In der Reihe aw&I Conference werden Konferenzbeiträge der innteract-conference bestehend aus Forschungsergebnissen, Arbeitsständen und Expertisen der Professur Arbeitswissenschaft und Innovationsmanagement der Technischen Universität Chemnitz sowie ihrer Projektpartner aus Wissenschaft und Praxis veröffentlicht. Die Ausgaben der Reihe erscheinen unregelmäßig.
<span style="color: rgba(0, 0, 0, 0.87); font-family: 'Noto Sans', -apple-system, BlinkMacSystemFont, 'Segoe UI', Roboto, Oxygen-Sans, Ubuntu, Cantarell, 'Helvetica Neue', sans-serif; font-size: 14px; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; background-color: #ffffff; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial; display: inline !important; float: none;"> <span style="color: rgba(0, 0, 0, 0.87); font-family: 'Noto Sans', -apple-system, BlinkMacSystemFont, 'Segoe UI', Roboto, Oxygen-Sans, Ubuntu, Cantarell, 'Helvetica Neue', sans-serif; font-size: 14px; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; background-color: #ffffff; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial; display: inline !important; float: none;">Die Beiträge der Reihe erscheinen unter der <a style="box-sizing: border-box; background-color: #ffffff; color: #007ab2; font-family: 'Noto Sans', -apple-system, BlinkMacSystemFont, 'Segoe UI', Roboto, Oxygen-Sans, Ubuntu, Cantarell, 'Helvetica Neue', sans-serif; font-size: 14px; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px;" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0">Creative Commons Lizenz CC-BY<span style="color: rgba(0, 0, 0, 0.87); font-family: 'Noto Sans', -apple-system, BlinkMacSystemFont, 'Segoe UI', Roboto, Oxygen-Sans, Ubuntu, Cantarell, 'Helvetica Neue', sans-serif; font-size: 14px; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; background-color: #ffffff; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial; display: inline !important; float: none;">. Diese Lizenz erlaubt anderen, die Werke der Autoren zu verbreiten, zu remixen, zu verbessern und darauf aufzubauen, auch kommerziell, solange die Urheber des Originals genannt werden.
Workshop »Arbeit 4.0: Gesundheit erhalten – Arbeit gestalten«
„Arbeiten 4.0 ist ein Kürzel für die Veränderungen in der gesamten Arbeitswelt und ihre Folgen für die Gesellschaft.“ (BMAS, 2017) Bei Diskussionen um die „Vierte industrielle Revolution“ stehen technikzentrierte Visionen, die Technologien und technischen Lösungen bis hin zu komplexen Prozessarchitekturen in cyber-physischen Systemen vielfach im Mittelpunkt. Problemstellungen zur Gestaltung guter Arbeitsbedingungen treten oftmals in den Hintergrund und werden häufig vernachlässigt. Vor diesem Hintergrund sollte unser Workshop »Arbeit 4.0: Gesundheit erhalten – Arbeit gestalten« zum einen zur Sensibilisierung für eine gesundheitsfördernden Arbeitsgestaltung beitragen und zum anderen nach Ansätzen für eine ergonomische und rechtsichere Ausgestaltung von stationärer Telearbeit suchen und dabei Anregungen aus der Praxis aufgreifen. Der erste Schwerpunkt lag auf der Arbeit mit dem Analyseinstrument INQA-Check „Gesundheit“ durch die Teilnehmer mit dem Fokus einer Weiterentwicklung des Instrumentariums für die Anforderungen einer „Arbeit 4.0“. Im Ergebnis liegen Erfahrungen und Anregungen für die Fortentwicklung des INQA-Check „Gesundheit“ und eine Checkliste als Ausgangspunkt für eine Gefährdungsbeurteilung einer stationären Telearbeit vor. Im zweiten Teil des Workshops konnten die Teilnehmer zum Thema Work-Life-Balance mit Lego®-Steinen hantieren und das „Lego® Serious Play®“ (LSP) ausprobieren.
Copyright (c) 2018 Holger Unger https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Auswirkungen von Produktivitätsmanagement und Digitalisierung auf die Work-Life-Balance
Die Digitalisierung bietet Möglichkeiten zur besseren Gestaltung von Arbeit und ihren Bedingungen, wodurch sowohl Beschäftigte als auch Unternehmen (z. B. im Sinne einer Optimierung der Produktivität) profitieren kön­nen. Durch Änderungen der Arbeitsorganisation und -gestaltung ergeben sich Auswirkungen für die Beschäftigten, insbesondere wenn durch die Digitalisierung Möglichkeiten zur Erweiterung der zeitlichen Arbeitsflexibilität entstehen und Grenzen zwischen Privat- und Arbeitsleben verschwimmen. Alle diese Aspekte können sich auf physische und psychische Belastungen auswirken. Des­halb stellt sich die Frage, wie die digitale Transformation von Unternehmen umgesetzt werden sollte, um die zunehmende Integration von Privat- und Arbeitsleben so zu gestalten, dass sowohl die Beschäftigten als auch die Betriebe profitieren und negative Auswirkungen ver­mieden werden. Hierfür stellen die Autoren ausgewählte Studienergebnisse zur Nutzung der Digitalisierung für das betriebliche Produktivitäts­management in der deutschen Metall- und Elek­tro­industrie vor. Der Schwerpunkt liegt auf den Wechselwirkungen zwischen Digita­li­sie­rung und Produktivitätsmanagement und deren Auswirkungen auf die Beschäftigten. Ab­schlie­ßend nennen die Autoren Handlungs­empfehlungen für die Gestaltung der Digitalisierung.
Copyright (c) 2018 Marc-André Weber, Amelia Koczy, Catharina Stahn, Tim Jeske
Multimodale Testumgebung zum barrierearmen Bauen und Wohnen
Der fortschreitende demografische Wandel, verbunden mit einer Überalterung der Gesellschaft, führt in naher Zukunft dazu, dass die Kapazitäten für stationäre Pflegeplätze nicht ausreichen werden. Pflegeprozesse werden zunehmend in der Häuslichkeit stattfinden. Es ist von essentieller Bedeutung, dass Personen in jeder Lebenslage (aktive Senioren, Menschen mit Unterstützungsbedarf, Pflegebedürftigkeit oder Behinderungen sowie Familien, Singles und Paare) weitestgehend selbstbestimmt in ihrer vertrauten Wohnumgebung leben können. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es notwendig, dass professionellen und paraprofessionellen Akteuren die Möglichkeiten des barrierearmen und assistierten Wohnens aufgezeigt werden. Dazu soll eine interaktive, multimodale Erlebniswelt mit einem entsprechenden Planungs- und Ausstattungskonzept geschaffen werden. Die einzelnen Bedarfe der professionellen Akteure (z. B. Pflegekräfte, Handwerk, Wohnungswirtschaft), die dabei unterstützen, konnten innerhalb des Projektes Chemnitz+ erhoben werden. Durch die Wissensvermittlung der relevanten Themen über mehrere Sinneskanäle besteht der Ansatz darin, die vorhandenen Kompetenzen der Akteure zu erweitern und somit die berufliche Handlungskompetenz zu stärken. Den Teilnehmenden und Besuchern des Test- und Demonstrationszentrums WohnXperium werden durch verschiedene interaktive und multimodale Zugänge (Sinnestunnel, Testflächen, AAL) die Methoden und Konzepte zum barrierearmen Bauen und Wohnen näher gebracht.
