Gestaltungsperspektiven für Assistenzsysteme bei Industrie 4
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Gestaltungsperspektiven für Assistenzsysteme
bei Industrie 4.0
Jonathan Niehaus, Martin Eisenmann Forschungsgebiet Industrie- und Arbeitsforschung
„Mensch-Roboter-Zusammenarbeit“, BAuA
29.-30.03.2017, Dortmund
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Inhalt
1. Wandel der Mensch-Maschine-Interaktion in Industrie 4.0
2. Assistenzsysteme: Anwendungsfelder und Einsatzstrategien
3. Gestaltungsperspektiven: „Taylors Agenten“
4. Fallstudie: Kommissionierung mit Pick-by-Voice im
Lebensmittelgroßhandel
5. Herausforderungen der betrieblichen Umsetzung
Jonathan Niehaus, Martin Eisenmann | 29.-30.03.2017 | „Mensch-Roboter-Zusammenarbeit“, BAuA, Dortmund
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Forschungsgebiet Industrie- und Arbeitsforschung
Koordination: Prof. Dr. Hartmut Hirsch-Kreinsen (Plattform Industrie 4.0,
Allianz NRW 4.0, FGW)
Themenfelder: Betriebliche Innovationsstrategien, industrielle
Arbeitsprozesse, Industrie 4.0 und Digitalisierung von Arbeit
Interdisziplinäre Kooperationen u.a. mit Fachbereichen Maschinenbau,
Logistik, Arbeitswissenschaft sowie mit Sozialpartnern und Partnern der
betrieblichen Praxis
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1. Wandel von Industriearbeit in Industrie 4.0: Prognosen
„Pessimistische“ Sicht
Weitreichende Jobverluste (Frey/
Osborne, 2013)
Polarisierung von Qualifikationen
durch Erosion mittlerer Tätigkeiten
und Dequalifizierung
Erweiterte Kontrollpotentiale,
technologiezentrierte
Vorgehensweise
Digitale Fließbandarbeit,
entgrenzte und prekäre Arbeit
(Bsp. Crowdwork)
„Optimistische Sicht“
Sicherung/Kompensation von
Arbeitsplätzen
Aufwertung von Arbeit und
steigende Qualifikationen
Höhere Autonomie und
Selbstorganisation („Dirigenten der
Wertschöpfung“)
Verbesserte Work-Life-Balance und
lebensphasen-orientierte
Arbeitsmodelle
„Chancen für eine Neuorganisation
der Arbeit“ (Plattform Industrie 4.0)
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1. Wandel der Mensch-Maschine-Interaktion in Industrie 4.0
Ausgang: „technology push“ in Vernetzung, Leistungsfähigkeit von Hard-
und Software mit neuen Anwendungsmöglichkeiten
Wandel der Mensch-Maschine-Interaktion
Mainstream: Frequentierung, Intensivierung und Hybridisierung
menschlicher und maschineller Interaktion (acatech 2015)
„Hybride Handlungsträgerschaft“ (Rammert, 2015) als … Neue Aktivitätsniveaus (Bsp. der Ampel/ Verkehrsleitsystem)
Autonomiegrad und Eigenaktivität der Maschinen verändert sich
Vom hierarchischen Modus der Handlungsträgerschaft zum Modus der interaktiven
Kopplung
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1. Wandel der Mensch-Maschine-Interaktion in Industrie 4.0
Mensch-Maschine-Interaktion: Offene Fragen
Rollen- und Verantwortungsverteilung zwischen Mensch und Maschine
(„Degrees of Automation“)
Automatisierungsszenario vs. Werkzeugszenario
(Windelband/Dworschak 2015)
Bedeutung und Erhalt von Erfahrungswissen
Ergonomie, Sicherheit und Haftung
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Mobile Assistenzsysteme an der Schnittstelle zwischen
Mensch und Maschine
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2. Assistenzsysteme
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Quellen: Schmid 1987 in RKW, S. 349; DFKI 2014, F.Quindt
Varianz an Anwendungsmöglichkeiten und große technische
Vielfalt: Bedarf der Differenzierung
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2. Assistenzsystemen: Differenzierung
Merkmale Ausprägung
Gerät Tablet Brille Smartwatch Sonstiges
Zielgruppe Teamleiter / Meister Beschäftigte ohne Personal-
Verantwortung
Leitende Angestellte
Anwendungsgebiet Instandhaltung Montage / Produktion Logistik Sonstige
Qualifikationsanforderungen Keine Einweisung
(formell/informell)
Zertifizierte
Fortbildung
Umschulung
Systemanbindung Keine Externe Betriebliche Datenbanken (z.B. ERP, WWS)
Datenaufbereitung Audio-Visuell Audio Video Grafisch
Unterstützungsleistung Information Beratung Anweisung Eingriff
Interaktion Monologisch Dialogisch
Adaptabilität Ja Nein
Nutzung Anlernphase Kontinuierlich Selektiv Periodisch
Kontrollfunktion Ergebnis Ausführung / Prozess Keine
Leistungsdokumentation Ja Nein
Lernunterstützung Weiterführende
Informationen
Wissens-Abfrage (Test) Keine
Quelle: Morphologischer Kasten, Niehaus (i.E.)
