Das Ziel dieser Arbeit ist die Erarbeitung der selbststeuernden und intelligenten Fabrik als Lösungskonzept für die technologische Wende in Produktionsprozessen in erfolgreicher Kollaboration mit der Arbeitskraft Mensch. Hierbei sind cyber-physische Produktionssysteme (CPS) der Grundbaustein einer zukunftsorientierten Produktionsentwicklung im Industrie 4.0 Zeitalter. Als Modalziel werden zum einen CPS als Basis einer vernetzten, dezentralisierten, selbstorganisierten und maximal flexiblen Produktion im Industrial Internet of Things (IIoT) hervorgehoben. Als weiteres Modalziel ist der Faktor Mensch als wichtigster Bestandteil der Arbeitswelt im Umgang mit CPS zu verstehen. Die Symbiose aus Mensch - CPS bilden das angestrebte soziotechnische System. Diese Kollaboration erfordert grundlegend neue Führungs- und Management Konzepte, welche die bestmögliche Entwicklung des Faktor Mensch in der Produktion auch aus ethnischer Sicht garantieren. Industrie 4.0 soll als integraler Lösungsbestandteil des Fachkräftemangels dienen.
In der vorliegenden Arbeit werden zunächst grundlegende Merkmale der Industrie 4.0 definiert. Ausgehend hiervon wird auf CPS als elementare Systeme zur Vernetzung von Produktionsmitteln und Produkten in der IIoT sowie deren konkreten Implikationen im Produktionskontext eingegangen. Im Hauptteil wird die Zukunft der menschliche Arbeitskraft in der Arbeitswelt in Interaktion mit CPS sowie daraus resultierende Chancen und Risiken für niedrig qualifizierte Arbeitskräfte beleuchtet. Hieraus werden Schlüsse für wirtschaftsethnische Implikationen sowie Ansätze in Management und Führung gezogen.
Die Produktivitätssteigerung in Fertigungsprozessen ist in einem unvorhersehbaren und volatilen Kundenmarkt präsenter denn je. Heutige Kundenanforderungen umfassen variantenreichste Produkte mit immer kürzeren Entwicklungszyklen. Die Unternehmen stehen vor der Herausforderung, minimale Losgrößen, verbunden mit maximaler Flexibilität, in einem vom Käufer bestimmten Marktumfeld abzuwickeln. Die durch die Digitalisierung exponentiell steigende Umweltkomplexität und ein umfassender Fachkräftemangel in einem heterogenen Arbeitsmarkt mit unterschiedlichsten Anforderungen verschärfen die bestehende Problematik. Starre Produktions- und Führungskonzepte sind in der technologischen Wende von Industrie 4.0 fehl am Platz.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Theoretische Grundlagen
2.1 Industrielle Revolutionen im Überblick
2.2 Industrie 4.0: Evolutionäres Modell der Unternehmenspraxis
2.3 Cyber-physische Produktionssysteme
3 CPS im Kontext der Arbeitswelt
3.1 CPS: Die Zukunft der menschlichen Arbeitskraft
3.2 Chancen und Risiken niedrig qualifizierter Arbeitskräfte
3.3 Wirtschaftsethische Implikationen
3.4 Management und Führung
4 Fazit
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit analysiert Cyber-physische Produktionssysteme (CPS) als zentrale technologische Basis der Industrie 4.0 und untersucht deren Auswirkungen auf die menschliche Arbeitswelt, insbesondere im Hinblick auf Qualifikationsanforderungen, Chancen für Geringqualifizierte und ethische Implikationen für Management und Führung.
- Grundlagen der Industrie 4.0 und technologische Definition von CPS
- Veränderung von Berufsbildern durch Interaktion mit CPS
- Chancen und Risiken für niedrig qualifizierte Fachkräfte
- Wirtschaftsethische Betrachtung der Mensch-Maschine-Kollaboration
- Anforderungen an moderne Management- und Führungskonzepte
Auszug aus dem Buch
CPS im Kontext der Arbeitswelt
Die alternde Gesellschaft in Deutschland und der demografische Wandel stellen heutige Unternehmen vor größte Herausforderungen. Ein akutes Risiko ist der Mangel an benötigten und ausgebildeten Fachkräften am Arbeitsmarkt. Zu diesem Ergebnis kommt die Umfrage des Deutschen Industrie- und Handelskammertags (DIHK) (2019). Die voranschreitende digitale Transformation der Industrie 4.0 in der Gesellschaft (siehe 2.2, 2.3) verschärft die bestehende Problematik. Auch im Produktionsbereich bedingen diese Faktoren eine tiefgreifende Veränderung aller Prozesse und Berufsbilder. (Schuh et al., 2021, S. 12) Der „Future of jobs“-Report des Weltwirtschaftsforums (2020) geht davon aus, dass bis zum Jahr 2025 85 Mio. Stellen wegfallen, aber gleichzeitig 97 Mio. Jobs entstehen. (vgl. IT Verlag für Informationstechnik GmbH, 2021) Heutige Unternehmen sind somit nicht nur mit Fachkräftemangel am Arbeitsmarkt konfrontiert, sondern müssen die technologische Wende auf Seiten der Arbeitskraft stemmen und ganze Berufsbilder neu definieren.
