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1 Industrie 4.0 Modebegriff, verheißungsvolle Zukunft oder schöne neue Welt? Master-Titelformat bearbeiten Untertitel Detlef Gerst,, VB 01, Ressort Zukunft der Arbeit Vortrag auf dem BGF-Jahressymposium BGF im Wandel der Zeit: am 23. November 2016 in Köln Master-Untertitelformat bearbeiten

2 Inhalt 1. Visionen, Programme, Umsetzungsstand 2. Mögliche Arbeitsfolgen und Gestaltungsbedarf 3. Fazit Detlef Gerst 2

3 Vom Internet der Dinge zu einer revolutionär veränderten Arbeitswelt? Internet der Dinge (IoT) Mark Weiser 1991 Kevin Ashton 1999 Digitalisierte Dienstleistung Smart Products Industrie 4.0 Smart Factory Arbeit 4.0 Neudefinition von Wettbewerbsfähigkeit Detlef Gerst 3

4 Prozesssteuerung durch cyber-physische Systeme (CPS) Produkte Produktionsmittel + IKT Industrie 3.0 Industrie 4.0 Stufen Informationsträger Informationsaustausch Definierte Algorithmen Autonome Vernetzungs- und Entscheidungsfähigkeit Technologische Intelligenz Internetnutzung Traditionelle Automatisierung Automatisierung auf Basis Cyber- Physischer Systeme Detlef Gerst 4

5 Wettbewerbsfähigkeit wird neu definiert Mögliche Vorteile der Digitalisierung und der Industrie 4.0 Verbindung von Produkt und EDVgestützter Dienstleistung Wirtschaftliche Fertigung individualisierter Produkte Umfassende Prozesssteuerung und kontrolle in Echtzeit Automatisierung und Optimierung einfacher und komplexer Planung und Steuerung Senkung der Produktionskosten Beschäftigungssicherung durch Erschließung neuer Märkte Detlef Gerst 5

6 Digitalisierte Arbeitswelt in Teilbereichen schon heute Realität Zunahme Nutzung digitaler Medien und Arbeitsmittel für Produktbearbeitung und Kommunikation Programmierung und Gestaltung digitalisierter Prozesse Modularisierung von Arbeitstätigkeiten Bedeutung von Internet Plattformen: Analyse und Lenkung von Kundenwünschen Selbstvermarktung in sozialen Medien Vermischung von Privatsphäre und Beruf ( bring your own device, Anforderungen an die Erreichbarkeit) Komplexität, Informationsfülle, Unbestimmtheit, Geschwindigkeit Abnahme Direkte menschliche Produktbearbeitung sowie menschliche Steuerung und Kontrolle von Prozessen Routinisierbare Tätigkeiten Detlef Gerst 6

7 Dramatisierende Medienberichte 47% der Beschäftigten in den USA unmittelbar durch Roboter und maschinelle Intelligenz gefährdet (Frey/Osborne 2013) Schon heute 18,3 Millionen Beschäftigungsverhältnisse in Deutschland unmittelbar durch Computertechnologie gefährdet (IngDiba 2015). 7 Millionen verlorene Arbeitsplätze in den industrialisierten Ländern bis 2020 (Weltwirtschaftsforum Davos 2016) Foto: RainerPlendl/Panthermedia.net Detlef Gerst 7

8 Studie Arbeitsmarkt 2030 (Economix) Basisszenario: = Zuwanderung + stetige Digitalisierung (Zunahme wissensintensiver Dienste) Bis 2030: Verlust von Beschäftigungsverhältnissen Trend zu wissensintensiven Tätigkeiten Szenario Beschleunigt Digitalisierung : = Basisszenario + Annahme, Entwicklung und Vermarktung digitalisierter Technologie wird offensiv vorangetrieben Bis 2030: Beschäftigungsgewinn von etwa Erwerbstätigen. Es wachsen: Unternehmensdienste, Rechtsberatung, Elektronik/ optische Erzeugnisse, IT-Dienste, F&E, Fahrzeugbau. Arbeitsplatzverluste im Maschinenbau gegenüber dem Basisszenario zur Hälfte aufgefangen Quelle: Kurt Vogler-Ludwig, Nicola Düll, Ben Kriechel, Mitarbeit: Tim Vetter. Arbeitsmarkt Wirtschaft und Arbeitsmarkt im digitalen Zeitalter Prognose Im Auftrag des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales. München 2016 Detlef Gerst 8