Copyright (c) 2018 Alexandra Brylok, Danny Rüffert, Kerstin Börner
Methodik zur Messung und Berechnung maximaler Gelenkmomente sowie die Berechnung von Maximalmomentkörpern am Beispiel der Schulter
Als Werkzeuge der virtuellen Ergonomie dienen arbeitswissenschaftliche digitale Menschmodelle zur ergonomischen Gestaltung von Produkten und Arbeitsplätzen. Einen hohen Bedarf für die Weiterentwicklung sehen Anwender vor allem in der Integration von Kraftanalysen. Eine Möglichkeit zur gelenkwinkel- und kraftrichtungsabhängigen Berechnung statischer Aktionskräfte basiert auf Gelenkmomenten, welche in Maximalmomentkörpern modelliert werden. Auf eine komplexe Muskelmodellierung kann dadurch verzichtet werden. Der Beitrag beschreibt einen standardisierten technischen Aufbau und Workflow zur Berechnung von maximalen Gelenkmomenten menschlicher Bewegungen. Die definierten Haltungen eines Probanden werden mit einem Motion-Capture-System und die Maximalkräfte mit 3D-Kraftmessplatten aufgezeichnet. Im Anschluss werden die kombinierten Messdaten auf das Menschmodell übertragen und die Gelenkmomente berechnet. Dieser Aufbau wird dann an einem praktischen Beispiel angewandt und validiert. Anhand von drei Gelenkstellungen der Schulter werden mit je 72 Messungen in 26 Richtungen Aktionskräfte aufgebracht. Die daraus resultierenden Gelenkmomente werden in Maximalmomentkörper überführt. Dabei wird untersucht, inwieweit sich die Form der Momentkörper ändert und welche geometrische Modellierung diese Form am Besten wiederspiegelt.
Copyright (c) 2018 Norman Hofmann; André Kaiser; Heike Hermsdorf, Danny Möbius https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Biodynamische Beleuchtung - Die Wirkung von Licht auf den Menschen in Hinblick auf anwendungsspezifische Umsetzungen biologisch wirksamer Beleuchtung in der Praxis
Natürliches Licht ist für Menschen unentbehrlich. Es unterstützt das Sehen, sorgt für Wohlbefinden und beeinflusst unsere Aktivierungs- und Erholungsphasen. Somit wirkt es dreifach: visuell, emotional und biologisch. Die biologische Wirkung des Lichts taktet die innere Uhr des Menschen. Vor allem der dadurch beeinflusste Anteil der Hormone Cortisol und Melatonin im Körper bestimmt Schlaf- und Wachphasen, aber auch Herzfrequenz, Blutdruck und Stimmung. Lange Zeiten, in denen Menschen heute künstlichem Licht und damit oft biologischer Dunkelheit ausgesetzt sind, machen eine gute Beleuchtung umso wichtiger. Biodynamisches Licht (Human Centric Lighting) kann vor allem in Räumen mit wenig Tageslichtversorgung sowie in den Wintermonaten, wenn die innere Uhr kaum mit dem Tageslicht synchronisiert wird, das Wohlbefinden nachhaltig stärken. Das Waldmann Lichtmanagementsystem VTL entstand in enger wissenschaftlicher Abstimmung. Es bringt die Dynamik des natürlichen Tageslichts in Innenräume und erweitert dadurch die emotionalen und ergonomischen Aspekte der Lichtqualität. Im Büro, in der Industrie und in Pflege- und Gesundheitseinrichtungen.
Copyright (c) 2018 Agnes Lachner, Silke Weidenfeld, Florian Schutzbach
Motivierende und gesundheitsförderliche Gestaltung von Leitständen in der Automobilproduktion
Überwachungstätigkeiten in Leitständen der Automobilproduktion sind durch die Beobachtung von Anlagendaten gekennzeichnet. Ein Erfolgsfaktor für eine effiziente Produktion ist, dass Operateure auftretende Störungen im Leitstand schnell erkennen und beheben. Die hierfür nötige Dauerbeobachtung ist für die Operateure eine Herausforderung. Cummmigs, Gao und Thornburg (2016) haben beobachtet, dass bei einer geringen Arbeitsbelastung die Aufmerksamkeit der Operateure bei der Überwachung von automatisierten Systemen mit der Zeit abnahm. Zum anderen müssen die Operateure ein gutes Situationsbewusstsein über Veränderungen ihrer Anlage haben, um Störungen schnell beheben zu können. In diesem Beitrag werden Ergebnisse einer Interviewstudie zur Untersuchung psychischer Bedürfnisse in der Mensch-Technik-Interaktion an Leitständen beschrieben. In 20 semi-strukturierten Experteninterviews wurden Operateure nach beanspruchenden und intrinsisch motivierenden Faktoren bei Überwachungstätigkeiten befragt. Die Ergebnisse zeigen die zentralen Nutzerbedürfnisse der Operateure auf, mithilfe deren in Folge motivierende Nutzerelemente für den Leitstand der Zukunft entwickelt werden sollen.
Hintergrund: Aus Fachliteratur und empirischer Forschung geht hervor, dass Altersbilder einen wichtigen Einfluss auf die Gesundheit einer Person nehmen. In Anbetracht des demografischen Wandels rückt das „gesunde Altern“ in den Fokus der Wissenschaft, welches insbesondere schon in jungen Jahren angestrebt werden sollte. Der Beitrag soll einen Einblick in die Pilotstudie liefern, welche untersucht hat, ob durch das Tragen eines Modularen Alterssimulationsanzugs Einfluss auf Altersbilder junger Erwachsener genommen werden kann. Methode: Im Rahmen der Pilotstudie wurde die Studienpopulation (Alter zwischen 18 und 30 Jahren) in zwei Gruppen aufgeteilt: Kontroll- und Interventionsgruppe. Mittels identischer Online-Fragebögen wurde zu verschiedenen Messzeitpunkten untersucht, ob durch eine Intervention im Sinne des „Instant Aging“ das Altersbild beeinflusst wird. Die Probanden absolvierten hierbei einen standardisierten und an alltäglichen Aufgaben orientierten Versuchsablauf im Alterssimulationsanzug. Ergebnisse: In der Interventionsgruppe zeichnet sich ein direkter Einfluss durch die Intervention ab. Ein Langzeiteffekt konnte aufgrund nicht signifikanter Ergebnisse nicht belegt werden. Folglich können keine konkreten Schlussfolgerungen getroffen werden. Folgerung: Die Ergebnisse in der Pilotstudie lassen zwar einen Langzeiteffekt vermuten, um allerdings ableitbare und signifikante Ergebnisse zu erhalten, besteht weiterer Forschungsbedarf.
Copyright (c) 2018 Sylvana Fink, Danny Rüffert
Präventive Potentiale neuer Technologien erkennen und nutzen
Werden im Rahmen der digitalen Transformation neue Technologien eingeführt, lassen sich seitens der Beteiligten oftmals sehr unterschiedliche positive wie auch negative Erwartungen an die Technologien und deren mögliche Auswirkungen feststellen. Ob diese dann tatsächlich eintreten oder nicht, hängt aber weniger mit den eingeführten Technologien an sich zusammen, sondern wird maßgeblich durch die Auseinandersetzung mit zu erwartenden Effekten im Vorfeld der Einführung bestimmt. Welche Aspekte gilt es aber konkret in Betracht zu ziehen und wie können vor allem Potentiale identifiziert und genutzt werden? Diesen Fragen ist das Teilvorhaben der Universität Greifswald im Rahmen des Verbundprojektes „Gesunde Arbeit in Pionierbranchen“ (GAP) nachgegangen. Dazu wurde ein umfassendes Konzept entwickelt, welches personelle, organisationale und psychische präventive Potentiale im Kontext der Einführung neuer Technologien fokussiert. Dieses Konzept wird mittels qualitativer und quantitativer Daten in ein Manual überführt und soll vermittelt über Branchennetzwerke vor allem klein- und mittelständischen Unternehmen bei der digitalen Transformation unterstützen. Durch den offenen und modularen Aufbau des Manualkonzeptes sind die Netzwerke in der Lage sowohl das Konzept als auch die Inhalte zu ergänzen und zu erweitern.
