Interorganisationale kollaborative Gemeinschaftsforschung

Mit der 2011 ausgeschriebenen Forschungscampus-Initiative fördert das BMBF gezielt die multilaterale Gemeinschaftsforschung, also kollaborative F&E, die Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft unternehmens- und organisationsübergreifend zusammenbringt. In Stuttgart wurde dies in der ARENA2036 in Form einer Forschungsfabrik realisiert: Es wurde also eine Forschungs- und Arbeitsumgebung geschaffen, in der praxisnah und interdisziplinär zukünftige Produktionsweisen, Methoden der Produktentwicklung sowie die Arbeitswelt und der Qualifikationsbedarf in bzw. für eine Industrie 4.0 erforscht werden können.

Technologieführerschaft ist für die deutsche Automobilindustrie die Basis des Erfolges. Mehrere Umstände wie Umweltpolitik oder der verschärfte globale Wettbewerb zwingen die gesamte Industrie, neue Wege für neue Formate der kollaborativen Forschung und Entwicklung zu gehen. Der Forschungscampus ARENA2036 stellt eine solche neue Kooperationsform dar, die verschiedene wissenschaftliche und industrielle Partner auf einem Campus vereint, um innovative Produktions- und Leichtbauthemen mit Begleitforschung zu Innovations- und Produktentwicklung zu erforschen. Die Vielfalt der Partner in der ARENA2036 stellt aktuelle Produktentwicklungsprozesse infrage. Im vorliegenden Kapitel werden die individuellen Prozesse der Partner analysiert und ein neues Produktentwicklungsprozess-System (NPEP-System) entwickelt. Die Analyse basiert auf Interviews, die alle Partner umfassen. Das NPEP-System hat den Anspruch, die Bedürfnisse der interdisziplinären und unternehmensübergreifenden Partner zu unterstützen und zeichnet sich durch einen mehrschichtigen Aufbau aus, um die Flexibilität für Forschungsthemen zu erhalten. Dies wird kombiniert mit institutionalisierten Teilen zur Verwaltung von Schnittstellen.

Die Automobilindustrie steht derzeit vor drei wesentlichen Herausforderungen: Begrenzte Verfügbarkeit fossiler Brennstoffe, wachsender Druck im Hinblick auf den Klimaschutz und ein zunehmender Wettbewerb, der nicht nur durch etablierte Konkurrenten geführt wird. Kundenseitig steigt die Komplexität individueller Bedürfnisse und Ansprüche an das Automobil. Parallel dazu wächst die Anzahl der Systembausteine und Funktionalitäten in den Fahrzeugen. Die in der Fahrzeugentwicklung beteiligten Wissensdisziplinen sind neben der technologischen Integration einzelner Elemente in das Gesamtsystem zentral, sodass sich die Beherrschung des Prozesses der Entwicklung als einer der Haupterfolgsfaktoren für die Automobilindustrie darstellt.

Die erfolgreiche Kooperation und die kollaborative Innovation brauchen hierfür passende Kooperationsmodelle und eine ausgeprägte Innovationskultur. Die interdisziplinäre und interorganisationale Zusammenarbeit ist hierbei der einzige erfolgversprechende Weg zur Beherrschung der wachsenden Komplexität in der Automobilindustrie.

Moderne Raumkonzepte mit hoher Attraktivität zur Kreativitäts- und Produktivitätssteigerung sind innerhalb von Büroumgebungen seit Jahren auf dem Vormarsch. Verschiedene Zonen, angepasst an die verschiedenen Aufgabentypen der Mitarbeiter, ermöglichen zu jeder Zeit das optimale Arbeitsumfeld. Aufgrund komplexerer Produkte und der steigenden Anzahl an Produktionsanläufen wird auch in der Fabrik der Zukunft Produktions- und Wissensarbeit immer stärker zusammenwachsen. So werden zukünftig mehr Innovationsvorhaben innerhalb der Fabrik entstehen. Agile Arbeitsweisen und neue Organisationsmodelle werden Einzug in die Fabrik halten: Kreativität und effiziente Informationsflüsse werden erfolgsentscheidend. Es stellt sich somit die Frage, wie innerhalb der Fabriken kreative, wissensintensive Aufgaben durch eine optimale Arbeitsumgebung unterstützt werden können und gleichzeitig die Attraktivität der Arbeitsumgebung gesteigert werden kann. Zukünftig müssen modulare, flexible Raumkonzepte für die Produktion entwickelt werden, die hochattraktiv sind, aber zugleich den Restriktionen einer Fabrik gerecht werden.