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2. Assistenzsystemen: Einsatzstrategien
Organisationsbezogen
Standardisierung und Verkürzung des Anlernens
Einsatz Geringqualifizierter
Flexibilisierung von Arbeitsort/-zeit
Datentechnische Verfolgung (Hofmann 2016)
Tätigkeitsbezogen
Förderung von Ergonomie
Schaffung lernförderlicher Arbeitsumgebungen
Altersgerechtes Arbeiten
Reduktion von Komplexität und Fehlern (Kreimeier et al. 2015)
Intention des
Managements mit
Technikeinsatz
Reduzierung von
Ungewissheit,
Prozesskontrolle,
Rationalisierung und
Gewinnmaximierung
v.a. aus Arbeitskraft (Pfeiffer 2010)
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2. Einsatzstrategien: Kontrolle von Arbeit
repetitive, manuelle
Einzelplatztätigkeiten bei
standardisierten Produkten
und geringen
Qualifikationsanforderungen
Taylorisierte Einfacharbeit
Komplexe und wechselnde
Tätigkeiten mit hoher
Autonomie, in Gruppen, bei
flexibler Produktion und
hohem Qualifikationsbedarf
Kontrolle durch isolierte Arbeitsplätze,
Beschränkung dispositiver Tätigkeiten und
fester Aufgabenzuschnitte, Akkordlohn
Kontrolle durch informatisierte
Kontextsteuerung in Form von
Zielvorgaben, Gruppenkohärenz
(Anreizsysteme)
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3. Gestaltungsperspektiven: Taylors Agenten
Taylors Agenten
Engmaschige Prozesskontrolle und direkte Intervention bei Fehlern
sowie Arbeitsgeschwindigkeit; Sanktionierung intuitiven Abweichens
Abzug individuellen Produktionswissens und Dequalifizierung
Anreicherung und Entlastung
„Wandlungsbefähiger“ (Kreimeier et al. 2015): Unterstützung subjektivierenden
Arbeitshandelns und Eröffnung dispositiver Fenster; Möglichkeiten der
qual. Aufgabenerweiterung
„Definitionsmacht über den Arbeitsablauf“ (Schmidt 2013) und Qualifizierung
„lokale“ Kontrollierbarkeit und Verantwortung (Grote 2015, Huchler 2016)
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4. Fallstudie: Kommissionierung mit Pick-by-Voice im
Lebensmittelgroßhandel
Merkmale Ausprägung
Gerät Tablet Brille Smartwatch Sonstiges
Zielgruppe Teamleiter / Meister Beschäftigte ohne Personal-
Verantwortung
Leitende Angestellte
Anwendungsgebiet Instandhaltung Montage / Produktion Logistik Sonstige
Qualifikationsanforderungen Keine Einweisung
(formell/informell)
Zertifizierte
Fortbildung
Umschulung
Systemanbindung Keine Betriebliche Datenbanken (z.B. ERP, WWS)
Datenaufbereitung Audio-Visuell Audio Video Grafisch
Unterstützungsleistung Information Beratung Anweisung Eingriff
Interaktion Monologisch Dialogisch
Adaptabilität Ja Nein
Nutzung Anlernphase Kontinuierlich Selektiv Periodisch
Kontrollfunktion Ergebnis Ausführung / Prozess Keine
Leistungsdokumentation Ja Nein
Lernunterstützung Weiterführende
Informationen
Wissens-Abfrage (Test) Keine
Quelle: Morphologischer Kasten, Niehaus (i.E)
Arbeitsablauf
„Der kriegt immer den Stellplatz gesagt. Das heißt, der Stellplatz ist eine Nummer. Dann weiß
er, welchen Artikel er nehmen muss. Er kriegt die Anzahl des Artikels gesagt, muss das
bestätigen einmal per Wort. (…) Bekommt dann den nächsten. Wenn er sagt: ,Fertig‘, gibt es
den nächsten.“ (Betriebsrat)
Datenauswertung zur Leistungs- und Entgeltberechnung (Zulagen)
„Da müssen die 230 Kollis (Karton, Anm. J.N.) packen in der Stunde, was schon ein hoher
Wert ist meiner Meinung. Im Feinkostbereich sind wir bei 270 und 290 in den verschiedenen
Abteilungen, weil oben eben weniger Wegstrecke ist. Und im Obst und Gemüse sind wir
irgendwo bei 260, 270.“ (Betriebsrat) [Insgesamt ca. 150.000 Kollis/Tag im Trockensortiment]
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4. Fallstudie: Kommissionierung mit Pick-by-Voice im
Lebensmittelgroßhandel
Arbeitsfolgen
Fehlerhäufigkeit (insb. falsche Menge) zur alten PDA-Lösung gesunken
Zunahme der Leistungsdichte – aber zukünftig neue Normleistung?