„Vitale“ Intralogistik - Integration von Vitaldaten in die Prozesse auf dem betrieblichen Hallenboden
In den letzten Jahrzehnten hat die Digitalisierung alle Bereiche des Lebens durchdrungen. Internet, Computer und Smart Devices sind nicht mehr wegzudenken. In der Produktion wird die Digitalisierung mit dem Schlagwort „Industrie 4.0“ beschrieben. Ziel ist hierbei die Vernetzung von Mensch, Maschine und Produkt zu einem Internet der Dinge, Dienste und Daten. Ein weiterer Trend ist ein gesunder Lebensstil sowie eine ausgewogene Work-Life-Integration. Besonders die Generation Y strebt nach einem fitten, starken Körper und einer gesunden Ernährung. Zahlreiche Workshops und Apps unterstützen diesen Trend. Im beruflichen Umfeld gestaltet sich dieser Lebensstil jedoch schwierig. „Warum diese beiden Trends also nicht verbinden!“, dachte sich das Unternehmen viastore SOFTWARE GmbH aus Stuttgart, „Arbeit, Fitness und Spaß an einem Arbeitsplatz“. Was sich für viele unvorstellbar anhört, wird im Rahmen des Forschungsprojektes „MyCPS“, in der Intralogistik umgesetzt. Ein handelsüblicher Fitness-Tracker stellt dem Warehouse-Management-System Vitaldaten wie Herzfrequenz oder ein Aktivitätsprotokoll zur Verfügung. Mithilfe dieser Daten können die auftretenden Beanspruchungen des Mitarbeiters in Relation zu seiner Tätigkeit gesetzt und somit Aspekte einer ergonomischen Arbeitsgestaltung bei gleichzeitiger Berücksichtigung der persönlichen Bedürfnisse der Mitarbeiter verwirklicht werden.
Technikaffinität als Ressource für die Arbeit in Industrie 4.0
Die zunehmende Digitalisierung der Arbeitswelt bietet nicht nur vielversprechende Innovationen zur arbeiterzentrierten, adaptiven Aufgabengestaltung, sondern stellt den Einzelnen auch vor die Herausforderung, in höherem Maße mit digitaler Technik zu interagieren. Für die erfolgreiche Interaktion mit Technik sind zwei Faktoren ausschlaggebend: Wissen über bzw. Erfahrung mit technischen Systemen sowie Persönlichkeitsaspekte, die sich als Interaktionsstil im Umgang mit Technik manifestieren. Wir präsentieren das Konzept der interaktionsbezogenen Technikaffinität (affinity for technology interaction, ATI) als zentrale Ressource zum erfolgreichen Umgang mit Technik, und mit der ATI-Skala eine ökonomische und reliable Skala zur Quantifizierung der ATI eines Nutzers. Neben bestehenden Evaluationsergebnissen (N > 1500) stellen wir erste Ergebnisse einer Nutzerstudie vor, die im Rahmen des Projektes Factory2Fit durchgeführt wurde. Die Probanden interagierten mit 3D-Druckern und erlebten unterschiedliche Automatisierungsgrade des Prozesses. Zusätzlich zum Automatisierungsgrad wurde die Erfahrung der Probanden durch unterschiedliche Trainingsintensitäten variiert. Die Ergebnisse liefern erste Hinweise auf die Relevanz von ATI für die Vorhersage des Interaktionserfolgs mit Technologie und damit für Usability-Evaluationen in Industrie 4.0-Umgebungen.
Copyright (c) 2018 Christiane Attig, Sebastian Mach, Daniel Wessel, Thomas Franke, Franziska Schmalfuß, Josef F. Krems
Augenphysiologische Reaktion auf Schreck – Perspektive für den Arbeitsschutz durch Eye-Tracking
Eye-Tracking und Pupillometrie bieten einen umfangreichen Einblick in Wahrnehmung und Erleben von Personen in verschiedensten Kontexten. So lassen sich aus den Pupillen- und Blickbewegungsdaten beispielsweise Informationen über Aufmerksamkeitsprozesse, visuelle Suchmechanismen, kognitive Beanspruchung oder Erregung gewinnen. Da augenphysiologische Reaktionen sehr anfällig für Störvariablen sind, finden Datenerhebungen bislang nur in standardisierten Experimentaldesigns unter kontrollierten Helligkeitsbedingungen und stabiler Kopfposition statt. Zur Nutzbarmachung dieser Erkenntnisse für Alltagssituationen wurde ein mobiles Eye-Tracking-System zum Einsatz gebracht. In 2 alltagsnahen Einzelfallstudien (während einer Autofahrt und einer handwerklichen Tätigkeit) fanden sich spezifische Muster in den Pupillendaten, wenn Probanden in eine Schrecksituation versetzt wurden. Die Daten lassen die Vermutung zu, dass dieses Muster mit steigender „echter Bedrohung“ für den Organismus stärker ausgeprägt ist. Weiterführende Studien diesbezüglich sind in Vorbereitung. Gegenwärtig erfolgt die Entwicklung geeigneter Filter, mit denen sich diese Muster in Echtzeit in einem alltagstypischen Eye-Tracking-Datenstrom identifizieren lassen. Ziel ist die Entwicklung eines Algorithmus, der schreckbezogene augenphysiologische Reaktionen in Echtzeit nutzbar gestalten lässt. Dieser Algorithmus kann Anwendung in verschiedenen arbeitsbezogenen und industriellen Kontexten finden, z.B. als ergänzendes Sicherheitssystem im Umgang mit autonomen Systemen oder Mensch-Roboter-Kollaborationen sowie als ergonomische Einrichtung.
Copyright (c) 2018 Janine Held, Sebastian Walther https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Einfluss der Digitalisierung auf Produktivität und Komplexität in deutschen Betrieben
Unternehmen sind bestrebt ihre Produktivität im Sinne einer verbesserten Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. Damit geht in der Regel einher, dass die Komplexität von Prozessen und Produkten steigt. Im vorliegenden Beitrag werden Ergebnisse einer Onlinestudie unter Fach- und Führungskräften aus der deutschen Metall- und Elektroindustrie mit branchenübergreifenden ExpertInneninterviews abgeglichen. Gemeinsamkeiten und unterschiedliche Sichtweisen zur Auswirkung der Digitalisierung auf das Produktivitäts- und Komplexitätsmanagement werden dabei herausgearbeitet. Es werden insbesondere die Echtzeitfähigkeit von Daten und der unternehmensübergreifende Informationsaustausch, Technologien zur Datenbereitstellung sowie Qualifizierung, Beteiligung und Kommunikation betrachtet.
