FORSCHUNG FÜR DIE DIGITALE TRANSFORMATION DER ZUKUNFT

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1 FORSCHUNG FÜR DIE DIGITALE TRANSFORMATION DER ZUKUNFT Walter Ganz, Fraunhofer IAO Kickoff-Veranstaltung AQUIAS, Februar 2016, Stuttgart Folie 1

2 Die Fraunhofer-Gesellschaft im Profil Gründungsjahr: 1949 Rund Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter 66 Institute und Forschungseinrichtungen Fraunhofer international Europa: Bozen (Italien), Brüssel (Belgien), Budapest (Ungarn), Glasgow (UK), Göteborg (Schweden), Porto (Portugal), Wien und Graz (Österreich), Wroclaw (Polen) USA: Boston, Brookline, Cambridge, East Lansing, Maryland, Newark, Plymouth, San José, Storrs Nord-/Südamerika: London (Kanada), Salvador de Bahia und Sao Paulo (Brasilien), Santiago de Chile (Chile) Asien: Ampang (Malaysia), Bangalore (Indien), Jakarta (Indonesien), Peking (China), Seoul (Korea), Singapur, Tokio und Sendai (Japan) Afrika/Naher Osten: Dubai (VAE), Kairo (Ägypten), Stellenbosch und Pretoria (Südafrika) Folie 2

3 Unsere Geschäftsfelder Unternehmensentwicklung und Arbeitsgestaltung Dienstleistungs- und Personalmanagement Engineering-Systeme Informations- und Kommunikationstechnik Technologie- und Innovationsmanagement Mobilitäts- und Stadtsystem-Gestaltung Folie 3

4 Unsere Geschäftsfelder Unternehmensentwicklung und Arbeitsgestaltung Dienstleistungs- und Personalmanagement Engineering-Systeme Unternehmen zukunftsorientiert entwickeln Arbeitswelten perfekt gestalten Prozesse effizient vernetzen Mitarbeiterpotenziale optimal ausschöpfen Kompetenzen passgenau entwickeln Dienstleistungen kundenorientiert gestalten Virtuelles Engineering systematisch vorantreiben Technik ergonomisch gestalten Mobilität neu denken Informations- und Kommunikationstechnik Technologie- und Innovationsmanagement Mobilitäts- und Stadtsystem-Gestaltung IT-Potenziale intelligent nutzen Prozessinnovationen erfolgreich umsetzen Systeme intuitiv gestalten Innovationsfähigkeit nachhaltig stärken Technologiestrategien gezielt entwickeln Forschung & Entwicklung optimieren Elektromobilität intelligent integrieren Städte zukunftsfähig gestalten Ressourcen gemeinschaftlich nutzen Folie 4

5 Lebendige Forschung Labors, Demonstrations- und Beratungszentren Modellfabrik Workspace Innovation Lab Showcase»FutureHotel«Folie 5

6 Treiber der digitalen Transformation Mensch und Gesellschaft Technologien Smart Work Business Folie 6

7 Mensch und Gesellschaft Verhaltensweisen ändern sich Generationenansprüche steigen Individualisierung durch neue Werte und Lebensstile Alterung der Gesellschaft im Zuge demografischen Wandels Die Unterschiede zwischen den Lebenswelten von junger und mittlerer Generation sind im Vergleich zu früher Neues Gesundheitsbewusstsein mit Blick auf physische und psychische Gesundheit Quelle: Jacobs Krönung-Studie, Institut für Demoskopie Allensbach (2013); Basis: Bundesrepublik Deutschland, Bevölkerung ab 14 Jahre, in Prozent, Nicht dargestellt: Unentschieden, keine Angabe Soziale und kulturelle Vielfalt birgt Chancen und Konflikte Etablierung der Digital Natives im Berufsleben und War-for-Talents Es entsteht eine hohe Diversity in Unternehmen: Junge und Alte, Frauen und Männer, unterschiedliche Kulturen, Religionen und Lebensanschauungen. Folie 7