Technologische Innovationen, demografischer Wandel und informationstechnologisch induzierte neue Arbeitssysteme führen zu einer neuen Arbeitswelt „Arbeiten 4.0“. „Arbeiten 4.0“ ist mit einer umfassenden Digitalisierung der Wertschöpfungs- und Kommunikationssysteme verbunden. Eine erfolgreiche digitale Zusammenarbeit in diesen Systemen erfordert einen Verhaltenskodex, der den Anforderungen einer gestiegenen Komplexität sowie einer intensiveren Nutzung von Wissen gerecht wird und gleichzeitig einen Beitrag zur Sicherung der Work-Life-Balance liefern kann. Dieser Verhaltenskodex baut auf personaler, Aktivitäts- und Handlungs-, sozial-kommunikativer sowie Fach- und Methodenkompetenz auf und manifestiert sich in unterschiedlichen Rollenprofilen für bzw. Typologien für die digitale Zusammenarbeit in „Arbeiten 4.0.“

Der Entfaltung einer kooperativen Netzwerkdynamik hat in der digitalen Zusammenarbeit besonderes Gewicht. Eine Ideenfindungsplattform, die auf der Idee einer selbstbestimmten Ressourcenallokation aufbaut, muss besonderen Anforderungen gerecht werden. Neben der Notwendigkeit, Komplexität als Folge einer erhöhten Vernetzung und Datenvielfalt beherrschbar zu machen, ist die Aktivierung potenzieller Ideengeber, die an der Lösung eines Problems mitarbeiten, besonders relevant. Zur Erfüllung dieser Anforderungen muss der horizontale Prozess eines Ideencrowdsourcing, der vertikale Prozesse einer Ideenevaluation (mit Big Data) in eine Plattform integriert werden, die als Intermediär zur Ideenevaluation mit Big Data geeignet ist.

Neue Technologien sind wesentliche Treiber von Innovationen in Form neuer Produkte oder Produktionsprozesse. Ein Ziel erfolgreicher Unternehmen ist die frühzeitige Identifikation derartiger technologischer Entwicklungen, um das bestehende Leistungsangebot zu verbessern oder neue Leistungsversprechen anbieten zu können. Eine Herausforderung ist dabei, neue Problemlösungen, im Sinne von neuen Technologien, für die eigenen anwendungsspezifischen Anforderungen systematisch zu identifizieren. Die Leistungsfähigkeit von Technologien lässt sich mittels technischer Funktionen formal beschreiben und somit vergleichbar abbilden. In natürlicher Sprache werden diese Funktionen jedoch in einem unterschiedlichen Abstraktionsniveau mittels Objekt-Verb-Term-Kombinationen formuliert. Für eine sehr offene Suche nach neuen Technologien wird die Anwenderperspektive lösungsneutral als Zweckfunktion formuliert (bspw. „Wasser säubern“). Potenzielle technologische Problemlösungen hingegen werden primär mittels Systemfunktionen formal beschrieben, die das genutzte Wirkprinzip herausstellen (bspw. „Wasser filtern“). Für eine systematische computergestützte Lösungssuche ist eine Übersetzung zwischen diesen beiden Ebenen essenziell, wofür eine operationalisierbare Methode entwickelt wurde.

Der zunehmende internationale Wettbewerb, die Verkürzung der Produktlebenszyklen, die zunehmende technische Komplexität, die Vielfalt neuer Technologien und disruptive Innovationen zwingen Technologieunternehmen, neue Ideenquellen zu finden und ihren Innovationsprozess zu optimieren. Die Öffnung des Innovationsprozesses ist der beste Weg, um neue Ideen für die Innovationstätigkeiten zu finden. Dagegen erschwert die Öffnung der F&E die Leistungsmessung des Innovationsprozesses, da auch externe Faktoren, wie z. B. Partnermerkmale, berücksichtigt werden müssen. Bestehende Leistungsindikatoren für Innovationsprozesse sind nicht speziell auf offene F&E ausgerichtet. Interdisziplinäre, organisationsübergreifende F&E-Projekte haben besondere Anforderungen an Leistungsindikatoren. Um die Qualität eines solchen Innovationsprozesses zu messen, wurde ein Pflichtenheft erstellt. Basierend auf diesen Spezifikationen wurden bestehende Leistungsindikatoren bewertet. Neben den allgemeinen Anforderungen wie Risikominimierung oder Entscheidungsunterstützung werden Anforderungen wie interdisziplinäre oder interorganisatorische Koordination relevant. Es ist wesentlich, zunächst den gesamten Prozess zu analysieren und dann auf dieser Basis die spezifischeren KPIs zu implementieren. Die Ergebnisse werden im Rahmen des Forschungscampus ARENA2036 diskutiert.