„(D)ie Leistung ist jetzt eher zu erreichen, die gefordert wird. Aber die
Forderung hat sich nicht erhöht.“ (Teamleiter)
Große Akzeptanz: „beide Hände frei“, individuelle Sprach- und
Geschwindigkeitsanpassung, Erfahrungswerte aus anderen Lägern
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Isolation „Sie unterhalten sich weniger untereinander. Früher haben sie mal so in kleinen
Grüppchen gestanden und geredet und mal geschnackt und weniger gearbeitet. Vielleicht
ist da auch der Geschwindigkeitszuwachs erkenntlich. Denn heute fahren sie durch,
konzentrieren sich auf die Stimme, die sie hören. Und können gar nicht mehr nebenbei
quatschen, was sie können. Weil der, den er anspricht, hört ja auch gerade.“ (Betriebsrat)
Taylorisierung als „guter“ Kompromiss
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5. Herausforderungen der betrieblichen Umsetzung
Technische Realisierung von Assistenzsystemen voraussetzungsvoll (insb.
Datenschnittstellen, Middleware)
Abbildbarkeit betrieblicher Komplexität und relevanter Probleme
Arbeitsfolgen: Kein „Technikdeterminismus“ – Wahlmöglichkeiten und
Gestaltungsgräume für (über-)betriebliche Akteuren
Aber: z.T. begrenzte Alternativen durch lokale Pfadabhängigkeiten,
Ressourcenlimitierungen, Branchenanforderungen etc.
Schlüsselfrage: Sicherung der Akzeptanz der Beschäftigten (vgl. BAuA 2016 „INVIDA“)
Direkte (Mitarbeitereinbindung, Ergonomie und Bedienung,
Verbesserung und Integration) und indirekte (Betriebsvereinbarungen
zu Datenschutz) Partizipationsmöglichkeiten
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Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Kontakt: [email protected], 0231-755-5564, martin.eisenmann@tu-
dortmund.de, 0231-755-8061
Internet: www.neue-industriearbeit.de, www.wiso.tu-dortmund.de/neue-industriearbeit
Abbildungen Schmid, J. 1987: Papierarme Montagesteuerung als Rationalisierungspotential. In: RKW – Rationalisierungs-Kuratorium der Deutschen Wirtschaft (Hrsg.): Productivity
and the Future of Work. IPS 2. Documentation and Final Report. Eschborn, S. 343-358
DFKI 2016, Bildnutzung gestattet durch F. Quindt
Literatur acatech (2015): „Innovationspotenziale der Mensch-Maschine-Interaktion“, Dossier für den 3. Innovationsdialog in der 18. Legislaturperiode am 10. November 2015, Barner et al. (Hrsg.),
München.
Blutner, D. et al. 2007: Assistenzsysteme für die Entscheidungsunterstützung. Technical Report 06009, SFB 559. Dortmund
Boes, A./Bultemeier, A. 2008: Informatisierung – Unsicherheit – Kontrolle. In: Dröge, K./Marrs, K./Menz, W. (Hrsg): Rückkehr der Leistungsfrage. Leistung in Arbeit, Unternehmen und
Gesellschaft. Berlin, S. 59–90
Frey/ Osborne (2013): “The Future of employment: How susceptible are jobs to computerization?”, Oxford.
