Download - Digitalisierung und Industrie 4 - rubigm.ruhr-uni-bochum.derubigm.ruhr-uni-bochum.de/Transfer/Digitalisierung und Industrie 4.0-1005.pdf · • Die technologiezentrierte Ausrichtung

Digitalisierung und Industrie 4.0 – Begriffsbestimmung – Chancen und Risiken für die Arbeitsgestaltung Betriebsrätekonferenz (Hydro Konzern) 10.-12. Mai 2016 Bochum Pia Wagner, Gemeinsame Arbeitsstelle RUB/IGM

Gemeinsame Arbeitsstelle RUB/IGM

Digitalisierung und Industrie 4.0 Pia Wagner 10.05.2016 2

„Niemand kann heute seriös vorhersagen, wie die Arbeitswelt in 10, 20 oder noch mehr Jahren aussieht. Die Digitalisierung birgt große Chancen, aber auch Risiken. Entscheidend ist, dass wir auch in Zukunft die Bedingungen der Arbeit aktiv gestalten können (…).“ (Benner (2016))



Digitalisierung und Industrie 4.0



Digitalisierung der Arbeit

Internet der Dinge / Internet of Things

Industrie 4.0

Big Data Digitale Fabrik Vernetzte Produktionssysteme Cyber Physische Produktionssysteme (CPPS) Vierte Industrielle Revolution

Smart Factory



Teilautonome Produktions- planung / -steuerung

www.fasihi.net/portal

www.plattform-i40.de/

www.vlexplus.com/

www.vdi-nachrichten.com

www.trend.at

www.ingenieur.de


Digitalisierung und Industrie 4.0 Pia Wagner 10.05.2016

1 „Industrie 4. 0“ – Definition

„Der Begriff Industrie 4.0 steht für die vierte industrielle Revo-lution, einer neuen Stufe der Organisation und Steuerung der ge- samten Wertschöpfungskette über den Lebenszyklus von Pro-dukten. (…) Durch die Verbindung von Menschen, Objekten und Systemen entstehen dynamische, echtzeitoptimierte und selbst organisierende, unternehmensübergreifende Wertschöpf-ungsnetzwerke, die sich nach unterschiedlichen Kriterien wie bspw. Kosten, Verfügbarkeit und Ressourcenverbrauch optimieren lassen.“ (Plattform Industrie 4.0 (2014))



1 „Industrie 4. 0“ – Definition

„Mit der Industrie 4.0 sollen reale und virtuelle Produktionswelten integriert werden und Produkte, Produktionsanlagen und Objekte mit eingebetteter Software zu intelligenten und verteilten Systemen zusammenwachsen.“ (Ittermann et al. 2015: 11)



1 „Industrie 4. 0“ – Zentrale Begriffe

Internet der Dinge Verknüpfung der realen, physischen Welt mit Informationen und Diensten der digitalen Welt. Ermöglich die Kommunikation innerhalb von Cyber-Physischen Systemen

Cyber-Physische Systeme (CPS) Sind in physische Systeme eingebettete mikroelektronische Systeme mit eigener Rechenfähigkeit, Sensorik und Aktorik sowie zusätzlichen Kommunika- kationsschnittstellen, die der Datenerfassung und – übermittlung dienen

Cyber-Physisches Produktionssystem (CPPS) Flexibilisierte Automatisierung durch die Vernetzung von intelligenten und wandlungsfähigen Maschinen, Anlagen und Produkten auf Basis von CPS

Smart Factory Eine vernetzte, intelligente und wandlungsfähige Fabrik auf Basis von CPS und dem Internet der Dinge. Sie ist in Echtzeit anpassungsfähig und kommuni- ziert innerhalb des Wertschöpfungsnetzwerkes mit anderen Teilnehmern



1 „Industrie 4. 0“ – Zentrale Charakteristika

Datentechnische Verknüpfung intelligenter Teile, Maschinen und Anlagen

• Verknüpfung realer und virtueller Produktionswelt • Dezentrale Selbstorganisation und –optimierung der Produktion

Unternehmensweite und -übergreifende Vernetzung Mensch-Maschine-Schnittstellen Einsatz smarter Objekte und intelligenter Produkte Kundenzentrierte, individualisierte Produktion Wachsende Variantenvielfalt – komplexe Baugruppen – hohe