8 Die treibenden Kräfte der digitalen Transformation Hyper-Connectivity und Lernende Systeme Vernetzung Internet of Everything Cloud Computing Sensoren überall Wireless and Mobile Flächendeckende Breitbandinfrastruktur Learning Machines Robotics Simulation Big Data Analytics Selbstlernende Algorithmen Quanten-Computing Bio-Informatik Folie 8

9 Auswirkungen auf die Beschäftigung In der Einschätzung scheiden sich die Geister Kollege Computer: Wahrscheinlichkeit, dass Jobs innerhalb von 20 Jahren durch Maschinen ersetzt werden Quelle: C. Frey and M. Osborne»The Future of Employment: How Susceptible are Jobs to Computerisation?«; Technology Review, Economist, 1/2014; WirtschaftsWoche, Nr. 5, 26. Januar 2015 Horst Neumann Personalvorstand Volkswagen AG»Wenn in naher Zukunft die geburtenstarken Jahrgänge die Baby-Boomer in Rente gehen, kann deren Arbeit durch Roboter kompensiert werden. Es muss kein Personal wegrationalisiert werden, und wir können junge Leute einstellen.«quelle: Stuttgarter Zeitung, Nr. 2, 03. Januar 2015 Folie 9

10 Arbeit der Zukunft: Wie sie uns verändert Mögliche Entwicklungsrichtungen der Arbeitsteilung Mensch-Technik Kontroll- und Steuerungsaufgaben werden durch die digitale Technik gelöst Mitarbeiter werden durch die digitale Technik gelenkt und sind vorrangig für ausführende Tätigkeiten zuständig Digitale Technik übernimmt Entscheidungen, Erfahrung ist nicht wichtig Verbleib vergleichsweise einfacher»restaufgaben«auf mittlerer Qualifikationsebene, Dequalifizierung Automatisierungsszenario Spezialisierungsszenario Die digitale Technik und vernetzte Objekte initiieren und liefern Informationen für Entscheidungen Mitarbeiter entscheiden, einzeln und in Gruppen Digitale Technik ist entscheidungsfördernd, wird als Werkzeug genutzt, Erfahrung ist Grundlage für koordinative Entscheidungen Potential zur Aufgabenerweiterung und ganzheitlichen Tätigkeiten Bild: acatech (Hrsg): Cyber-Physical Systems, 2011, S.21 Szenarien in Anlehnung an Windelband, Spöttl, FreQueNz Newsletter, 2011 Folie 10

11 Wie wir sie verändern Ganzheitliche Gestaltung guter Arbeit Physische Assistenz durch Fähigkeitsverstärker Gesunde und demografiefeste Arbeitsplätze ergonomisch, sicher und alter(n)sgerecht Wartungs- und Planungsassistenz lokationsbasiert, kontextadaptiv Vernetztes Arbeiten durch multimodale Mensch-Maschine- und Mensch-Mensch-Interaktion Innovative Lernformen mobil, personalisiert, situationsadaptiv Produktionssteuerung dezentral, flexible Kapazitäten, vollständiges Produktionsbild in Echtzeit Folie 11

12 Handlungsfelder der Kompetenzentwicklung 4.0 Erfolgsfaktoren des produktionsintegrierten Lernens in der digitalen Fabrik Systemkompetenz durch Verständnis vernetzter, intelligenter Systeme Prozessverständnis für physische und digitale Prozesse in cyber-physischen Systemen (CPS) i4.0-anwendungen Simulationen Fach-/ funktionsübergreifendes Arbeiten und Lernen, bes. IT, Elektrotechnik und Mechanik Überfachliche Kompetenzen für Kooperation, Kommunikation und Organisation in CPS Stärkung der Entscheidungsfähigkeit durch Freiraum gegenüber intelligenten Systemen Herausforderung: Industrie 4.0- Anwendungen lernförderlich gestalten und auf Kompetenzentwicklung ausrichten! Lernfabriken 4.0 Assistenzsysteme Folie 12

