GESÜNDER ARBEITEN IN BREMEN UND NIEDERSACHSEN

Arbeit 4.0 – Was ist das? Prof. Dr.-Ing. Klaus-Dieter Thoben BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik

Bremen, 13. September 2016

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Agenda Motivation / Hintergrund Was ist Industrie 4.0 Was bedeutet Industrie 4.0 für die Arbeit? Anwendungsbeispiele Zusammenfassung Bremen, 13. September 2016

Arbeit 4.0

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BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik

 Gegründet 1981 als erstes An-Institut der Universität Bremen  Ingenieurwissenschaftliches Forschungsinstitut für Produktion und Logistik  Zwei Forschungsbereiche: IPS und IKAP  150 Mitarbeiter

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Entwicklungsstufen

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Hafen 1877

Quelle: BLG Bremen, 13. September 2016

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Hafenarbeiter bei der Verladung (1920)

www.schlueter-maack.de Bremen, 13. September 2016

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Ankunft erstes Vollcontainerschiff 1966

Quelle: BLG Bremen, 13. September 2016

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Hafen heute (Bremerhaven)

Quelle: BLG Bremen, 13. September 2016

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Automobilproduktion bei Ford (1913)

Quelle: wikipedia Bremen, 13. September 2016

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Ergonomische Automobilproduktion - heute

Quelle: Daimler

Quelle: BMW

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Auf dem Weg in die Digitale Welt

Cyber Physische Systeme

Automatisierung

Smart Factory

Mensch Technik Interaktion

Internet of Services

Internet of Things

Geschäftsmodelle / Services

Quelle: BITKOM Bremen, 13. September 2016

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Motivation

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kontinuierliche Zunahme von Komplexität – Produkte

Teile

Produkte

Dienstleistungen

Extended Products Hybride Leistungsbündel Product-Service-Systems

einfache Produkte

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Bereitstellung von Nutzen

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Motivation

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Kontinuierliche Zunahme der (Prozess-) Komplexität

strukturierte und meist lineare formale Prozesse Bremen, 13. September 2016

semi-strukturierte kooperative komplexe Prozesse Arbeit 4.0

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Motivation

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kontinuierliche Zunahme der (Organisations-) Komplexität

komplexe, instabile soziotechnische Systeme (Eco-Systeme)

einfache, stabile (soziotechnische) Systeme Bremen, 13. September 2016

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Die Evolution der Produktion

Source: Yoram Koren “The Global Manufacturing Revolution” http://adrge.engin.umich.edu/wp-content/uploads/sites/50/2013/08/12pgbook.pdf Bremen, 13. September 2016

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Die Evolution der Produktion

Source: Yoram Koren “The Global Manufacturing Revolution” http://adrge.engin.umich.edu/wp-content/uploads/sites/50/2013/08/12pgbook.pdf Bremen, 13. September 2016

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http://de.slideshare.net/hyunjul3/industry-40-digitize-your-value-chain-1105

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Die Evolution der Produktion

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http://de.slideshare.net/hyunjul3/industry-40-digitize-your-value-chain-1105

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Digitalisierung ist nicht neu!

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Digitalisierung ist nicht neu!

Source: Won-JoonHyoung, SAP Korea Bremen, 13. September 2016

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Arbeiten 4.0 Werkheft 01: Digitalisierung der Arbeitswelt (BMAS)

Quelle: BMAS Bremen, 13. September 2016

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Arbeiten 4.0: Roadmaps ins Jahr 2030  Sozioökonomische Rahmenbedingungen

 Neue Formen der Automatisierung

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 Neue Formen der innerbetrieblichen Arbeitsorganisation  Neue digital vermittelte Formen der Arbeitsteilung

Quelle: W. Apt, M. Bovenschulte, E. Hartmann, S. Wischmann: Roadmaps ins Jahr 2030; in: Arbeiten 4.0 Werkheft 01: Digitalisierung der Arbeitswelt, Bundesministerium für Arbeit und Soziales, Berlin, März 2016, S.28 - 39 Bremen, 13. September 2016

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„Kein Ende der Arbeit in Sicht“

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 »In Zukunft wird es weniger auf technologische Innovationen als auf ihre sinnvollen Anwendungen ankommen.«  »Der digitale Wandel wird die Dynamik am Arbeitsmarkt erhöhen.«  »Die Digitalisierung wird die Fachkräfteengpässe nicht beseitigen, sondern eher verschärfen.«  »Analytische und interaktive Tätigkeiten überwiegen bereits.«

