Future Work Lab Smarte Systeme und Assistenten formen die Fabrikhalle der Zukunft

Autor: Mag. Victoria Sonnenberg

Während alle noch über Industrie 4.0 sprechen und spekulieren, gehen das Fraunhofer-IPA und das Fraunhofer-IAO mit dem Future Work Lab bereits in medias res und zeigen, hinterfragen, probieren und tauschen sich aus, wie die Arbeit von morgen aussehen kann.

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Beliebtes Exponat in der Demowelt: das Exo-Jacket. Es verhilft keinem zu Superkräften, bietet aber durchaus Unterstützung bei unergonomischen Arbeiten wie der Überkopfmontage.
Beliebtes Exponat in der Demowelt: das Exo-Jacket. Es verhilft keinem zu Superkräften, bietet aber durchaus Unterstützung bei unergonomischen Arbeiten wie der Überkopfmontage.
(Bild: Ludmilla Parsyak/Fraunhofer-IPA)

Man geht davon aus, dass 65 % der Jobs, welche die zwischen 1995 und 2010 Geborenen der Generation Z künftig ausführen werden, noch gar nicht existieren. Zu diesen Ergebnissen kommt die Studie „Ressource Weiterbildung“ der Manpower Group Deutschland, für die weltweit 18.000 Arbeitgeber befragt wurden und die erstmals Anfang des Jahres auf dem Weltwirtschaftsforum in Davos vorgestellt wurde.

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Wie zwei Drittel der Jobs für die Generation Z aussehen werden, ist demnach noch nicht geklärt. Man muss sich mit Fragen beschäftigen, wie etwa: Was ist ein Data Scientist oder ein Data Analyst und was machen die eigentlich, um annähernd eine Vorstellung von bestimmten Tätigkeiten zu bekommen. Bereits gewiss ist allerdings, dass die Digitalisierung die Arbeitswelt völlig umkrempeln und die Arbeit der Zukunft stark verändern wird.

Impulse kommen dabei nicht nur aus dem technologischen und digitalen Bereich, sondern mit Blick auf den demografischen Wandel rückt auch verstärkt der gesellschaftliche Aspekt in den Fokus. Um für Themen wie die alternde Bevölkerung, die Digitalisierung und den Fachkräftemangel in Zukunft gewappnet zu sein, betrachtet das Innovationslabor Future Work Lab unter verschiedensten Gesichtspunkten zum Beispiel flexible Arbeitsmodelle, künstliche Intelligenz, assistierte Montage oder Expertensysteme, die zum Wandel der Arbeitswelt beitragen, ihn vorantreiben und unterstützen werden.

Das auf dem Forschungscampus in Stuttgart-Vaihingen gegründete und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanzierte Future Work Lab bündelt seine Kompetenzen rund um die Industrie 4.0 mit dem Ziel, für produzierende Unternehmen eine Anlaufstelle für alle Fragen rund um die Digitalisierung industrieller Wertschöpfung zu bieten. Zur offiziellen Eröffnung am 2. Februar 2017 kamen Bundesforschungsministerin Prof. Dr. Johanna Wanka und rund 150 Gäste aus Politik, Forschung und Wirtschaft. Selbst nichttechnische Formate wie die Tagesschau oder die Süddeutsche thematisierten das erlebbare Wissenschaftslabor und maßen dieser besonderen Erlebniswelt somit eine hohe Bedeutung bei.

Kaum vier Monate nach der Eröffnung wurde das Future Work Lab für Arbeit, Mensch und Technik der Stuttgarter Fraunhofer-Institute IAO und IPA offiziell mit dem Titel „Ausgezeichneter Ort 2017“ geehrt und gehört damit zu den 100 innovativen Preisträgern im Wettbewerb „Ausgezeichnete Orte im Land der Ideen“. Die Initiative „Deutschland – Land der Ideen“ und die Deutsche Bank richten den Innovationswettbewerb seit zwölf Jahren gemeinsam aus und stellen eine hochkarätig besetzte Jury, die dieses Jahr das Future Work Lab unter rund 1000 eingereichten Bewerbungen auswählte und damit die Dringlichkeit und Aktualität der Gestaltung der zukünftigen Arbeit bestätigt.