Dies hat grundlegende Auswirkungen auf den Umgang mit Industrie 4.0 in Unternehmen. CPS als hoch heterogene vernetzte Gebilde mit physikalischen Systemen, Elektronik und Software erfordern eine systemische Sichtweise: Dies ist eine interdisziplinäre Betrachtung aller Ingenieurswissenschaften mit der Informatik und weiteren Disziplinen, wie der BWL oder den Geisteswissenschaften. (vgl. Acatech, 2011, S. 24 f.) Diese neue Sichtweise bringt für die Arbeitskraft Mensch veränderte Aufgabenfelder mit sich mit. In der Neugestaltung gilt es, die menschlichen Aspekte gegenüber dem wirtschaftlichen und ökonomischen Nutzen zu berücksichtigen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung erläutert die technologische Wende durch Industrie 4.0 und definiert CPS als Grundbaustein für die "Fabrik mit Zukunft" sowie als Ausgangspunkt für die Untersuchung der Mensch-CPS-Kollaboration.
2 Theoretische Grundlagen: Dieses Kapitel liefert einen Überblick über industrielle Revolutionen, charakterisiert Industrie 4.0 als evolutionäres Unternehmensmodell und definiert technologisch die Funktionsweise von cyber-physischen Produktionssystemen (CPS).
3 CPS im Kontext der Arbeitswelt: Der Hauptteil beleuchtet die Auswirkungen von CPS auf Berufsbilder, analysiert spezifisch die Chancen und Risiken für Geringqualifizierte, erörtert ethische Fragestellungen und leitet Anforderungen an Führungskräfte ab.
4 Fazit: Das Fazit fasst die Ergebnisse zusammen, bestätigt die Bedeutung von CPS als technologische Basis, kritisiert einen beschränkten Weitblick bei der Substituierung von Arbeitskräften und skizziert Industrie 5.0 als zukünftigen Ausblick.
Schlüsselwörter
Industrie 4.0, Cyber-physische Produktionssysteme, CPS, Smart Factory, IIoT, Arbeitswelt, Fachkräftemangel, Mensch-Maschine-Kollaboration, Assistenzsysteme, Qualifizierung, Wirtschaftsethik, Führung, Automatisierung, Digitalisierung, soziotechnisches System
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht die technologische Wende hin zu cyber-physischen Produktionssystemen (CPS) innerhalb der Industrie 4.0 und deren tiefgreifende Auswirkungen auf die Gestaltung der menschlichen Arbeitswelt.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Felder umfassen die Definition von CPS, das Veränderungspotenzial für Berufsbilder, die Auswirkungen auf gering qualifizierte Mitarbeiter, wirtschaftsethische Implikationen sowie Anforderungen an modernes Management und Führung.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Ziel ist die Erarbeitung der selbststeuernden Fabrik als Lösungskonzept, in der die Symbiose aus Mensch und CPS so gestaltet ist, dass menschliche Faktoren und Qualifizierungsbedarfe angemessen berücksichtigt werden.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit stützt sich auf eine theoretische Auseinandersetzung mit Fachliteratur, Studien und Management-Modellen, um ein interdisziplinäres Verständnis der Mensch-Maschine-Kollaboration zu entwickeln.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil analysiert die Zukunft der menschlichen Arbeitskraft, bewertet Chancen und Risiken der Substitution von Arbeitsplätzen, diskutiert ethische Aspekte und definiert die Rolle der Führungskraft als Wissensmanager und "internen Dirigenten".
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Industrie 4.0, CPS, Smart Factory, Mensch-Maschine-Kollaboration, Fachkräftemangel, Assistenzsysteme und Wirtschaftsethik.
Wie gehen Unternehmen laut der Untersuchung am besten mit der Angst vor Jobverlust um?
Durch kontinuierliches internes Upskilling und Reskilling sowie durch Assistenzsysteme, die Mitarbeiter befähigen, auch komplexe Prozesse zu bedienen, statt sie lediglich durch Maschinen zu ersetzen.
Welche Rolle spielt die Führungskraft im Zusammenhang mit CPS?
Die Führungskraft agiert nicht mehr rein mechanistisch, sondern als Begleiter und Wissensmanager, der die Komplexität reduziert und eine interaktionsbasierte Führungskultur fördert, um die Selbstorganisation von Teams zu ermöglichen.
- Quote paper
- Marius Utz (Author), 2022, Untersuchung zur Verwendung von Cyber-physischen Produktionssystemen. Chancen und Risiken für die Arbeitswelt, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1284539