Teilezahl



2 Vision „Industrie 4. 0“ – Potenziale Potenzial für die deutsche Industrie

Rentable Produktion individueller Kundenwünsche (Losgröße 1) Dynamische u. innovative Gestaltung von Geschäfts- u. Engineer-

ing-Prozessen als Antwort auf Flexibilisierungsanforderungen Optimierte Entscheidungsfindung durch zunehmend transparente

Produktionsprozesse Effizienter Ressourceneinsatz durch selbstregulierte Optimierung

von Produktionsprozessen Wettbewerbsfähigkeit als Hochlohnstandort

Als besonders aussichtsreich wird für Deutschland eine duale Strategie – Leitanbieter- u. Leitmarktstrategie – angesehen

(vgl. Plattform Industrie 4.0 2014)



2 Vision „Industrie 4. 0“ – Potenziale „In Deutschland könnte die Bruttowertschöpfung von 2015 bis

2025 in Summe um 78 Milliarden Euro steigen. Dies ent-spräche einem Wachstum von jährlich 1,7 Prozent durch Industrie 4.0-Technologien“ (BITKOM/Fraunhofer IAO 2014)

In der gleichen Zeitspanne wird für ganz Europa ein Zuwachs der Bruttowertschöpfung von insgesamt 1,25 Billionen Euro prognostiziert. „Im Jahr 2025 könnte dies für die europäische Industrie eine zusätzliche Wertschöpfung von 251 Milliarden Euro durch die Digitalisierung bedeuten.“ (Roland Berger 2015)



2 Vision „Industrie 4. 0“ – Potenziale

(IG Metall Vorstand 2016, Darstellung nach: BITKOM/Fraunhofer IAO 2014)



3 Entwicklungsperspektiven – Beschäftigung Langfristige Beschäftigungsperspektiven in dt. Industrie

offen: Zwischen Erosion und „Revival“ von Industriearbeit (Ittermann et al. 2015)

Prognosen: Erosion: In den nächsten zehn bis 20 Jahren könnten etwa

50 % der sozialversicherungspflichtig Beschäftigten in Deutsch-land durch Computer ersetzt werden (Automatisierungswahr-scheinlichkeit von Berufen) (Brzeski/Burk 2015; Bonin/Gregory/Zierahn 2015)

„Revival“: Durch die Etablierung von Industrie 4.0 können in der dt. Industrie in den nächsten zehn Jahren um die 400.000 neue Jobs entstehen. (Dengler/Matthes 2015) / Es kommt zu einer Umschicht-ung von Arbeitsplätzen v.a. zwischen Branchen, wodurch insg. „ein – vergleichsweise unspektakulärer – Verlust von 60.000 Arbeitsplätzen“ zu erwarten ist (IG Metall Vorstand 2015, zitiert nach Wolter et al. 2015)



3 Entwicklungsperspektiven – Beschäftigung Zu berücksichtigen: Ein vorhandenes Substituierbarkeits-

potenzial führt nicht automatisch zu einem Wegfall von Arbeits-plätzen • Investitionen in digitale Technologien müssen sich lohnen • Rechtliche Rahmenbedingungen zu berücksichtigen u. ethische

Fragen zu beantworten • Einteilung zwischen Routine- und Nicht-Routinetätigkeiten nicht

einfach, sodass tatsächliche Substituierungsmöglichkeit offen ist (hohes Arbeitsvermögen im Produktions(nahen)bereich)

(Dengler/Matthes 2015; IG Metall Vorstand 2016; Pfeiffer/Suphan 2015)



3 Entwicklungsperspektiven – Beschäftigung Und…

• „(…) bisher hat der technologische Fortschritt immer mehr neue Arbeitsplätze geschaffen als durch ihn verloren gegangen sind. (…) Der Siegeszug der Computer in der Arbeitswelt ist bislang eher still verlaufen.“ (Dengler/Matthes 2015)

• Weder die Warnungen vor „technologischer Arbeitslosigkeit“ (Keynes 1933) infolge des beschleunigten technischen Fortschritts, noch das „Ende der Arbeit“ (Rifkin 1995) durch die Dominanz der digitalen Welt, haben sich bisher bewahrheitet (Rinne/Zimmermann 2016)

• Die technologiezentrierte Ausrichtung und Vision einer menschen-leeren Fabrik (CIM-Debatte 80/90er) weicht im Rahmen von Industrie 4.0 einem komplementären Automatisierungskonzept mit Betonung des Menschen



