Arbeit 4.0 im Mittelstand

Bereits seit einigen Jahren stehen Industrie 4.0 und die damit einhergehenden Veränderungen in der Arbeitswelt als Synonym für die Digitalisierung in der Wirtschaft im Fokus einer breiten Diskussion. Da die digitale Transformation aber nicht nur große Industrieunternehmen, sondern auch den Mittelstand betrifft, müssen sich diese Unternehmen ebenfalls mit dem Wandel der Arbeitswelt und der Arbeit der Zukunft (Arbeit 4.0) auseinandersetzen. Die Herausforderungen sind dabei sehr vielschichtig, geht es doch nicht nur um einen Einsatz neuer Technologien im Arbeitsalltag. Welche Bedeutung und Inhalte hinter dem Schlagwort Arbeit 4.0 stehen und welche Auswirkungen sich für den Mittelstand daraus ergeben, wird im Rahmen dieses einleitenden Beitrags erläutert. Ebenso werden der Förderschwerpunkt Mittelstand-Digital und das bundesweite Netzwerk der Mittelstand 4.0-Kompetenzzentren als Möglichkeiten, sich in der digitalen Transformation zu orientieren und informieren, vorgestellt.

Obwohl mittlerweile viele mittelständische Unternehmen die Relevanz der Digitalisierung erkannt haben, stehen die meisten bei der Umsetzung noch relativ am Anfang. Ursache hierfür sind die verschiedenen Herausforderungen, wie z. B. mangelnde Kompetenzen der Mitarbeiter oder das Fehlen einer strategischen Ausrichtung der Digitalisierung, denen sich die Geschäftsführer und Inhaber gegenübersehen, sowie die übergreifende Frage, wie der digitale Wandel angegangen werden soll. Dieser Beitrag fokussiert insbesondere letzteres, indem er mit dem digitalen Transformationsprozess den mittelständischen Unternehmen ein strukturiertes Vorgehen bei Digitalisierungsvorhaben an die Hand gibt und zentrale Aspekte in den einzelnen Phasen des Wandels hervorhebt. Darüber hinaus erfolgt eine kurze Einführung in die verschiedenen Themenfelder von Arbeit 4.0, wie unter anderem die Qualifizierung von Mitarbeitern, die Entwicklung einer Digitalisierungsstrategie, die Möglichkeiten einer partizipativen Einführung von verschiedenen Technologien und Assistenzsystemen oder neue Führungsstile, die schließlich einen Rahmen um die in diesem Buch enthaltenen Beiträge und den darin präsentierten Praxisbeispielen aus dem Mittelstand bilden.

Die digitale Transformation in der Arbeitswelt 4.0 eröffnet dem Mittelstand neue Chance, wie beispielsweise die Flexibilisierung von Arbeitszeit und -ort. Aber auch die Kooperation von Mensch und Maschine verändert sich grundlegend, unter anderem beim Einsatz von physischen Assistenzsystemen wie einem Exoskelett. Auch wenn die Umsetzung sowohl für Arbeitnehmer, als auch Arbeitgeber viele Vorteile bietet, sind bei der Umsetzung die rechtlichen Vorgaben und Rahmenbedingungen einzuhalten. Insbesondere im Mittelstand sind diese aber nicht immer präsent und stellen viele Geschäftsführer und Führungskräfte vor weitere Herausforderungen. Nicht selten werden unklare rechtliche Aspekte auch als Begründung für eine ausbleibende Digitalisierung im Unternehmen angeführt. Dieser Beitrag beleuchtet daher diverse Fragestellungen, die im Zuge der Digitalisierung und Transformation des Mittelstandes am Beispiel der Flexibilisierung von Arbeitszeit und -ort sowie der einer engen Kollaboration von Mensch und Technik auftreten.

