Veröffentlicht am: 7. November 2024 / Update vom: 7. November 2024 – Verfasser: Konrad Wolfenstein
Mensch-Maschine-Kollaboration in Industrie 5.0: Wie die symbiotische Zusammenarbeit attraktive Arbeitsplätze im Mittelstand schafft – Bild: Xpert.Digital
Mensch-Maschine-Kollaboration in Industrie 5.0: Schaffung attraktiver Arbeitsplätze im Mittelstand durch Symbiose
Die Welt der industriellen Produktion steht am Beginn einer neuen Ära, die oft als Industrie 5.0 bezeichnet wird. Diese baut auf den Fortschritten von Industrie 4.0 auf, zielt jedoch stärker auf eine symbiotische Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine ab, bei der der Mensch im Mittelpunkt steht und Technologie unterstützend zur Seite steht. Für mittelständische Unternehmen bietet Industrie 5.0 besondere Chancen, da sie nicht nur die Effizienz steigern, sondern auch die Attraktivität von Arbeitsplätzen erhöhen kann, indem sie Arbeitsprozesse menschzentrierter gestaltet und den Arbeitnehmer entlastet.
Industrie 5.0: Eine Werteorientierte Fortsetzung von Industrie 4.0
Die vierte industrielle Revolution hat in den letzten Jahrzehnten die Digitalisierung und Automatisierung der Produktion vorangetrieben. Doch viele mittelständische Betriebe sind weiterhin skeptisch gegenüber der umfassenden Digitalisierung, die unter Industrie 4.0 propagiert wird. Standardlösungen erscheinen oft zu komplex und kostspielig, zudem scheinen sie häufig eher die technischen Möglichkeiten auszuschöpfen, anstatt die spezifischen Anforderungen kleinerer Betriebe zu berücksichtigen. Mitarbeitende fühlen sich in solchen Szenarien oft eher überfordert als unterstützt.
Industrie 5.0 setzt hier an, indem sie nicht allein auf technologische Effizienz fokussiert, sondern Mensch und Maschine in eine synergetische Beziehung bringt. Der Mensch wird als Gestalter des Produktionsprozesses gesehen, dessen kognitive und physische Fähigkeiten optimal unterstützt werden sollen. Dabei geht es nicht darum, die menschliche Arbeitskraft durch Maschinen zu ersetzen, sondern die Fähigkeiten des Menschen zu fördern und repetitive, körperlich anstrengende oder monotone Tätigkeiten zu reduzieren.
Ein Praxisbeispiel: Hybride Montage von Fahrradgaragen bei Mitras Composites Systems GmbH und dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU)
Die Montage platzsparender, in Modulbauweise gefertigter Fahrradgaragen lässt sich intelligent automatisieren, wie ein Projekt des Fraunhofer IWU mit dem Hersteller Mitras Composite Systems GmbH zeigt. Insbesondere ermöglicht das Reengineering den Schritt zu größeren Stückzahlen bei weiterhin hoher Variantenvielfalt und führt zu einer ergonomischeren Arbeitsplatzgestaltung. Die Mitarbeitenden konnten sich umfassend in den Umgestaltungsprozess einbringen. – Bild: Mitras Composite Systems GmbHEin Beispiel für die erfolgreiche Umsetzung der Prinzipien von Industrie 5.0 ist das Kooperationsprojekt zwischen dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) und der Mitras Composites Systems GmbH. Ziel des Projekts war es, die Montageprozesse für Fahrradgaragen durch hybride Automatisierung zu optimieren. Durch die Einführung von Automatisierungselementen konnten die Mitarbeitenden von schweren körperlichen Aufgaben entlastet werden, sodass sie ihre Energie und Konzentration auf wertschöpfendere Aufgaben verwenden konnten.
Im Rahmen des Projekts wurde eine eingehende Bedarfs- und Anforderungsanalyse durchgeführt, bei der die tatsächlichen Bedürfnisse der Mitarbeitenden und die spezifischen Anforderungen des Produktionsprozesses ermittelt wurden. Der Fokus lag darauf, eine Lösung zu entwickeln, die den Arbeitsalltag erleichtert, ohne die Mitarbeitenden zu überfordern. Durch den Einsatz von Robotik zur Unterstützung schwerer Hebe- und Handlingtätigkeiten können nun Mitarbeitende unabhängig von Alter und Geschlecht eingesetzt werden. Diese Art der Mensch-Maschine-Kollaboration steigert die Flexibilität und fördert eine integrative Arbeitsumgebung, in der Diversität willkommen ist.
Menschzentrierte Automatisierung durch kognitive Aufgabenanalyse
Eine menschzentrierte Automatisierung erfordert eine sorgfältige Analyse der Arbeitsabläufe und eine enge Zusammenarbeit mit den Mitarbeitenden. Im Fall des Projekts von Fraunhofer IWU und Mitras Composites wurde eine kognitive Aufgabenanalyse durchgeführt, um die spezifischen Anforderungen der Montagetätigkeiten zu verstehen. Dies ermöglichte eine maßgeschneiderte Automatisierung, die genau dort Unterstützung bietet, wo sie gebraucht wird. Laut Dr. Isabel Kreißig vom Fraunhofer IWU war es besonders wichtig, die Perspektiven der Mitarbeitenden in die Entwicklung der Automatisierungslösung einzubeziehen. Nur durch diesen dialogorientierten Ansatz konnten maßgeschneiderte Lösungen erarbeitet werden, die den Mitarbeitenden tatsächlich nutzen.
