Inklusive Arbeitssystemgestaltung |
Perspektiven für Automatisierung, Standardisierung und Kontextadaptivität
| Zeitschrift | Industry 4.0 Science |
| Ausgabe | 42. Jahrgang, 2026, Ausgabe 5, Seite 70-76 |
| Open Access | https://doi.org/10.30844/I4SD.26.5.8 |
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Abstract
Keywords
Artikel
Ein zentrales Ziel der Arbeitssystemgestaltung besteht in der konsequenten Berücksichtigung der späteren Nutzenden sowie ihrer individuellen Merkmale, Fähigkeiten und Bedürfnisse, um menschengerechte und leistungsfähige Arbeitssysteme zu entwickeln. Eine solche Ausrichtung trägt sowohl zur Steigerung von Produktivität und Qualität als auch zur Förderung von Wohlbefinden und Nutzerakzeptanz bei [1]. Dennoch ist die gegenwärtige Praxis der Arbeitsgestaltung durch ein grundlegendes Paradigma eingeschränkt: Arbeitssysteme werden typischerweise nicht auf individuelle Anforderungen einzelner Personen zugeschnitten, sondern entlang aggregierter Nutzergruppen konzipiert.
Dieses Vorgehen manifestiert sich insbesondere in der sogenannten Perzentillogik, bei der versucht wird, durch die Berücksichtigung statistischer Verteilungen menschlicher Merkmale einen möglichst großen Anteil der potenziellen Nutzenden abzudecken [2]. In der Folge bleiben jedoch systematisch diejenigen Personen unberücksichtigt, deren Eigenschaften außerhalb definierter Perzentilbereiche liegen. Konzepte des inklusiven Designs stellen dieses Paradigma infrage, indem sie die Gestaltung technischer Systeme so ausrichten, dass sie prinzipiell von allen Menschen genutzt werden können [3].
Ziel dieses Beitrags ist daher die Vorstellung eines konzeptionellen Handlungsrahmens inklusiver Arbeitssystemgestaltung. Dieser soll auf den aktuellen Herausforderungen aufbauen und die wesentlichen Gestaltungsstrategien inklusiver Arbeitssystemgestaltung umfassen. Perspektivisches Ziel ist dabei kurzfristig die Diskussion des Handlungsrahmens in der arbeits- und betriebswissenschaftlichen Community sowie mittelfristig eine Spezifizierung für Gestaltungsmuster, -beispiele und Evaluierungen inklusiver Arbeitssysteme.
Der Beitrag ist als konzeptionelles Paper angelegt und basiert auf dem aktuellen Forschungs- und Umsetzungsstand aus den Bereichen Ergonomie, Human-Centered Design, adaptive Systeme und industrielle Produktion. Grundlage der Ausführungen sind die Erfahrungen des Autors bei der Analyse bestehender Arbeitssysteme.
Dynamische Anpassung durch Künstliche Intelligenz schon heute möglich
Inklusive Arbeitssystemgestaltung zielt darauf ab, die gesamte Bandbreite menschlicher Variabilität systematisch in den Gestaltungsprozess zu integrieren. Der Begriff des Inclusive Design wurde ursprünglich im Designkontext geprägt und später in die Ergonomie übertragen [3]. Ziel ist die Entwicklung von Produkten, Systemen und Arbeitsumgebungen, die von einer möglichst breiten Nutzergruppe ohne zusätzliche Anpassungen verwendet werden können.
In der praktischen Umsetzung bedeutet dies, unterschiedliche Dimensionen menschlicher Diversität – etwa Alter, Geschlecht, kultureller Hintergrund sowie physische oder kognitive Einschränkungen – explizit zu berücksichtigen. Verwandte Konzepte wie Design for All [4], Human-Centered Design [5] oder Universal Design [6] unterscheiden sich in ihrer Schwerpunktsetzung, teilen jedoch die grundlegende Zielsetzung einer umfassenden Berücksichtigung menschlicher Unterschiede. In der Praxis heißt das, die gesamte Bandbreite menschlicher Varianz im Designprozess mitzuberücksichtigen und aktiv keine mögliche Nutzergruppe auszuschließen.
In den Arbeits- und Betriebswissenschaften ist der Begriff seit 1995 vertreten [7]. Wenngleich die konzeptuellen Wurzeln in einer anderen Fachdomäne liegen, reiht sich der Ansatz des inklusiven Designs in die traditionelle Grundidee der Arbeitswissenschaft ein, Arbeitssysteme an den Menschen anzupassen.
