Ein Blick in die nahe Zukunft: Industrie 4.0 und Prävention

Abbildung 1

11.08.2014

Die Entwicklung der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) hat eine neue Qualität erreicht, die zu umfassenden Veränderungen in den Arbeits- und Lebensprozessen führt. Diese Veränderung wird auch mit dem Begriff der Industrie 4.0 versehen. Sie wird offensichtlich weitgehende Auswirkungen auf die präventive Arbeitsgestaltung haben. Wodurch zeichnen sich die neuen Entwicklungen aus?

Cyber-Physical Systems (CPS)
Die Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) bewirkte einen extrem dynamischen technologischen Fortschritt, der in eine qualitativ neue Entwicklungsstufe eintritt. Dieser Fortschritt basiert auf dem rapiden Wachstum von
• Rechenleistung
• ständig wachsender Bandbreite in Netzwerken
• mobile Geräte
• miniaturisierte, integrierte Schaltungen
• intelligente Sensoren und Aktoren, die Prozesse eigenständig erfassen und steuern.

Durch diese Entwicklungen entstehen Systeme, in denen Arbeitsmittel, Prozesse, Objekte bis hin zu Alltagsgegenständen durch Programmierbarkeit, Speichervermögen, Sensoren, Aktoren und Kommunikationsfähigkeiten „intelligent“ werden. Sie können über das Internet durch die miniaturisierte Technologie in hoher Geschwindigkeit eigenständig Informationen austauschen, Aktionen auslösen und sich wechselseitig steuern. Solche Systeme heißen Cyber-Physical Systems (CPS) – reale Arbeitsmittel, Menschen (!), soziale Prozesse (!) und Umgebungen (Arbeitsstätte, Raumumgebung generell), die über die miniaturisierten Technologien mit der virtuellen Welt verbunden sind. CPS kombinieren die „reale“ mit der „virtuellen“ Welt. Die „Dinge“ und Leistungen werden Bestandteil des Internet (daher die Schlagworte „Internet der Dinge“ und „Internet der Leistungen“). Diese neue Qualität der Entwicklung wird Industrie 4.0 genannt oder auch vierte industrielle Revolution – siehe Abbildung 1 unten.

Einige wenige Beispiele, die zeigen, wie tiefgreifend die Veränderungen sind:
• Warenlager steuern und regulieren ihre Prozesse selbst, inklusive Auslieferung und Bestellung,
• Produktions-Systeme und Komponenten überprüfen sich selbst und stellen gegebenenfalls Korrektheit und Qualität von Informations-, Kommunikations- und Steuerungsprozessen sicher;
• Intelligente, vernetzte und mit Sensoren ausgestattete Komponenten, zum Beispiel RFID-Technik, die Funktionen übernehmen wie: Zustands- und Umgebungsbeobachtung, vernetzte Kontrolle, Koordination und Optimierung von Prozessen beispielsweise beim Warenfluss, in Wartungsprozessen oder für das Flotten- oder Gebäudemanagement
• Notfallsituation und Erstversorgung werden automatisch erkannt und eingeleitet;
• Individuelle Produktionsprozesse werden durch Vernetzung des Kunden mit der Produktionseinheit realisiert.
• Der Nutzer wird in den Innovations- und Entwicklungsprozess über CPS-Systeme direkt eingebunden;
• CPS steuern ortunabhängiges Qualitäts- und Prozessmanagement;
• CPS steuern Maschinen- und Fahrzeugführung;
• Assistenzdienste („Assistenz-App“) planen über ein Mobilgerät oder in der Cloud automatisch nach Vorgaben Vorschläge zur Tagesplanung und übernehmen auch die Planung von individuellen Arbeitsabläufen;
• CPS entscheiden für eine Person in Gefahrensituationen und setzen automatisch diese Entscheidung um (über Sensoren und Aktoren);
• Führungskräfte können die psychische Beanspruchung ihrer Beschäftigten direkt über Sensoren und Aktoren abprüfen und entsprechend umgehend reagieren.
• Der Gesundheitsstatus einer Person wird bewertet durch Abgleich von Daten unterschiedlicher Sensoren, Auswertungs- und Bestandsdaten mit Schnittstellen zu Mobilitätsdiensten, Apotheken, Therapeuten, Ärzten, Fallmanagern, Haus- und Gebäudemeistern und Servicekräften
• In der Medizin werden Personen über mobile Geräte und Steuerungseinheiten fernbetreut und -diagnostiziert (Smart Health)
Die skizzierten Entwicklungen treffen alle Bereiche der Arbeitswelt, die Industrieproduktion ebenso wie den Dienstleistungsbereich, wenn auch in unterschiedlichen Ausformungen.
Die Industrie 4.0 erfordert einen Strategiewechsel und ein Umdenken auf allen Ebenen. Der Strategiewechsel betrifft auch die Angebote der betrieblichen Prävention, die diesen Prozess entscheidend mit fördern können.

