Lernfabriken als innovative Weiterbildungsorte für KMU

Qualitative Analyse von Konzepten und Kooperationen

ZeitschriftIndustry 4.0 Science
Ausgabe40. Jahrgang, 2024, Ausgabe 4, Seite 32-41
Open Accesshttps://doi.org/10.30844/I4SD.24.4.32
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Abstract

Im Kontext von Industrie 4.0 sind Lernfabriken wichtige Orte für betriebsnahes Lernen. Dabei zeigen Studien, dass sie sich seit ihrem Aufkommen fortlaufend weiterentwickeln und schon längst nicht mehr nur auf die berufliche und akademische Bildung beschränken. Das führt zu der Frage, inwieweit das Konzept der Lernfabrik für die Weiterbildung in kleinen und mittleren Unter- nehmen einen innovativen Ansatz darstellt. Im Zentrum stehen insgesamt drei ausgewählte Lernfabriken, die relevant für die Weiterbildung sind und mit qualitativen Methoden im Hinblick auf ihre Konzeptionen und ihre Koope- rationen analysiert wurden. Eingebettet sind die Befunde in einen theoretischen Rahmen, der die wissenschaftliche Diskussion über Lernorte und Kooperati- onen verbindet. Die empirischen Erkenntnisse aus drei Lernfabriken tragen dazu bei, relevante Lernorte für die Weiterbildung in KMU zu identifizieren.

Keywords

Artikel

Die Einführung neuer Technologien kann zu steigenden Anforderungen an die Beschäftigten führen und eine Anpassung beruflicher Kompetenzen erfordern [1]. Viele Unternehmen befinden sich derzeit in umfangreichen Suchprozessen und sind sich unsicher, welche neuen Technologien sie einführen und wie sie Beschäftigte weiterbilden sollen [2, 3]. Dabei ist in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) die Weiterbildungsteilnahme geringer als in Großunternehmen [4, 5]. Im Rahmen der Nationalen Weiterbildungsstrategie (NWS) wurde daher das Bundesprogramm „Aufbau von Weiterbildungsverbünden“ initiiert [6, 7].

Im Förderprogramm sind Weiterbildungsverbünde (WBV) definiert als „Netzwerke, bei denen mehrere Unternehmen und Akteure der Weiterbildungslandschaft sowie regionale Arbeitsmarktakteure Kooperationen eingehen“. Mit dem politisch initiierten Förderprogramm sollen WBV u. a. zur Erhöhung der Weiterbildungsteilnahme in KMU über Betriebsgrenzen hinaus und zur verstärkten Vernetzung beitragen [8].

Weiterbildungsverbünde sind in der bisherigen Literatur u. a. als eine besondere Form der Lernortkooperation beschrieben und von stärker formalisierten Ausbildungsverbünden einerseits und von weniger stark formalisierten Qualifizierungsnetzwerken andererseits per Definition abgegrenzt [9]. In der Realität zeigt sich aber, dass Lernortkooperationen kein entscheidendes Merkmal für WBV sind. Die Förderrichtlinie ist für WBV explizit offengehalten und ermöglicht auch wenig formalisierte Kooperationsformen. Im Wesentlichen lassen sich WBV anhand weiterer spezifischer Merkmale unterscheiden, z. B. nach beteiligten Akteuren und ihren Netzwerkbeziehungen sowie nach Branchen und regionalen Verankerungen.

Da konventionelle Weiterbildung im Kontext von Industrie 4.0 schnell an Grenzen stößt, rücken für die Aneignung praxisnaher Handlungskompetenzen Lernfabriken ins Zentrum [10, 11]. In welcher Weise sich Lernfabriken für die Weiterbildung in KMU eignen und wie sich Kooperationen unterscheiden, ist im Kontext von Industrie 4.0 noch unzureichend erforscht. Dieser interdisziplinäre Beitrag stellt deshalb drei Lernfabriken ins Zentrum und verbindet zentrale Diskurse der Erwachsenenbildung, um mit der Analyse der Lernorte und der Kooperationen Potenziale für die Weiterbildung in KMU zu verdeutlichen.

Theoretischer Rahmen der Studie

Lernfabriken sind als spezifische Lernorte definiert, die sich an realen Produktionsbetrieben orientieren und durch didaktische Konzepte arbeitsbezogene Lernhandlungen entlang der Wertschöpfungskette ermöglichen [12-16]. An dieses Verständnis knüpft die vorliegende Studie an und bezieht zwei Diskurse ein, die teils unverbunden nebeneinander stehen, sich aber kursorisch als Lernort- und Netzwerkdebatte nachzeichnen lassen.