Ziel und Anspruch inklusiver Arbeitssystemgestaltung ist es, Arbeitssysteme so zu entwerfen und umzusetzen, dass sie für alle zugänglich und produktiv nutzbar sind. Lange war dies nur dergestalt umsetzbar, dass Arbeitsplätze auf einzelne leistungsgeminderte Personengruppen angepasst wurden. Dies führte zu negativen Kollateraleffekten, wie beispielsweise den „Silver Lines“ – taktausgegliederten Arbeitsplätzen für leistungsgewandelte Mitarbeiter –, umgesetzt mit dem Anspruch ‚altersgerechter‘ Arbeitsgestaltung und dem Ziel, produktive, taktgebundene Arbeitssysteme von taktungebundenen Vormontagen zu trennen.
Heute ist dieser Zugang eher negativ konnotiert, da mit der Ausgliederung aus dem Arbeitstakt häufig auch eine Exklusion aus der normalen Arbeitsorganisation und eine implizite Abwertung der Tätigkeit stattfanden. Auch das Konzept altersgerechter Arbeitsgestaltung hat sich gewandelt: von einer Orientierung an den Unterschieden alter und junger Mitarbeiter hin zu einer Berücksichtigung der mit zunehmendem Alter steigenden Varianz der Fähigkeiten – hin zu einer altersgerechten Arbeitsgestaltung.
Neue, zunehmend kostengünstige Sensor- und Aktortechnologien ermöglichen es heute, Arbeitssysteme unter Nutzung Künstlicher Intelligenz dynamisch anzupassen. Dadurch kann die Varianz menschlicher Fähigkeiten nicht nur einmalig, sondern kontinuierlich im Nutzungskontext berücksichtigt werden.
Dies mildert zum einen Leistungsdefizite, etwa durch individuelle Anpassung von Greifweiten und Fähigkeitsverstärkern. Zum anderen werden durch die damit einhergehende Digitalisierung Optimierungen der Produktionssteuerung ermöglicht.
Heutige Herausforderungen und Perspektiven
Trotz der zunehmenden Bedeutung menschzentrierter Ansätze bestehen weiterhin erhebliche Herausforderungen für die Umsetzung inklusiver Arbeitssystemgestaltung (Bild 1). Ein zentrales Problem liegt in der stark vereinfachten Modellierung des Menschen in technischen Systemen. In vielen aktuellen Forschungsarbeiten wird dabei die Varianz menschlicher Fähigkeiten, Unterschiede und Einschränkungen nur unzureichend berücksichtigt.
In der Produktionstechnik ist in den letzten Jahren eine zunehmende Anzahl von Beiträgen unter Begriffen wie „human-centric“ [8] oder „symbiotic“ [9] zu beobachten. Diese Ansätze fokussieren häufig entweder die Automatisierung sogenannter DDD-Tätigkeiten (dirty, dull, dangerous) oder die Unterstützung menschlicher Arbeit durch sensorische, digitale oder physische Systeme.
Die Evaluation solcher Ansätze beschränkt sich jedoch meist auf Produktivitätskennzahlen sowie einfache Indikatoren der Nutzerbelastung (z. B. NASA-TLX oder SUS). Eine differenzierte Modellierung menschlicher Diversität findet in der Regel nicht statt. Unterschiede zwischen potenziellen Nutzergruppen werden nur selten systematisch berücksichtigt.
Die Ergonomie berücksichtigt seit ihrer Entstehung menschliche Parameter in der Gestaltung von Arbeitssystemen. Über die Zeit hat sich dabei die Perzentillogik als dominierender Ansatz etabliert. Ziel ist die Abdeckung eines möglichst großen Bereichs normalverteilter menschlicher Merkmale, beispielsweise in der Anthropometrie.
Dieser Ansatz ist verbreitet, schließt jedoch definitionsgemäß Personen außerhalb der gewählten Perzentilbereiche aus. Zwar wird Varianz grundsätzlich berücksichtigt, jedoch aufgrund der größtenteils statischen Umsetzung in der Praxis kaum genutzt.
Ein anschauliches Beispiel sind höhenverstellbare Arbeitstische. Obwohl sie individuelle Anpassungen ermöglichen, werden sie aufgrund des erforderlichen aktiven Einstellens in der Praxis häufig nicht genutzt.
Ein weiteres Problem liegt in der überwiegend statischen Betrachtung von Arbeitssystemen. In der Realität sind Arbeitskontexte jedoch dynamisch: Tätigkeiten variieren, Anforderungen ändern sich, und auch menschliche Fähigkeiten unterliegen kontinuierlichen Entwicklungen im Sinne des Belastungs-Beanspruchungs-Modells.
