Die Übersetzung des Bauwissens und ihre versteckten Konflikte

Das Bauwesen gilt aufgrund seiner Fragmentierung als ein Nachzügler der Digitalisierung. Große Bauunternehmen und Regierungen erhoffen sich aber dadurch erhebliche Verbesserungen der Effizienz und Transparenz in Bauprozessen sowie eine Bewältigung der Wohnungskrise. Als ein wichtiger Treiber gilt die verbindliche Einführung von Building Information Modeling (BIM), ein digitales 3D-Modell für alle Phasen des Bauwerks. Dieses Modell liefert Informationen nicht nur zum planerischen Entwurf und allen Gewerken, sondern auch zu Qualitäten, dem Projektablauf und den Kosten (bis zum Betrieb). Gerade dieser Ansatz verursacht bei vielen Architekt/-innen und Baubetrieben Zurückhaltung aufgrund von Schnittstellenproblemen und offenen Fragen zum geistigen Eigentum, zur Verantwortungs- und Haftungszuschreibung sowie zur Flexibilität im Bauprozess. Es gibt viele weitere Digitalisierungsstrategien. Für den Entwurf zielen sie zum Beispiel auf die maximale Ausschöpfung der Computerleistung für die bauliche Performance und die Integration diverser Anforderungen in einer kybernetischen Tradition oder loten die Grenzen des formal und technisch Machbaren mit ikonischen Gebäuden aus (computational design/parametric design). Auf der Baustelle sollen technisch die Potenziale einer Roboterisierung und Automatisierung der Bauarbeit oder organisatorisch die Potenziale digitalisierter Projektabläufe und des Datenaustauschs bis hin zu Bauplattform(ökonomi)en erschlossen werden. Jede Nutzung digitaler Möglichkeiten setzt eine Übersetzung der verschiedenen, soziologisch ungleichen, fragmentierten und implizit vorliegenden Wissensbestände in digitalisierte Informationsverständnisse voraus. Die Akteur-Netzwerk-Theorie betont, dass Übersetzung immer auch Verrat ist. Das gilt auch hier und ist den beteiligten Akteuren zumindest teilweise bewusst. Rollen werden zwischen Menschen, Computern und Robotern neu verteilt, Steuerungs- und Handlungsspielräume definiert, Ungleichheiten zementiert, Parameter und Handlungszwänge geschaffen. Mit unserem Beitrag möchten wir die Spannungen auf Basis der empirischen Forschung im Exzellenzcluster „Integratives computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur (IntCDC)“ herausarbeiten und in den Kontext übergeordneter Macht- und Konfliktstrukturen der Automatisierung einordnen

Digitales Assistenzsystem für das Product Lifecycle Management - Analyseansatz mit Fokus auf IT-Schnittstellen

Die Digitalisierung ist die treibende Kraft der aktuellen Entwicklungen unter dem Schlagwort Industrie 4.0. Heterogene und dezentral entstandene IT-Systeme in Unternehmen zu vernetzen ist derzeit eine der Hauptheraus-forderung in der Industrie. Erst auf Grundlage dieser Basis können Prozesse automatisiert und vernetzt realisiert werden. Besonders die Schnittstellen zwischen den IT-Systemen bilden eine Schlüsselrolle. Um diese effizienter zu gestalten, ist im Rahmen dieser Dissertation eine Methode vorgestellt, die Verantwortliche im Bereich der Digitalisierung unterstützt. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Ansatz zum IT-Schnittstellenmanagement entwickelt. Als Ausgangspunkt wurden die Aspekte des Produktlebenszyklusmanagements untersucht. Aufbauend auf den Erkenntnissen wurde ein Digitales Assistenzsystem (DAs) entwickelt. „DAs“ ist eine Methodik für die Analyse einer IT-Systemlandschaft mit Fokus auf die IT-Schnittstellen. Durch die Analyse können Schnittstellenpo-tenziale und Workflows identifiziert werden. Des Weiteren können IT-Systeme hinsichtlich monetären und nicht- monetären Faktoren verglichen werden. Die Methode ist mithilfe der IT-Systemlandschaft im Industrie 4.0 Collaboration Lab am Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen verifiziert und validiert

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

Konzeption und Realisierung einer webbasierten Lernumgebung für die Signal- und Mustererkennung

