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Seite 1© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c.
Dieter SpathDeutsche Akademie der Technikwissenschaften (acatech), MünchenFraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, StuttgartInstitut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT, Universität Stuttgart
Digitale Transformation in die Arbeit 4.0
Seite 2© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
acatechDeutscheAkademie fürTechnik-wissenschaften
Quelle: acatech
www.acatech.de
Seite 3© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Quelle: acatech
acatechDeutscheAkademie fürTechnik-wissenschaften
www.acatech.de
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Quelle: acatech
acatechDeutscheAkademie fürTechnik-wissenschaften
www.acatech.de
Seite 5© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Herausforderung Digitale Transformation
Seite 6© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Digitale Wirtschaft und Gesellschaft
Innovative Arbeitswelt
Gesundes Leben
Zivile Sicherheit
Nachhaltiges Wirt-schaften und Energie
Intelligente Mobilität
Was wird die Zukunft bringen?Welche Themen bewegen die Menschen?
Seite 7© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Die Hightech-Themen 2018 aus Sicht der DigitalbrancheDie wichtigsten Technologie- und Markttrends
Quelle: Bitkom-Branchenbarometer, 1. Quartal 2018
24%
25%
26%
26%
33%
43%
47%
48%
61%
67%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%
Mobile Apps / Mobile Websites
Enterprise Content Management
Blockchain
Cognitive Computing
Digitale Plattformen
Big Data
Industrie 4.0
Internet der Dinge und Dienste
Cloud Computing
IT-Sicherheit
Seite 8© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Digitale Transformation als WegbereiterNeue Technologien halten Einzug in allen Bereichen und Sektoren
Additive Fertigung3D-DruckNeue Geschäftsmodelle, Stückzahl 1
Industrie 4.0Internet of Everything, CPSHochvernetzte digitale Welt
Alternative EnergieSmart Grids, E-MobilityRessourcen- und Umweltschutz
Smart MobilityAutonomes Fahren, DrohnenOptimierung von Verkehr/Logistik
VirtualisierungAugmented/Virtual RealityKopplung realer und virtueller Welt
Digital TwinsMotion CapturingEchtzeitdaten, Ergonomie
Künstliche IntelligenzKognitive SystemeEntstehung neuer MMI und MRK
Big Data AnalyticsIntelligente Algorithmen, BotsGenerierung von Smart Data
BlockchainBitcoinsTransformation von Transaktionen
NeurotechnologieBrain-Computer-InterfacesNutzerzentrierte Systemgestaltung
Seite 9© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Von der Industrie 4.0 zur Arbeit 4.0
Seite 10© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Industrie 4.0: Intelligente Technologien in der ProduktionEchtzeit-Informationsaustausch durch neue Technologien
Mechanisierung
Industrialisierung
Automatisierung
Informa-tisierung
Industrie 4.0 ist die4. Industrielle Revolution
Ziele von Industrie 4.0Individuelle Serienproduktion
Kürzere Durchlaufzeiten
Verbesserte Produktivität
Durchgängige Informationen
Weniger Medienbrüche
Hohe Reaktionsfähigkeit
Hohe Produktionsflexibilität
Bessere Planqualität durch echtzeitnahe Daten
Smartphones & Tablets
RFID Chips
Sensoren und AktuatorenEingebettete Systeme
Datenbrillen (e.g. Google Glass)
IPv6
Data Analytics/ Smart Data
Cloud Computing
Technologien für die Industrie 4.0
Seite 11© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Die vierte industrielle Revolution…� Reale und virtuelle Welt wachsen zusammen
� Das Internet der Dinge durchdringt das industrielle Umfeld
� CPS-basierte Produktionssysteme müssen als interaktive sozio-technische Systeme verstanden werden
… und ihre Folgen� Neue Arbeitsprozesse und Erfordernisse am
Arbeitsplatz
� Neue Formen der Mensch-Maschine-Interaktion
� Steuerung ganzer Wertschöpfungsketten in Echtzeit
Menschen werden interaktiv und kooperativ inCyber-Physical-Systems arbeiten
Chance für eine Flexibilisierung der Produktion
Seite 12© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Rolle des Menschen in einer digitalisierten WeltDer Mensch als Sensor
� Sensorische Lücken bestehen trotz Sensorik in der Leistungserstellung auch zukünftig.� Menschliche Fähigkeiten bleiben erforderlich zur Bewältigung komplex zu erfassender
Situationen.