Diese Veränderungen können sowohl negativ (z. B. Überlastung) als auch positiv (z. B. Trainingseffekte) sein.
Handlungsrahmen inklusiver Arbeitssystemgestaltung
Nachfolgend werden prinzipielle Strategien zur Gestaltung inklusiver Arbeitssysteme vorgestellt.
Drei zentrale Gestaltungsdimensionen können dabei in einem Handlungsrahmen zusammengeführt werden: Standardisierung, Automatisierung und Kontextadaptivität.
Standardisierung
Ein etablierter Ansatz zur Förderung von Inklusion ist die Entwicklung und Anwendung von Standards, insbesondere im Bereich der Barrierefreiheit. Die EU-Richtlinie 2019/882 (European Accessibility Act) sowie deren nationale Umsetzung verpflichten Unternehmen zur barrierefreien Gestaltung zahlreicher Produkte und Dienstleistungen [10].
Ein zentrales Beispiel sind die Web Content Accessibility Guidelines (WCAG) [11], die auf den Prinzipien Erkennbarkeit, Bedienbarkeit, Verständlichkeit und Robustheit basieren. Diese Richtlinien bieten empirisch fundierte Gestaltungsempfehlungen und tragen zur Standardisierung der Informationsbereitstellung bei.
Standardisierung schafft somit eine wichtige Grundlage für Inklusion, indem sie Mindestanforderungen definiert und die Zugänglichkeit systematisch verbessert.
Automatisierung
Ein zweiter zentraler Ansatz ist die Automatisierung von Arbeitstätigkeiten. Neben Produktivitäts- und Qualitätsvorteilen kann Automatisierung dazu beitragen, Tätigkeiten für breitere Nutzergruppen zugänglich zu machen.
Dabei ist zwischen Substitution und Augmentierung zu unterscheiden: Während klassische Automatisierung menschliche Arbeit ersetzt, ermöglichen moderne Technologien zunehmend die Erweiterung menschlicher Fähigkeiten. Beispiele hierfür sind aktive Assistenzsysteme oder Exoskelette.
Gleichzeitig sind potenzielle negative Effekte zu berücksichtigen, etwa Dequalifizierung, Monotonie oder reduzierte Lernmöglichkeiten. Eine inklusive Gestaltung erfordert daher eine bewusste Balance zwischen Unterstützung und Erhalt menschlicher Handlungskompetenz.
Kontextadaptivität
Die dritte und zentrale Dimension ist die Kontextadaptivität. Sie beschreibt die Fähigkeit von Arbeitssystemen, sich dynamisch an individuelle Nutzer, konkrete Arbeitstätigkeiten und situative Rahmenbedingungen anzupassen.
Im Gegensatz zu statischen Anpassungen ermöglicht Kontextadaptivität eine kontinuierliche Berücksichtigung individueller Unterschiede. Dies umfasst insbesondere:
- Anpassungen an physische und kognitive Fähigkeiten
- Berücksichtigung von Erfahrung und Kompetenzentwicklung
- Reaktion auf wechselnde Aufgaben und Umgebungsbedingungen
Technisch basiert Kontextadaptivität auf der Integration von Sensorik, Datenanalyse und adaptiven Steuerungsmechanismen. Sowohl die Wahrnehmung des Kontextes als auch die Datenverarbeitung von Zeitreihen, Bildern und Texten sowie die Ausleitung der Adaption sind dabei Gegenstand von Algorithmen aus dem Bereich des Machine Learning. Nur durch die Entwicklungen auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz sind hochaufgelöste Erfassungen menschlicher Posen und Bewegungen [12] ebenso möglich wie Einschätzungen kognitiver Beanspruchungen [13]. Gleichzeitig ermöglicht die Analyse umgesetzter Adaptionsmuster durch künstliche Intelligenz eine kontinuierliche dynamische Anpassung im Betrieb (Bild 2).
Übergeordnetes Ziel dabei ist, Arbeitssysteme so zu gestalten, dass sie sich flexibel an unterschiedliche Nutzungssituationen anpassen können, ohne dass aktive Eingriffe durch die Nutzenden erforderlich sind.
Erst durch das Zusammenspiel von Standardisierung, Automatisierung und Kontextadaptivität entsteht ein kohärenter Gestaltungsrahmen für inklusive Arbeitssysteme (Bild 3).