4 „Industrie 4.0“ als sozio-technisches System

Eigene Darstellung in Anlehnung an: Kurz 2014



5 „Industrie 4.0“ als sozio-technisches System: Chancen und Risiken



6 Arbeitspolitische Handlungsfelder

(Ittermann et al. 2015)



6 Arbeitspolitische Handlungsfelder: Qualifikation

Differenzierte Entwicklungslinien • Auf der qualifizierten Facharbeiterebene kann es einerseits durch Substitu-

tionseffekte zu einer Zunahme von „Einfacharbeit“ (Dequalifizierung, Polari-

sierung) kommen …

• andererseits können diese Arbeitsplätze in Folge komplexer werdender System-

anforderungen mit steigenden Qualifikations- und Flexibilitätsanforderung-

en verbunden werden (upgrading)

• Durch die zunehmende Komplexität der Arbeitsabläufe und der dezentralen Pro-

zesssteuerung, wird ein weiterer Hierarchieabbau wahrscheinlich, der sich durch

eine notwendige Verlagerung von Entscheidungskompetenzen auf der oper-

ativen Ebene auszeichnet

• Weitere Digitalisierung führt zu veränderten Tätigkeitsanforderungen und

Aufgabeninhalte (Hirsch-Kreinsen 2015; Ittermann et al. 2015)



6 Arbeitspolitische Handlungsfelder: Arbeitsorganisation Mögliche Entwicklungsszenarien für Beschäftigte und die Rolle der Facharbeit

(Kurz 2014)



6 Arbeitspolitische Handlungsfelder: Arbeitsstrukturen

Differenzierte Entwicklungslinien • Arbeits- und Leistungsbedingungen von Industriearbeit

zwischen Entgrenzung und Regulierung • Wachsende Entkopplung von Arbeitszeit und Arbeitsort,

zeitlich und räumlich flexible Formen der Projektarbeit • Einerseits bessere „work-life-balance“, bessere Vereinbarkeit

von Beruf und Familie, Entlastung älterer Beschäftigter durch Assistenzsysteme …

• andererseits: fehlende Regulation, neue prekäre Arbeits-formen, Leistungsverdichtung

• Fragen der Beteiligung und Mitbestimmung der Beschäftigten; Funktionalität des Betriebsverfassungsgesetzes?



7 Zusammenfassung und Ausblick

Insgesamt lassen sich keine eindeutigen Entwicklungstrends von

Produktionsarbeit identifizieren

Industrie 4.0 ermöglicht somit – nicht zuletzt durch die Konfiguration als

sozio-technisches System – unterschiedliche Gestaltungsspiel-

räume hinsichtlich der zukünftigen Produktionsarbeit

Art des Zusammenwirkens der verschiedenen Teilsysteme (T-O-P)

und die Auswirkungen der jeweiligen Systemauslegung auf die

Arbeitsorganisation und den (quantitativen u. qualitativen) Personal-

einsatz, sind noch offen




Die Gestaltung und Einführung autonomer CPS-basierter

Produktionssysteme besitzt hohe arbeitspolitische Bedeutung

Kein „Technikdeterminismus“, vielmehr Existenz von divergieren-

den Entwicklungslinien

„Mit der digitalen Transformation ist nicht das Ende der Industrie-

arbeit angebrochen. Sie birgt indes erhebliche Veränderungs-

potenziale für die Industriearbeit. Damit ändert sich auch das

Agenda Setting für Arbeitspolitik & Arbeitsgestaltung (neue

Themen, Risiken und Chancen)“ (Kurz 2014)




Ansatzpunkte für die betriebliche Mitbestimmung • Veränderung der Aufgabeninhalte / Qualifikationsanforderungen • Veränderung der Arbeitsorganisation: Gestaltung der Entwick-

lungsszenarien • Virtualisierung von Arbeitsschritten / Arbeitsprozessen: Unter-

stützung vs. Entfremdung • Entbetrieblichung von Arbeit: Work-life-balance vs. Entgrenzung • Neue Formen der Steuerung: Selbst- vs. Fremdkontrolle



(Beispielhafte) Aktivitäten und Unterstützung

- IG Metall



ESF-Projekt: Arbeit und Innovation. Kompetenzen stärken +> Zukunft gestalten

Innovative Ausbildungsreihe zur Stärkung der betrieblichen Mitbestimmung

Zahlreiche Projektbetriebe aus allen IG-Metall-Bezirken Bundesweite Ausbildungsgänge Kooperation mit der Ruhr-Universität Bochum (Lehrstuhl für Pro-

duktionssysteme und Gemeinsame Arbeitsstelle RUB/IGM) (IG Metall Vorstand)