Copyright (c) 2018 Markus Harlacher; Marc-André Weber, Benedikt Latos, Tim Jeske, Philipp Przybysz, Frank Lennings https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
AUXILIA: Nutzerzentriertes Assistenz- und Sicherheitssystem zur Unterstützung von Menschen mit Demenz auf Basis intelligenter Verhaltensanalyse
Durch den demographischen Wandel in Verbindung mit fehlendem Pflegepersonal gewinnt die Entwicklung technischer Assistenzsysteme im Feld des Active and Assisted Living (AAL) zunehmend an Bedeutung. Zukunftsorientierte Instrumente, die in der Altenp?ege zum Einsatz kommen, sind neuartige, nutzerzentrierte Gesundheitssysteme für Personengruppen mit speziellen Anforderungen. In diesem Beitrag werden das Konzept sowie erste Ergebnisse des Projekts AUXILIA gezeigt, welches ein nutzerzentriertes Assistenz- und Sicherheitssystem zur Unterstützung von Menschen mit Demenz auf Basis intelligenter Verhaltensanalyse beschreibt. Das Assistenz- und Sicherheitssystem richtet sich vor allem an Patienten mit beginnender Demenz. Das Projektziel ist der längere Verbleib von Demenzpatienten in ihren eigenen vier Wänden. Das System unterstützt nicht nur die Patienten, sondern richtet sich darüber hinaus an Nutzer aus dem P?egeumfeld sowie an Angehörige. Mithilfe einer neuartigen Smart Sensor Technologie, die es ermöglicht, den gesamten Raum zu erfassen, können menschliche Verhaltensmuster bestimmt und an die Nutzergruppen weitergegeben werden. Basierend auf diversen Sensordaten werden Objekte kontextbasiert und selbstständig vom System erkannt und daraus Sicherheits- und Assistenzfunktionen, wie beispielsweise eine Sturzdetektion, abgeleitet. Neben der Entwicklung des Sensors wird untersucht, welchen Anforderungen eine Mensch-Maschine-Schnittstelle genügen muss, um für alle Nutzergruppen einen Mehrwert zu bieten.
Copyright (c) 2018 Roman Seidel, André Apitzsch, Jingrui Yu, Julian Seuffert, Norbert Nestler, Danny Heinz, Anne Goy, Gangolf Hirtz https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Gestaltung von Führung, Strategie und Organisationskultur für ein erfolgreiches Produktivitätsmanagement in der digitalen Transformation
Eine hohe Produktivität leistet einen wesentlichen Beitrag zur Sicherung des Erfolgs von Unternehmen. Ein systematisches Management der Produktivität ist daher ein Erfolgsfaktor für die Unternehmensentwicklung. Dabei sind vielfältige Einflussfaktoren zu berücksichtigen. Im Rahmen einer bundesweiten Befragungsstudie von Fach- und Führungskräften aus Unternehmen der Metall- und Elektroindustrie wurden die drei Faktoren (1) Führung, (2) Strategie und (3) Organisationskultur hinsichtlich ihrer Wirkung auf das Produktivitäts­management bzw. die Produktivität untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich eine gute Feedbackkultur sowie kleine Führungsspannen besonders förderlich auf die Produktivität auswirken. Zudem gaben die Befragungsteilnehmer an, dass eine klar formulierte und kommunizierte Mission, Vision und Ziele sowie die Umsetzung einer entsprechenden Strategie förderlich auf die Produktivität wirken. Fraglich ist bisher, wie diese Einflussfaktoren im Rahmen der digitalen Transformation gestaltet werden können, um gleichermaßen ein gesundes Arbeiten 4.0 und eine Steigerung der Produktivität zu erreichen. Hierzu werden im vorliegenden Beitrag Handlungsempfehlungen für kleine und mittelständische Unternehmen vorgestellt.
Copyright (c) 2018 Tim Jeske, Martina Frost https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Augmented Reality als Lernmedium: Potenziale und Implikationen
Durch den technischen Fortschritt der letzten Jahre rücken Augmented Reality – Anwendungen (AR) als Lernmedien immer mehr in den Fokus der aktuellen Lehr-Lern-Forschung. Aus didaktischer Sicht besitzt AR als Lernmedium Potenziale, die es von bisherigen Medien unterscheidet. Andererseits ergeben sich durch die Nutzung von AR jedoch auch neue Herausforderungen, die noch zu lösen sind. Am Beispiel eines konkreten Lernszenarios werden die didaktischen Potenziale von AR vorgestellt und die sich ergebenden Herausforderungen beschrieben. Das Lernszenario wurde mit Hilfe der App AugView realisiert und in die Lehre im Fachbereich Umweltingenieurwesen integriert. Die App stellt im Untergrund verborgene leitungsgebundene Wasserinfrastruktur dar. Zu den positiven didaktischen Eigenschaften zählt u.a. die zeitlich und örtlich kohärente, gemeinsame Darstellung von Objekt und erklärenden Zusatzinformationen (Kontiguitätsprinzip). Durch kollaboratives Arbeiten mit der App im Rahmen von Exkursionen wird situatives Lernen und gemeinsame Wissenskonstruktion gefördert. Zu den ungelösten Herausforderungen zählt aktuell noch der technische Aufwand. Da die GPS-Positionierung auf handelsüblichen Tablets nicht ausreichend genau ist, sind vergleichsweise teure Zusatzsysteme zur exakteren Positionierung notwendig. Weitere Herausforderung ist der Datenschutz. Digitale Repräsentationen der Leitungsnetze sind zwar beim lokalen Versorger vorhanden. Jedoch gibt es Sicherheitsbedenken, diese für die Lehre vollständig öffentlich verfügbar zu machen.
Copyright (c) 2018 Heinrich Söbke, Steffi Zander, Jörg Londong https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Real.L – Lehre vor Ort (ein Praxisbeispiel)
Das Projekt Real.L ist als inter- und intradisziplinäres Projekt (Reallabor) in Kooperation zwischen unterschiedlichen Fachbereichen an der Universität Leipzig und der HTWK Leipzig sowie verschiedenen Praxispartnern durchgeführt worden. Real.L setzte sich aus insgesamt 9 Teilprojekten an 5 Stadträumen/Standorten entlang der Leipziger Magistrale Georg-Schumann-Str. zusammen. Nach der Konzeptentwicklung erfolgte im Rahmen eines öffentlichen Aktionstages die Umsetzung der Projekte in Form verschiedener symbolischer Interventionen wie beispielsweise die Bespielung leerstehender Ladenlokale durch einen Popup Store in Kooperation mit den Unternehmen vor Ort, die Belebung von öffentlichen Plätzen durch ein Freilichtkino, eine Bouleaktion und Vorträge oder die Aktivierung der Nachbarschaften entlang der Magistrale durch Platzgestaltung und die Erstellung individueller thematischer Stadtkarten. Außerdem wurde das Prinzip eines offenen „Shopping-Centers“ als Konzept für die Geschäftslage diskutiert. Den Initialprojekten liegen wirtschaftlich tragfähige und langfristig umsetzbare Konzeptionen zugrunde.
