Produktivitätsmanagement 4.0

Table of Contents

1. Frontmatter

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2. Chapter 1. Einleitung und Überblick

   Digitalisierung und Arbeitsgestaltung, Förderschwerpunkt und Begleitvorhaben, Schwerpunktgruppe und Buchstruktur

   • Open Access

   Tim Jeske

   Zusammenfassung

   Die Digitalisierung und ihre Potenziale für die Arbeitsgestaltung werden in diesem einleitenden Überblicksbeitrag kurz umrissen. Vor diesem Hintergrund werden der Förderschwerpunkt „Arbeit in der digitalisierten Welt“ und seine Begleitung durch das Projekt TransWork beschrieben. Die damit verbundene Strukturierung der insgesamt 29 begleiteten Projekte in Schwerpunktgruppen wird erläutert und die Schwerpunktgruppe „Produktivitätsmanagement“ näher dargestellt. Schließlich werden das vorliegende Werk und der handlungsleitende Aufbau der Beiträge aus der Schwerpunktgruppe beschrieben: vom praktischen Anwendungsbeispiel über ein schrittweises Vorgehen bis hin zu zentralen Ergebnissen und Lessons Learned.

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3. Chapter 2. Produktivitätsmanagement

   Anforderungen, Gestaltung und Umsetzung in der digitalisierten Arbeitswelt

   • Open Access

   Olaf Eisele, Tim Jeske, Frank Lennings

   Zusammenfassung

   Digitalisierung, Industrie 4.0 und künstliche Intelligenz (KI) bieten Unternehmen neue Chancen, um Produkte, Dienstleistungen und Leistungserstellungsprozesse zu gestalten und ihre Produktivität und damit Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern. Gleichzeitig führen die damit verbundenen Veränderungen in der Arbeitswelt aber auch zu veränderten Rahmenbedingungen, Strukturen und Anforderungen. Um diesen Veränderungen gerecht zu werden, müssen bisherige Ansätze des Produktivitätsmanagements an die neuen Bedingungen angepasst werden. Nur so kann ein produktivitätssteigernder und damit erfolgreicher Einsatz neuer Technologien und digitaler Wandel hin zur vernetzten Produktion in einer Industrie 4.0 sichergestellt werden. Dieser Beitrag beschreibt die neuen Anforderungen an das Produktivitätsmanagement und gibt eine Handlungsempfehlung, wie dies in digitalisierten und vernetzten Arbeitswelten der Zukunft erfolgreich gestaltet und praktisch umgesetzt werden kann.

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4. Chapter 3. Eine nachhaltige Sicherheitskultur als Transformationsansatz für Industrie 4.0 in kleinen und mittleren Unternehmen

   • Open Access

   Claas Digmayer, Eva-Maria Jakobs, Anna Borg, Achim Buschmeyer, Cornelia Hahn, Johanna Kluge, Jonathan Reinartz, Jan Westerbarkey, Martina Ziefle

   Zusammenfassung

   Dieser Beitrag beschreibt einen Transformationsansatz, der kleinere und mittlere Unternehmen (KMU) auf dem Weg zu Industrie 4.0 bei der Entwicklung einer digitalen Sicherheitskultur durch ein strukturiertes Vorgehensmodell sowie geeignete Strategien (Anforderungs-Analyse, Ist-Analyse, Identifikation von Nutzenpotentialen, Entwicklung von Umsetzungsinstrumenten) unterstützt. Der Transformationsansatz erweitert die eher technisch orientierten Herangehensweisen der Arbeitssicherheit, indem ein präventiv und partizipativ erarbeitetes Sicherheitskulturkonzept in den Unternehmen implementiert wird. Dabei werden etablierte Instrumente und Vorgehensmodelle des Arbeits- und Gesundheitsschutzes (AGS) erweitert und an die neuen Anforderungen der digitalisierten Arbeitswelt angepasst. KMU werden so befähigt, neue Anforderungen im AGS durch flexible Lösungen zu bewältigen sowie ein passgenaues Sicherheitskulturkonzept für Industrie 4.0 zu entwickeln und zu etablieren. In diesem Beitrag werden die dazu notwendigen Schritt aufgezeigt und anhand von Praxisbeispielen veranschaulicht. Der Beitrag schließt mit den wichtigsten Befunden (Lessons learned) bei der Etablierung einer Sicherheitskultur für Industrie 4.0.