Arbeit 2020 in NRW Analyse der Ausgangslage: Betriebslandkarte – Arbeit 4.0

(IG

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15)



Forschung im Bereich Industrie 4.0



Landkarte Industrie 4.0 Anwendungsbeispiele, Test- und Kompetenzzentren, Beratungseinrichtungen

(Projekthomepage: http://www.plattform-i40.de)

Plattform Industrie 4.0: Das Bundeswirt-schaftsministerium und das Bundes-forschungsministerium steuern und leiten die Plattform gemeinsam mit Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gewerk-schaften.

Landkarte Industrie 4.0: 241 Einträge (Stand 05/2016), Online abrufbar mit Suchfunktion, Projekte können vorgeschlagen werden

http://www.plattform-i40.de/I40/Navigation/Karte/SiteGlobals/Forms/Formulare/karte-anwendungsbeispiele-formular.html



Forschung im Bereich Industrie 4.0

Forschungs-aktivitäten

„Industrie 4.0“

Internationale/ europäische Initiativen

Horizon 2020 (EU) EUREKA (EU)

ERANET-MANUNET (BMBF)

INBENZHAP (BMBF) Industrie du Futur (F)

Advanced Manufacturing

Programm (USA)

BMWi

Autonomik Autonomik für Industrie 4.0

(APPsist) Smart Service Welt

BMBF

Virtuelle Techniken für die Fabrik der Zukunft (IKT 2020)

(SOPHIE) Intelligente Vernetzung in der

Produktion It‘s OWL

Industrie 4.0 – Forschung auf den betrieblichen Hallenboden

(ADAPTION) Arbeit in der digitalisierten Welt

Unternehmensprojekte und Modellfabriken

Sonstige Forschungsinitiativen

Regionale oder Landesinitiativen

DFG-Förderung

Einzelprojekte / Expertisen

Forschungsaktivitäten Arbeiten 4.0 (BMAS)

(Niehaus 2015)



Forschungsprojekt: APPsist Intelligente Wissensdienste für die

Smart Production / Autonomik für Industrie 4.0 (BMWi)

Konsortium: Forschung, Anwenderunter-nehmen und Beratungseinrichtungen

Ziel: KI-basierte Unterstützung von Pro-duktionsmitarbeitern zum Kompetenz-aufbau

Begleitforschung und Gestaltung (mit der IG Metall): Mitarbeiterbeteiligung, -dialog

Implementierungsstrategie

betrieblichen Mitbestimmung

Daten- und Informationsverwertung

Analyse veränderter Tätigkeitsstrukturen

Qualifikations- und Kompetenzbedarfe

(Projekthomepage: www.appsist.de)



Forschungsprojekt: SOPHIE

(Projekthomepage: https://www.sophie.tu-chemnitz.de/)

Reale Fabrik

Digitale Fabrik

Abb

ildun

g

Echtzeit

Mitarbeiter

Modelle

Informationen:

Realer Materialfluss, Kennzahlen, etc.

Informationen:

Optimaler Materialfluss, Logistik, etc.

Extern

Informationen:

• Logistik• Bereitstellung• Kapazitäten• etc.

„Synchrone Produktion durch teilautonome Planung und humanzentrierte Ent-scheidungsunterstützung (SOPHIE)“ / Virtuelle Techniken für die Fabrik der Zukunft (BMBF)


Ziel: Verknüpfung der Realwelt in der Produktion und der digitalen Fabrik in Echtzeit

Begleitforschung und Gestaltung:

Mitarbeiterbeteiligung

Betrieblichen Mitbestimmung

Daten- und Informationsverwertung




Forschungsprojekt: ADAPTION „ADAPTION – Reifegradbasierte

Migration zum CPPS“ / Industrie 4.0 – Forschung auf dem betrieblichen Hallen-boden (BMBF)


Ziel: Reifegrad- und Vorgehensmodell für die Migration, um insb. kleine und mittlere Industrieunternehmen zur Entwicklung und Einführung eines Cyber-physischen Produktionssystems zu befähigen

Begleitforschung und Gestaltung:

Mitarbeiterbeteiligung (reifegradbasiert)

Betrieblichen Mitbestimmung und alternative Vertretungsformen


(Interne Projektunterlagen)



Quellen • Benner, Christiane (2016): Die Digitalisierung lässt uns wenig Zeit, FAZ-Interview am 03.05.2016.