9 Quelle: DIHK 2016 Detlef Gerst 9

10 Quelle: DIHK 2016 Detlef Gerst 10

11 Hemmende und treibende Faktoren für die weitere Entwicklung der Industrie 4.0 Treibende Faktoren Öffentlicher Diskurs: Revolutionsthese / Apell: Anschluss nicht verpassen Erforderliche Technologie weitgehend vorhanden oder in absehbarer Zeit entwickelbar Innovationsfähigkeit von Großbetrieben Hemmende Faktoren Schwierigkeit, sich aus einer Position der Stärke heraus in Frage zu stellen Neuerfindung als Unternehmen ohne Start-up Kultur kaum realisierbar Anbietergetriebene Debatte: Konkreter Nutzen wird aus der Perspektive vieler Betriebe nicht gesehen Ausbaufähige Innovationsförderung mittelständischer Betriebe Datensicherheit wird mit dem Grad der angestrebten Vernetzung zunehmend fraglich. (Datensicherung vs. Big Data) Detlef Gerst 11

13 Vom traditionellen Arbeitssystem zum hybriden System Industrie 3.0 Traditionelles Arbeitssystem Technologie als Hilfsmittel Menschliche Entscheidungen Ausnahme: technologisch vermittelte Kontrolle Industrie 4.0 (Autonome) technologische Entscheidungen Hybrides System Techn. Techn. Menschliche Entscheidungen Verteilte Entscheidungen Technologie als autonomer Akteur und (Mit-) Entscheider Detlef Gerst 13

14 Der Wertstrom in der Fabrik (Quelle: Erlach 2007) Detlef Gerst 14

15 Was ändert sich durch Industrie 4.0? Keine zentrale Steuerung Automatisierte Auftragsbearbeitung Automatisierte Bestellung Kommunikation: Werkstück Maschine - Maschine Kapazitätsplanung, Werkzeugverwaltung, Fertigungssteuerung Werkstück trägt Fertigungsinformation Prozessdaten in Echtzeit Kein festgelegter Fluss Detlef Gerst 15

16 Zukunft der Büroarbeit: Die Automatisierung des Geistes (Kurz/Rieger) Büroarbeit heute ist vor allem Arbeit an Schnittstellen Konstruktion Maschinensteuerung Werkzeugverwaltung Kundenauftrag Auftrags- und Kapazitätsplanung Auftragssteuerung Versand Ziele einer Automatisierung von Büroarbeit Beseitigung dieser Schnittstellen: Software kommuniziert mit Software, Grundlage: durchgängiges Engineering, Kompatibilität der Programme Automatisierte Bearbeitung vom Kundendialog bis zur Auslieferung Konsequenzen (Kurz/Rieger (2013): Arbeitsfrei) Ablösung menschlicher Hirntätigkeit durch Software und Algorithmen : Transportrouten, Lagerbestandsmanagement, Ankauf von Waren, Preisbildung, Verfassen von Berichten, Wiedererkennung von Personen, Was bleibt für den Menschen? Korrektur von Vorhersagefehlern der Software, Verhandeln von Rahmenverträgen, Softwareentwicklung (Steigende Zahl programmierungsbedürftiger Systeme) Mensch als Träger symbolischer Verantwortung Produktivität verbleibender Wissensarbeit wird massiv steigen Detlef Gerst 16

17 Szenarien der Arbeit in der Industrie 4.0 Überwiegend Extrempositionen Geteilte Annahme Weitreichende Veränderung von Arbeit Verbreitete Szenarien Entproblematisierte Arbeit Technologie entlastet den Menschen Mensch wird Herrscher über die Technik; Mensch als Dirigent ; Wandel vom Maschinenbediener zum Maschinenmanager Hochgradig entfremdete Arbeit in der Cyber-Fabrik Mensch im Räderwerk Cyber- Physischer Systeme und damit Anhängsel der Technologie zu beseitigendes Restrisiko Detlef Gerst 17