Copyright (c) 2018 Tanja Korzer, Ronald Scherzer-Heidenberger
Smart Learning Platform 4.0 - Vermittlung von neuen Kompetenzen und Qualifikationsprofilen im Hinblick auf Industrie 4.0
Obwohl heutige Studierende mit Computern und dem Internet groß werden, fehlt ihnen häufig der Bezug zu grundlegenden Technologien. Dieser wird allerdings von Nachwuchsingenieurinnen und -ingenieuren erwartet, um neue Impulse für Forschung und Praxis liefern zu können. Aufgrund der geänderten Anforderungen einer digitalisierten Arbeitswelt hat sich der Studiengang Informationslogistik, der Hochschule für Technik Stuttgart das Ziel gesetzt, den Studierenden eine realitätsnahe Industrieumgebung, in Form eines Industrie 4.0 Labors mit mobilen, stationären und virtuellen Bestandteilen einzurichten. Studierende erwerben in der hybriden Laborumgebung in praxisnahen Übungen ein fundiertes theoretisches und praktisches Wissen über das Zusammenspiel von Hardware, Software und Telekommunikation. Didaktisch flankiert wird der Kompetenzerwerb der Studierenden auf der Smart Learning Platform 4.0 (SLP), einer virtuellen Lernplattform, die als studienbegleitendes Element im Pflichtcurriculum des Studiengangs verankert werden soll. Um den Lernprozess der Studierenden durch unterschiedliche Feedbackformen zu verbessern, sowie um die laborbasierte Lernumgebung weiterzuentwickeln, wird auf der SLP aktuell der Einsatz von Learning Analytics erprobt. Langfristig ist geplant das vorgestellte Modell auf weitere Studiengänge zu übertragen, um die vorgestellten Lösungsansätze vollumfänglich auszuschöpfen und um einen optimalen Wissenstransfer zwischen Studium und Berufspraxis zu gewährleisten.
Copyright (c) 2018 Dieter Uckelmann, Anke Pfeiffer, Kevin Kutzner
PeerLeaders: Herausbildung interpersonaler Kompetenzen durch Peer-Gruppen
Interpersonale Kompetenzen sind im IT-Bereich sehr wichtig, da in diesem Sektor viele Teams und Kleingruppen gebildet werden. Das PeerLeaders-Konzept, bei dem höhere Semester Kommilitonen im Basisstudium unterstützen, festigt den Studienerfolg durch gruppendynamische Prozesse und verbessert Verantwortungsübernahme, Empathiefähigkeit und Networking. Da die Peer-Gruppen für jedes Modul neu gebildet werden, ergibt sich automatisch ein Netzwerk zwischen den Studierenden. Die Grundidee basiert darauf, dass Studierende höherer Semester diejenigen aus den ersten Semestern im Basisstudium unterstützen. Die Peers erhalten ECTS-Punkte, da das Programm im Rahmen des Seminars „Kommunikations- und Führungstechniken“ stattfindet. Die Unterstützung kann sowohl organisatorisch sowie fachlich erfolgen. Durch die fachliche Unterstützung setzen sich die Studierenden erneut mit dem Stoff aus dem Basisstudium auseinander.
Copyright (c) 2018 Miriam Lohmüller, Manfred Brill
Digitised lifelong learning – the need for interdisciplinary sustainability modules in doctoral programmes
Ensuring long-term qualified employees and specialists is a key objective of a sustainable development and lifelong learning. At the same time, international competitiveness and technological capability is mainly connected to the countries’ education and science systems as well as of academia. Major industrialised countries such as Germany, for example, have recently increased their efforts to implement sustainably and institutionally lifelong learning courses at higher education institutions (HEI). In particular, creating offers for new target groups such as persons with family or care responsibilities, job-returnees, dropouts or experts are addressed. A main focus is the development of interdisciplinary courses in engineering and natural sciences in order to ensure the availability of skilled workforce during the transformation towards green economy. Therefore, strategies and (business) models for a sustainable, long-term implementation of part-time study and further education offers for new target groups at universities are still largely neglected. In addition, the adequate design of new and further development of existing qualification structures, curricula, modules, advanced study and specialised courses as well as the integration of digital (interactive) contents are accompanied by new challenges that have been largely ignored by research so far. So, both, fostered sustainable implementation of programs on an institutional basis and the subject-specific topic of sustainability is becoming increasingly important within the scope of interdisciplinary offers and courses. Moreover, new working and living environments need innovative and digitised learning backgrounds and conditions. However, a brief comparison between Germany, Austria and Switzerland, for example, reveals strong differences in the types, scope and degree of implementation at present. So a bunch of questions is still unanswered: How do innovative, interdisciplinary and part-time study platforms and programs have to be designed, structured and implemented? Which prerequisites, framework conditions, (quality) criteria and design forms are specifically relevant for advanced training courses and platform contents in engineering and natural sciences? Which subject-specific and cross-disciplinary competences as well as knowledge must be imparted to new target groups taking into account rapidly changing requirements in professionals’ social environment (e.g., labour market; product, service and technology management)? How can such innovative lifelong learning opportunities be designed allowing for increasing digitization efforts? Our research involves benchmark analyses, surveys and expert workshops in order to derive systemic, organizational and individual criteria and elements for the design and structure of sustainable, interdisciplinary further education programs and study platforms. Their characteristics will be illustrated using a three-level model. In addition, the effects of an increasing digitization of lifelong learning are to be analysed and specific methodological and didactic concepts are to be developed (e.g. blended learning). On this basis, recommendations for the flexible design, implementation and quality assurance of continuing education and training offers are derived. These results are developed in close cooperation with experts and decision-makers from politics, education/science and business in order to ensure a high level of practical applicability of the research findings. At the same time, the research is expected to strengthen the positioning of universities involved in international comparison.
Copyright (c) 2018 Julia Krause, Marlen Arnold
Der Entwurf eines ziel- und nutzerorientierten Druckspeichers in Abhängigkeit des Services
Der Produktentwicklungsprozess (PEP) von Mobilitätszellen, vom Entwurf bis zur Serien-reife, ist ein komplexer Prozess. Die zunehmenden Kundenanforderungen und Wettbewerbern führen zu einer Verkürzung des Entwicklungs- und Innovationszyklus von Produkten. In dem bisherigen PEP war die Definition von technischen Anforderungen eines neuen Produktes von großer Bedeutung. Sowohl eine Erweiterung des bestehenden Prozesses als auch die Ableitung von Kundenservice in technische Merkmale und Eigenschaften stellt die Verkehrssparte vor eine zu lösende Herausforderung. Eine weiterer wichtiger Aspekt für die Mobilitätsindustrie sind die zunehmenden äußeren Einflüsse, wie beispielsweise die Senkung der maximal zulässigen Emissionsraten sowie der zunehmende Wettbewerb auf den etablierten Absatzmärkten. Diese erfordern beispielsweise die Entwicklung und Anwendung von neuen Antriebstechnologien. Resultierend aus dem Wandel von konventionellen Antriebssystemen hin zur Elektromobilität ist sowohl die Integration von neuen Komponenten, wie beispielsweise Batterien oder Druckspeichern, in bestehende Bauräume von konventionellen Plattform-/ Modulstrategieansätzen, als auch die Auslegung der resultierenden Systemeigenschaften im zeitlichen Verlauf der Produkt-entwicklung notwendig. Um den Reifegrad des Bauteils, beispielsweise Druckspeicher, der Baugruppe sowie des Produkts definieren zu können, ist eine stetige Analyse und Synthese der Merkmale und Eigenschaften erforderlich. Dies ermöglicht der CPM Ansatz nach Weber. Durch eine Analyse von Systemparametern können die wichtigsten Einflussfaktoren auf das Gesamtsystem abgeleitet werden. Die Simulation basiert auf den gewonnenen Erkennt-nissen und ermöglicht einen ziel- bzw. anwendungsorientierten Entwurf. Des Weiteren wird der Reifegrad des Produkts im PEP definiert. Die Parameter des Services können zudem auf die Systemeigenschaften des Produkts übertragen werden. Dies wird in dem Beitrag am Beispiel eines Druckspeichers näher diskutiert.