Der bereits aktuell im Handwerk massiv spürbare Fachkräftemangel wird sich allen Prognosen zufolge durch den voranschreitenden Demografischen Wandel schon in den nächsten Jahren deutlich verschärfen. Um demografiefest zu sein, sollten Unternehmen hinsichtlich ihrer Unternehmenskultur, ihrer strukturellen Voraussetzungen und Prozesse so aufgestellt sein, dass sie die Veränderungen durch den Demografischen Wandel bewusst gestalten, die auftretenden Herausforderungen bewältigen und sich bietende Chancen erfolgreich nutzen können. Die Digitalisierung kann zur Steigerung der Demografiefestigkeit beitragen, indem digitale Technologien gezielt auch dafür eingesetzt werden, Belastungen der Mitarbeiter zu reduzieren, Vereinbarkeit von Familie und Beruf zu verbessern und die Attraktivität der Arbeitsplätze zu steigern. Der Beitrag erläutert das Konzept der Demografiefestigkeit und stellt Befragungsergebnisse aus elf Handwerksbetrieben vor. Praktische Beispiele veranschaulichen Potenziale für eine Steigerung der Demografiefestigkeit durch den Einsatz neuer Technologien.

Die Digitalisierung verändert nicht nur die technische Ausstattung in produzierenden Unternehmen, sondern auch die Arbeit der Produktionsmitarbeiter. Sowohl bei Mitarbeitern als auch bei Unternehmen herrscht Unsicherheit, inwiefern sich diese Veränderungen auf die Anforderungen an den Mitarbeiter auswirken und somit seine zukünftige Tätigkeit beeinflussen. In diesem Beitrag wird ein Vorgehen vorgestellt, wie Unternehmen für zukünftige Arbeitsplätze Anforderungsprofile ableiten und gezielt Kompetenzlücken bei ihren Mitarbeitern identifizieren können. Dies schafft Sicherheit für beide Seiten, da für alle bekannt ist, was die Mitarbeiter an einem manuellen, digitalisierten Montagearbeitsplatz können müssen und ob sie dafür bereits ausreichend qualifiziert sind.

Die Veränderungen ausgehend von der Digitalisierung sind in der Arbeitswelt allgegenwärtig. Mit dem Einzug der neuen Technologien in die Arbeitswelt und der fortschreitenden Digitalisierung von Unternehmensprozessen verändern sich auch zunehmend die benötigten Kompetenzen und Qualifikationen der Mitarbeiter. Um mit dem dynamischen Wandel der Arbeit schrittzuhalten, aber auch um dem Unternehmen Flexibilität und Veränderungsmöglichkeiten im digitalen Wandel offen zu halten, muss eine kontinuierliche Weiterentwicklung der Qualifikation der Beschäftigten stattfinden – also ein lebenslanges Lernen. Ziel dieses Beitrags ist daher, einen Überblick über lebenslanges Lernen im Kontext der Digitalisierung zu geben. Hierzu wird zunächst erläutert, worum es sich beim lebenslangen Lernen handelt und welche einzelnen Kompetenzen benötigt werden, um lebenslang zu lernen. Zudem werden im letzten Schritt Möglichkeiten aufgezeigt, mit welchen Schritten Unternehmen starten können, lebenslanges Lernen in ihre Unternehmenskultur zu integrieren.

Durch die Digitalisierung werden in den nächsten Jahren viele Veränderungen auf Unternehmen zukommen. Es lassen sich kaum Branchen ausmachen, die durch den digitalen Wandel gänzlich unberührt bleiben. Unbestritten ist, dass ein Großteil dieses Wandels auf technische Innovationen zurückzuführen ist. Hierdurch entsteht leicht die Versuchung, Digitalisierungsprojekte nur aus der technologischen Perspektive anzugehen oder Digitalisierung als reinen Selbstzweck zu betreiben. Dies hat in der Praxis meist zur Folge, dass Prozesse zwar digitalisiert werden, die Projekte aber scheitern, da menschliche und organisationale Aspekte nicht berücksichtigt werden. Um dem entgegenzuwirken, wurde im Rahmen des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Siegen das Change-Enabler-Konzept entwickelt, das Mitarbeitende frühzeitig in Veränderungsprojekte einbindet. Klassische Change-Management-Methoden stoßen bei der gesteigerten Komplexität, die die Digitalisierung mit sich bringt, häufig an ihre Grenzen. Die Change-Enabler-Workshops des Kompetenzzentrums Siegen fußen daher auf einem systemischen Beratungsansatz, der darauf abzielt, das Handlungsrepertoire der Teilnehmenden in den Kategorien Wahrnehmung, Wertschätzung und Wirksamkeit zu erweitern und mit dem eigenen Erfahrungs- und Wissensschatz zielgerichtet anzuwenden. Die Qualifizierung zum Change Enabler richtet sich an all diejenigen, die Digitalisierungsprojekte in den Unternehmen vorantreiben und neben dem Technischen auch die beteiligten Menschen in den Blick nehmen, um erfolgreich zu sein.

