hinaus werden die vielschichtigen, oft noch vagen Entwicklungen einer Arbeitswelt 4.0 für zwei sehr unterschiedliche Branchen vertiefend aufgezeigt und eingeordnet. Dafür wurden zwei wirtschaftsstarke Branchen analysiert: die Automobilindustrie für den Bereich der Produktionsarbeit und die IKT-Dienstleistungsbranche für die Dienstleistungsarbeit. Ebenfalls wird im Bericht analysiert, ob und wie bestehende Arbeitsrechts- und Arbeitsschutzregelungen weiterentwickelt werden können bzw. müssen, um sich an die neuen Arbeitsweisen und die sich damit verändernden Arten der Arbeit anzupassen. Inhalt Zusammenfassung 9 I Einleitung 29 II Die Digitalisierung der Arbeitswelt – der aktuelle Stand der Debatte 35 1 Digitale und mobile Arbeit in Deutschland 35 1.1 Definitionen 35 1.2 Verbreitung digitaler Arbeit in Unternehmen 38 1.3 Verbreitung digitaler Arbeit bei Beschäftigten 40 2 Einfluss der Digitalisierung auf Arbeitsmarkt und Beschäftigung 43 2.1 Beschäftigungseffekte digitaler Technologien 43 2.2 Qualifizierung und Weiterbildung für digitale Arbeit 48 3 Flexibilisierung und Entgrenzung von Arbeit 51 3.1 Arbeitszeiten und Arbeitsorte 52 3.2 Anforderungen und Belastungen durch digitale Arbeit 57 4 Crowdworking als neue digitale Arbeitsform 60 4.1 Crowdworking als Outsourcing standardisierter Tätigkeit 61 4.2 Crowdworking für komplexe Lösungsprozesse durch Crowdcreation 63 4.3 Chancen und Risiken von Crowdworking 64 5 Fazit 66 III Technologische Entwicklungstrends: Industrie 4.0 und Cloudcomputing 69 1 Industrie 4.0 70 1.1 Überblick 70 1.2 Machine-to-Machine-Vernetzung und cyberphysische Systeme 72 1.3 Smart Factory 74 2 Cloudcomputing 75 2.1 Überblick 75 2.2 Verbreitung in Deutschland 78 3 Erwartete Implikationen für zukünftiges Arbeiten 81 3.1 Industrie 4.0 82 3.2 Cloudcomputing 83 IV Branchenfokus 85 1 Automobilbau 87 1.1 Branchensteckbrief 87 1.2 Grad der Digitalisierung: Status quo und Trends 90 1.3 Wandel der Arbeit 97 1.4 Auswirkungen der Digitalisierung auf Rationalisierung und Beschäftigung 101 1.5 Auswirkungen der Digitalisierung auf Berufsbilder, Qualifizierung und Weiterbildung 104 1.6 Auswirkungen der Digitalisierung auf Flexibilisierung und Entgrenzung von Arbeit 110 1.7 Auswirkungen der Digitalisierung auf Belastungs- und Gesundheitsaspekte 118 1.8 Zwischenfazit 119 2 IKT-Dienstleistungen 121 2.1 Branchensteckbrief 121 2.2 Grad der Digitalisierung: Status quo und Trends 128 2.3 Wandel der Arbeit 133 2.4 Auswirkungen der Digitalisierung auf Berufsbilder, Qualifizierung und Weiterbildung 143 2.5 Auswirkungen der Digitalisierung auf Flexibilisierung und Entgrenzung von Arbeit 148 2.6 Auswirkungen der Digitalisierung auf Arbeitsbelastung und Gesundheit 157 2.7 Zwischenfazit 159 3 Gesamtfazit 161 V Regulierung digitaler Arbeit – arbeitsrechtliche Herausforderungen 165 1 Arbeitsrechtliche Grundlagen 165 2 Herausforderungen durch die Digitalisierung der Arbeit 172 2.1 Flexibilisierte und entgrenzte Arbeit 172 2.2 Arbeitsschutz 178 2.3 Datenschutz 184 2.4 Neue digitale Arbeitsformen: Crowdworking 190 3 Fazit 198 VI Resümee und Handlungsfelder 201 1 Ergebnisse der Branchenanalyse 202 2 Handlungsfelder 207 2.1 Gestaltung des Wandels von Technik und Arbeit 208 2.2 Schaffung einer kontinuierlichen Daten- und Informationsgrundlage 213 2.3 Umgang mit Konfliktpotenzialen auf individueller Ebene: zwischen Autonomie und (Selbst-)Ausbeutung 215 2.4 Forschungsbedarf 219 Literatur 223 1 In Auftrag gegebene Gutachten 223 2 Weitere Literatur 223 Anhang 241 1 Abbildungen 241 2 Tabellen 242 3 Abkürzungen 24

Diagnosis of automotive electronic systems by structure analyses

