Die Welt wird digitaler und somit auch die Arbeit. Dieser Wandel ist geprägt durch eine zunehmende Digitalisierung und Vernetzung in der Produktion, der Logistik und im Transport. Der Begriff Industrie 4.0 subsumiert diese Entwicklung. „Die Industrie 4.0 ist gekennzeichnet durch die intelligente Vernetzung von Mensch, Maschine und Produkt mithilfe von Informations- und   Kommunikationstechnologie“, sagt Dr. Michael Huelke vom Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA).

Ein Kernelement der Industrie 4.0 wird die sich selbst organisierende Produktion sein, mit der Unternehmen flexibler und individueller auf Kundenanforderungen reagieren können. Dazu werden sich Maschinen selbstständig und auftragsbezogen konfigurieren und beispielsweise melden, wenn sie neues Material benötigen. Das hat massive Auswirkungen auf Wertschöpfungsketten und Geschäftsmodelle, aber auch wie wir künftig arbeiten. Schon heute gibt es Firmen, in denen Mensch und Roboter Hand in Hand arbeiten, also kollaborieren, und nicht in getrennten Einheiten tätig sind. In anderen Unternehmen sind die Maschinen in sogenannten smart factories so miteinander vernetzt, dass diese untereinander kommunizieren und sich auch konfigurieren können. Menschliche Steuerung wird nicht mehr nötig sein.

Selbstorganisierende Produktion

Weltweit hat sich die Zahl der vernetzten Unternehmen im Vergleich zu 2017 verdoppelt. Rund elf Prozent der Unternehmen sind laut einer Umfrage des Technik-Dienstleiters Zebra Technologies mittlerweile vernetzt. Zebra Technologies befragte für seinen „The Intelligent Enterprise Index“ knapp 1.000 IT-Entscheider aus den USA, Großbritannien, Frankreich, Deutschland, Mexiko, Brasilien, China, Indien und Japan. Fast 90 Prozent der Befragten glauben zudem, dass sich die durchschnittlichen jährlichen Ausgaben in den kommenden beiden Jahren weiter erhöhen werden. Dass ist angesichts der Vorteile, die die Industrie 4.0 verspricht, nicht verwunderlich.

Beispiel Flughafen Düsseldorf. Dort wird die „smarte“ Zukunft bald schon Realität. Der Flughafen arbeitet an einer digitalen Überwachungslösung für Brücken, Tunnel, Gebäude und andere Infrastrukturgebäude aus Beton. So soll die Brücke, die das Tanklager des Flughafens mit dem Rollfeld verbindet, mit 50 Sensoren in der Fahrbahnoberfläche und den Brückenkappen ausgestattet werden.

Vorreiter Flughafen Düsseldorf

Die Sensoren messen Temperatur, Feuchtigkeit und Korrosion. „Bislang gaben Materialproben Aufschluss über den Zustand des Bauwerks. Eine aufwendige und meist mit Zerstörung verbundene Methode“, so Michael Hohenecker, Leiter Datenmanagement und Bauwerkprüfung des Düsseldorfer Flughafens. Die Sensordaten sollen künftig auf kritische Zustände oder unvorhersehbare Schäden in den Betonstrukturen hinweisen. Der Datenaustausch zwischen Maschinen- und Sensornetz erfolgt dabei fast in Echtzeit.

Dieses Einsatzszenario lässt sich auch problemlos in die Produktion übertragen. Dort können Maschinen mit Sensoren ausgestattet werden. Ebenso die Arbeitskleidung der Beschäftigten sowie andere Objekte. Je mehr Sensoren eingesetzt und je stärker diese vernetzt sind, desto mehr Umgebungsinformationen können sie sammeln. Die dabei entstehenden Datenberge („big data“) zu Produkten, Prozessen, Belastungen und Beanspruchungen können anschließend analysiert und aufbereitet („smart data“) werden. Damit lassen sich nicht nur Produktionsabläufe optimieren, sondern auch die Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit erhöhen. „Es kann dann zum Beispiel möglich sein, den Ausfall einer Maschine vorherzusagen“, sagt Huelke. „Die Sensoren an der Maschine stellen fest, dass nicht gewünschte Schwingungen auftreten, weil ein Zahnrad unrund läuft und in zwei Wochen zerbrechen und für eine aufwendige Reparatur sorgen wird – wenn es nicht vorher ausgetauscht wird.“ Die Maschine schaltet sich selbstständig ab und das Zahnrad kann ausgetauscht werden. Eine teure Reparatur wird ebenso vermieden wie ein möglicher Arbeitsunfall.

Instandhaltungsinformationen per Smartphone

Bei BASF in Ludwigshafen etwa erhalten die Beschäftigten über Smartphones oder Tablets Produkt- und Instandhaltungsinformationen. Die Daten werden inhalts- und umgebungsbezogen automatisiert zu relevanten Informationen für verschiedene Benutzer aufbereitet. Das erfolgt kontextspezifisch, das heißt, der Aufenthaltsort und die Rolle des Nutzers sowie die aktuelle Situation bestimmen, welche Informationen bereitgestellt werden. Die Produktionsabläufe sind laut BASF auf diesem Weg optimiert und die Instandhaltungsmaßnahmen in der chemischen Produktion erleichtert worden.