In der Lernortdebatte reihen sich Lernfabriken in die Kategorie der betriebsnahen Lernorte ein und grenzen sich so vom Lernen im Prozess der Arbeit oder vom Lernen in klassischen Bildungsinstituten ab [9]. Historisch gesehen entwickelt sich das Lernortkonzept aber weiter und seit den 1990er-Jahren ist mit der Digitalisierung eine Zunahme betriebsnaher Lernorte in Lernfabriken erkennbar. Das hat zwei gegenläufige Thesen hervorgebracht.

Zum einen die These von der Konvergenz der Lernorte, bei der Simulationen realer Arbeits- und Produktionsabläufe als digital twin in Lernfabriken auszumachen sind, die zur Verschmelzung physischer und virtueller Lernorte führen [9, 17-19]. Zum anderen die These von der Dezentralisierung des Lernens, die auf eine Ausdifferenzierung der Lernorte hinweist. So waren Lernfabriken anfangs nur für die akademische Ausbildung von Studierenden vorgesehen, um diesen ein praxisnahes Lernen für die spätere Arbeit in Industriebetrieben zu ermöglichen [20, 21]. Inzwischen sind Lernfabriken relevant in der Berufsausbildung, sodass auch Auszubildende die Chance erhalten, früh den Umgang mit Maschinen und Anlagen zu erlernen [22-25].

Neu sind Lernfabriken für die Weiterbildung. Berücksichtigt sind zunehmend auch ältere oder geringqualifizierte Beschäftigte aus Montage und Logistik, was andere Anforderungen an den Lernort und das didaktische Konzept stellt [26, 27]. Innerhalb der Lernortdebatte sind Kooperationen nach dem Formalisierungsgrad als Lern­ortkooperationen definiert. Diese beziehen sich auf didaktisch-organisatorische Zusammenhänge für die formale Festlegung von Zielen, Inhalten und Methoden des Lernens [9].

Demgegenüber geht es in der Netzwerkdebatte, die sich ebenso mit Kooperationen in der Weiterbildung befasst, primär um die Beziehung zwischen Instanzen und Personen [28]. Kooperationen sind demnach definiert als „eine Voraussetzung von Netzwerken“ und gleichzeitig als ein „Ergebnis von Vernetzungsaktivitäten zwischen Organisationen“ [29].
Unterschieden wird hier in

  • (a) institutionelle Kooperation, die sich auf die Ausprägung der Ebenen und Institutionalisierungsgrade der Zusammenarbeit bezieht,
  • (b) anlass- und aufgabenbezogene Kooperation, die punktuell stattfindet, und
  • (c) personelle Kooperation, die sich auf die Ebene der Beschäftigten und die informelle Zusammenarbeit bezieht [30, 31].

Empirische Befunde zeigen, dass der Aufbau einer Lernfabrik in der Berufsausbildung von institutionellen Kooperationen abhängig ist, die meist zwischen Hochschulen und weiteren Institutionen bestehen [32]. Voraussetzung dafür sind passende Infrastrukturen sowie ein Rahmen für Aushandlungen [33]. Solche Kooperationen wurden in regionalpolitischen Entwicklungsprogrammen vor einigen Jahren bereits erprobt und evaluiert, z. B. im Rahmen des Projekts „Lernende Regionen“ [34-36]. An diese Erkenntnisse schließt das aktuelle Programm zum „Aufbau von Weiterbildungsverbünden“ an, wobei bisher keine aktuellen Erkenntnisse zu Lernfabriken vorliegen. Mit Blick auf den Forschungsstand stellt sich daher die Frage, wie Lernfabriken im Rahmen der WBV für die Weiterbildung in KMU genutzt werden und durch welche Kooperationsform diese charakterisiert sind.

Mehrdimensionales Modell von Lernfabriken
Bild 1: Mehrdimensionales Modell von Lernfabriken nach Abele u. a. 2015.

Methodisches Vorgehen

In methodischer Hinsicht verbindet diese qualitative Studie material- und theoriegeleitete Verfahren miteinander. Im Zeitraum 09/2023 bis 03/2024 wurden Daten durch leitfadengestützte Interviews (30) mit Personen in koordinierender Funktion in den WBV erhoben. Ergänzend fließen Interviews mit den drei Betreiberinnen und Betreibern der hier vorgestellten Lernfabriken sowie Daten aus explorativen Beobachtungen und Dokumenten der Lernfabriken ein. Ausgewertet wurden die Daten mittels der qualitativen Inhaltsanalyse [37].