Abstract The present paper concentrates on a learning software for signal and pattern recognition which is flexible in use and practically oriented. The main goal of such software is to organize and realize virtual, web-based practical trainings. In order to achieve this goal, a concept for a web and browser-based learning environment called "Virtual Laboratory for Signal and Pattern Recognition" (vPSM) is developed and prototyped within the framework of this paper. The main focus of the present paper is developing a concept for and implementing a prototype of interactive and virtual devices which can be used to hold practical trainings, for self-study based on self-controlled and explorative learning, and to enhance lectures. A learning environment for signal and pattern recognition is conceptualized based on the fundamental learning theory, on the essentials of computer supported learning environments, on the state-of-the-art analysis, on the field specific demands, and on the current situation of the institute. Special attention is given to the didactics, to various structural aspects regarding topic distribution, and to the order in which the topics are to be worked on. The primary focus here is placed upon conceptualizing the virtual devices, the different user actions, and the tasks. The absolute mark of quality for learning and for a learning environment is that the learning objects are interactive. This factor is decisive for developing and implementing especially the interactive devices. The learning environment is augmented by the availability of learning content to supplement lectures and exercises, by interactive experimental surroundings, by a collection of exercises and information, and by help systems. At the same time, various interfaces are available to implement results from continuing scientific work. By integrating the computer algebra system "Mathematica" via a Java-API, a powerful tool for mathematical operations and for creating manifold types of presentations (auditory, visual) is also available. When the technical realization is described, an insight is given into the technologies used, into the database based functions (role and task concept), and into the integration of the mathematical tools. The present paper concludes with a discussion regarding the obtained results and the considerations regarding the further development of the learning environment vPSM.Die vorliegende Arbeit stellt sich der Herausforderung nach einer flexibel einsetzbaren, praxisverbundenen Lehrsoftware für die Signal- und Mustererkennung mit dem Kernanliegen, die Organisation und Durchführung eines virtuellen, webbasierten Praktikums zu ermöglichen. Dazu wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Konzept für eine web- und browserbasierte Lernumgebung „Virtuelles Praktikum für die Signal- und Mustererkennung" (vPSM) entwickelt und prototypisch realisiert. Im Zentrum der Arbeit stand die Konzeption und prototypische Implementierung von interaktiven Bedienelementen – den virtuellen Geräten, die sich kontextunabhängig sowohl für die Durchführung von Praktika, für das Selbststudium - auf der Basis selbstgesteuerten, explorierenden Lernens - und zur Ergänzung der Lehrveranstaltungen einsetzen lassen. Ausgehend von den lerntheoretischen Grundlagen, den Grundlagen computerunterstützter Lernumgebungen, der „State-of-the-Art"-Analyse, den fachspezifischen Anforderungen und der aktuellen Ausgangssituation am Fachgebiet wurde ein Konzept für eine Lernumgebung für die Signal- und Musterkennung entwickelt. Dabei wurde speziell auf die didaktische Konzeption, verschiedene Strukturierungskonzepte bezüglich der thematischen Stoffaufteilung und bezüglich der Bearbeitungsabfolge eingegangen. Ein besonderes Augenmerk wurde auf die Konzeption der virtuellen Geräte, die verschiedenen Nutzeraktionsformen und die Aufgabenkonzeption gelegt. Bei der Entwicklung und Implementierung, speziell der interaktiven Geräte, war ausschlaggebend, dass die Interaktivität der Lernobjekte ein entscheidendes Qualitätskriterium des Lernens bzw. einer Lernumgebung ist. Ergänzt wird die Lernumgebung durch die Bereitstellung vorlesungs- und übungsergänzender Lehrinhalte, interaktiver Experimentierumgebungen, Aufgaben- und Informationssammlungen und Hilfesysteme. Sie stellt gleichzeitig vielfältige Schnittstellen zur Verfügung, um Ergebnisse aus weiterführenden wissenschaftlichen Arbeiten zu implementieren. Durch die Integration des Computer-Algebra-Systems Mathematica über eine Java-API steht ein mächtiges Werkzeug für die mathematischen Operationen und die Erzeugung verschiedenster Präsentationsmöglichkeiten (auditiv, visuell) zur Verfügung. In Zusammenhang mit der Beschreibung der technischen Realisierung wird ein Einblick in die verwendeten Technologien, die datenbankbasierten Funktionen (Rollen- und Aufgabenkonzept) und die Integration der mathematischen Werkzeuge gegeben. Mit einer Diskussion der erreichten Ergebnisse und Überlegungen zu Weiterentwicklungen der Lernumgebung vPSM schließt die Arbeit ab

Digitalisierung souverän gestalten II

Dieses Buch ist eine Open-Access-Publikation unter einer CC BY 4.0 Lizenz. Unter dem Titel „Digitalisierung souverän gestalten“ wirft der zweite Themenband des Instituts für Innovation und Technik (iit) einen schlaglichtartigen Blick auf die Transformation von digitalen Wertschöpfungsnetzwerken und deren Potenziale. In insgesamt elf Beiträgen beleuchten Expert:innen aus verschiedenen Disziplinen Ansätze hybrider und humanzentrierter künstlicher Intelligenz (KI), praxisnahe Konzepte für eine zielgerichtete Kompetenzentwicklung in Betrieben sowie digitale Innovationen im Werkzeug- und Formenbau. Neben zahlreichen Use Cases werden dabei auch Antworten auf juristische Fragen zur Regulierung und Zertifizierung von KI gegeben