Die Digitalisierung planvoll angehen: Die Günter Effgen GmbH wollte nichts dem Zufall überlassen und startete den digitalen Transformationsprozess mit der Entwicklung einer Digitalisierungsstrategie und einer breit angelegten Information der Belegschaft. Da das Familienunternehmen über äußerst komplexe Prozesse zur Herstellung von über 200.000 verschiedenen Varianten von Schleifwerkzeugen verfügt, gab es viele mögliche Ansatzpunkte für digitale Technologien. Wo ist der größte Handlungsbedarf und wo liegen die meisten Potenziale, um das Unternehmen fit für die Zukunft zu machen? Mit einer Reifegradmessung und durch die Unterstützung des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Kaiserslautern gelang es dies zu ermitteln und erste Schritte in einem Pilotprojekt umzusetzen. Großen Wert wurde von Beginn an auf die Mitarbeiterorientierung bei den Veränderungen gelegt.

Mittelständische Unternehmen in Deutschland halten die digitale Transformation und damit ihre Digitalisierung für sehr wichtig. Laut einer Bitkom-Studie aus 2017 stehen die meisten aber bei der Umsetzung noch relativ weit am Anfang. Der vorliegende Beitrag zeigt mögliche Ursachen und Hemmnisse auf. An einem anschaulichen Beispiel wird der Digitalisierungsprozess eines kleinen und mittleren Unternehmens (KMU) skizziert und anhand dessen gezeigt, wie kleine und mittlere Unternehmen Digitalisierungshürden überwinden können. In einem weitestgehend analog arbeitenden Umfeld entwickelte sich das KMU von einem digital wenig affinen Unternehmen, hin zu einem der digitalen Arbeitswelt aufgeschlossenen Unternehmen, welches positive Effekte, die die Digitalisierung ermöglicht, nutzt. Das Beispiel soll nicht als idealtypischer Prototyp verstanden werden, sondern vielmehr aufzeigen, wie mit Blick auf die aktuellen Gegebenheiten im Unternehmen und in dessen Umfeld ein eigener Weg gefunden werden kann.

Die Bedarfe von Unternehmen im Bereich Industrie 4.0 gestalten sich vielfältig im Hinblick auf Art und Einsatzfeld der benötigten Lösungen. Entsprechende Potenziale können durch vielfältige marktseitig verfügbare Angebote identifiziert werden, besitzen jedoch Defizite in den individuellen Analysemöglichkeiten von Unternehmensstrukturen oder in der Transparenz von Kosten und dem daraus entstehenden Nutzen. Im vorliegenden Beitrag wird die Industrie 4.0-Potenzialanalyse als ganzheitliches Analysetool zur zielgerichteten Identifikation von Bedarfen und Potenzialen im Bereich Industrie 4.0 genauer vorgestellt und ein Querschnitt der Erkenntnisse und Herausforderungen in den bisherigen Partnerunternehmen gegeben. Es werden sowohl innerbetriebliche Problemstellungen als auch übergeordnete Potenziale in den grundlegenden Geschäftsmodellen aufgezeigt. Ausgangspunkt bildet die praktische Evaluierung im Hinblick auf den Grad der Digitalisierung der Technologie-, Organisations- und Personalstrukturen sowie der Ableitung von strategischen Maßnahmen zur digitalen Transformation. Mit Fokus auf Geschäftsmodelle wird daran anknüpfend ein Ansatz zur Analyse und Weiterentwicklung dieser beschrieben. Dazu wird ein Plattform-Geschäftsmodell konzeptioniert und die spezifischen Elemente von diesem genauer hinsichtlich Wettbewerbstauglichkeit analysiert. Übergeordnetes Ziel soll es sein, eine methodische und strukturierte Vorgehensweise bei der Analyse und Umgestaltung betrieblicher Abläufe zu fördern und potenzielle Hürden in diesem Prozess genauer zu beleuchten.