Um proaktiv das Industry-on-campus-Konzept der ARENA2036 bzw. generell eines Forschungscampus untersuchen zu können, in welchem gleichermaßen Wissenschaft und Wirtschaft als auch innerhalb der Wirtschaft verschiedene Unternehmen gemeinsam forschen, wurde ein für diese Struktur optimiertes Monitoring-Konzept entwickelt. Dieses berücksichtigt gezielt potenzielle Interessenskonflikte und Befangenheiten. Hiermit konnten bereits in der Aufbauphase des Forschungscampus Hemmnisse und wesentliche Herausforderungen wie die Schaffung einer Gemeinschaft der Forscher in einem Forschungscampus unabhängig von deren institutioneller Zugehörigkeit, das Leben der Partnerschaft auf Augenhöhe oder die langfristige Verankerung (auch) in der Grundlagenforschung identifiziert werden.

Der Begriff Industrie 4.0 bündelt Technologiepolitiken im deutschsprachigen Raum. Mit der Begrifflichkeit ist allerdings kein „klares wissenschaftlich-analytisches Konzept“ verbunden. Der hohen Relevanz, die der Thematik in der gesellschaftlichen Debatte in unterschiedlichen Feldern zukommt, stehen zahlreiche offene Fragen gegenüber, die mit der Thematik verbunden sind. Wir greifen in diesem Beitrag die Orientierungsproblematik gegenwärtiger Aussagen für die Konzeptentwicklung pädagogischer Handlungsprogramme auf und unternehmen den Versuch, zunächst im Rückgriff auf verfügbare Studienergebnisse einen Überblick zu erarbeiten, welche Analyseergebnissen und Prognosen verfügbar sind. Dabei thematisieren wir auch die Datenbasen und damit die Geltungsansprüche der Aussagen. In einem zweiten Schritt illustrieren wir im Rückgriff auf selbst generierte Daten, welche kognitiven Repräsentationen zur Problematik der Kompetenzanforderungen bei betroffenen Akteuren anzutreffen sind und welche Begrenzungen bestehen, selbst in einem Entwicklungs- und Forschungskontext, der auf die kooperative Ausgestaltung und wissenschaftliche Analyse von Entwicklungen im Kontext von Industrie 4.0 ausgerichtet ist, belastbare Daten zu den künftigen Anforderungen zu gewinnen.

Nach den vorliegenden Analysen zu Anforderungsänderungen im Kontext von Industrie 4.0 sind vor allem innerhalb zahlreicher Berufsbilder Modifikationen der Anforderungen zu erwarten, die Herausbildung völlig neuer Berufszuschnitte wird gegenwärtig als weniger wahrscheinlich erachtet. Das betrifft einerseits fachliche Kompetenzen, aber auch fachübergreifende Kompetenzfacetten. Da es nicht aussichtsreich erscheint, Schulungsmaßnahmen für das gesamte potenzielle Spektrum zu konzipieren, wählen wir den Weg, für bestimmte Anforderungstypen Konzeptvorschläge zu entwickeln und zu erproben. Mit den entwickelten Schulungskonzepten liegen vielversprechende Ansätze vor, die zwar da und dort weiter zu entwickeln sind, jedoch überwiegend bereits positiv evaluiert wurden. Es ist gelungen, bedeutsame Lücken im Angebot von wissenschaftlich und didaktisch fundierten Lehreinheiten für die Entwicklungen im Rahmen von Industrie 4.0 zu schließen. Aufgrund der unternehmensspezifischen Ausgestaltungen dieser Entwicklungen sehen wir zusätzlich einen besonderen Bedarf der Qualifizierung der Lehrkräfte, sodass diese die jeweils örtlich vorliegenden Rahmenbedingungen gemeinsam mit den beteiligten Unternehmen sinnvoll in die Ausbildung integrieren können.

Industry on Campus im Allgemeinen und das Konzept eines Forschungscampus im Speziellen – in welchem die Industrie durch zumeist eine größere Anzahl an Unternehmen vertreten ist – stellt ein bislang erst in relativ wenigen Fällen umgesetztes Kooperationsmodell dar. Die Erfahrungen aus dem Aufbau eines Forschungscampus wurden im Falle der ARENA2036 explizit gesammelt und in dem vorliegenden Sammelband dokumentiert. Hiermit soll ein Überblick gegeben werden, welche Aspekte bei der Schaffung der Rahmenbedingungen für zukünftige Industry-on-Campus-Projekte bedacht werden sollten, wie auch vorab welche Grundvoraussetzungen für ein sinnvolles Industry-on-Campus-Vorhaben erfüllt sein sollten. Dies adressiert gleichermaßen die beteiligten Partner in Wissenschaft und Wirtschaft wie auch externe Dritte (Forschungsförderung, Gestaltung politischer und legislativer Rahmenbedingungen).