Wissen um Entwicklung erlaubt Gestaltungsfreiheiten

Das Innovationslabor beschäftigt sich mit der Kollaboration mit dem Großroboter. Optische, nicht trennende Schutzeinrichtungen und der Einsatz eines Schwerlastroboters ermöglichen neuartige und wandlungsfähige Fertigungsszenarien.
Das Innovationslabor beschäftigt sich mit der Kollaboration mit dem Großroboter. Optische, nicht trennende Schutzeinrichtungen und der Einsatz eines Schwerlastroboters ermöglichen neuartige und wandlungsfähige Fertigungsszenarien.
(Bild: Rainer Bez/Fraunhofer-IPA)

Denn wenn das Zukunftsszenario einer extrem ausgebauten Industrie 4.0 Wirklichkeit wird, werden Produktions- und Wissensarbeiter zusammengewachsen sein und man wird ein überproportionales Wachstum indirekter Tätigkeiten gegenüber direkten Tätigkeiten beobachten, die durch Maschinen ersetzt werden. Daraus werden sich neue Kooperationsmöglichkeiten ergeben, aber auch neue Kommunikationsmöglichkeiten. Und das Wissen um diese Entwicklung erleichtert die Herangehensweisen und bietet somit Gestaltungsmöglichkeiten und Gestaltungsfreiheiten. Da sich vieles ändern wird und neue Qualifikationsanforderungen gestellt werden, hat das Innovationslabor den Anspruch, unter anderem darzustellen, welche Digitalkompetenzen in Zukunft benötigt werden.

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Auch die bereits aktuelle Thematik der Mensch-Roboter-Kollaboration wird weitergedacht und soll aufzeigen, dass und auch wie sich die Arbeitstätigkeit, aber auch Arbeitsaufgaben verändern werden. Die Arbeit wird inhaltlich und zeitlich flexibler, woraus sich ganz neue Arbeitsorganisationsmöglichkeiten ergeben. Wenn in die konservative Produktion plötzlich moderne Technologien einfließen, kann das weitreichende Auswirkungen haben. Die flexible Arbeit könnte eine konsequente Präsenz obsolet werden lassen, Arbeitsplätze können individualisiert und Arbeitsumgebungen virtualisiert werden. Dabei spricht das Innovationslabor auch arbeitsorganisatorische Themen an wie das Crowdsourcing oder aber auch die Qualifizierung on the job und beschreibt, wie Mitarbeiter direkt am Arbeitsplatz qualifiziert werden können.

Das Innovationslabor versucht, mögliche Antworten auf die Frage nach der Zukunft der Arbeit zu geben und zur Diskussion zu stellen und an konkreten Beispielen zu zeigen, wie jene aussehen kann. Da sich ein mögliches Szenario nicht statisch betrachten lässt und sich zudem auch ständig ändert, müssen auch die Forscher ihre Themen stets erneuern und neu betrachten, wie der Fokus auf die zukünftige Industriearbeit aussehen kann.

Dabei werden Trends in der Gestaltung von Arbeit betrachtet, wie beispielsweise Usability und intuitive Bedienbarkeit, die für Akzeptanz der neuen Technologien bei Mitarbeitern sorgen. Von Sensorik für Gestenerkennung, kontextadaptiven Systemen und stark individualisierten Informationen ist die Rede. Von unterstützender physischer Assistenz wie Robotern oder Exoskeletten oder aber auch von digitaler Assistenz, einer situativ angemessenen Unterstützung des Menschen durch den Einsatz von intelligenten, sich anpassenden Technologien.

Von der präskriptiven Ergebniserkennung zur vorausschauenden Intelligenz

Diese Entwicklungen werden einen erheblichen Einfluss auf die Arbeitsorganisation nehmen, denn wenn irgendwann alle Informationen vorliegen, ist von einer prädiktiven beziehungsweise präskriptiven Ergebnis- erkennung die Rede, von einer künstlichen, vorausschauenden Intelligenz, die dem Werker sagt, was passieren wird, und dabei unterstützend fungiert.

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Ob und welche Lösung sich bei wem durchsetzen wird, ist bislang unklar und das Orakeln darüber auch nicht Aufgabe des Future Work Lab. Wozu man sich allerdings klar bekennt, ist, dass man sich mögliche Szenarien, Lösungen und Werkzeuge anschaut, sie diskutiert und im Zweifelsfall für bestimmte Unternehmen auch spezifisch betrachtet.

Schematisch stützt sich das Innovationslabor auf die drei Säulen der Demonstratoren-, Lern- und Ideenwelt. Im Demozentrum finden sich Exponate und Demonstratoren, die zeigen, wie man sich in Stuttgart die Zukunft der Arbeit im Bereich der Produktion vorstellt. Der Grundtenor macht dabei deutlich: Es gibt keinen Technikdeterminismus. Die eingesetzte Technik soll gestaltbar sein und die Unternehmen sollen Einfluss auf die Gestaltung haben. Das Demozentrum ist angelehnt an die betriebliche Wertschöpfung und greift dabei verschiedene Thematiken auf, so auch die Mensch-Roboter-Kollaboration.