18 Mögliche Arbeitserleichterung im hybriden System Weniger Routineaufgaben Automatisierter Informationsfluss Systementscheidungen als technologische Dienstleistung Bessere Möglichkeiten einer differentiellen Arbeitsgestaltung Nutzung für die Integration (Kompensation menschlicher Einschränkungen) Erweiterte Handlungsspielräume Mehr Überwachungsaufgaben, Wachsende Diagnosemöglichkeiten Vernetzung mit Kollegen Bessere Work-Life-Balance durch flexible Arbeitsorganisation und Mobilität Erleichtertes Anlernen ( Assistenzsysteme) Gehaltvollere Arbeit durch erforderliche IT Kompetenz Weniger direktive, mehr unterstützende Führung Detlef Gerst 18

19 Smart Factory 1: Die Maschine spricht mit Maschinen Aufgabe an das Produktionssystem - Kundenauftrag: 500 Stück innerhalb einer Woche Samstag geht leider nicht. Magazin auffüllen übernehme ich. Magazin leer, bitte auffüllen! Kapazität bis Freitag ausgebucht! Schalt mich an! Ich kann diesen Samstag arbeiten. Muss in 2h am Warenausgang sein! Quelle: Bauer/ IAO Detlef Gerst 19

20 Smart Factory 2: Die Maschine spricht mit den Menschen Aufgabe an das Produktionssystem - Kundenauftrag: 500 Stück innerhalb einer Woche Magazin auffüllen übernehme ich. Sei bis Uhr für eventuelle Wartungsarbeiten erreichbar! Schalt mich an! Deine Kollegen leisten mehr als Du! Ich kann diesen Samstag arbeiten. Du arbeitest morgen in Team 4! Muss in 2h am Warenausgang sein! Samstag geht leider nicht. Magazin leer, bitte auffüllen! Kapazität bis Freitag ausgebucht! Feierabend heute zwei Stunden später! Du musst am Wochenende arbeiten! Quelle: in Anlehnung an Bauer/ IAO Detlef Gerst 20

21 Mögliche Belastungen durch Arbeit im hybriden System Kognitive Überforderung Große Komplexität und Geschwindigkeit von Systementscheidungen, hohe Ausbreitungsgeschwindigkeit und Folgen technologischer Fehlentscheidungen Verlust an Steuerungskompetenz durch Verlust an Erfahrungswissen Verantwortungszuschreibung trotz eingeschränkter menschlicher Steuerungsfähigkeit Verlust an Zeitsouveränität: Die Technik (und Einbindung des eigenen Arbeitsbereiches in die Wertschöpfungskette) bestimmt die Flexibilität Technologischer und organisatorischer Wandel als Dauerzustand Transparenter Mensch als Teil des Informationsflusses: Panoptische Kontrolle. Entwicklung von digitalen Menschmodellen: Steuert die Technik den Menschen? Detlef Gerst 21

22 Schritte auf dem Weg in die Industrie 4.0 Produktionsarbeit Ersetzung menschlicher Arbeit Mensch-Roboter-Interaktion 3 D-Drucker Augmented Reality (Tablet / Datenbrillen: Lernunterstützung / Arbeitsanweisung) Tracking des Beschäftigtenverhaltens Koordinierung von Arbeitszeit über das Internet Plug & Produce Module Mobile Mehrmaschinenbedienung Fernsteuerung von Produktionsanlagen Durchgängiges Engineering EDV gestützte Simulation Beseitigung von Schnittstellen Nutzung von Cloud und Crowd Instandhaltung Instandhaltung über räumliche Distanz Diagnosehilfen / Entscheidungsunterstützung Sensorik zur Ermittlung von Materialund Produktzustand Produktionssteuerung RFID als neuer Datenträger Traceability von Produkten und Bauteilen: Digitales Produktgedächtnis Verbesserte Steuerung durch Echtzeitdaten Intelligente Behälter (automatisierte Bestellung Optimierung auf Grundlage von BIG DATA Detlef Gerst 22

23 Einsatz von Datenbrillen: gesundheitliche Gefährdungen? Einsatzmöglichkeiten (Pick by Vision) Kommissionierung (Pick by Vision) Montage (bei großen Variantenumfängen) Qualitätsprüfung / Sicherheitscheck Integration von gehörlosen Mitarbeitern Ersatz für ergonomisch ungünstig platzierte Informationen Foto: dolgachov/panthermedia.net Was ist zu beachten? Ablenkung durch die Brille: Unfallgefahr Langfristige Folgen für die Augen: Gleichzeitige Fern- und Nahsicht Tragekomfort: Gewicht, Temperatur, Einstellmöglichkeiten Qualität der Informationsdarstellung Auswirkungen auf Arbeitsgeschwindigkeit und Fehler Veränderung der Arbeitsstrukturierung: Simplifizierung von Arbeit? Detlef Gerst 23