Zuerst wurden 53 WBV systematisch im Hinblick auf ihre Kooperationsformen und auf ihre Verbindung zu Lern­fabriken untersucht. In zwei WBV wurden Lernfabriken entwickelt. Ihnen wurde eine dritte Lernfabrik gegenübergestellt, die sich gravierend unterscheidet und auf Potenziale für die zukünftige Konzeption bezüglich der Weiterbildung in KMU hindeutet.

Die Beschreibung der ausgewählten Lernfabriken basiert auf sechs theoretischen Dimensionen:

  • Ziel/Zielgruppe
  • Prozess
  • Produkt
  • Setting
  • Didaktisches Konzept
  • Betreibermodell

Dieses mehrdimensionale Modell bildet einen heuristischen Bezugsrahmen der Analyse [10].
Nach der Einzelfallanalyse der drei ausgewählten Lern­fabriken kam die qualitative Netzwerkanalyse zur Rekonstruktion von Kooperationsformen zum Einsatz [38]. Aufgrund der primären Einzelfallbetrachtung sind die Aussagen der Studie nicht ohne weiteres generalisierbar. Für die Erhöhung der Aussagekraft über den Einzelfall hinaus sind zudem zukünftige Analysen weiterer Sekundärstudien erforderlich [39].

Charakteristika der Lernorte und Kooperationen

Um die Potenziale von Lernfabriken für die Weiterbildung in KMU zu identifizieren, werden die drei untersuchten Lernfabriken in Porträts dargestellt, wobei jeweils die Charakteristika des Lernortes anhand der theoretischen Vorüberlegungen herausgearbeitet sind.

Porträt A: Technikzentrierte Lernfabrik

Charakteristika

Im Kontext von Industrie 4.0 hat sich diese Lernfabrik auf virtuelle Weiterbildungsangebote spezialisiert. Ziel ist es, technische Themen wie z. B. die digitale Vernetzung der Produktion zu einem Industrial Internet of Things (IIoT) aufzugreifen. Das Weiterbildungsangebot richtet sich besonders an Industriebeschäftigte der Automobil- bzw. der Metall- und Elektroindustrie mit einem Fokus auf typische Funktionsbereiche wie der Montage, Logistik und Instandhaltung.

In der Lernfabrik sind typische Produktionsprozesse abgebildet, die sich an realbetrieblichen Wertschöpfungsketten der Zielbranche orientieren. Das Setting der Lernfabrik ist so konzipiert, dass Lernhandlungen ausschließlich virtuell und in einer Simulation stattfinden.

Das didaktische Konzept ist modular aufgebaut und ermöglicht ein Learning on Demand. Dadurch lässt sich Weiterbildung leicht in den Alltag der KMU integrieren. Das Konzept beinhaltet individualisierte Lernpläne mit zwei Anforderungsgraden: einfache Lernszenarien mit Tutorials und komplexere Lernszenarien, die aufeinander bezogene Lerneinheiten etwa zur Steuerungsprogrammierung von Anlagen beinhalten. Bezogen auf den Autonomiegrad beim Lernen ermöglicht das didaktische Konzept ein selbstbestimmtes Lernen im eigenen Tempo und nach eigenem Kenntnisstand. Teil des Konzeptes sind die sogenannten Remote-Sessions, in denen die Lernenden mit Kamera und Sensorik ausgestattet und über eine Cloud verbunden sind. Dadurch erfolgt eine Kopplung der Lernenden mit der virtuellen Umgebung. In dem didaktischen Konzept ist auch eine virtuelle Abschlussprüfung mit automatisiertem Feedback und Dokumentation der Lernerfolge für betriebliches Bildungscontrolling integriert.

Die neu entwickelte Lernfabrik wurde im Zeitraum 12/2020 bis 12/2023 im Rahmen der bundesweiten Förderrichtlinie „Aufbau von Weiterbildungsverbünden“ entwickelt. Verortet ist das aktuelle Betreibermodell bei einem gemeinnützigen Dienstleister für Aus- und Weiterbildung. Im Betreibermodell sind kostenlose Einführungsmodule enthalten, die den Zugang zu Unternehmen erleichtern sollen, sowie kostenpflichtige Vertiefungsmodule. Für die Buchung der Schulungen wurde eine Plattform mit integriertem Trainingskatalog konzipiert, die alle Angebote bündelt und die Koordination der Weiterbildung für KMU erleichtert.

Kooperationen

Die institutionelle Kooperation dieser Lernfabrik basiert auf Initiativen eines Projektträgers des WBV, der seit über 15 Jahren als gemeinnütziger Dienstleister für innovative Angebote zur beruflichen Aus- und Weiterbildung regional bekannt ist. Im Rahmen der WBV ist der Projektträger ein zentraler Akteur, der die längerfristig formalisierte Zusammenarbeit koordiniert. Zu den weiteren Akteuren des WBV gehören ein branchenbezogenes Kompetenzcluster, zwei regionale Weiterbildungsdienstleister sowie ein branchenspezifisches Ausbildungszentrum. Nach Aussage des WBV bestanden hier bereits zuvor institutionelle Kooperationen, die den Aufbau der neuen Lernfabrik begünstigten.