Auswirkungen individueller und dynamischer Anpassungen weitestgehend unerforscht
Der Beitrag versteht sich als Impuls zur Weiterentwicklung inklusiver Arbeitssystemgestaltung. Im Zentrum steht dabei die systematische Verknüpfung von Standardisierung, Automatisierung und Kontextadaptivität als komplementäre Gestaltungsdimensionen.
Künstliche Intelligenz ermöglicht es erstmals, Arbeitssysteme nicht nur für durchschnittliche Nutzergruppen zu gestalten, sondern individuell und dynamisch anzupassen. Dadurch kann die Zugänglichkeit für Personen mit unterschiedlichen Fähigkeiten deutlich verbessert werden.
Gleichzeitig steigen jedoch Komplexität und potenzielle Kosten der Gestaltung. Die Auswirkungen auf die Produktivität sind bislang nicht abschließend geklärt. Potenziale durch eine bessere Nutzung individueller Fähigkeiten stehen möglichen Effekten erhöhter Leistungsvarianz gegenüber.
Da bestehende Umsetzungen meist nur Teilaspekte adressieren und die Evaluation adaptiver Systeme methodische Herausforderungen mit sich bringt, besteht weiterhin erheblicher Forschungsbedarf.
Vor dem Hintergrund des demografischen Wandels wächst jedoch der Handlungsdruck, industrielle Arbeitssysteme für neue Nutzergruppen zugänglich zu machen. Zukünftige Forschung sollte daher darauf abzielen, die Potenziale und Risiken inklusiver Arbeitssystemgestaltung systematisch zu analysieren und empirisch zu bewerten.
Literatur
[1] DIN EN ISO 6385:2016-12: Grundsätze der Ergonomie für die Gestaltung von Arbeitssystemen/Ergonomics principles in the design of work systems (ISO 6385:2016), Deutsche Fassung EN ISO 6385:2016.[2] Schlund, S.; Kostolani, D.: Towards Designing Adaptive and Personalized Work Systems in Manufacturing. In: Plapper, P. (Hrsg): Digitization of the work environment for sustainable production. Berlin 2022, S. 81–96. DOI: https://doi.org/10.30844/WGAB_2022_5
[3] Clarkson, P. J.; Coleman, R.; Keates, S.; Lebbon, C.: Inclusive design: Design for the whole population. Springer 2013.
[4] Harper, S.: Is there design-for-all? In: Universal Access in the Information Society 6 (2007) 1, S. 111–113.
[5] ISO 9241-210:2019: Ergonomics of human-system interaction. Part 210: Human-centred design for interactive systems. 2. Auflage, 2019. URL: https://www.iso.org/standard/77520.html#lifecycle, Abrufdatum 21.05.2026.
[6] Goldsmith, S.: Universal design: a manual of practical guidance for architects. Routledge 2007.
[7] Coleman, R.: The case for inclusive design–an overview. In Proceedings of the 12th Triennial Congress, International Ergonomics Association and the Human Factors Association, Canada. 1994.
[8] Wang, L.; Gao, R. X.; Krüger, J.; Váncza, J.: Human-centric assembly in smart factories. In: CIRP annals 74 (2025) 2, S. 789–815.
[9] Wang, L.; Gao, R.; Váncza, J.; Krüger, J.; Wang, X. V.; Makris, S.; Chryssolouris, G.: Symbiotic human-robot collaborative assembly. In: CIRP annals 68 (2019) 2, S. 701–726.
[10] Bundesministerium Arbeit, Soziales, Gesundheit, Pflege und Konsumentenschutz: Barrierefreiheitsgesetz, URL: https://www.sozialministerium.gv.at/Themen/Soziales/Menschen-mit-Behinderungen/Barrierefreiheitsgesetz.html, Abrufdatum 18.04.2026.
[11] World Wide Web Consortium: Web content accessibility guidelines (WCAG) 2.0. 2008.
[12] Kostolani, D.; Brenter, B.; Schlund, S.: Fluency in Failure: The Impact of Interaction Modalities on Human-Robot Collaboration in Error Recovery. In: 34th IEEE International Conference on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN), S. 2529–2534). IEEE 2025.
[13] Kostolani, D.; Pülke, D.; Schlund, S.: Detecting Industrial Boredom: An In-the-Wild Study of Monotonous Manufacturing Work Using Physiological Signals. In: Proceedings of the 18th ACM International Conference on Pervasive Technologies Related to Assistive Environments 2025, S. 64–73.
Potenziale: Qualifizierung
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