An einem Beispiel zur Kollaboration mit dem Großroboter wird dabei die Arbeit zwischen Mensch und Roboter auf engstem Raum unter Berücksichtigung der Aspekte Sicherheit, Ergonomie und einer dynamischen Arbeitsteilung dargestellt. Der Demonstrator zeigt einen Teilprozess der Fertigung eines Durchflusssensors, bei dem der Roboter den Werker in der Handhabung und Positionierung der Bauteile unterstützt. Die Montage des Durchflusssensors ist ein reales Beispiel und kommt aus der Fertigung von Rota Yokogawa, einem Hersteller von Durchflussmessgeräten. Bisher läuft die Montage so ab, dass die Werker die Teile von der Palette holen, sie auf dem Tisch platzieren und anschließend die Haube, die mit einem Gewicht von knapp 10 kg nicht zu den Leichtgewichten zählt, händisch darüberfädeln, um im Anschluss mit dem Schweißbrenner um die Haube herumzufahren – ein ebenfalls sehr unergonomischer Arbeitsschritt. Der Ansatz des Innovationslabors war, dem Werker einen Roboter an die Hand zu geben, der mithilfe der Sicherheitstechnik Safety Eye von Pilz optisch überwacht wird. Schutz- und Warnzonen regeln somit die Arbeit mit dem Roboter, der selbstständig Teile von der Palette holt und sie mühelos anreicht.

Da Roboter auch programmiert werden müssen, verdient sich auch deren Steuerung in der Demowelt ihren Platz. Per Drag&Bot, einem Robotik-Spin-off des Fraunhofer-IPA, lassen sich Indust- rieroboter selbst von unerfahrenen Werkern programmieren. Drag&Bot ist eine webbasierte Robotertechnologie, die so intuitiv gestaltet ist, dass man auch ohne Vorkenntnisse und ohne Programmiererfahrung in wenigen Minuten sein eigenes Roboterprogramm erstellen, bearbeiten und ausführen kann.

Individualisiertes und selbstständiges Lernen nah am Arbeitsplatz

Mit Blick auf Losgröße 1 und eine immer variantenreichere Produktion wird auch der personalisierte Montagearbeitsplatz im Demozentrum thematisiert. Dem Mitarbeiter wird dabei aktiv durch komplexe Montagevorgänge hindurch assistiert.

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Die Unterstützung kann durch Informationshäppchen erfolgen, mit kurzen Videos oder Bildern, die nur noch beim Spezifikum einzelner Varianten helfen. Das Lernen geschieht hier nah am Arbeitsprozess und ermöglicht einen individualisierbaren Wissensaufbau der Mitarbeiter. Was zum einen die Motivation durch selbstverantwortliches Lernen und zum anderen die Transparenz über die Wissensverteilung im Unternehmen steigern soll.

Neben zahlreichen Anwendungsbeispielen und Exponaten, so auch zur intelligenten Sensorik, zum Virtual Engineering oder zur digitalisierten Produktionsplanung, soll nun auch verstärkt die Lernwelt vorangetrieben werden. Da die zukünftige Arbeitswelt andere Kompetenzen von uns verlangt, als es heute noch der Fall ist, sollen Seminare, Workshops und Weiterbildungsmöglichkeiten sensibilisieren und auf das vorbereiten, was da noch kommen mag. Auch die Lernwelt steht für Flexibilität und Individualisierbarkeit und bietet darüber hinaus gezielt individuelle Schulungskonzepte für die Industrie 4.0 an, die die wissenschaftlichen Experten gemeinsam mit den Unternehmen entwickeln.

Die dritte und letzte Säule des Future Work Labs bildet die Ideenwelt, die als Plattform für den wissenschaftlichen Dialog sowie der weiteren Forschung rund um die Produktionsarbeit dient. Im Ideenzentrum findet ein reger Austausch zwischen Unternehmen, Politik und Gewerkschaften darüber statt, was sich alle Parteien unter der Arbeit der Zukunft vorstellen, was rechtlich erlaubt ist und wie man beispielsweise Ängsten und der Problematik der Akzeptanz begegnet. Dieser offene Dialog soll alle ansprechen und in einen stetigen Prozess miteinbeziehen. Aus diesem Grundsatz heraus ist auch das Future Work Lab entstanden, dessen Bandbreite in dieser Form unüblich ist und nur der gemeinsamen Zusammenarbeit zwischen Ergonomen, Medizinern, Maschinenbauern, Informatikern bis hin zu Arbeitswissenschaftlern zu verdanken ist.

Dieser Beitrag erschien zuerst auf unserem Schwesterportal Maschinenmarkt.de.

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Mag. Victoria Sonnenberg

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Redakteurin MM MaschinenMarkt, MM MaschinenMarkt