Im Rahmen des WBV-Netzwerkes lassen sich auch anlassbezogene Kooperationen rekonstruieren, die sich auf regionaler Ebene befinden. Hierzu gehört auch die fallspezifische Zusammenarbeit mit Bundesländern wie Brandenburg und Niedersachsen. Da diese zu den Flächenländern gehören, sollte eine virtuelle Lernfabrik geschaffen werden, die als variabler Lernort Wege zum Lernort verkürzen kann und somit die Weiterbildungsteilnahme erhöht. Teil dessen ist auch die punktuelle Durchführung von Bedarfsanalysen, die für die inhaltliche und konzeptionelle Gestaltung der Lernfabrik relevant sind.

Der WBV versteht sich als Akteur, der den KMU nicht „fertige Angebote vorlegt“, sondern passgenaue Angebote für berufsbegleitendes Lernen entwickelt. Das gelingt laut der Befragten am besten durch die regionalen Kooperationen und durch die Einbindung der KMU oder ansässigen Großunternehmen, zu denen bereits vor der Modellphase enge Vertrauensbeziehungen bestanden. Zukünftig ist eine Ausweitung der Kooperationen angedacht, wie der flexible Trainingskatalog zeigt.

Porträt B: Betriebszentrierte Lernfabrik

Charakteristika

Im Kontext von Industrie 4.0 hat ein WBV eine Lernfabrik entwickelt, die jedoch lediglich ein Workshopkonzept für KMU darstellt. Ziel ist es dabei, technische Themen in der betrieblichen Weiterbildung aufzugreifen. Zur Zielgruppe zählen Industriebeschäftigte – insbesondere Fach- und Führungskräfte regionaler Unternehmen der ansässigen Fahrzeug- und Zulieferbranche. Grundsätzlich ist das Angebot aber branchenoffen. Da das Lernfabrik-Konzept direkt in die Betriebe implementiert wird, gibt es keine Nachbildungen realbetrieblicher Produktionsprozesse. Das Setting dieser Lernfabrik ist somit real und die Bedingungen zum Arbeiten und Lernen sind deckungsgleich. Es beinhaltet virtuelle Lernumgebungen für Fertigungstechnologien, die direkt in den Betrieb eingeführt werden und somit auf eine gemeinsame Entwicklung betriebsnaher Aus- und Weiterbildung in KMU ausgelegt sind.

Das didaktische Konzept umfasst Beratungen und Begleitungen für die Gestaltung von Lernszenarien in KMU, die ein Lernen im Prozess der Arbeit fördern und an die konkreten Probleme der Betriebe anknüpfen. Für Beschäftigte liegt in den maßgeschneiderten Angeboten der Vorteil, dass sie neue Technologien für ihren Arbeitsprozess kennenlernen und das neue Wissen mit vorhandenen Erfahrungen verknüpfen. Ergänzend kommen Workshops und vorab erstellte Videos zum Thema Industrie 4.0 in den Betrieben zum Einsatz. Alle dazugehörigen Angebote für Betriebe sind zusätzlich auf einer Plattform abgebildet.

Das Lernfabrik-Konzept wurde im Zeitraum 7/2021 bis 6/2024 im Rahmen der bundesweiten Förderrichtlinie „Aufbau von Weiterbildungsverbünden“ entwickelt und knüpft an bestehende Strukturen eines Schulungszentrums an. Verortet ist das Betreibermodell der Lernfabrik zunächst im WBV und das Konzept wird mit den jeweiligen Betrieben und den WBV-Akteuren kooperativ ausgestaltet. Zusätzlich sind weitere Fördermittel für diese Lernfabrik notwendig.

Kooperationen

Die institutionelle Kooperation dieser Lernfabrik basiert auf Initiativen eines Projektträgers des WBV, der als gemeinnütziger Dienstleister für innovative Angebote zur beruflichen Aus- und Weiterbildung in der Region bekannt ist. Im Rahmen der WBV ist der Projektträger ein zentraler Akteur, der die längerfristig formalisierte Zusammenarbeit koordiniert. Zu den drei weiteren Kooperationspartnern gehören: Eine regional ansässige Hochschule; ein regionaler Dienstleiter für die Aus- und Weiterbildung, der auf die Vermittlung von Schlüsselqualifikationen und Sprache spezialisiert ist, sowie ein weiterer mit Schwerpunkt auf Elektro- und Metallberufe. Bereits vor der Initiierung des WBV bestand zwischen den vier Kooperationspartnern eine langjährige Kooperationshistorie. Die Befragten betonen, dass Kooperationen mit Hochschulen wichtig für die Entwicklung von Lernfabriken sind.