In heutigen Fahrzeugsystemen ist ein großer Anteil der Funktionalität auf den Wunsch nach hoher Sicherheit, großem Komfort und der Reduktion der Schadstoffemissionen zurückzuführen. Diese Funktionen werden durch den Einsatz von immer mehr Elektrik und Elektronik realisiert, die im Rahmen der Fahrzeugdiagnose in der Werkstatt aufgrund der unübersehbaren Anzahl von Abhängigkeiten und Varianten nur schwer beherrscht werden können. Um diesen Problemen zu begegnen, werden in der Arbeit unterschiedliche Diagnoseverfahren miteinander verglichen und unter den Aspekten der effizienten Einbindung in den Entwicklungsprozess bei insgesamt guten Diagnoseergebnissen und Beherrschung der Variantenvielfalt bewertet. Dabei wurde ermittelt, dass kein bisher bekanntes Verfahren direkt diese Anforderungen erfüllt, und ein neuer Ansatz gefunden werden musste. Dieses Problem wurde gelöst, indem aus der Kombination der erkannten Stärken bekannter Diagnoseverfahren ein passendes neues Konzept entwickelt wurde. Für die neue Diagnoselösung wurde die bei probabilistischen Netzwerken verwendete Systemstruktur als wesentliches Element verwendet. Der wechselseitige Einfluss zwischen Funktionen und Steuergeräten wird systematisch betrachtet, indem die Fehlerfortpflanzungsmöglichkeiten direkt aus dem Entwicklungsprozess bestimmt werden. Dabei werden neben den üblicherweise für die Diagnose verwendeten elektrischen Abhängigkeiten auch logische Beziehungen in die Diagnoselösung einbezogen, die sich aus der Software und der Kommunikation der Steuergeräte untereinander ergeben. Wichtiger Aspekt der Betrachtungen ist die Frage "Wie hängen die Systemkomponenten voneinander ab?" um an sich völlig unterschiedliche Teilsysteme miteinander zu verbinden und diese Informationen für die Diagnose nutzbar zu machen. Gleichzeitig ist die praxisnahe Definition einer Anbindung an den Softwareentwicklungsprozess für eingebettete Systeme wesentlicher Bestandteil der Arbeit.In todays automotive systems a high percentage of the functionality is a result of the customers wish for security, comfort and reduced emissions. These functions are realized by more and more electric and electronic components. Existing garages' diagnostic systems insufficiently deal with the resulting systems because of the innumerable dependencies and variants. In order to address this problem, this paper compares different diagnostic approaches concerning their efficiency of the integration into the development process, diagnosis quality and variant management. As a result it is stated that no well-known method completely meets these requirements. Therefore a new approach has been developed consisting of a combination of the identified advantages of the known methods. As a basic element the new diagnostic system includes the system structure used by probabilistic networks. The reciprocal influence between functions and electronic control units is orderly addressed by deduction of the paths of error propagation from development models. Additionally to the derived electrical structures commonly used by diagnostic systems also logic dependencies are integrated into the diagnostic system. These logic dependencies are derived from software functions and communication links between electronic control units. In order to combine physically different parts of the system, an important question is "What are the system components interdependencies?" By answering this question, these dependencies can be used by a diagnosis system as part of a combined system structure. At the same time the practical definition of a connection to the development process for embedded systems is an essential part of the work