Sinnvolle und gebrauchstaugliche digitale Assistenzsysteme, die Beschäftigte bei ihren alltäglichen Aufgaben unterstützen, stellen eine Herausforderung für viele Organisationen hinsichtlich der individuellen und organisationalen Akzeptanz einschließlich der Gebrauchstauglichkeit (Usability), dem Benutzererlebnis (User Experience, UX) und „Arbeit 4.0“-Aspekten dar. Vorhandene Methoden des Software Engineering sind nicht geeignet, Beschäftigte angemessen in die Gestaltung und Entwicklung zu integrieren und Lösungskonzepte solcher Systeme auf Augenhöhe zu betrachten. In diesem Beitrag wird eine leichtgewichtige Canvas-Methode vorgestellt, die sich mit diesen Herausforderungen befasst. Sie umfasst die menschliche, die geschäftliche sowie die technologische Perspektive in einem gemeinsamen Kommunikationsinstrument, dem „Digital Assistance System Canvas“. Erste Evaluationen zeigen, dass die Teilnehmenden das Canvas-Konzept schätzen und die Methode vielseitig in verschiedenen Szenarien einsetzbar ist. Vielfältige Fragen in den Canvas-Bausteinen bereichern die gemeinsame Diskussion über neue Systeme und die Verbesserung bzw. Sicherstellung der Akzeptanz sowie die Denkweise in frühen Phasen des Design- und Entwicklungsprozesses.

Arbeit 4.0 konkretisiert sich in der Anwendung von digitalen Technologien in der Arbeitswelt. In diesem Zusammenhang sprechen wir von Arbeit 4.0-Anwendungsszenarien. In dem vorliegenden Beitrag wird zunächst eine Referenzarchitektur für die Strukturierung derartiger Anwendungsszenarien vorgestellt. Zum anderen werden Kriterien zur soziotechnischen Bewertung von Chancen und Risiken von Arbeit 4.0-Anwendungsszenarien beschrieben. Dies ermöglicht Unternehmen eine Orientierung in dem Themenfeld. Aufbauend auf diesen theoretischen Grundlagen werden zwei Arbeit 4.0-Anwendungsszenarien aus der industriellen Praxis vorgestellt und auf Basis der vorgestellten Kriterien bewertet. Die Anwendungsszenarien wurden im Rahmen des Projekts „IviPep – Arbeit 4.0 in der Produktentstehung“ erarbeitet.

Der folgende Beitrag beschreibt die Problemstellung eines mittelständischen Sondermaschinenherstellers im Kontext der digitalen Transformation. Ausgehend von der Ausgangslage des Unternehmens wird die Auseinandersetzung mit den Herausforderungen der digitalen Transformation in der Orientierungs- und Planungsphase eines ersten Pilotprojektes betrachtet. Als Meilenstein steht am Ende die Auswahl und Einführung eines ERP/PLM-Systems. Es werden Ansätze zur Orientierung und Planung sowie zentrale Herausforderungen eines derartigen Projekts beschrieben und Empfehlungen für eine mitarbeiterzentrierte Ausgestaltung und Umsetzung erläutert. Der Beitrag schließt mit einer Zusammenfassung wesentlicher Erfolgsfaktoren für ein gelungenes Durchlaufen der frühen Phasen im digitalen Transformationsprozess, speziell im Hinblick auf die Einführung von Anwendungssoftware zur optimalen Steuerung der betrieblichen Wertschöpfungsprozesse.

Viele kleine und mittlere Unternehmen (KMU) haben in den letzten Jahren in die Einführung von IT-Systemen investiert. Vielfach sind bereits Enterprise-Ressource-Planning-Systeme (ERP-Systeme) in der Verwaltung im Einsatz. Die Kommunikation zwischen der Verwaltung und Produktion erfolgt jedoch oftmals papierbasiert. Das führt zu Unterbrechungen im Informationsfluss, doppelter Datenhaltung sowie zu Informationsasymmetrien und -verlusten. Der folgende Beitrag zeigt am Beispiel der Entwicklung, Umsetzung und Einführung eines digitalen Kontrollzentrums (kurz: DiKo) für die Warenannahme bei der Firma Zemmler Siebanlagen GmbH, wie diese Herausforderungen nutzerzentriert gelöst werden können. Nach einer Beschreibung der Ausgangssituation werden die angewendeten nutzerzentrierten Methoden und das Vorgehensmodell dargestellt. Den Kern des Beitrags bildet die Beschreibung der entwickelten technischen Lösung mit ihren Elementen. Ergänzend wird ein innovativer didaktischer Ansatz zur Übertragbarkeit der Lösung vorgestellt.