Der Mensch als Entscheider� Abstimmungen der vernetzten Objekte untereinander erzeugen
Konflikte (z.B. gegenläufige Prioritäten, Unbestimmtheit).� Eingriffe in einem laufenden, selbststeuernden System sind zeitkritisch.� Hilfsmittel erforderlich für schnelle, qualifizierte Entscheidungen.
Der Mensch als Akteur� Arbeitsinhalte bleiben geprägt von hoher Komplexität, Kunden-
individualität und unregelmäßiger Wiederholbarkeit. � Die Anforderungen an die zeitliche, inhaltliche und räumliche Flexibilität der Mitarbeiter
werden signifikant steigen. Dies setzt präventive Strategien voraus.� Mobilgeräte unterstützen Menschen in Arbeitsprozessen, z.B. für die Echtzeit-Zuweisung von
Kundenaufträgen an Mitarbeitergruppen oder Abstimmung von Arbeitszeiten (KapaflexCy).
Seite 13© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Future Work Lab in StuttgartInnovationslabor für Menschen, Arbeit und Technologie
Quelle: Fraunhofer IAO, Fraunhofer IPA
http://futureworklab.de/
Demonstratorenwelt / Lernwelt / Ideenwelt: Das Future Work Lab stellt in verschiedenen Szenarien die gesamte Breite der Industriearbeit der Zukunft greifbar dar:
� Mensch-Roboter-Interaktion� Assistierte Montage� Intelligente Sensorik� Sichere Produktionsarbeit� Optimierte Ergonomie� Virtuelles Engineering� Qualifizierung 4.0� Digitalisierte Produktionsplanung
Seite 14© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Zentrale Strategiefelder für die Arbeit 4.0im Kontext von Digitalisierung und Globalisierung
ARBEIT4.0
MenschGesundheit
Führung
Beschäftigung
Organisation
Arbeitsziel
Arbeitstätigkeiten
Arbeitsmittel
Arbeitsort
Qualifizierung
Mobiles und vernetztes Arbeiten
Flexible Formen der Beschäftigung
On-the-job
Agile und flexible Kapazitätssteuerung
Individualisierbarer Arbeitsplatz
Mobile Devices
Mensch-Roboter-Kollaboration
Inhaltliche und zeitliche Flexibilität
DiversityGesellschaft
Seite 15© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Beispiel: Automatisierung von SachbearbeitungRobotereinsatz rechnet sich – insbesondere »unsichtbar« als Algorithmus
Die Arbeit, die bis Januar 2017 von 34 gut ausgebildeten Büroarbeitskräften
in der Abteilung Schadensbemessung erledigt wurde, hat jetzt
ein Roboter übernommen!