24 Technologische Modernisierung: Folgen für Arbeit und Beschäftigung Wandel der Qualifikationsanforderungen (Kombination von Mechatronik + Fachinformatik, neue Mensch-Maschine Schnittstellen) Ergonomische Verbesserungen: Ersetzung körperlich schwerer Arbeit Ergonomische Gefährdungen: Sind die Roboter sicher? Gefährdungen durch Datenbrillen und Assistenzsystemen? Technikstress durch Mensch-Maschine Schnittstellen? Veränderte Beschäftigtenstruktur: Entstehung neuer hochqualifizierter Arbeitsplätze im Umfeld der neuen Technologien, aber auch: Einfacharbeit durch Einsatz von Assistenzsystemen Weniger Beschäftigung in Fertigungsberufen Mehr Beschäftigung in Wissensarbeit und unternehmensnahen Dienstleistungen Wachsende datentechnische Durchdringung des Beschäftigtenverhaltens: Erweiterte Möglichkeiten der Leistungs- und Verhaltenskontrolle Steigender Bedarf an räumlicher und zeitlicher Flexibilität: Gefährdung von Zeitsouveränität und Regenerationsfähigkeit Schwindende arbeitspolitische Spielräume der Zulieferbetriebe? Detlef Gerst 24

25 Möglichkeit und Grenzen kollektiver Regulierung Gefährdungen bei mobiler und zeitliche flexibler Arbeit durch Vernachlässigung von Erholungsbedürfnissen, Vernachlässigung sozialer Kontakte, unzureichende ergonomische Arbeitsbedingungen Notwendige Regulierungsgegenstände / kollektive Schutzrechte Ergonomie von Arbeitsmitteln und ort, Anerkennung und Erfassung von Arbeitszeit Definition von Anwesenheitszeiten und Ruhephasen Erreichbarkeit und Nicht-Erreichbarkeit Freiwilligkeit Arbeitsmöglichkeit im Betrieb Gewichtung sozial wertvoller Zeit Belastungsnaher Zeitausgleich Foto: Pixabay/Photo-Rabe Detlef Gerst 25

26 Ergänzung kollektiver Regulierung Grenzen kollektiver Schutzrechte bei mobiler und zeitlich flexibler Arbeit Selbst gewählte Überlastung, um die Karriere nicht zu gefährden Gefährdungen werden von den Beschäftigten unterbewertet, weil Mobilität und Flexibilität auch Vorteile bringen Normalisierung überhöhter Leistungsansprüche Individualisierter Umgang mit Leistungsansprüchen Erschwerte Kontrollierbarkeit individuellen Leistungsverhaltens Foto: Doreen Salcher/Fotolia.com Die begrenzte Wirksamkeit schriftlich fixierter Schutznormen erfordert ergänzende Maßnahmen: Eine gestärkte Präventionskultur und Gesundheitskompetenz der Beschäftigten. Detlef Gerst 26

28 Verheißungsvolle Zukunft oder schöne neue Arbeitswelt? Die Digitalisierung von Arbeit ist gestaltungsoffen, nicht vorherbestimmt, weder deterministisch noch einheitlich in ihren Arbeitsfolgen. Für die Beschäftigten bringt die Digitalisierung von Arbeit viele Potentiale, aber auch Risiken mit sich. Erst im Gestaltungsprozess wird sich erweisen, ob die Potentiale realisiert werden können. Hierzu braucht es: Vereinbarte Mindestanforderungen an Arbeit Prognose und laufende Evaluation der Arbeitsfolgen Flexible und betriebsspezifische Regelungen durch die Sozialpartner Entwicklung von Leitplanken durch den Gesetzgeber Demokratische Beteiligung der Beschäftigten schon im Planungsprozess Unterstützende Infrastruktur: Innovationsförderung, Bildung, Beratung Verbesserte Präventionskultur und Gesundheitskompetenz Detlef Gerst 28