Copyright (c) 2018 Daniel Duschek, Michael Vielhaber
Mechanismenentwicklung eines Assistenzsystems für die oberen Extremitäten
In diesem Beitrag werden mobile Assistenzsysteme, sog. Exoskelette, mit ihren charakteristischen Eigenschaften vorgestellt. Schwerpunkte bilden die Entwicklung der Mechanik für die Nachbildung der menschlichen Bewegung und das Antriebssystem. Auf Grundlage der menschlichen Anatomie, mit Bezug zum Schultergürtel, Schultergelenk und Ellenbogengelenk, wird ein Mechanismus entwickelt, der die Armbewegung beim Heben, Halten und Tragen von Lasten nachbilden kann. Weiterführend wird die Entwicklung eines aktiven Antriebssystems für die Unterstützung der zuvor genannten Aufgaben beschrieben. Für die Auslegung werden Richtwerte der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) herangezogen. Der Einsatz pneumatischer Muskeln als Aktuator bringt Vorteile hinsichtlich eines hohen spezifischen Arbeitsvermögens mit sich. Ein Nachteil ist jedoch die charakteristisch nichtlineare Kraft-Kontraktionskennlinie. Es folgt eine Beschreibung für die ungleichmäßige Übersetzung pneumatischer Muskeln mit einem Bandmechanismus. Die verwendete Methode gestattet nicht nur eine Kompensation der nachteiligen, degressiven Kraftkennlinie. Sie erlaubt darüber hinaus die anwendungsspezifische Veränderung des Arbeitskennfeldes. Abschließend erfolgt die Überführung des Bandmechanismus in eine zweistufige Übersetzung, welche die Voraussetzungen pneumatischer Muskeln für den Einsatz in mobilen Anwendungen verbessert.
Copyright (c) 2018 Daniel Garbe, Maik Berger
Leitfaden zur Gestaltung einer gebrauchstauglichen instruktiven Mensch-Roboter-Kollaboration am Produktionsarbeitsplatz
Steigende Bedarfe, kürzer werdende Produktlebenszyklen und zunehmende Variantenvielfalt führen zu einer erhöhten Komplexität in Produktionsprozessen. Eine Möglichkeit, diesen Herausforderungen zu begegnen, ist die Kombination manueller und automatisierter Arbeit in Form einer instruktiven Mensch-Roboter-Kollaboration (iMRK). Ein Assistenzroboter erhält Instruktionen, wo und wie die nächsten Produktionsschritte durchzuführen sind. Der Roboter wird von einem Mitarbeiter flexibel für Paralleltätigkeiten eingesetzt, ohne die ursprüngliche Roboterprogrammierung anzupassen. Notwendig dafür sind jedoch gebrauchstaugliche Mensch-Roboter-Schnittstellen (MRS). Gestaltungskonzepte für gebrauchstaugliche iMRK an einem Produktionsarbeitsplatz sind aktuell weder in der Wissenschaft noch in der Praxis zu finden. Verortet im Forschungsparadigma der gestaltungsorientierten Forschung präsentiert der Beitrag die Grundlagen und Voraussetzungen zur Umsetzung einer iMRK. Diese dienen als Basis für einen theoriegeleiteten Leitfaden zur nutzerzentrierten Gestaltung solcher Systeme. Die strukturierte und methodisch ausgestaltete Vorgehensweise unterstützt Planer und Entwickler von Produktionsassistenzsystemen in der industriellen Automobilproduktion. Der Beitrag zeigt die theoriegeleite Konzeption als Grundlage für die Instanziierung des Leitfadens zur Entwicklung eines Assistenzroboters in der Anwendungsdomäne.
Mensch-Roboter-Kollaboration für Schwerbehinderte als Beitrag zur Inklusion in der Arbeitswelt
Im Projekt AQUIAS wurde eine Pilotanwendung zur Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) mit dem Ziel entwickelt, eine motivationsförderliche Arbeitsteilung und gesunde Arbeitsbedingungen für schwerbehinderte Produktionsmitarbeiter zu gewährleisten. Für die Düsenmontage der Firma ISAK gGmbH erarbeitete das interdisziplinäre Projektteam mehrere MRK-Arbeitsplatzentwürfe. Dabei wurden die Gestaltungskriterien der Technischen Machbarkeit, Sicherheit, Ergonomie, Arbeitsqualität, Inklusion und Wirtschaftlichkeit gegeneinander abgewogen.
Mehr Zeit für Innovationen durch Digitalisierung
Jeder von uns hat das Gefühl, dass die Zeit immer schneller vergeht bzw. Arbeiten immer kurzfristiger fertiggestellt sein müssen. Besonders deutlich wird dies im Spannungsfeld von täglich abzuarbeitenden Routineaufgaben und der Anforderung immer innovativer und kreativer Denken zu müssen. Parallel ergeben sich durch die neuen IT-Technologien Möglichkeiten durch Digitalisierung Routineaufgaben zu automatisieren. Wir als IT-Lösungsanbieter sehen uns als Partner und Umsetzer solcher Digitalisierungsprojekte und unterstützen unsere Kunden bei der Erschließung von Produktivitätsreserven oder der Entwicklung neuer datengetriebener Geschäftsmodelle. Im Fokus des Beitrages stehen sowohl der Engineering-Bereich als auch datengetriebene Services und die Automatisierung der Produktion. Anhand 5 konkreter Digitalisierungsszenarien werden erzielte Potenziale zur Produktivitätssteigerung aufgezeigt und Anregungen zur Optimierung von Bestandsprozessen gegeben, welche maßgeblich zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit führen.
Herstellung elektrischer Motoren mittels 3D-Multimaterialdruck
Der Beitrag stellt ein neuartiges additives Fertigungsverfahren für elektrische Maschinen bzw. für Komponenten dieser vor. Das Verfahren wurde entwickelt, um konventionelle polymerbasierte Isolationsstoffe in elektrischen Maschinen, durch keramische Werkstoffe zu ersetzen. Diese weisen bessere thermische Eigenschaften, wie eine höhere thermische Beständigkeit und eine größere Wärmeleitfähigkeit auf. Dadurch ist eine Erhöhung der Leistungsdichte möglich und die Grenze der Einsatztemperatur kann deutlich nach oben verschoben werden. Das Verfahren ermöglicht ebenso eine vollständig freie dreidimensionale Geometriegestaltung, wodurch Maschinentopologien möglich werden, die mit konventionellen Fertigungsverfahren nur mit großem Aufwand bzw. gar nicht realisierbar waren. Zusätzlich lassen sich während des Druckprozesses spezielle Kühlstrukturen herstellen, die zu einer weiteren Steigerung der Leistungsdichte beitragen können. Damit stellt der 3D Multimaterialdruck eine zielorientierte Entwicklung zur Lösung eines vorhandenen Problems dar, wodurch es sich in dieser Hinsicht von den meisten anderen als 3D-Druck bezeichneten Herstellungsverfahren unterscheidet.