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5. Chapter 4. Arbeit 4.0 in der Produktentstehung

   Instrumentarium zur Gestaltung individualisierter virtueller Produktentstehungsprozesse in der Industrie 4.0

   • Open Access

   Marc Foullois, Michael Bansmann, Lisa Mlekus, Agnieszka Paruzel, Dominik Bentler, Anna-Lena Kato-Beiderwieden, Sascha Jenderny, Lars Seifert

   Zusammenfassung

   Digitale Technologien haben das Potential unser Leben und die Wertschöpfung nachhaltig zu verändern. Speziell in der Produktentstehung zeigt die Digitalisierung großes Nutzenpotential. Dies hängt unter anderem mit dem Zuwachs an Daten über den gesamten Produktlebenszyklus zusammen. Das Projekt IviPep (Instrumentarium zur Gestaltung individualisierter virtueller Produktentstehungsprozesse in der Industrie 4.0) hat das Ziel der menschengerechten Gestaltung der digitalen Arbeitswelt bei gleichzeitiger Effizienzsteigerung der Produktentstehung. In dem vorliegenden Beitrag wird, ausgehend von der Ausgangssituation (Innovation, steigende Anforderungen, demografischer Wandel), die Einführung digitalisierter Arbeit in der Produktentstehung beschreiben. Weiterführend werden die Erkenntnisse des Forschungsvorhabens beschrieben und mit den Lessons learned abgeschlossen.

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6. Kapitel 5. Integration eines digitalen Assistenzsystems für die industrielle Montage

   • Open Access

   Thimo Keller, Christian Bayer, Joachim Metternich, Mehrach Saki, Stephanie Schmidt, Oliver Sträter, Wolfgang Anlauft, Hans-Dieter Hartwich

   Zusammenfassung

   Dieser Beitrag beschreibt das Forschungsprojekt IntAKom (Intelligente Aufwertung der manuellen und teilautomatisierten Arbeit durch den Einsatz digitaler Kommunikationstechnologie) welches in Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie konstruktive Ansätze guter digitaler Assistenz in der Produktion entwickelt und erprobt. Die Vorgehensweise wird an einem Anwendungsbeispiel aufgezeigt. Es wird beschrieben, wie das digitale Assistenzsystem in das Arbeitsumfeld integriert wurde. Gerade bei einer hohen Produktvielfalt erhöht sich die Komplexität in der Produktion. Die Beschäftigten können so durch den Einsatz digitaler Assistenzsysteme bei der Bewältigung der steigenden Anforderungen unterstützt werden. Darüber hinaus wird die Vorgehensweise zur Zielerreichung aus Sicht der Prozess-, Beschäftigten-, und Organisationsebene dargestellt und erste Projektergebnisse aufgezeigt. Auch die Erfolgsfaktoren für die Einführung eines digitalen Assistenzsystems werden abschließend in Form von Lessons learned formuliert.

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7. Kapitel 6. Informatorische Assistenzsysteme in der variantenreichen manuellen Montage

   Ein Beitrag zur Steigerung von Montageproduktivität bei gleichzeitiger Reduktion von kognitiver Beanspruchung

   • Open Access

   Dominic Bläsing, Manfred Bornewasser, Sven Bendzioch, Sven Hinrichsen, Alexander Nikolenko, Philip Sehr

   Zusammenfassung

   Die zunehmende Komplexität von manuellen Montageprozessen wirft in Unternehmen die Frage auf, wie die damit verbundenen Anforderungen an die Verarbeitung größerer Informationsmengen und die damit einhergehenden Zuwächse an kognitiven Beanspruchungen infolge zunehmender Unsicherheit seitens der Beschäftigten zu bewältigen sind. Eine Antwort hierauf liegt in der Integration von informatorischen Assistenzsystemen in bestehende Montagesysteme. Erklärtes Ziel solcher Assistenzsysteme ist die informatorische Unterstützung der Beschäftigten in der Form, dass in der Summe eine kognitive Entlastung erfolgt, die zu weniger Zeitverlusten und Montagefehlern und damit zu einer höheren Produktqualität führt. Dies setzt voraus, dass informatorische Assistenzsysteme nach kognitiv-ergonomischen Gesichtspunkten gestaltet sind und ihr Einsatz durch eine möglichst objektive Erfassung von kognitiven Beanspruchungen vor Ort am konkreten Arbeitsplatz begleitet wird.