Quelle: T. Albrecht, A. Ammermüller: Kein Ende der Arbeit in Sicht, in: in: Arbeiten 4.0 Werkheft 01: Digitalisierung der Arbeitswelt, Bundesministerium für Arbeit und Soziales, Berlin, März 2016, S. 40 - 45 Bremen, 13. September 2016

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Herausforderungen Industrie 4.0 Produktion und Logistik

Industrie 4.0 bewirkt Veränderungen für Mitarbeiter, Technologien und Organisation in Produktions- und Logistikszenarien:

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 Komplexität von soziotechnischen Systemen wird zunehmen.  Technologien als Wegbereiter für neue Dienstleistungen im Bereich Produktion und Logistik.  Intelligente Assistenzsysteme ermöglichen Mitarbeitern neuen Spielraum im Arbeitsablauf.  Wie können wir diese Komplexität beherrschbar machen und in Anwendungsbereiche überführen?

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Industrie 4.0 Forschungsthemen am BIBA Generierung neuer Geschäftsmodelle Nutzung von CPS-Daten zur Konstruktion Mechatronische Testsysteme Autonomes Entladen von Containern hochflexible Fördertechnik © BIBA Alle Rechte vorbehalten. Vertrauliches und geschütztes Dokument

Dynamischer Milkrun 4.0

Geschäftsmodelle

Aus- / Weiterbildung sichere Mensch-Roboter-Interaktion Qualitätsprüfung mittels Bilderkennung Selbststeuerung logistischer Prozesse Digitalisierung der Logistik zustandsbasierte Distribution Serious Gaming preagierende Instandhaltung Recycling / Refurbishing

BIBA-Videothek: https://www.youtube.com/playlist?list=PL20iQS_rY6Kl8LcYRlZEOLHJDys8642_A

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Anwendungsbeispiele zu Digitalisierung

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 Auf dem Weg zu intelligenter Produktionstechnik  Intelligente Produktionstechnik verändert Arbeitsprozesse  Sichere Mensch Technik Interaktion  Serious Gaming - Kompetenzentwicklung für den Hafen der Zukunft  Digitalisierung im Seehafen der Zukunft

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Auf dem Weg zu intelligenter Produktionstechnik 

Interaktive und kreative Mensch–Maschine-Umgang benötigt neue Ingenieurmethoden, -inhalte und Kommunikationswerkzeuge  Virtual Engineering (VE)



In diesem Zusammenhang gewinnen Cyber-Physischen Systeme (CPS) immer mehr an Bedeutung



Weiterhin sind moderne 3D- und 4D-Visualisierungstechnologien in Vormarsch



In den nächsten 5-10 Jahren totale Durchdringung der Informations- und Kommunikationstechnologien(IKT) in allen Lebens- und Arbeitsbereichen unserer Gesellschaft Quelle: Zukunft der Arbeit in Industrie 4.0, Srpinger 2015

Digitale Darstellung eines Produktes Bremen, 13. September 2016

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Intelligente Produktionstechnik verändert Arbeitsprozesse

 Steigerung des Versands und Rücksendungen

 Zustellung am nächsten Tag  Steigerung der Komplexität und Dynamik von Logistiksystemen  ZellenartigesTransportsystem  Flexibilität und Anpassbarkeit  Kosteneffizienz Bremen, 13. September 2016

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Flexible Fördertechnik

Fördern

Ausrichten

Ausschleusen

Drehen

Zusammenführen

Umsetzen

Vereinzeln

Verteilen

Sortieren

Infeeding

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Descrambling

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Sichere Mensch Technik Interaktion Vorher:

Vision / Nachher:

 Getrennte Arbeitsbereiche

 Gemeinsame Arbeitsbereiche

 Roboter-Stillstand bei Werkereingriff

 Keine Unterbrechung der Produktion

 Schutzbereich 60m3 mit 5 Lichtvorhängen

 Schutzbereich um den Werker mit Schutzanzug

 2 Muting-Steuerungen

 Multisensorisches System (personenseitig,  18 m Schutzzaun mit 2 Türschutzschaltern roboterseitig)  vmax = 250mm/s

 vmax = 1500mm/s

Schutzbereich

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Gestaltung sicherer innerbetrieblicher Logistikprozesse 

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

PräVISION 

Entwicklung eines Fahrerassistenzsystems auf Basis bildgebender Systeme



Nachrüstbar und herstellerunabhängig



Projektpartner: TU München FML, SICK, STILL, BGHW

IntraSafe 

Ausstattung der Infrastruktur mit Infrarotsensoren



Erkennung von Personen, Ware und Lager



Projektpartner: tbm hightech control, Chemion, Alfred Talke Logistik, ISI, BGHW, Lanxess, MIAG Fachhochschule Köln, IFA