Die anlassbezogenen Kooperationen beziehen sich auf den regelmäßigen Austausch aller Partner mit den regionalen KMU bzgl. neuer Technologien und neuer Kompetenzen. Im Projektverlauf des WBV wurde zunehmend die Bundesagentur für Arbeit als wichtiger Akteur eingebunden, der durch die Finanzierung von Weiterbildungen zur Weiterentwicklung der Lernfabrik beigetragen hat.

Porträt C: Humanzentrierte Lernfabrik

Charakteristika

Im Kontext von Industrie 4.0 hat sich diese Lernfabrik auf die gewerkschaftliche Weiterbildung spezialisiert. Ziel ist es, Einblicke in neue Technologieanwendungen zu geben. Die Weiterbildungsangebote dieser Lernfabrik richten sich an betriebliche Interessensvertretungen der Industrieproduktion.

Entlang nachgebildeter Wertschöpfungsketten finden Schulungen statt. Das Setting ist darauf ausgelegt, möglichst umfangreich praktische Handlungskompetenzen in Präsenz und in Simulationen zu vermitteln. So kommen Betriebsräte bspw. mit einem betrieblichen Anliegen in die Lernfabrik und informieren sich über neue Forschungsergebnisse und betriebliche Anwendungsbeispiele. Vertiefend können sie in simulierten Produktionsprozessen dann z. B. KI-gestützte Assistenzsysteme ausprobieren, was erlebnisorientierte Lernhandlungen ermöglicht.

Der Einsatz spezifischer Technologien ermöglicht erlebnisorientierte Lernhandlungen und einhergehende Herausforderungen werden nacherlebbar. In Übungen erproben sie auch alternative Formen der gleichen Technologie und reflektieren gemeinsam in Workshops über deren Chancen und Risiken für die Gestaltung von Arbeit und Qualifizierung. Das didaktische Konzept ist modular aufgebaut und die Angebote ergänzen sich gegenseitig bzw. sind auch erweiterbar.

Die Lernfabrik wurde im Zeitraum 2016 bis 2019 im Rahmen der bundesweiten Förderrichtlinie „Fachkräfte sichern: weiter bilden und Gleichstellung fördern“ in Zusammenarbeit mit einer Industriegewerkschaft weiterentwickelt. Das Betreibermodell war zu diesem Zeitpunkt bereits an einer Universität in Deutschland verortet.

Vergleich der Lernfabriken
Bild 2: Vergleich der Lernfabriken nach Dimensionen von Abele u. a. 2015.

Kooperation

Die institutionelle Kooperation dieser Lernfabrik basiert auf der Initiative einer Hochschule, wo auch das überregionale Kooperationsbüro formal verortet ist. Die stärker formalisierte Zusammenarbeit mit einer bekannten Industriegewerkschaft hat zu einer längerfristig angelegten Forschungs- und Lehrkooperation geführt. Die Akteure der Lernfabrik haben jahrelange Vertrauensbeziehungen und verstehen sich als Gestalter der Arbeit in der digitalen Transformation.

Die anlassbezogenen Kooperationen beziehen sich auf punktuelle Projekte im Themenbereich der Transformation durch neue Technologien bzgl. der Arbeitsgestaltung. Allerdings sind in dieser Lernfabrik weder institutionelle noch anlassbezogene Kooperationen zu WBV erkennbar, obwohl viele Betriebsräte eingebunden sind. Zukünftig könnte eine Ausweitung der Kooperationen zwischen WBV und der Lernfabrik die Weiterbildung in KMU bereichern.

Lernfabriken im Überblick

Die untersuchten Lernfabriken stellen realitätsnahes Lernen und modulare Konzepte ins Zentrum, um vielfältige Lernpfade für unterschiedlichste Bildungstypen in KMU zu ermöglichen [10, 26, 27]. Trotz gemeinsamer Ausgangspunkte – Industrie 4.0 und Weiterbildung – ­bestehen Unterschiede in der Gestaltung der Lernorte und der Kooperationen.

Vergleich der Kooperationsformen nach Dimensionen von Jütte 2002.
Bild 3: Vergleich der Kooperationsformen nach Dimensionen von Jütte 2002.

