Autor: Christoph Petzoldt

Um dem steigenden Fachkräftemangel im IT-Bereich entgegenzuwirken, müssen niedriger qualifizierte Mitarbeitende dazu befähigt werden, Aufgaben durchzuführen, für die bisher Experten einbezogen werden mussten. Für die Inbetriebnahme und den Betrieb von technischen Systemen in Produktions- und Logistikprozessen sind dies Konfigurations-, Steuerungs-, Überwachungs- und Instandhaltungstätigkeiten. Die im Rahmen von Industrie 4.0 verfügbar werdenden Technologien zur Mensch-Technik-Interaktion sowie zum Digitalen Zwilling ermöglichen die Gestaltung intuitiver Nutzerschnittstellen, systemunabhängiger Kommunikationsschnittstellen sowie nutzerindividueller Assistenzfunktionalitäten zur Begegnung dieser Herausforderung. Aufbauend auf diesen grundlegenden Konzepten wird in diesem Beitrag ein Framework zur Konfiguration und Überwachung von Prozessabläufen für unterschiedliche technische Zielsysteme vorgestellt. Ausgehend von bestehenden Programmieransätzen leitet der Beitrag ...

Trotz steigender Automatisierung stellt der Mensch weiterhin einen zentralen Produktivitätsfaktor in der industriellen Montage dar. Zur Unterstützung der Mitarbeiter werden Montageassistenzsysteme eingesetzt. Dieser Beitrag stellt ein neuartiges Assistenzsystem vor, welches neben prozessbezogener Assistenz auch menschzentrierte Funktionalitäten umsetzt. Zudem wird eine Evaluationssystematik auf Basis von prozessorientierten und mitarbeiterorientierten Parametern vorgestellt. Ausgangspunkt der Forschung stellt die Analyse des Stands der Technik auf Basis einer Marktanalyse von Montageassistenzsystemen dar.

Mit bedienerseitigen Eingriffsmöglichkeiten erlauben semi-autonome Systeme eine bessere Bewältigung auftretender Komplexitäten als vollautonome Systeme. Der Einsatz eines digitalen Zwillings ermöglicht eine neuartige Schnittstelle für die Interaktion mit solchen Systemen. Dieser Beitrag beschreibt die Implementierung der Steuerung und Nutzerschnittstelle in einem System mit digitalem Zwilling. Es wird gezeigt, wie die entwickelte Steuerungsarchitektur die Einbindung verschiedener Methoden der Mensch-Technik-Interaktion und die Durchführung virtueller Schulungen ermöglicht. Auf diese Weise kann die Steuerung des Systems über die Betriebsphase hinaus in anderen Phasen des Lebenszyklus verwendet werden.

In der manuellen Montage werden Assistenzsysteme zur informatorischen und physischen Unterstützung der Mitarbeiter eingesetzt. Die gezielte Anreizgestaltung in diesem Umfeld mit überwiegend monotoner Tätigkeitsausführung erfolgt bislang nicht. Dieser Beitrag stellt den Ansatz des Gamification als Möglichkeit zur gezielten Motivationssteigerung in der Montage vor. Für eine erfolgreiche Umsetzung von Gamification-Anwendungen bildet die Auswahl und Gestaltung geeigneter Spiel-Design-Elemente eine entscheidende Grundlage. In diesem Beitrag wird ein Ansatz zur strukturierten und methodengestützten Auswahl ebendieser Spiel-Design-Elemente präsentiert. Ausgangspunkt dieses Ansatzes stellen die Selbstbestimmungstheorie sowie eine Verbindung von Methoden des Operations Research im Betrachtungsgegenstand der Arbeitsorganisation dar.

Der Einsatz vollautonomer Systeme ist aufgrund variabler Systemumgebungen oder geringer Stückzahlen nicht in allen Anwendungsfeldern wirtschaftlich. Semi-autonome Systeme können hier helfen, den Menschen zu entlasten, da ein Bediener jederzeit die Kontrolle über das System übernehmen kann. Dieser Beitrag stellt einen neuartigen, auf dem digitalen Zwilling aufbauenden, Ansatz für die Mensch-Technik-Interaktion (MTI) mittels adaptiver Automation vor. An einem Fallbeispiel wird gezeigt, wie der Bediener eines Cyber-Physischen Systems (CPS) in spezifischen Aufgaben durch einen modularen digitalen Zwilling (mDT) unterstützt werden kann. Dies erlaubt die Unterscheidung zwischen kurzfristigen Signaländerungen und langfristiger Verhaltensmodifikation. Mit dem vorgestellten Konzept können semi-autonome Systeme für Anwendungsgebiete entwickelt werden, in denen der Einsatz autonomer Systeme aufgrund komplexer und variabler Systemumgebungen oder geringer Stückzahlen bisher nicht gegeben ...