Der folgende Beitrag beschreibt die Problemstellung und den Lösungsansatz der PS Automation GmbH zur Flexibilisierung der Montage durch ein informatorisches Assistenzsystem als Grundlage für den Aufbau eines Wissensmanagementsystems. Für den mittelständischen Hersteller von elektrischen Stellantrieben bedeuten individuelle Kundenwünsche meist eine hohe Variantenvielfalt, die es für das Unternehmen zu bewältigen gilt. Die daraus resultierenden hohen Flexibilitätsanforderungen bedeuten gleichzeitig eine Zunahme der Komplexität für die Mitarbeiter an den manuellen Montagestationen. Im Folgenden werden die Herausforderungen des mittelständischen Unternehmens sowie die Vorgehensweise zur Bestimmung einer geeigneten digitalen Lösung und der Prozess der Einführung des gewählten Systems, einer sog. Shopfloor-App, im Detail erläutert.

Ansätze der Industrie 4.0, insbesondere der Smart Factory, ermöglichen es Unternehmen ihre Produktion zunehmend zu digitalisieren und zu vernetzen. Hieraus ergeben sich gleichermaßen Potenziale und Herausforderungen für das zukünftige Fehlermanagement. Die Reaktionsfähigkeit von Produktionssystemen lässt sich in Bezug auf Fehler verbessern, sodass Probleme schneller erkannt, analysiert und gelöst werden können. Herausforderungen liegen darin, entsprechende Strukturen sowie methodische und technische Unterstützung zu schaffen. Der Beitrag stellt einen praktikablen Lösungsansatz für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) vor.

In Zeiten von Digitalisierung und Industrie 4.0 bieten sich für das produzierende Gewerbe neuartige und innovative Technologien, deren Einsatz positive Effekte auf die Produktivität von Produktionsprozessen verspricht. Technologien wie digitale Assistenzsysteme ermöglichen in diesem Zusammenhang eine verbesserte Informationsgewinnung, -verarbeitung und -bereitstellung für Produktionsmitarbeiter bei ihren täglichen Aufgaben. Um das gesamte Potenzial derartiger Technologien auszuschöpfen, empfiehlt es sich, die Auswahl und Implementierung eines Assistenzsystems durch eine strukturierte Vorgehensweise zu unterstützen, die die beteiligten Mitarbeiter fall- und situationsspezifisch einbindet. Eine solche mitarbeiterorientierte Vorgehensweise in vier Schritten wird im folgenden Beitrag vorgestellt und anhand eines Praxisbeispiels veranschaulicht. Das Praxisbeispiel zeigt, wie bei der Einführung von Smartwatches in die Produktion zur Instandhaltungskoordination eines mittelständischen Unternehmens vorgegangen wurde.

Die Gestaltung der digitalen Transformation stellt viele KMU vor große Herausforderungen. Welche Digitalisierungslösung soll ausgewählt werden, um bestehenden Herausforderungen mit einer zielgerichteten Einführung begegnen zu können? Wie kann diese Einführung bestmöglich gestaltet und so der langfristige Erfolg des Unternehmens gesichert werden? Wie können technische und organisatorische Veränderungen mitarbeitergerecht gestaltet werden? Dieser Beitrag schildert die Einführung eines intelligenten Logistikkonzepts bei der Firma Braun Maschinenbau GmbH. Aufbauend auf einer Beschreibung der Ausgangssituation im Unternehmen sowie der zu bewältigenden Problemstellung werden in chronologischer Abfolge alle Schritte im angestoßenen Veränderungsprozess beschrieben. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf richtungsweisenden Entscheidungen und der Erreichung der Meilensteine. Der Beitrag endet mit einer Zusammenfassung der wesentlichen Erkenntnisse, die die Firma Braun aus dem digitalen Transformationsprozess ziehen konnte. Anhand dieser Erkenntnisse können auch andere KMU erste Hinweise zur Bewältigung von möglichen Herausforderungen bei der Einführung von Digitalisierungslösungen ableiten und ihren individuellen Transformationsprozess entsprechend vorausschauend gestalten.