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8. Chapter 7. Synchronisation von Digitalisierung, Qualitätssicherung und Assistenzsystemen an Arbeitsplätzen mit geringem Automatisierungsgrad

   • Open Access

   Tobias Rusch, Amelie Riegel, Michael Hueber, Florian Kerber, Lukas Merkel, Robin Sochor, Laura Merhar, Massimo Romanelli, Zhenqiang Guo, Hermann Klug, Benedikt Stelzle

   Zusammenfassung

   Aufgrund variantenreicher Produktportfolios und steigender Kundenanforderungen im internationalen Wettbewerb stehen KMU vor besonderen Herausforderungen, die durch klassische Automatisierungstechnologien nicht zu lösen sind. Digital vernetzte Assistenzsysteme bieten die Möglichkeit, MitarbeiterInnen bei der Montage individueller Varianten kognitiv und physisch zu unterstützen. Im Projekt SynDiQuAss wurden auf Basis einer von den Partnern gemeinsam erarbeiteten und verabschiedeten Handlungsverpflichtung Methodiken und Technologien für den Einsatz an prototypischen Montagearbeitsplätzen entwickelt. Ziel des Projekts ist es, Produktqualität und Arbeitsproduktivität im Bereich der Montage in kleinen und mittelständischen Unternehmen durch Einsatz von Assistenzsystemen und Digitalisierungstechnologien zu verbessern. Während der Konzept- und Entwicklungsphasen wurden Akzeptanzuntersuchungen, Mitarbeiterbefragungen und Validierungsstudien durchgeführt, um die Qualität der Lösungsansätze zu beurteilen und die betroffenen MitarbeiterInnen am Transformationsprozess teilhaben zu lassen. Als finales Projektergebnis wurden zwei spezifizierte Montagearbeitsplätze zur prozessintegrierten robotergestützten Qualitätskontrolle und zur hybriden Getriebemontageassistenz aufgebaut und innerhalb der existierenden Produktionsstätten einem Praxistest unterzogen.

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9. Chapter 8. Digitalisierung für Mensch und Organisation im Aftersales

   Ein Beispiel der Grimme Landmaschinenfabrik GmbH & Co. KG

   • Open Access

   Marcus Pier, Carina Siedler, Stephanie Dupont, Klaus J. Zink, Jan C. Aurich

   Zusammenfassung

   Der Wandel vom reinen Maschinenbauunternehmen zum Anbieter von Produkt-Service-Systemen stellt Landmaschinenhersteller wie die GrimmeLandmaschinenfabrik GmbH & Co. KG vor große Herausforderungen. Um diesen Wandel vollziehen zu können, sind ein gut ausgebildetes Fachpersonal, kurzfristige Ersatzteilverfügbarkeit sowie moderne Systeme für Dokumentation und Kommunikation notwendig. Im Rahmen einer Pilotanwendung im Verbundforschungsprojekt InAsPro wird der Fokus auf den Personalentwicklungsprozess und damit auf ein gut ausgebildetes Fachpersonal gelegt. Durch ein Kursverwaltungssystem wird ein individueller Kompetenzaufbau der eigenen Servicemitarbeiter und der Servicetechniker der Grimme-Servicepartner angestrebt. Zur nachhaltigen und individuellen Weiterbildung wird eine Kompetenzmatrix verwendet, welche zusätzlich um Lehrmodule ergänzt wird und so eine Sensibilisierung der Menschen im Bereich der Digitalisierung von Sach- und Serviceprodukten fördert.

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