Die Gegenüberstellung der drei Lernfabriken zeigt die Abweichungen in Bezug zum Lernort. So weicht die technikzentrierte Lernfabrik (Fall A) am stärksten von den untersuchten und bisher bekannten Lernfabriken ab. Die betriebszentrierte Lernfabrik (Fall B) ist hingegen kein spezifischer Ort, der physisch oder virtuell aufgesucht wird, sondern macht die Betriebe selbst zur Lernfabrik. Beide Lernfabriken (A und B) greifen Probleme auf, die seitens der KMU geäußert werden. Die erschwerte Freistellung der Beschäftigten sowie weite Anfahrtswege zum nächsten Bildungsdienstleister gehören z. B. dazu, ebenso unzureichende technische Infrastrukturen in ländlichen Regionen.

An diesen beiden Fällen verdeutlicht sich die Konvergenz der Lernorte, die sich auf ungleiche Weise im Betrieb verankert. Demgegenüber orientiert sich die humanzentrierte Lernfabrik (Fall C) an Arbeitsbedingungen der Beschäftigten in KMU am betriebsnahen Lernort. Im Gegensatz zum technikzentrierten Ansatz [40] ist hier die Verbreitung neuer Technologien ein Anlass, um Gestaltungsoptionen im Sinne der Beschäftigten zu entwickeln [19, 41]. Da gewerkschaftliche ­Akteure umfassende Erkenntnisse zu neuen Technologien und ihren Auswirkungen auf die Arbeit benötigen, fokussiert die Lernfabrik „arbeitspolitische Zielsetzungen” [19].

Alle drei Lernfabriken sind durch Förderprogramme entstanden. Im Gegensatz zur humanzentrierten Lern­fabrik (Fall C) sind die ersten beiden Lernfabriken (Fall A und B) Ergebnisse, die im Rahmen des Förderprogramms für die WBV entstanden sind und ihre Aktivitäten auf die Erhöhung der Weiterbildungsbeteiligung in KMU ausrichten. Ferner befinden sich die beiden ersten Lernfabriken nach dreijähriger Entwicklungsphase im Übergang zur Inbetriebnahme und durch das frühe Stadium sind noch nicht alle beruflichen Handlungsfelder abgebildet. Offen ist noch, ob die Potenziale der Lernfabrik etwa für die Weiterbildung älterer oder geringqualifizierter Beschäftigter ausgeschöpft werden. Unklar ist zudem, ob es zu einer Verstetigung der WBV mit den beiden Lernfabriken (Fall A und B) kommt und wie sich die Vertrauensbasis in der Kooperation weiterentwickelt, die sich während der Projektlaufzeit stabilisiert hat.

Die Kooperationsbeziehungen in der Praxis der WBV und der Lernfabriken überlappen sich. Die Kooperationen in den ersten beiden Fällen (A und B) hängen direkt mit Akteuren im jeweiligen WBV zusammen. Der dritte Fall hingegen weist keine rekonstruierbaren Bezüge zu WBV auf, obwohl Akteure wie Betriebsräte in fast allen WBV eingebunden sind. Regionale Kooperationen haben sich nicht nur für den Ausbildungsbereich als günstig für den Aufbau von Lernfabriken erwiesen [33], es zeigt sich auch in den WBV eine ähnliche Tendenz. Wichtig für die dauerhafte Inbetriebnahme ist auch der Zugang zu weiterführenden Fördermitteln, die eine kontinuierliche Stabilisierung des Betreibermodells erlauben. Aushandlungen für tragfähige Betreibermodelle sind allerdings in den Kooperationsbeziehungen häufig konfliktbehaftet [33].

Potenziale für die Weiterbildung

Um Beschäftigte in KMU auf neue Anforderungen im Kontext von Industrie 4.0 vorzubereiten, sind Lernfabriken geeignete Lernorte. Gezeigt hat sich anhand der drei Beispiele, dass verschiedene Konzepte der Lernfabriken Pfade für betriebsnahes Lernen aufzeigen. Angesichts der fehlenden Verbindungen zwischen der humanzentrierten Lernfabrik und den WBV zeigen sich noch ungenutzte Potenziale für die Weiterbildungsteilnahme in KMU. Unabhängig davon, dass es sich um zwei verschiedene Förderprogramme mit unterschiedlichen Zielsetzungen handelt, wäre ein Verknüpfung zwischen den Akteuren in WBV und den Akteuren in anderweitigen Lernfabriken wünschenswert. Zukünftig können WBV zur Erhöhung der Weiterbildungsbeteiligung beitragen, indem sie bestehende Lernfabriken in ihrer Region berücksichtigen. Hierzu ist ein Beratungsverständnis notwendig, das neben individuellem Lernen im Lebensverlauf zugleich betriebsnahe Lernorte einbezieht.