Quelle: tbm

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Neue Formen der innerbetrieblichen Arbeitsorganisation

Quelle: Wittenstein

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Einsatzmöglichkeiten

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Serious Gaming Digitalisierung im Seehafen der Zukunft

1. Identifikation Container ID über QR Code mit Datenbrille Quelle: BIBA

Quelle: BIBA

2. Einlagerung Container gemäß Lageplan aus Datenbrille

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Quelle: http://www.vuzix.com

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Einsatzmöglichkeiten

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Arbeitsprozessorientierte Kompetenzentwicklung für den Hafen der Zukunft

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Einsatzmöglichkeiten

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Digitalisierung im Seehafen der Zukunft

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Einsatzmöglichkeiten Ein Tag im Seehafen der Zukunft

Container x

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Lagerung / Verpackung

Überall Nachhaltig

Intuitiv

Verbunden

Echtzeitnah

Modular Skalierbar Kosteneinhaltung

Zielgerichtet Sicherheit Planungssicherheit

Baustelle

Adaptierbar Digital Effizient

Produktion

Verteilte Information

Handling am Container-Terminal

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Leercontainer Bereitstellung

Transport

Verpackung

Transport

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Gemeinsam

Verladung

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Konsortialführer: PZH – Produktionstechnisches Zentrum Hannover IPH – Integrierte Produktion Hannover Unsere Experten: © BIBA Alle Rechte vorbehalten. Vertrauliches und geschütztes Dokument

LZH – Laserzentrum Hannover SOFI – Soziologisches Forschungsinstitut Göttingen TUBS – Technische Universität Braunschweig BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH OFFIS – Institut für Informatik

CIMA – Institut für Regionalwirtschaft Kanzlei Herfurth & Partner Robotation Academy Bremen, 13. September 2016

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Zielsetzung und Angebote des Kompetenzzentrums

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„Mit uns digital! Das Zentrum für Niedersachsen und Bremen“ will Industrie-4.0-Know-how in den Mittelstand bringen und damit die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen stärken.

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BIBA-EXPERTENFABRIK „SELBSTSTEUERUNG IN PRODUKTION UND LOGISTIK“  Zielstellung: Unterstützung von KMU aus Produktion und Logistik bei der Digitalisierung und Vernetzung durch:

1. Information und Demonstration 2. Dialog durch unternehmensspezifische Workshops

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3. Qualifizierung durch Schulungsmaßnahmen (Schulungstermine 2016: 12.-13.09.2016 sowie 30.11.-01.12.16)

4. Umsetzung im Rahmen von Industrieprojekten  Vermittlung von drei Schwerpunktthemen zu Industrie 4.0:  mobile Technologien und smarte Produkte  Effiziente Planung und Steuerung logistischer Prozesse und technischer Systeme

 Adaptive Systeme für eine sich ändernde Umwelt.

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Digitalisierung als Chance !? Digitale Transformation von Produktion und Logistik ermöglicht

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 Dinge anders machen, wie z.B. Teilen, nicht Besitzen, Finanzieren, mit Smart-Devices!  Neue Möglichkeiten der Interaktion, Teilnahme und Kollaboration  Neue Möglichkeiten, Menschen und Dinge zu verbinden  Neue Möglichkeiten der Vorhersage  Neue Möglichkeiten der Automation  Neue Möglichkeiten zu arbeiten  Neue Dienstleistungen anbieten

Massive Ablösung traditioneller Geschäftsmodelle! Bremen, 13. September 2016

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Fazit

 Mensch: Beherrschung der Komplexität bei der Integration von neuen Technologien und Services erforderlich

 Technik: Fokus auf das ganzheitliche Verständnis von Prozessen und den Potentialen neuer Technologien  Organisation: Identifikation der Bereiche, in denen Industrie 4.0 Anwendungen zu Wettbewerbsvorteilen und neuen Organisationsparadigmen von Arbeit führen können  Die Fabrik der Zukunft wird genauso menschenleer sein wie heutige Büros papierlos sind! Bremen, 13. September 2016

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt Prof. Dr.-Ing. Klaus-Dieter Thoben

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BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH an der Universität Bremen [email protected]

BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH an der Universität Bremen Postanschrift: Postfach P.O.B. 33 05 60 · D-28335 Bremen / Germany Geschäftssitz: Hochschulring 20 · D-28359 Bremen / Germany USt-ID: DE814890109 · Amtsgericht Bremen HRB 24505 HB Tel: +49 (0) 421/218-02 · Fax: +49 (0) 421/218-50031 E-Mail: [email protected] Internet: www.biba.uni-bremen.de Geschäftsführer: Prof. Dr.-Ing. K.-D. Thoben, O. Simon

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