Grote, G. 2015: Gestaltungsansätze für das komplementäre Zusammenwirken von Mensch und Technik in Industrie 4.0. In: Hirsch-Kreinsen, H./Ittermann, P./Niehaus, J. (Hrsg.) Digitalisierung
industrieller Arbeit. Baden-Baden, S. 131-146
Hofmann, K. 2016: Smart Factory – Arbeitnehmerdatenschutz in der Industrie 4.0, Datenschutzrechtliche Besonderheiten und Herausforderungen. In: ZD – Zeitschrift für Datenschutz, H. 1
(2016), S. 12-17
Huchler, N. 2016: Die Rolle des Menschen in der Industrie 4.0 – Technikzentrierter vs. humanzentrierter Ansatz. Arbeits- und Industriesoziologische Studien (AIS) 1 (9):57–79
Kreimeier, D./Kreggenfeld, N./Prinz, C. 2015: Das Verhältnis von Technik, Arbeit und Organisation im Wandel. In: Pries, L./Urban, H.-J./Wannöffel, M. (Hrsg.): Wissenschaft und Arbeitswelt –
eine Kooperation im Wandel. Baden-Baden, S. 169-186
Manske, F. 1991: Kontrolle, Rationalisierung und Arbeit. Kontinuität und Wandel: Die Ersetzbarkeit des Taylorismus durch moderne Kontrolltechniken. Berlin
Marrs, K. 2008: Arbeit unter Marktdruck. Die Logik der ökonomischen Steuerung in der Dienstleistungsarbeit. Berlin
Marrs, K. 2010: Herrschaft und Kontrolle in der Arbeit. In: In: Böhle, F./Voß, G.G./Wachtler, G. (Hrsg.): Handbuch Arbeitssoziologie. Wiesbaden
Minssen, H. 1990: Kontrolle und Konsens. Anmerkungen zu einem vernachlässigten Thema der Industriesoziologie. In: Soziale Welt, S. 365–382
Pfeiffer 2010: Technisierung von Arbeit. In: Böhle, F./Voß, G.G./Wachtler, G. (Hrsg.): Handbuch Arbeitssoziologie. Wiesbaden, S. 231–262
Pfeiffer, S. 2012: Technologische Grundlagen der Entgrenzung: Chancen und Risiken. In: Badura, B./Ducki, A./Schröder, H./Klose, J./Meyer, M. (Hrsg.): Fehlzeiten Report 2012. Gesundheit in
der flexiblen Arbeitswelt: Chancen nutzen – Risiken minimieren. Berlin/Heidelberg, S. 15–21
Rammert (2016): „Hybride Handlungsträgerschaft: Ein sozio-technishes Modell verteilten Handelns, in: acatech (2016) „HerzIntelligente Objekte Technische Gestaltung – Wirtschaftliche
Verwertung – Gesellschaftliche Wirkung“, Otthein Herzog/ Thomas Schildhauer (Hrsg.)
Schmidt, R. 2013: Taylorismus. In: Hirsch-Kreinsen, H./Minssen, H. (Hrsg.): Lexikon der Arbeits- und Industriesoziologie. Berlin, S. 447–454
Spath, D./Braun, M./Bauer, W. 2009: Integrated Human and Automation Systems. In: Nof, S. (Hrsg.): Handbook of Automation. Berlin/Heidelberg, S. 571–598
Windelband et al. (2011): „Logistik als Anwendungsfeld des „Internets der Dinge“ in der BMBF-Früherkennung“
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4. Assistenzsystem: Smartwatch in der Produktionslogistik KMU
Merkmale Ausprägung
Gerät Tablet Brille Smartwatch Sonstiges
Zielgruppe Teamleiter / Meister Beschäftigte ohne Personal-
Verantwortung
Leitende Angestellte
Anwendungsgebiet Instandhaltung Montage / Produktion Logistik Sonstige
Qualifikationsanforderungen Keine Einweisung
(formell/informell)
Zertifizierte
Fortbildung
Umschulung
Systemanbindung Keine Betriebliche Datenbanken (z.B. ERP, WWS)
Datenaufbereitung Audio-Visuell Audio Video Grafisch
Unterstützungsleistung Information Beratung Anweisung Eingriff
Interaktion Monologisch Dialogisch
Adaptabilität Ja Nein
Nutzung Anlernphase Kontinuierlich Selektiv Periodisch
Kontrollfunktion Ergebnis Ausführung / Prozess Keine
Leistungsdokumentation Ja Nein
Lernunterstützung Weiterführende
Informationen
Wissens-Abfrage (Test) Keine
Quelle: Morphologischer Kasten, Niehaus (i.E)
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Anhang
J. Niehaus | 27. August 2015 | Kolloquium
„(H)ier haben sie kommissioniert mit PDAs. Außer im Tiefkühl, weil sie da nicht
funktionieren. Und dann hat er die Ware direkt angescannt. Meiner Meinung war das
fehlerfreier. Weil heute kriegt er es angesagt. Aber nimmt er das richtige Paket? So musste
er es nochmal anscannen. Heute nicht. Heute kann er auch danebengreifen und sagen:
Ja, ich habe das Richtige.“ (Betriebsrat)