Zukünftige Forschung zu Lernfabriken sollte Kooperationen in regional verankerten Verbundmodellen stärker in den Blick nehmen und somit Analysen empirisch anreichern. Die vorliegende Studie zeigt eine Verschränkung der Arbeits- und Lernorte durch die Verschmelzung virtueller und realer Lernfabriken, was auf eine Konvergenz der Lernorte bei gleichzeitiger Ausdifferenzierung der Zielgruppen und Kooperationen hindeutet. Durch die analytische Kontrastierung der Lernfabriken und ihrer Kooperationen ist ein weiterführender Forschungsbedarf hervorgetreten. Aufgrund der geringen Fallzahl bedarf es weiterer Studien, die Gründe für eine geringe Weiterbildungsbeteiligung in KMU an betriebsnahen Lernorten untersuchen, ohne das etablierte Narrativ mangelnder Ressourcen zu übernehmen.

Dieser Beitrag ist im Zuge der Aufgaben im „forum wbv“ entstanden. Das „forum wbv“ ist ein Koordinierungszentrum für Weiterbildungsverbünde und als Teil des Bundesprogramms „Aufbau von Weiterbildungsverbünden“ durch das Bundesministerium für Arbeit und Soziales gefördert (01.03.2022 bis 31.12.2024). Das „forum wbv“ ist sozialpartnerschaftlich getragen durch die beiden Projektpartner: Forschungsinstitut Betriebliche Bildung (f-bb) gGmbH und Institut für Forschung, Training und Projekte (iftp) im bfw – Unternehmen für Bildung. Nähere Informationen unter: www.forum-wbv.de.


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Status der nachhaltigen Transformation und Digitalisierung in der Produktionstechnik
Christian Donhauser ORCID Icon, Daniel Riepl
Digitalisierungsprojekte helfen dem Anwender, komplexe Prozesse einfacher und effizienter darzustellen. Allerdings gibt es viele Hemmnisse, welche die Umsetzung deutlich erschweren. Zurückhaltung bei der Umsetzung ist spürbar. Dies trifft unter anderem Arbeitgeber und Arbeitnehmer, die durch das Warten oder Vermeiden ins ökonomische Abseits geraten können. Diese Beobachtungen lassen sich auf eine übergeordnete wissenschaftliche Leitfrage zurückführen: Welche Barrieren und systemischen Herausforderungen erschweren eine nachhaltige Transformation im Rahmen von Industrie 4.0, insbesondere unter Berücksichtigung menschlicher Arbeit in der Produktionstechnik? Welche Fragen stellen sich die betroffenen Akteure? Das wesentliche Ziel dieser langfristig ausgelegten Forschungsarbeit ist es, diese Fragen dezidiert und im Detail zu konkretisieren, um daraus ein konzeptionelles Fundament zu entwickeln, das Forschung, Lehre und technologische Entwicklung integriert und die Potenziale ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 56-60
Manuelle Abläufe in der Automobilproduktion optimieren

Manuelle Abläufe in der Automobilproduktion optimieren

Bausteinbasierter Ansatz zur effizienten Erstellung von Arbeitssystemsimulationen
Barbara Brockmann, Tobias Jurk, Beate Stoffels, Jochen Deuse ORCID Icon
Im produzierenden Gewerbe gewinnt die Integration digitaler Menschmodelle im Produktentstehungs- und Herstellungsprozess zunehmend an Bedeutung. Besonders in der Montage, die durch einen hohen Anteil manueller Tätigkeiten geprägt ist, ermöglichen Bewegungssimulationen eine realitätsnahe Abbildung menschlicher Arbeit und leisten damit einen wesentlichen Beitrag zur bewegungsökonomischen Bewertung, Prozessabsicherung und Effizienzsteigerung. Der breiten Anwendung in der Produktionsplanung stehen jedoch verschiedene Herausforderungen wie der hohe Initialaufwand zur Erstellung der Humansimulation als auch volatile Planungsbedingungen gegenüber. Dieser Beitrag stellt einen praxisorientierten Lösungsansatz aus der Automobilmontage vor, der eine aufwandsreduzierte Erstellung von Simulationen sowie deren frühzeitige und durchgängige Nutzung im Planungsprozess ermöglicht.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 48-55
KI-gestützte Beölungsstrategien beim Gewindeformen