Je höher der Vernetzungsgrad der Fabriken und Maschinen, desto größer wird der Datenberg. Gleichzeitig nimmt die Komplexität der Verbindungen zu und damit auch die  Manipulationsmöglichkeiten. Schon heute werden Steuerungssysteme von Eisenbahnen, Stromversorgungssysteme oder Industrieanlagen von Hackern angegriffen. Aufgrund der großen Datenberge, die in der Industrie 4.0 angesammelt werden, könnten smart factories ein lohnendes Ziel sein. „Neben der Sicherheit in Form von ‚safety‘ (Arbeitssicherheit) wird die ‚security‘ (Informationssicherheit) eine immer größere Rolle spielen“, sagt Huelke. „Das heißt, die IT-Sicherheit muss erheblich gesteigert werden, damit Unberechtigte keinen Zugriff auf die gesammelten Daten haben.“ Manipulierte Daten könnten Prozesse und Schutzfunktionen gefährden. Vor allem ältere Maschinen weisen hier oft ein ungenügendes Schutzniveau auf. Bislang spielte dieser Aspekt in der Arbeitssicherheit kaum eine Rolle.

Flut an smart data

Die Flut an Daten erhöht aber nicht nur die Gefahr von Hackerangriffen, sondern auch die der psychischen Belastungen bei den Beschäftigten. „Auch die sich ständig wandelnden Arbeitsaufgaben und -bedingungen können zu Überforderung führen, ebenso die zunehmende Arbeitsverdichtung und erweiterte Erreichbarkeit“, sagt Huelke. Deshalb sollte bei der Auswahl der Technologien darauf geachtet werden, dass die Handlungskompetenz der Beschäftigten gewahrt bleibt. „Lebenslanges Lernen und Weiterbilden werden aus diesem Grund immer wichtiger“, so Huelke. Vor allem die IT-Kompetenzen müssten bei vielen Mitarbeitern deutlich erhöht werden, damit sie auch künftig Beschäftigung finden werden. Gleichzeitig wird aber auch der Datenschutz eine deutlich größere Rolle spielen müssen. Die Gefahr der Überwachung und Kontrolle der Beschäftigten durch den Arbeitgeber ist vorhanden und die Sorge vieler Beschäftigter darüber sehr real. Entscheidend für die Akzeptanz des technischen Fortschritts wird sein, ein ausgewogenes Verhältnis zwischen dem Schutzbedürfnis der Beschäftigten und den Anforderungen zu finden.

Die zunehmende Automatisierung bringt aber auch Vorteile und Arbeitserleichterungen, etwa durch kollaborierende Roboter. Fachmann Huelke schätzt, dass zurzeit rund 1.000 Stück davon eingesetzt werden. Häufig findet man diese in der Automobilindustrie. Ihr Vorteil: Sie sind deutlich kleiner und leichter sowie preiswerter als herkömmliche Industrieroboter. „Sie können viele Tätigkeiten übernehmen, die Menschen nur in unergonomischer Haltung ausführen konnten“, erläutert Huelke. Auch dank intensiver Forschung des Instituts für Arbeitsschutz der DGUV ist aufgrund taktiler oder optischer Sensoren das Sicherheitsniveau mittlerweile so hoch, dass Mensch und Roboter problemlos zusammenarbeiten könnten. Was einst wie Zukunftsmusik klang, läuft längst in der Gegenwart.


Weitere Informationen

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Cras mattis consectetur purus sit amet fermentum. Sed posuere consectetur est at lobortis. Praesent commodo cursus magna, vel scelerisque nisl consectetur et. Vivamus sagittis lacus vel augue laoreet rutrum faucibus dolor auctor.

Donec ullamcorper nulla non metus auctor fringilla. Curabitur blandit tempus porttitor. Donec ullamcorper nulla non metus auctor fringilla. Cras justo odio, dapibus ac facilisis in, egestas eget quam. Donec id elit non mi porta gravida at eget metus. Donec ullamcorper nulla non metus auctor fringilla. Nullam id dolor id nibh ultricies vehicula ut id elit.

Sed posuere consectetur est at lobortis. Aenean eu leo quam. Pellentesque ornare sem lacinia quam venenatis vestibulum. Donec id elit non mi porta gravida at eget metus. Duis mollis, est non commodo luctus, nisi erat porttitor ligula, eget lacinia odio sem nec elit. Maecenas sed diam eget risus varius blandit sit amet non magna. Donec ullamcorper nulla non metus auctor fringilla.

Praesent commodo cursus magna, vel scelerisque nisl consectetur et. Vestibulum id ligula porta felis euismod semper. Cras justo odio, dapibus ac facilisis in, egestas eget quam. Donec sed odio dui. Cras justo odio, dapibus ac facilisis in, egestas eget quam. Morbi leo risus, porta ac consectetur ac, vestibulum at eros. Aenean lacinia bibendum nulla sed consectetur.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Cras mattis consectetur purus sit amet fermentum. Sed posuere consectetur est at lobortis. Praesent commodo cursus magna, vel scelerisque nisl consectetur et. Vivamus sagittis lacus vel augue laoreet rutrum faucibus dolor auctor.

Donec ullamcorper nulla non metus auctor fringilla. Curabitur blandit tempus porttitor. Donec ullamcorper nulla non metus auctor fringilla. Cras justo odio, dapibus ac facilisis in, egestas eget quam. Donec id elit non mi porta gravida at eget metus. Donec ullamcorper nulla non metus auctor fringilla. Nullam id dolor id nibh ultricies vehicula ut id elit.

Plus Prävention plus

Dieser Artikel ist leider unseren Plus-Abonnenten vorbehalten.

Tablet

Jetzt Plus-Mitglied werden

Bereits PräventionPlus-Mitglied? Jetzt einloggen

Schreiben Sie einen Kommentar