Der Menschen in der Industrie 4.0
Ein Kernelement der Industrie 4.0 sind zwar einerseits die autonomen, sich situativ selbst steuernden, sich selbst konfigurierenden, sensorgestützten und räumlich verteilten Produktionssysteme (Produktionsmaschinen, Dienstleistungsabläufe, Roboter, Förder- und Lagersysteme, Betriebsmittel, usw.) inklusive deren Planungs- und Steuerungssysteme (Smart Factory). Andererseits wird der Mensch in diesem Prozess noch an Bedeutung gewinnen – zumindest, so vermuten die Wissenschaftler, ein Teil der Menschen.

Arbeiten in einem sich ständig verändernden Arbeitsumfeld mit immer komplexeren Werkzeugen und virtuellen Welten stellt hohe Anforderungen an Fähigkeiten und Wissen der arbeitenden Menschen. Die Beschäftigten steuern, regulieren und gestalten die intelligent vernetzten Produktions- und Dienstleistungsressourcen und die Arbeitsprozesse. Sie spielen damit in der Industrie 4.0 eine entscheidende und qualitätssichernde Rolle. Neben den Beschäftigten sind auch die anderen Menschen rund um den Produktions- und Leistungsprozess (Zulieferer, Kunden, etc.) in die Interaktionen des Arbeitsprozesses mit eingebunden.

Zunehmende Virtualisierung, Flexibilisierung und Entgrenzung
Es ist allerdings auch zu beobachten, dass die Industrie 4.0 die Arbeit noch weiter intensiviert, entgrenzt und flexibilisiert. Die Arbeit wird an alle Beschäftigten deutlich erhöhte Komplexitäts-, Abstraktions- und Problemlösungsanforderungen stellen („Denken in übergreifenden Prozessen“, „Komplexitätsreduzierung erlernen“). Damit implizieren die Anforderungen der Arbeitswelt 4.0 auch Gefahren für Erhalt und Sicherung des Arbeitsvermögens und der Arbeitsfähigkeit. Je mehr sich der Arbeitsalltag verdichtet und das technische Integrationsniveau in sich ständig ändernden Netzwerken ansteigt, desto stärker können Arbeitsintensivierung, ein weiteren Verlust an Zeitsouveränität und eine steigende Spannung zwischen Virtualität und eigener Erfahrungswelt Raum ergreifen.

Diese fortschreitende Dematerialisierung und Virtualisierung von Arbeitsprozessen kann auch die Erfahrung der Entfremdung von der eigenen Tätigkeit und den gefühlten Verlust an Handlungskompetenz zur Folge haben. Auch die Grenzen zwischen Realität und Virtualität werden weiter zerfließen und uns fehlen Kriterien mit diesem Prozess umgehen zu können. Nicht auszuschließen ist, dass sich „alte“ und „neue“ Gefährdungen und Belastungen für das Arbeitsvermögen und die Arbeitsfähigkeit in neuer Qualität überlagern und Formen der Selbstausbeutung befördern.