KI-gestützte Beölungsstrategien beim Gewindeformen

Adaptive Sprühstrahlsteuerung zur Erhöhung von Prozesssicherheit und Werkzeugstandzeit
Reinhard Schmied, Marco Susic, Christian Donhauser ORCID Icon
Das Gewindeformen erfordert eine präzise Schmierstoffapplikation, da hohe Flächenpressungen und lokale Temperaturspitzen die Werkzeugbelastung erheblich beeinflussen. Aktuelle Sprüh- und Minimalmengenschmierungssysteme (MMS) weisen trotz etablierter Technik häufig Streuverluste, unzureichende Benetzung und instabile Tropfendynamik auf. Diese wissenschaftliche Betrachtung beinhaltet und untersucht einen integrativen Ansatz zur adaptiven Präzisionsbeölung beim Gewindeformen, der auf Computational Fluid Dynamics (CFD)-basierter Strömungsanalyse, experimenteller Validierung und Künstliche Intelligenz (KI)-gestützten Optimierungsverfahren basiert. Im Fokus stehen Tropfengröße, Strahlgeometrie, Düsenposition und Umgebungsströmung sowie deren Einfluss auf die Benetzungsintensität. Erste simulationsgestützteVoruntersuchungen zeigen das Potenzial einer datenbasierten Optimierung zur Reduktion von Benetzungsdefiziten und zur Auslegung künftiger Regelstrategien für eine ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 76-83
Analyse der Anwendungspotenziale chinesischer Wissensplattformen

Analyse der Anwendungspotenziale chinesischer Wissensplattformen

Bedeutung digitaler Plattformen für Wissenstransfer in Forschung und Bildung
Yunhao Su, Martin Braun ORCID Icon
Wissen ist eine treibende Kraft der Innovation. Um Wissensbestände zu transferieren, werden vermehrt digitale Wissensplattformen eingesetzt. Die VR China nimmt eine weltweit führende Position im Feld der Digitalisierung ein. Im chinesischen Wissenstransfer- und Innovationssystem kommt digitalen Wissensplattformen eine zentrale Rolle zu. Diese Studie strukturiert theoretische Konzepte des Wissenstransfers und ergänzt diese durch empirische Befunde zur (Weiter-) Entwicklung einschlägiger Wissensplattformen. Untersucht wird der Einfluss spezifischer Gestaltungsmerkmale des Wissenstransfers auf die wahrgenommene Funktionalität und Qualität von digitalen Wissensplattformen. In einer Literaturrecherche werden sieben verdichtete Erfolgskriterien des Wissenstransfers ermittelt. Ferner werden neun führende chinesische Wissensplattformen hinsichtlich ihrer Transferlogik und Funktionsumfänge kategorisiert. Im Rahmen einer Online-Befragung beurteilten Probanden die plattformspezifischen ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 84-93
SmartBending: Inline-Messtechnik zur Prozesskorrektur

SmartBending: Inline-Messtechnik zur Prozesskorrektur

Inline-Prozessoptimierung zur Fehlerkorrektur beim Schwenkbiegen
Christian Donhauser ORCID Icon, Reinhard Schmied, Marco Susic
Schwenkbiegen ist ein etabliertes Umformverfahren, bei dem Materialverlust vermieden und Ressourcen effizient genutzt werden. Der Prozess erfordert jedoch aufwändige Optimierungen, die bisher stark vom Fachwissen der Bediener abhängen. Dies führt zu hohem Zeit- und Materialaufwand, da Optimierungsschritte iterativ erfolgen. Angesichts des Fachkräftemangels ist eine technologische Aufrüstung der Anlagen im Sinne von Industrie 4.0 notwendig. Im Rahmen eines Projekts wurden mittels intelligenter Sensorik kritische Einflussfaktoren erfasst, die Korrelationen zwischen Produktfehlern und Anlagenverformungen aufzeigen. Darauf basierend wurde eine Methodik entwickelt, die die Grundlage für eine Inline-Kompensation schafft, bei der die Anlage eigenständig Prozessparameter anpasst, um Produktfehler zu korrigieren und perspektivisch eine fehlerfreie Fertigung ab dem ersten Bauteil zu ermöglichen.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 134-141
VR-Training für multimodale Cobot-Interaktion

VR-Training für multimodale Cobot-Interaktion

Virtuelle Lernfabriken zur Qualifizierung für den Einsatz kollaborativer Roboter
Christoph S. Zoller, Justus Langer, Kristoffer Waldow ORCID Icon, Merle Meyer, Arnulph Fuhrmann ORCID Icon
Im Forschungsprojekt VIRAMM wird ein VR-basiertes Qualifizierungskonzept für die Integration kollaborativer Roboter (Cobots) in montageorientierten U-Zellen entwickelt und prototypisch umgesetzt. Da der Nutzen von Cobots stark von Prozess-, Layout- und Rollenintegration abhängt, adressiert VIRAMM die bislang fehlende konsistente Szenario Gestaltung für Variantenvergleiche mit Key Performance Indicator (KPI) basierter Bewertung.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 3 | Seite 106-112