13 Hybride Mensch-Roboter-Kollaboration Definition von»spielregeln«für die Arbeitspartner der Zukunft Quelle: Fraunhofer IAO Leistungsstärkere Sensorik: Personen- und Bauteilerkennung Roboter mit Tastsinn Schutzzäune entfallen: Menschen arbeiten mit Robotern in einer Zelle BMW AG 1/2015 Roboter als Arbeitspartner statt Arbeitswerkzeug: Quelle: BMW, 2015 Erhebliche Vorteile für Ergonomie und Wertschöpfung Erfordernis neuer Bewertungsmethoden für die Mensch-Roboter- Kollaboration (MRK) Neue Interaktionsformen für Betrieb und Programmierung Mensch-Roboter-Teams Folie 13

14 AQUIAS: Szenarien der Arbeitsteilung Mensch-Robotik Barrierefreie Kooperation schafft Gestaltungsspielraum ISAK ggmbh Schwerbehinderte Mitarbeiter Barrierefreies Produktionsassistenz-System APAS family von Bosch Robert Bosch GmbH Mitarbeiter ohne Gesundheitseinschränkungen Pilot ISAK Pilot Bosch Ziele Ziele Ziele Spezifische Aufgabenunterstützung durch APAS für individuelle körperliche Einschränkungen Geeignete Prozess- Schnittstellen für die barrierefreie Mensch- Maschine-Kooperation gestalten Szenarien der Arbeitsteilung zw. Mitarbeitern und APAS bewerten Folie 14

15 AQUIAS: Intelligente Arbeitsprozesse modellieren Vorgehen zur Entwicklung von Arbeitsprozess-Szenarien Folie 15

16 Konsortium AQUIAS Partner Partner der projektbegleitenden Präventions-Allianz Perspektive: Arbeitsschutz BAuA Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin BGHM Berufsgenossenschaft Holz und Metall Initiative zur Schaffung von Arbeitsplätzen für Körperbehinderte ggmbh Pilot zur barrierefreien Kooperation von schwerbehinderten Produktionsmitarbeitern mit dem Servicerobotik-System APAS Individualisierung der Arbeitsteilung je mitarbeiterspezifischen Leistungsvoraussetzungen Robert Bosch GmbH Pilot zur barrierefreien Kooperation von nichtbehinderten Produktionsmitarbeitern mit dem Servicerobotik-System APAS Anpassung der Funktionalitäten an individuelle Leistungsvoraussetzungen und Auslegungsstufen der digitalen APAS-Einbindung Transferpartner zur Verbreitung der Projektergebnisse Perspektive: Arbeitnehmer- und Arbeitgeberinteressen, Industrie 4.0 Industriegewerkschaft Metall BGW Berufsgenossenschaft für Gesundheitsdienst und Wohlfahrtspflege Betriebsärztlicher Dienst der Robert Bosch GmbH Projektkoordination Entwicklung/ Test Modellierungsmethodik für Varianten Arbeitsteilung M-T in Arbeitsprozessen Bewertung/ Evaluation alternativer Prozessszenarien nach arbeitswissenschaftlichen Kriterien Technische Anforderungsanalyse Entwicklung Digitalisierungs- Roadmap zu Migrationsschritten für Einbindung Servicerobotik und weiterer technischer Befähiger in die digitale Produktion Technische Evaluierung Arbeitgeberverband Südwestmetall Landesnetzwerk Mechatronik Baden- Württemberg Folie 16

17 Projektziel: Win-Win für Teilhabe und Wertschöpfung Sozio-technische Gestaltung der Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) hoch Teilhabe an attraktiver Arbeit in der MRK niedrig Wirtschaftlichkeit der MRK hoch Folie 17

18 Kontakt Ansprechpartner Fraunhofer IAO Geschäftsfeld Dienstleistungsund Personalmanagement Nobelstraße Stuttgart Walter Ganz Tel Mobil David Kremer Tel Mobil Walter Ganz David Kremer Sibylle Hermann Sibylle Hermann Tel Mobil Folie 18