Anschaffungskosten:1,6 Mio. EUR
Wartungskosten (p.a.):
121.000 EUR
Personalkosten(p.a.):
1,04 Mio.US$
Automatisierungskosten pro Arbeitsplatz:47.000 EUR
Amortisierung der Investition nach:1,5 Jahren
=
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Beispiel: Präventive Arbeitsgestaltung in der Intralogistik Das BMBF-Projekt PREVILOG (Förderzeichen 01FA15104)
Distributionszentrum (Inbetriebnahme 1975)
Digitalisiertes Distributionszentrum (Stand 2015)
Engpass Mensch (i. S. unterfordernder Dequalifikation)
� Produktivität u. Flexibilität durch vernetzte IT-Systeme � Ergonomisch optimierte, aber separierte Arbeitsplätze� Technisches System gibt Arbeitsmenge und -zeit vor
und prägt mithin die einseitige Belastungssituation � Gestaltungsziel: Präventive Erweiterung der Varietät
der Arbeitstätigkeit (z.B. Rotation)
Engpass Technik (aufgrund unzureich. Flexibilität)
� Schwächen der Technik werden durch Gruppen-arbeit (d.h. soziale Unterstützung) kompensiert
� Kooperation der Werker sichert Produktivität und Flexibilität, relativ eigenständige Tätigkeits-verrichtung
� Gestaltungsziel: Ausgewogene Leistungsvorgaben
Seite 17© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Auswirkungen auf die BeschäftigungDie digitale Transformation produziert Gewinner und Verlierer
»Die Nachfrage nach hochqualifizierten Beschäftigten steigt. Andererseits fallen viele einfache Tätigkeiten weg.«Prognose: Verlust von bis zu 60.000 Jobs und Umschichtung von Arbeitsplätzen, d.h. nahezu keine Veränderung der Gesamt-beschäftigung� Verlust von ca. 490.000
»einfacheren« Jobs� Entstehung von ca. 430.000
neuen Stellen
Was Automaten schon heute erledigen können: Bei 60% aller Berufe können mindestens 30% der anfallenden Tätigkeiten ersetzt werden. (McKinsey)
Quelle: McKinsey Global Institute, 2017; Meffert + Meffert: Eins oder Null; IAB-Forschungsbericht 11/2015
10% aller Berufe sind zu 90% automatisierbar
87% aller Berufe sind zu mehr als 10% automatisierbar
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UnternehmensvisionStakeholderorientierungSinn
Zukunftsorientierte (präventive) Sicht
Neuerfindung der Arbeits- und UnternehmensweltDie digitale Transformation bricht veraltete Strukturen und Muster auf
InformationshoheitSilodenken Diskretion
GewinnmaximierungRessourceneffizienz Profit
AutoritätWeisung Hierarchie
BürokratisierungZentralisierung Kontrolle
BudgetierungKalkulation Planung
TeamgedankeFreiheitsgradeNetzwerke
BedarfsorientierungWissenstransferKollaboration
Agile MethodenPioniergeistExperimente
Offene SystemeDenkfabrikenTransparenz
Traditionelle Sicht
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Fazit
Seite 20© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Fazit:Das klassische Dreieck der Arbeit bleibt erhalten…
Arbeit4.0
TechnikMaschinen und Software
OrganisationStruktur, Raum, Zeit
PersonalIndividuum und Team
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Handlungsspielräume
Flexible Arbeitsmodelle
Nutzung von Erfahrungs- und Expertenwissen
Anspruchsvolle Aufgaben
Komplexe Tätigkeiten
Ergonomische Arbeitssysteme…
Sozial- und altersgemischte Teams
Digital- und Medienqualifikation
Kommunikation
Entscheidungs- und Sozial-kompetenz
Prävention…
Agile Organisation
Arbeitsteilung
Multiple Kooperation
Führungsmodelle
Globale Wertschöpfung
…
Expertensysteme (AI)
Autonom interagierende Systeme
Neue Mensch-Technik-Schnittstellen
Endgeräte-Netzwerk…
Arbeit4.0
…aber definiert sich neu!Viele neue Elemente definieren die Arbeit der Zukunft
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»Die Zukunft war früher auch besser.«
Karl ValentinKomiker, Kabarettist, Autor und Filmproduzent
Seite 23© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c.
Dieter Spath
InstitutsleiterFraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaftund Organisation IAOInstitut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT
Nobelstraße 1270569 Stuttgart
dieter.spath@iao.fraunhofer.dewww.iao.fraunhofer.de
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