Untersuchung der ergonomischen Eigenschaften von handbetätigten Mechanismen mittels Ebenen Force Feedback Interface (EFFI)
Bei der Entwicklung handbetätigter Produkte mit ebenen Mechanismen spielen haptische Eigenschaften eine wichtige Rolle für die Kaufentscheidung des Kunden und sollten demnach so früh wie möglich in den Produktentwicklungsprozess einbezogen werden. Da CAD- und MKS-Modelle für die Simulation dieser nur bedingt geeignet sind, werden Prototypen hergestellt, welche hohe Kosten verursachen und bei Variantentests einen großen Zeitaufwand bedeuten. Deshalb kommen sogenannte haptische Feedbacksysteme als Werkzeug der virtuellen Produktentwicklung zum Einsatz. Hiermit lassen sich die ergonomischen Eigenschaften für verschiedene Modellvarianten frühzeitig ermitteln und mittels Nutzerstudien vergleichen. Das an der Professur Montage- und Handhabungstechnik entwickelte Ebene Force Feedback Interface (EFFI) wurde auf seine Eignung in dieser Hinsicht untersucht. Es kann gezeigt werden, dass die zuvor berechneten Bahnkurven vom Interface dargestellt werden können. Des Weiteren werden die haptischen Eigenschaften des Modells erfahrbar, wenn Nutzerkräfte am Griff angebracht werden. EFFI bietet somit das Potential ergonomische Studien bereits in einer frühen Entwicklungsphase durchführen zu können.
Copyright (c) 2018 Bilgehan Demirkale, Philipp Wabnitz, Carsten Teichgräber, Maik Berger
eStandards – Enabler der digitalen Transformation von Geschäftsmodellen
Der vorliegende Beitrag befasst sich mit der Relevanz von eStandards für die digitale Transformation von Geschäftsmodellen. eStandards sind elektronische Standards zur Vereinheitlichung von Datenaustauschformaten, die Medienbrüche? innerhalb der Wertschöpfungskette verringern. Beispiele für eStandards sind Standards wie eCl@ss, der Produkte und Dienstleistungen branchenübergreifend eindeutig beschreibt und klassifiziert oder ZUGFeRD, ein übergreifendes Format für elektronische Rechnungen, das für den Rechnungsaustausch zwischen Unternehmen, Behörden und Verbrauchern genutzt werden kann und den Austausch strukturierter Daten zwischen Rechnungssteller und Rechnungsempfänger ermöglicht (eCl@ss, 2018, FeRD, 2018). Zu den eStandards gehören auch solche Standards, welche die Kommunikation zwischen Maschinen im Rahmen von Industrie 4.0 ermöglichen. Für diesen Beitrag haben wir 20 eStandards-Projekte analysiert, die im Rahmen des Förderschwerpunkts „Mittelstand-Digital“ durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wurden. Insbesondere gehen wir auf die Chancen und Hemmnisse bei der Implementierung von eStandards ein. Unsere Analyse verdeutlicht, dass eStandards primär operative Geschäftsprozesse unterstützen. Sie tragen eher dazu bei, Geschäftsmodelle inkrementell zu verändern. Die Verknüpfung von eStandards mit dem digitalen Reifegrad, d.h. mit dem Fortschritt der digitalen Transformation eines Unternehmens und somit dem digitalen Wettbewerbsvorteil (Gassman und Sutter, 2016), zeigt, dass bestimmte eStandards nur bei niedrigen digitalen Reifegraden geeignet sind, um die ersten Schritte in Richtung Digitalisierung zu ermöglichen, während andere eStandards in fortschrittlichen Stadien der Digitalisierung Anwendung finden. Somit unterstützen eStandards die Digitalisierung von bestehenden Geschäftsmodellen, aber sie führen nicht zwangsläufig zu komplett digitalen Geschäftsmodellen. Unternehmen mit hohen Reifegraden sind allerdings diejenigen, die eher in der Lage sind neue digitale Geschäftsmodelle und Dienstleistungen zu entwickeln und zu implementieren.
Copyright (c) 2018 Nizar Abdelkafi, Marija Radic
Entwicklung eines Augmented Reality Assistenzsystems zur Unterstützung von Instandhaltungsaufgaben in der Produktion
In vernetzten Produktionsstätten werden die Tätigkeiten der Mitarbeiter vielfältiger und komplexer. Zudem müssen die wenigen verfügbaren Mitarbeiter flexibel eingesetzt werden können. Assistenzsysteme können dazu beitragen, die Qualifikation der Mitarbeiter an die steigenden Anforderungen anzupassen. Dieser Beitrag befasst sich mit der Entwicklung eines Assistenzsystems für die Unterstützung von Maschinenbedienern bei der Durchführung von Instandhaltungsaufgaben in der Produktion. Ein Prototyp des entwickelten Systems benutzt regelbasierte Algorithmen und ein Augmented Reality Headset um bei der Inbetriebnahme und Entstörung eines Mechatronik- Trainingssystems zu assistieren.
Copyright (c) 2018 Ruben Schlagowski, Claudia Meitinger, Prof. Dr. Lukas Merkel https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Using Virtual Prototyping Technologies to Evaluate Human-Machine-Interaction Concepts
Innovative products are interacting with the users based on smart sensors and algorithms. Logistics as one example is changing when automated guided vehicles are integrated in the process, supporting or even replacing workers. The way these products are interacting with humans and how they react to certain situations, will determine usability and user experience and therefore the success of use. Developing such products is based on innovative concepts that need to be evaluated and refined at early project stages. Using virtual-reality based user scenarios is one adequate option to do so. This paper describes technical as well as study-based approaches on how potential concepts are realized as virtual prototypes and evaluated by real users. It concludes with the evaluation results of a pilot study but also with general limitations and benefits as best practice advice for this kind of virtual prototyping techniques.
Copyright (c) 2018 Jennifer Brade, Manuel Dudczig, Philipp Klimant https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Ideenmanagement: Was ist der Stand? Was bringt die Zukunft?
Ideenmanagement kann als Zusammenfassung von Betrieblichem Vorschlagswesen und Kontinuierlichem Verbesserungsprozess verstanden werden und als ein Schritt auf dem Weg zum integrierten Managementsystem. Ideenmanagement wird in vielen Organisationen eingesetzt, in der Wissenschaft aber selten thematisiert. Für diesen Aufsatz werden die Daten einer Erhebung des Ideenmanagements bei 261 Organisationen herangezogen, dies ist der größte aktuelle Datensatz über das Ideenmanagement im deutschsprachigen Raum. Im ersten Teil des Aufsatzes werden Erfolgskennzahlen (rechenbarer Nutzen pro Beschäftigte und Jahr, Beteiligungsquote etc.) und Strukturkennzahlen (Bearbeitungszeiten, Anzahl der Ideenmanager pro 1000 Beschäftigte etc.) vorgestellt. Im zweiten Teil des Aufsatzes wird berichtet, wie die Ideenmanager zukünftige Trends (Gamification, Industrie 4.0 / Arbeit 4.0 etc.) einschätzen. Dabei werden die Einschätzungen erfolgreicher Ideenmanager denjenigen ihrer weniger erfolgreichen Kollegen gegenübergestellt. Wenn „Erfolg“ ein zeitlich stabiles Phänomen ist, dann sollten die Einschätzungen der erfolgreichen Ideenmanager eine größere Trefferquote zeigen.
