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Über dieses Buch

In diesem Buch werden die Herausforderungen bei der Einführung von informatorischen Assistenzsystemen in der Montage erörtert und umfangreiche Gestaltungsempfehlungen vermittelt.

Die industrielle Montage ist in Deutschland nach wie vor von hoher volkswirtschaftlicher Bedeutung. In der Industrie existieren zehntausende Montagearbeitsplätze. Diese verändern sich. Infolge hoher Wettbewerbsintensität und Innovationsdynamik entstehen immer mehr Produktvarianten, die zu einer Zunahme der Komplexität der Montagearbeit beitragen. Es stellt sich daher die Frage, wie mit dieser gestiegenen Komplexität umzugehen und wie diese seitens der Beschäftigten zu bewältigen ist, ohne dass es zu Überbeanspruchungen und einem Verfehlen von Produktivitätszielen kommt. Während Montage bislang vornehmlich als energetische Arbeit begriffen wurde, rücken künftig die kognitiven Anteile der Montagearbeit in den Vordergrund. In diesem Zusammenhang kommt dem Komplexitäts- und Informationsmanagement eine entscheidende Rolle zu: Während früher Strategien des Vereinfachens, z. B. durch fortschreitende Arbeitsteilung, im Vordergrund standen, gewinnen heute Strategien des Beherrschens der Komplexität an Bedeutung. Im Zentrum dieses Paradigmenwechsels stehen informatorische Assistenz­systeme, die den Beschäftigten im Montageprozess mit Informationsangeboten unter­stützen und so die wachsende Komplexität sicher beherrschbar machen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Veränderung der Gestaltungsparadigmen industrieller Montagearbeit

Zusammenfassung
Montagetätigkeiten werden von Menschen seit Jahrtausenden ausgeführt. Mit dem Aufkommen neuer Technologien und sich ändernder Marktanforderungen hat sich diese Tätigkeit im Zeitverlauf aber immer wieder verändert. Mit der handwerklichen Montage, der Massenmontage, der variantenreichen Serienmontage und der industriellen Individualmontage können vier Entwicklungsstufen unterschieden werden, in denen soziotechnische Montagesysteme ganz unterschiedliche Gestaltung erfahren. Aufgrund des anhaltenden Trends zu komplexeren Produkten, zu steigender Variantenvielfalt und sinkenden Losgrößen sowie einer hohen Innovationsdynamik bedarf es neuartiger Ansätze, um den aktuellen Herausforderungen gerecht zu werden. Hierbei spielt das Komplexitätsmanagement eine entscheidende Rolle: Während früher Strategien des Vereinfachens z. B. durch fortschreitende Arbeitsteilung im Vordergrund standen, gewinnen heute Strategien des Beherrschens der Komplexität – vor allem durch den Einsatz informatorischer Assistenzsysteme – an Bedeutung.
Sven Hinrichsen, Manfred Bornewasser

2. Informatorische Gestaltung der Montage mittels Assistenzsystemen

Zusammenfassung
Je höher die Komplexität eines Montagesystems ist, desto wichtiger ist es, den Beschäftigten Informationen so bereitzustellen, wie sie diese für eine effektive und effiziente Ausführung ihrer Tätigkeit benötigen. Die informatorische Montagesystemgestaltung beinhaltet dabei einerseits die Entwicklung und Bereitstellung von Montageinstruktionen, die über Assistenzsysteme ausgegeben werden. Andererseits ist die Anordnung und Kennzeichnung von Werkzeugen, Bauteilen, Ladungsträgern und Vorrichtungen Gegenstand der informatorischen Montagesystemgestaltung. Beide Teilbereiche sind eng miteinander verbunden und aufeinander abzustimmen. Dazu sind betriebsspezifische Richtlinien zu formulieren. Aufbauend auf diesen Richtlinien bedarf es einer Digitalisierungsstrategie, die das Ziel verfolgt, durchgängige digitale Prozessketten mit Hilfe von Montageassistenzsystemen zu realisieren.
Sven Hinrichsen

3. Montage und Komplexität

Zusammenfassung
Das Konzept der Komplexität wird am Beispiel von variantenreichen Montagesystemen erläutert. Bei diesen handelt es sich um Montagesysteme mit hohem Informationsgehalt, die ein ausgeprägtes Maß an kognitiver Aktivität und motorischer Flexibilität der Montagetätigkeit erfordern. Dadurch nehmen die Vorhersehbarkeit der Arbeitstätigkeit ab und der Anspruch an Aufmerksamkeit zu. Gewohnte mentale Muster und Automatismen sowie motorische Routinen werden in Frage gestellt. Es muss fortlaufend zwischen verfügbaren Handlungsalternativen entschieden werden. Zunehmende Komplexität der Montage führt damit zu erhöhter mentaler Beanspruchung, die sich in Zeitverlusten und gesteigerten Fehlerquoten niederschlägt. Diese Auswirkungen lassen sich vor allem durch ein verbessertes Informationsmanagement und den Einsatz informatorischer Assistenzsysteme beherrschen. Abschließend werden einige objektive und subjektive Ansätze zur Erfassung und Messung von Komplexität im Montagebereich vorgestellt.
Manfred Bornewasser