Industrie 5.0 legt damit den Grundstein für eine neue Art der Zusammenarbeit, bei der Automatisierungslösungen den Menschen nicht ersetzen, sondern ergänzen. Die Rolle des Menschen wird damit aufgewertet, da seine Fähigkeiten und sein Wissen aktiv in die Prozessgestaltung einfließen. Dies trägt nicht nur zur Effizienzsteigerung bei, sondern verbessert auch die Arbeitsplatzqualität, da die Mitarbeitenden die Technologie als unterstützend und wertschöpfend erleben.
Nachhaltigkeit, Resilienz und Wertschöpfung im Fokus
Ein weiteres wichtiges Merkmal von Industrie 5.0 ist die Werteorientierung: Die Technologie wird auf die Werte Nachhaltigkeit, Resilienz und Menschzentrierung ausgerichtet. Gerade für mittelständische Unternehmen bietet dies eine attraktive Perspektive, da sie häufig stärker von äußeren Marktschwankungen und Ressourcenengpässen betroffen sind als große Konzerne. Eine menschzentrierte und resiliente Automatisierung ermöglicht es diesen Unternehmen, flexibler auf Veränderungen zu reagieren und die Produktion auch bei Störungen aufrechtzuerhalten.
Das Fraunhofer IWU in Chemnitz arbeitet intensiv an der Entwicklung solcher Lösungen, die nicht nur technologisch innovativ, sondern auch menschenfreundlich sind. Dr. Franziska Bocklisch und ihr Team setzen dabei auf einen forschungsorientierten Ansatz, der die Bedürfnisse und Fähigkeiten der Mitarbeitenden in den Mittelpunkt stellt. Dies führt zu einer robusteren und nachhaltigeren Produktion, die weniger anfällig für Störungen ist und langfristige Wertschöpfung sicherstellt.
Know-how und Wissensmanagement: Ein nachhaltiger Vorteil
Ein weiterer zentraler Aspekt der Mensch-Maschine-Kollaboration ist die Sicherung und Weitergabe von Wissen. In vielen mittelständischen Unternehmen ist das Know-how der Mitarbeitenden ein wertvolles Gut, das oft informell weitergegeben wird. Durch eine strukturierte Erhebung und Dokumentation dieses Wissens können Unternehmen sicherstellen, dass es langfristig erhalten bleibt. Diese Art des Wissensmanagements wird durch Industrie 5.0 unterstützt, da bestimmte Aspekte des Wissens digitalisiert und in Form von Assistenzsystemen zugänglich gemacht werden können.
Solche Systeme helfen nicht nur bei der Einarbeitung neuer Mitarbeitender, sondern auch bei der kontinuierlichen Unterstützung und Schulung im Arbeitsalltag. Besonders in Bereichen wie der Qualitätssicherung und der Fehlerdiagnose bieten digitale Wissenssysteme große Vorteile, da sie eine schnelle und präzise Problemlösung ermöglichen. Diese Art der Wissensweitergabe fördert die Motivation der Mitarbeitenden, da sie sich in ihrem Wissen wertgeschätzt fühlen und aktiv zur Weiterentwicklung des Unternehmens beitragen können.
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Kognitive Fähigkeiten als Schlüssel zur Mensch-Maschine-Integration
Neben der körperlichen Entlastung sind auch die kognitiven Fähigkeiten der Mitarbeitenden von entscheidender Bedeutung. In modernen Produktionsumgebungen sind Fähigkeiten wie Problemlösungskompetenz, Entscheidungsfindung und Flexibilität gefragt, um auf unerwartete Herausforderungen zu reagieren.https://xpert.digital/industry-b2b/#gsc.tab=0 Menschzentrierte Automatisierungslösungen unterstützen diese Fähigkeiten, indem sie einfache, repetitive Aufgaben übernehmen und den Mitarbeitenden Raum für anspruchsvollere Tätigkeiten bieten.
Ein gutes Beispiel hierfür ist die vorbeugende Instandhaltung, bei der Mitarbeitende durch Automatisierungslösungen bei der Erkennung und Diagnose von Maschinenproblemen unterstützt werden. Solche Systeme sammeln Daten und analysieren Muster, wodurch Mitarbeitende frühzeitig auf potenzielle Probleme hingewiesen werden und diese beheben können, bevor es zu einem Produktionsausfall kommt. Hier zeigt sich, dass Industrie 5.0 nicht nur auf Effizienz, sondern auch auf Prävention und Stabilität setzt.
Industrie 5.0 als Chance für den Mittelstand
Industrie 5.0 bietet mittelständischen Unternehmen die Möglichkeit, sich im zunehmend globalen Wettbewerb zu behaupten, indem sie technologische Innovationen und menschliche Fähigkeiten miteinander verbinden. Der Mensch steht hier im Mittelpunkt der Produktion und wird durch intelligente Maschinen unterstützt, die seine Arbeitsbedingungen verbessern und seine Leistung fördern.
Für Unternehmen bedeutet die Einführung einer Mensch-Maschine-Kollaboration langfristige Vorteile: Die Mitarbeitenden fühlen sich wertgeschätzt, bleiben dem Unternehmen treu und sind motivierter. Die Produktion wird robuster, flexibler und kann auch in Krisenzeiten stabil weiterlaufen. Die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine eröffnet somit nicht nur technologische Fortschritte, sondern auch eine neue Arbeitskultur, die auf Zusammenarbeit, Vertrauen und gegenseitigem Respekt basiert.
Industrie 5.0 zeigt, dass Automatisierung und Digitalisierung kein Selbstzweck sind, sondern Werkzeuge, die genutzt werden können, um den Menschen in den Mittelpunkt der Produktionsprozesse zu stellen und die Arbeit menschlicher, nachhaltiger und erfüllender zu gestalten. Die Zukunft der Produktion liegt in der Symbiose von Mensch und Maschine – einer Partnerschaft, die für den Mittelstand Chancen bietet und langfristig zu einer gerechteren und wertschöpfenden Wirtschaft beiträgt.
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