Copyright (c) 2018 Hans-Dieter Schat https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Open Innovation - Die Chancen der Digitalisierung für die Integration von Kunden in Innovationsprozesse
Ein wachsender Anteil der Betriebe öffnet seine Innovationsprozesse, um durch die Vernetzung von Wissen die Innovationsfähigkeit zu erweitern und Produktentwicklungszyklen zu verkürzen. Auch um einen genauen Fit zwischen einem Produkt und den Kundenbedürfnissen herzustellen, nutzen Unternehmen vermehrt die Möglichkeit der Kundenintegration in den Innovationsprozess. Dabei entstehen im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung ganz neue Möglichkeiten. Da Interaktionen einen wichtigen Erfolgsfaktor für eine gewinnbringende Kundenintegration darstellen, können neue Technologien als Instrumente zur Verbesserung des Austauschs dienen. Vor diesem Hintergrund wird dargelegt, wie virtuelle Communities, virtuelle Stimuli sowie mobile Endgeräte die digitale Kundenintegration in den Innovationsprozess unterstützen können. Anhand der erarbeiteten Vor- und Nachteile verschiedener Instrumente zur Kundenintegration wird diskutiert, in welcher Form durch die Digitalisierung die Quantität und Qualität von Interaktionen bei der Kundenintegration in den Innovationsprozess erhöht werden kann und wo es Einschränkungen geben könnte.
Methodisches Vorgehen in der benutzerorientierten Produktentwicklung - Entwicklung von Produkten und Umgebungen für Menschen mit Kompetenzeinschränkungen
Im USEability LAB am IHD werden Forschungsthemen mit unterschiedlichen Fragestellungen aus dem Bereich der Produktentwicklung und der Gestaltung von (Wohn-) Räumen für Senioren und Menschen mit Kompetenzeinschränkungen. Bei der Ermittlung der Anforderungen an die zu gestaltenden Produkte und Umgebungen steht der Benutzer mit seinen individuellen Eigenschaften jederzeit im Fokus. In der Produktentwicklung, insbesondere der Softwareentwicklung, gibt es bereits eine Vielzahl von Methoden zur Analyse der Benutzeranforderungen und zur Überprüfung der Produktlösungen aus der Benutzersicht. Doch für die Arbeit, in der ein komplexes System aus Benutzer(n), Objekten und der räumlichen Umgebung betrachtet werden muss, eignen sich bisherige Methoden nur im Ansatz. Begleitend in verschiedenen Forschungsprojekten wurde ein eigenes methodisches Vorgehen zur Anforderungsanalyse entwickelt, wobei verschiedene bestehende Methoden kombiniert und erweitert wurden. Die DIN EN ISO 9241-210 bietet eine Grundlage, die sich als sehr geeignet für die Übertragung auf die in Projekten des USEability LABs auftretende Fragestellungen erwiesen hat. In der benutzerorientierten Produktentwicklung steht der Mensch mit seinen Eigenschaften, Fähigkeiten, Zielen und Bedürfnissen bezüglich eines zu entwickelnden Produktes oder einer Umgebung im Vordergrund. Ein Schwerpunkt der Arbeit im USEability LAB am IHD sind Produkte und Umgebungen für Menschen mit Kompetenzeinschränkungen. Menschen, die mit einer sensorischen, motorischen und/oder kognitiven Einschränkung leben, haben besondere Anforderungen an ihre Umwelt. Sie verfügen oftmals aufgrund ihres Handicaps über eine verminderte Anpassungsleistung und sind daher stärker darauf angewiesen, dass sich ihre Umgebung an sie anpasst. Zudem sind die Art und die Ausprägung der Einschränkungen sehr verschieden, was dazu führt, dass es ein pauschales „barrierefrei“ oder „behindertengerecht“ nicht geben kann. In diesem Beitrag wird das methodische Vorgehen vorgestellt, das es ermöglicht, einen Perspektivwechsel zu vollziehen und die Anforderungen an ein zu entwickelndes Produkt oder eine zu gestaltende Umgebung aus Sicht der Benutzer zu ermitteln.
Copyright (c) 2018 Linda Geißler https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
LEGO® Serious Play® neu gedacht – die Arbeitswelt von 2038
Im Rahmen der Erkenntnisgewinnung über reflexive partizipative Prozesse und deren Umsetzung im organisationalen Kontext finden sich nur wenige Methoden, die den Erfahrungshintergrund aller Beteiligten berücksichtigen und so ein gemeinsam geteiltes Verständnis erzeugen. Als Strategieentwicklungsmethode von Kjeld Kirk Kristiansen 1996 entwickelt, hat sich LEGO® Serious Play® im Laufe der Zeit als Workshop-Format für Unternehmen etabliert. Mit Hilfe von LEGO®-Steinen sollen dabei unbewusste Erfahrungs- und Wissenspotentiale aufgedeckt werden. Ziel ist es, die Vorteile des Spielens und Modellierens mit realen Problemstellungen zu verknüpfen. Hierdurch kann ein Beitrag zum Lernen und Verstehen geleistet und gewohnte Muster durchbrochen werden. Der vorliegende Beitrag stellt die Methode LEGO® Serious Play® in ihren Grundzügen vor, zeigt einen möglichen Umsetzungsprozess auf und beleuchtet, wie der Ansatz bereits in der Unternehmenspraxis und Forschung eingesetzt wurde. Darüber hinaus wird das an das LEGO® Serious Play® angelehnte Konzept der Themeninsel „Arbeitswelt 2038“ im Rahmen der innteract Konferenz 2018 erläutert und mit Bezug auf sein Potential hinsichtlich einer Weiterentwicklung der klassischen LEGO® Serious Play®-Workshop-Methodik erörtert.
Copyright (c) 2018 Susann Zeiner-Fink, Annika Feldhoff
State of Matter - Transformationen und Innovationen durch erfahrungsbasierte Werkzeuge gestalten
State of Matter bietet einen partizipativen und begreifbaren Umgang mit abstrakten und schwer zugänglichen Phänomenen. Zentraler Grundgedanke ist die Möglichkeit der Übersetzung und Verwandlung von aktuell abstrakten und nicht greifbaren Phänomenen, Prozessen und Themen in eine physische Erfahrbarkeit. State of Matter knüpft hier an das Konzept des erfahrungsbasierten Verstehens und Lernens von Lakoff und Johnson an und erzeugt Verständnis für neue Technologien durch Sinneswahrnehmung, Körperbewegung sowie der direkten Interaktion mit der physischen und sozialen Umwelt. Durch physische Interaktionskonzepte und den Umgang mit scheinbar einfachen Materialien wird ein tastender Zugang zu den unterschiedlichen komplexen Feldern und Technologien ermöglicht. Im Dialog von physischer Erfahrung und Geist entsteht so Raum für Kreativität. In diesem Artikel wird der Fokus eines handlungsbezogenen State of Matter Ansatzes an der Schnittstelle zum Digitalen genauer betrachtet. Durch das Nutzbarmachen geeigneter physischer Materialqualitäten in erfahrungsbasierten Übungen zu digitalen Prozessen, die heute zum einen stark vernetzte Vereinfachungen im Alltag und zum anderen auch starke Abstraktion mit sich bringen, erzeugt State of Matter Kristallisationspunkte in der Erfahrbarkeit individueller Möglichkeitsräume. Hierbei wird darauf geachtet, dass diese Erfahrbarkeit hinzugezogene digitale Methoden und Werkzeuge zur weitreichenden Analyse von gesellschaftlichen und technologischen Entwicklungsprozessen einschließt. Somit wird das Workshopformat State of Matter in diesem Artikel als neuartiges Kommunikations- und Gestaltungsformat und als Bindeglied im Digitalen verstanden.
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