4. Mentale Beanspruchung in der Montage

Zusammenfassung
Mit steigender Komplexität und Zunahme des Informationsflusses in der manuellen Montage verändert sich auch die mentale Beanspruchung der Beschäftigten. Wo vorher physische Prozesse wie Lastenhandhabung und Körperhaltung im Fokus standen, rücken nun informatorische und mentale Prozesse in den Mittelpunkt der Beanspruchungsforschung. Grundlage hierfür bilden psychische Vorgänge der Informationsaufnahme, der kognitiven Verarbeitung, der Entscheidungsfindung und Tätigkeitsplanung welche mit zunehmender Komplexität der Montage an Bedeutung gewinnen. Verstärkt wird aktuell auf die Messung von Beanspruchung mittels objektiver, physiologischer Verfahren hingearbeitet, die infolge weitreichender Miniaturisierung mobil am Arbeitsplatz eingesetzt werden können. Aus den Messungen ergeben sich Konsequenzen für eine kognitive Ergonomie. Dies setzt einerseits die Festlegung und Überprüfung von Beanspruchungsgrenzen voraus, andererseits die Erprobung von technischen Lösungen zur Reduktion von Überbeanspruchung z. B. durch informatorische Assistenzsysteme.
Dominic Bläsing

5. Montage als Gegenstand kognitiver Ergonomie

Zusammenfassung
Die Ergonomie unterliegt einem Wandel. Dominierte bislang eine biomechanische oder energetische Sicht auf die Gestaltung von Arbeitsplätzen und damit verbundenen Arbeitstätigkeiten, so gewinnt im Zuge der Digitalisierung eine stärker informatorische Sicht an Bedeutung. Im Kern geht es bei dieser Ausrichtung um die informatorische Optimierung der Bedingungen am Arbeitsplatz, so dass Information besser und schneller aufgenommen, kognitiv verarbeitet und zu fehlerfreier Performanz geführt wird. Eine unter vielen Möglichkeiten der Optimierung liegt in der Einführung digitaler, informatorischer Assistenzsysteme, die bei dynamischer und an die Wissens- und Erfahrungsstrukturen der Beschäftigten angepasster Gestaltung hohe Akzeptanz finden und zu einer Minderung der mentalen Beanspruchung führen.
Manfred Bornewasser

6. Produktivität der Montagearbeit

Zusammenfassung
Informatorische Assistenzsysteme können einen entscheidenden Beitrag dazu leisten, die Arbeitsbedingungen für die Beschäftigten zu verbessern und dadurch sowohl die Produktivität der Montagearbeit positiv zu beeinflussen als auch die psychische Gesundheit und Einsatzbereitschaft der Beschäftigten zu steigern. In einer experimentell angelegten Untersuchung werden die Auswirkungen des Einsatzes von informatorischen Assistenzsystemen auf verschiedene Aspekte der Arbeitsproduktivität untersucht. Hierzu gehören Montageausführungszeiten und Montagefehler, aber auch die Reduzierung von mentalen Beanspruchungen sowie die Steigerung der Akzeptanz. Aus den Studienergebnissen werden Empfehlungen für den Einsatz von einzelnen Typen von Assistenzsystemen sowie ein adäquates Produktivitätsmanagement abgeleitet.
Sven Bendzioch, Sven Hinrichsen, Manfred Bornewasser

7. Einführung von Montageassistenzsystemen

Zusammenfassung
Mit der Einführung informatorischer Montageassistenzsysteme ergeben sich für jedes Unternehmen besondere Herausforderungen. Diese werden kurz beschrieben, bevor näher auf zwei Vorgehensmodelle eingegangen wird, die zwei Idealtypen von Organisation zugeordnet sind. Ein erstes Modell orientiert sich an den Merkmalen des agilen Managements, ein zweites eher am traditionellen Management. Die Einführung von Assistenzsystemen erfolgt in beiden Modellen über eine Projektorganisation. Im ersten Modell wird der Spielraum für flexibles und autonomes Handeln der Projektmitglieder in den Vordergrund gerückt. Das zweite Modell richtet sich stärker an bestehenden Entscheidungsstrukturen aus. Beim agilen Vorgehen erfahren die Aspekte der Iteration, der Prototypenbildung und des „minimal viable product“, des schnell erstellten, zunächst auf Kernfunktionen beschränkten Produktes, eine besondere Hervorhebung. Charakteristische Merkmale des traditionellen Vorgehensmodells sind die Bildung von Projektphasen und -meilensteinen und die Zuordnung von typischen Projektinhalten zu einzelnen Phasen.
Sven Bendzioch, Manfred Bornewasser, Sven Hinrichsen