• BITKOM / Fraunhofer IAO (2014): Industrie 4.0 – Volkswirtschaftliches Potenzial für Deutschland,

Berlin: BITKOM / Fraunhofer IAO

• Bonin, Holger / Gregory, Terry / Zierahn, Ulrich (2015): Übertragung der Studie Frey/Osborne (2013) auf Deutschland. Kurzexpertise Nr. 57, Mannheim: Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung GmbH.

• Brzeski, Carsten / Burk, Inga (2015): Die Roboter kommen – Folgen der Automatisierung auf den

deutschen Arbeitsmarkt. In: INGDiBa Economic Research, 30. April 2015

• Dengler, Katharina / Matthes, Britta (2015): Folgen der Digitalisierung der Arbeitswelt: Substituier-

barkeitspotenziale von Berufen in Deutschland. Nürnberg: IAB-Forschungsbericht Nr. 11/2015, Institut

für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung der Bundesagentur für Arbeit.

• Hirsch-Kreinsen, Hartmut (2015): Digitalisierung von Arbeit: Folgen, Grenzen und Perspektiven,

Soziologisches Arbeitspapier Nr. 43/2015, Dortmund: Technische Universität Dortmund.

• IG Metall Vorstand 2016: Auswirkungen der Digitalisierung / Industrie 4.0 auf die Beschäftigten. Eine

Argumentationshilfe der IG Metall, Frankfurt: IG Metall Vorstand.



Quellen • Ittermann, Peter / Niehaus, Jonathan / Hirsch-Kreinsen, Hartmut (2015): Arbeiten in der Industrie 4.0.

Trendbestimmungen und Arbeitspolitische Handlungsfelder, Düsseldorf: Hans-Böckler-Stiftung.

• Kurz, Constanze 2014: Mensch, Maschine und die Zukunft der Industriearbeit. Vortrag auf der

Fachkonferenz Münchner Kreis: „Maschinen entscheiden – vom Cognitive Computing zu autonomen

Systemen“ am 12.11.2014 in München.

• Niehaus, Jonathan (2015): Arbeiten in der Industrie von morgen: Entwicklungs-perspektiven und

Handlungsfelder, Vortrag: Netzwerk BR-Pharma, 14.-16. Dezember 2015, Berlin.

• Pfeiffer, Sabine / Suphan, Anne (2015): Der AV-Index. Lebendiges Arbeitsvermögen und Erfahrung

als Ressourcen auf dem Weg zu Industrie 4.0. Working Paper 2015, Hohenheim: Universität

Hohenheim, Fg. Soziologie.

• Plattform Industrie 4.0 (2014): Industrie 4.0 – Whitepaper FuE-Themen –, Berlin: Bundesministerium

für Wirtschaft und Energie.



Quellen • Rinne, Ulf / Zimmermann, Klaus F. (2016): „Die digitale Arbeitswelt von heute und morgen“ in: Aus

Politik und Zeitgeschichte (APuZ), 66. Jahrgang, 18-19, 2. Mai 2016, 3 – 9.

• Roland Berger (2015): Die digitale Transformation der Industrie, digital verfügbar unter:

https://www.rolandberger.de/media/pdf/Roland_Berger_Analysen_zur_Studie_Digitale_Transformatio

n_20150317.pdf



Bildverweise

• https://www.fasihi.net/portal/fep/de/dt.jsp?setCursor=1_342674

• http://www.ingenieur.de/Themen/Produktion/Die-Fabrik-Zukunft-organisiert-selbst

• http://www.plattform-i40.de/I40/Navigation/DE/Industrie40/WasIndustrie40/was-ist-industrie-40.html

• http://www.trend.at/branchen/gewerbe-industrie/industrie-firmen-fabrik-6315441

• http://www.vdi-nachrichten.com/Technik-Gesellschaft/Die-Fabrik-Zukunft-geht-in-Hannover-online

• http://www.vlexplus.com/fileadmin/_processed_/csm_wertsch%C3%B6pfungsnetzwerk_4f7d2ecc26.jpg

Kontakt: Pia Wagner, Gemeinsame Arbeitsstelle RUB/IGM Tel.: 0234 - 32 - 25239 E-Mail: [email protected] Sprechstunde: n.V.

mailto: [email protected]

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