Wie sieht die Arbeitswelt 4.0 aus?
Wie sich der Arbeitsalltag in der Industrie 4.0 konkret darstellen wird, ist derzeit noch offen. Die Industrie 4.0 bietet Optionen in alle Richtungen. Die Arbeitswelt 4.0 enthält ein Potenzial für eine neue Arbeitskultur, die Wege zu einem intelligenten, an den Interessen der Beschäftigten orientierten Verständnis von Arbeitsqualität eröffnen könnte. Dieses Potenzial wird sich aber nicht im Selbstlauf realisieren. Entscheidend für eine menschengerechte Arbeitsgestaltung in der Industrie 4.0 sind Modelle für die Arbeitsorganisation und Arbeitsgestaltung, die ein hohes Maß an selbstverantwortlicher Autonomie mit dezentralen Führungs- und Steuerungsformen kombinieren. Die Beschäftigten benötigen erweiterte Entscheidungs- und Beteiligungsspielräume sowie Möglichkeiten zur Belastungsregulation.

Andererseits können CPS auch als restriktive, kontrollierende Mikrosteuerung ausgelegt werden (Neo-Neo-Taylorismus), die eine komplette Kontrolle und Überwachung aller Arbeitsprozesse ermöglicht. Durch die Beschleunigung der Prozesse durch die Verknüpfung von virtuellen und realen Prozessen werden die Belastungen und Beanspruchungen noch einmal weiter steigen.

Aufgaben der betrieblichen Prävention
In der Industrie 4.0 gewinnt der Faktor präventive Gestaltung von optimalen Arbeitsbedingungen zur Förderung von Leistungsbereitschaft und -fähigkeit an Bedeutung.

Die betriebliche Prävention steht in der Arbeitswelt 4.0 vor neuen Herausforderungen. Die CPS-Technologie kann selbst für die präventive Arbeitsgestaltung genutzt werden, zum Beispiel in folgenden Bereichen:
• Eine kontinuierliche Beachtung der physischen, psychischen und mentalen Gesundheit des Menschen im Arbeitsprozess
• Ergonomische Gestaltung der umgebenden Situation und des Arbeitsumfeldes
• An den Menschen angepasste Gestaltung optimierter Prozesse und Umwelten
• Kontinuierliche in Prozesse integrierte Störungs- und Gefährdungsanalyse von Arbeitsmitteln
• Steuerung und Wirksamkeitskontrolle sicherheitsrelevanten Verhaltens

Darin liegen große Chancen für die Gestaltung einer hochwertigen Arbeitsqualität gleichermaßen wie die Gefahr von Kontrolle und Restriktion.

Gleichzeitig erfordert die Industrie 4.0 mit ihren zerfließenden und virtuellen Strukturen und Prozessen neue Präventions-Modelle und Instrumente
• für eine präventive Arbeits- und Führungskultur, die die physische, psychische und mentale Gesundheit der arbeitenden Menschen bewahrt und fördert (bei fortschreitender Dematerialisierung und Virtualisierung)
• für eine an die neue Flexibilisierung und Intensivierung angepasste Arbeitsorganisation
• für fundierte Ergonomiekonzepte, die den besonderen Anforderungen der fortschreitenden Verschmelzung realer und virtueller Arbeitswelten für alle Beschäftigtengruppen Rechnung tragen.
• für die Befähigung der arbeitenden Menschen (Wissen, Kompetenz, Qualifikation), mit den neuen Bedingungen umzugehen gerade unter den Bedingungen des demografischen Wandels.
Neben neuen Präventions-Modellen und –Instrumenten sind auch die Institutionen der Präventionsdienstleiter selber auf die neuen Anforderungen der Industrie 4.0 vorzubereiten und einzustellen.