8. Fallstudie zur Einführung eines Montageassistenzsystems bei einem Spezialanbieter im Nutzfahrzeugmarkt

Zusammenfassung
Die vorliegende Fallstudie beschreibt den Prozess der Gestaltung und Einführung eines Assistenzsystems an einer Arbeitsstation der Fahrzeugmontage. Die Vorgehensweise orientiert sich dabei an dem in Abschn. 7.​4 vorgestellten Einführungsmodell. In einem ersten Schritt wird das betrachtete Arbeitssystem analysiert und der Projektrahmen definiert. Dabei werden Arbeits- und Zeitstudien durchgeführt. Im Ergebnis kann eine Aussage zu den Verbesserungspotenzialen getroffen werden. Der zweite Schritt besteht in der Konkretisierung der Ziele. Es werden Anforderungen an das Assistenzsystem für die manuelle Montage ermittelt. Auf Basis dieser Anforderungen wird in einem dritten Schritt ein Grobkonzept für das Assistenzsystem ausgearbeitet und mit den Beschäftigten erörtert. Im vierten Schritt erfolgt die Feinplanung. Diese wird in einem fünften Schritt umgesetzt und abschließend evaluiert. Zur Bewertung der Wirksamkeit des Assistenzsystems werden erneut Zeitstudien durchgeführt. Abschließend werden wichtige Erfahrungen aus dem Projekt aufbereitet.
Philip Sehr, Alexander Nikolenko, Andreas Wilke

9. Low-Code-Programmierung als Ansatz zur Gestaltung bedarfsgerechter informatorischer Assistenzsysteme – eine Fallstudie

Zusammenfassung
Die Low-Code-Programmierung bietet ein erhebliches Potenzial für die Digitalisierung und Optimierung von Geschäftsprozessen. So ist es im Rahmen der Low-Code-Programmierung im Unterschied zur klassischen Softwareentwicklung möglich, Softwareanwendungen ohne erweiterte Programmierkenntnisse mittels einer grafischen Benutzeroberfläche zu erstellen. Im Rahmen einer Fallstudie wird aufgezeigt, wie eine app- und cloudbasierte Software für ein tabletbasiertes Montageassistenzsystem prototypisch mittels einer Low-Code-Plattform entwickelt wird. Dazu werden zunächst Anforderungen an die Assistenzsystemsoftware ermittelt. Auf Basis dieser Anforderungen wird ein Informationsmodell erstellt, welches anschließend über eine Low-Code-Programmierung umgesetzt wird. Eine wesentliche Erkenntnis dieser Fallstudie ist, dass diese Art der Programmierung helfen kann, in kurzer Zeit eine gebrauchstaugliche Assistenzsystemsoftware zu entwickeln.
Benjamin Adrian, Sven Hinrichsen, Andreas Schulz, Ernst Voß

10. Entwicklungstrends in der Montage

Zusammenfassung
Die Funktion der Montage wird im Zeitverlauf immer wieder grundlegend verändert, indem neue Gestaltungsparadigmen umgesetzt werden. Damit es zu solchen Paradigmenwechseln kommt, bedarf es neben veränderten Marktanforderungen zwingend neuer Erkenntnisse. Diese können sich dabei auf den Einsatz einzelner Technologien, die Anwendung neuer Organisationsprinzipien oder eine veränderte Rolle der Beschäftigten in der Montage beziehen. Die zunehmende Individualisierung der Erzeugnisgestaltung und sich verkürzende Innovationslebenszyklen führen aktuell zu einem Anstieg der Komplexität in der Montage. Damit nehmen die zu verarbeitenden Informationsmengen deutlich zu und es stellt sich die Frage, wie mit diesen großen Mengen an Informationen umzugehen ist. Dabei kommen dem Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien eine Schlüsselrolle in der Montagesystemgestaltung zu. Wie diese Rolle und mit ihr verbundene Entwicklungen aussehen, wird in fünf Handlungsfeldern beschrieben. Zum Handlungsfeld der Montageassistenzsysteme, das im Mittelpunkt dieses Buches steht, werden zudem einzelne Trends dargestellt. Abschließend werden Hinweise für die betriebliche Praxis formuliert.
Sven Hinrichsen, Natalia Moriz, Manfred Bornewasser

Backmatter

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