Mittelständischen Unternehmen sehen sich vielfältigen Herausforderungen in den Bereichen Produktion und Logistik gegenüber. Digitale Assistenzsysteme bieten die Möglichkeit, sich diesen Herausforderungen zu stellen und Arbeitsprozesse effizienter und effektiver zu machen. Mit der Optimierung der Prozesse gehen allerdings auch Veränderungen für den Mitarbeiter einher, Arbeitsplätze und betriebliche Vorgänge werden umgestaltet. Bei der Entwicklung und Einführung solcher Assistenzsysteme ist es daher von großer Bedeutung, die Mitarbeiter von Anfang an in die Veränderungsprozesse mit einzubeziehen. Der menschzentrierte Gestaltungsprozess ist eine Methodik, die dieses Vorgehen unterstützt und auch für mittelständische Unternehmen geeignet ist. Am Beispiel der Entwicklung eines digitalen Assistenzsystems zur Optimierung von Logistikprozessen wird die Anwendung des menschzentrierten Gestaltungsprozesses in einem mittelständischen Unternehmen aufgezeigt. Die Logistikprozesse werden mithilfe des digitalen Assistenzsystems transparenter und effizienter. Gleichzeitig wird der Mitarbeiter bei seinen Tätigkeiten entlastet und die Akzeptanz gegenüber dem System gefördert.

Die Pflegebranche leidet unter einem massiven Fachkräftemangel. Der Pflegeberuf als solcher wird als wenig attraktiv wahrgenommen: physische Belastungen, Schichtdienst, vergleichsweise geringes Gehalt sind – neben weiteren Faktoren – dafür ausschlaggebend. Negative Auswirkungen von Schichtarbeit können dadurch reduziert werden, dass das Autonomieerleben der Mitarbeitenden erhöht wird. Sie haben nicht mehr das Gefühl, dass (neben ihrem Berufsleben auch) über ihr Privatleben verfügt wird, sondern sie haben selbst die Chance, die Balance herzustellen und zu gestalten. Diesen Gestaltungsspielraum adressiert das Projekt GamOR („Game of Roster“): mit Hilfe einer kollaborativen, d. h. gemeinschaftlichen und zugleich digitalisierten Dienstplanung soll die Zufriedenheit der Pflegekräfte erhöht werden. Der Beitrag beschreibt die Her angehensweise im Projekt GamOR, die im Hinblick auf digitalgestützte Veränderungsprojekte insgesamt viel Übertragunspotential bietet.

Die Überwachung, Identifizierung und Bewertung von ergonomisch kritischen Situationen ermöglichen die Verbesserung der Arbeitsabläufe in Arbeitsprozessen mit hoher menschlicher Beteiligung. Ergonomie ist eine wesentliche Komponente der Prozessgestaltung und da ergonomische Fehlhaltungen in physisch anspruchsvollen Berufen zu einem erhöhten Krankenstand beitragen, ist die Entwicklung neuer Lösungen für manuelle Arbeitstätigkeiten im Rahmen der Arbeit 4.0 erforderlich. Das Projekt PREFLOW entwickelt ein intelligentes Assistenzsystem, welches Prozessinformationen und ergonomisch kritische Situationen für Beschäftigte in physisch anspruchsvollen Berufen identifiziert und durch präventive Maßnahmen entgegenwirkt. Mit Hilfe einer vernetzten Infrastruktur von Sensoren erhebt das Assistenzsystem Daten, die für eine ergonomiebasierte Prozesserkennung und -prognose notwendig sind, um die Verhaltensprävention bei kritischen Körperhaltungen und ungünstigen oder fehleranfälligen Prozessdurchführungen der Beschäftigten zu ermöglichen. Dieser neuartige Ansatz basiert auf einem leichten, kostengünstigen Sensoranzug und einem Machine-Learning-Ansatz und eignet sich besonders für kleine und mittlere Unternehmen, die typischerweise über begrenzte wirtschaftliche Ressourcen verfügen.