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Innerhalb der Konzepte von Industrie 4.0 steht der Begriff Smart Factory für die Schaffung von effektiven Produktionsumgebungen durch Digitalisierung und Cyber-Physische Systeme. Fertigungsanlagen sollen stärker automatisiert, flexibel und adaptiv werden. Im Zuge dieser Bestrebungen geraten auch intelligente Materialien immer mehr in den Fokus der Industrie. Kombinierte aktorische und sensorische Eigenschaften ermöglichen den Aufbau leichter und kompakter multifunktionaler Aktor-Sensor-Systeme, welche zudem energieeffizient, geräusch- und emissionslos betrieben werden. Dadurch bieten sie sich insbesondere für den Aufbau vernetzter Systeme an. Speziell Formgedächtnislegierungen (FGL) und dielektrische Elastomere (DE) eignen sich für den Aufbau intelligenter Aktoren und werden anhand von einigen Anwendungsbeispielen in diesem Beitrag vorgestellt.

Der Mensch mit seinen Bedürfnissen ist die wesentliche Triebkraft für Innovationen. Er misst den Nutzen von Produkten an den Kriterien Funktionalität, Bezahlbarkeit, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit. Im Bestreben, allen Forderungen gleichermaßen gerecht zu werden, werden Produkte und Prozesse zunehmend komplexer. Der Aufwand zur Problemlösung steigt überproportional und die Entwicklungsdynamik fällt steil ab. Mit intelligenten Materialien/Funktionswerkstoffen/smart materials ist eine Transformation von Funktionalitäten auf die Werkstoffebene möglich. Ein Paradigmenwechsel im Produkt – die Verschmelzung von Funktion und Struktur – wird möglich. Damit kann eine neue Qualität im Produktdesign erreicht werden. Die Form folgt stringent der Funktion, die Nutzbarkeit ist intuitiv und folgt natürlichen Vorbildern [1]. Produkt und Produktionsprozesse werden durch smart materials kreativ und wissensbasiert und weniger durch Investitionsumfang und Lohnkosten bestimmt. Die ...

Die Vision „Industrie 4.0“ ist nicht allein durch den Einsatz neuer Technologien und die Auswertung von Daten zu erreichen. Eine umfassende digitale Transformation bedarf einer Integration der Aktivitäten in die „soziotechnische Triangel“ eines Unternehmens, bestehend aus Mensch, Technik und Organisation. Diese Verankerung bewirkt gleichzeitig auch Veränderungen innerhalb des Arbeitssystems eines Unternehmens. Auf Basis von ausführlichen Experteninterviews identifiziert und charakterisiert der Beitrag drei zentrale Dimensionen: Qualifikation, Organisation und Führung. Die Erkenntnisse zeigen, dass die Ermittlung zukünftiger Kompetenzprofile, die Schulung von „Data Thinking“ sowie die organisatorische Vernetzung der Mitarbeiter über agile Arbeitsweisen und Strukturen entscheidende Maßnahmen sind. Hauptaufgabe der Führung ist die Antizipation und Orchestrierung der digitalen Transformation.

Der Wandel zur automatisierten Produktion, die fortschreitende Digitalisierung der Wertschöpfungsprozesse sowie die stetige Implementierung von mobilen Industrial Internet of Things-Technologien (IIoT) in diese zur Unterstützung der Mitarbeiter stellen betriebliche Weiterbildung vor Herausforderungen. Komplexere Anforderungen und veränderte Tätigkeitsprofile erfordern Handlungskompetenzen bei Mitarbeitern im Sinne der Fähigkeit, in unbekannten Situationen auf Basis eigenen Könnens handlungsfähig zu bleiben [1]. Jene sowie dafür notwendiges umfassendes Verständnis gegenüber digitalisierten Produktionsprozessen [2] kann jedoch durch konventionelle Lehrmethoden nicht realisiert werden, da diese der erhöhten Anforderungskomplexität und den komplexen Rückkopplungen im Rahmen der Steuer- und Regelkreise nicht gerecht werden können. Diese Aspekte aufgreifend wird im Folgenden ein szenariobasierter Weiterbildungsansatz für eine Lernfabrik vorgestellt, der insbesondere die ...

Die Digitalisierung hat deutlichen Einfluss auf Unternehmen und deren Geschäftsumfeld. Große Konzerne zeigen mit umfangreichen digitalen Pilotprojekten bzw. großen Digitalisierungsprogrammen, dass sie die Notwendigkeit einer digitalen Transformation zunehmend verinnerlichen. Bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) hingegen besteht vielfach Aufholbedarf. Neben den technischen Aspekten der digitalen Transformation nimmt auch der Faktor Mensch eine zunehmend wichtige Rolle ein. Mithilfe einer Querschnittsanalyse deutscher KMU wurden Erkenntnisse zur Digitalisierungskompetenz abgeleitet und nach Wirtschaftszweigen aufgeschlüsselt analysiert. Dabei wurde das Thema Arbeit in die Dimensionen Qualifikation, Organisation und Führung unterteilt und diese als beeinflussende Faktoren berücksichtigt. In einzelnen Wirtschaftszweigen sind deutliche Defizite im Bereich der Digitalisierungskompetenz erkennbar. Es zeigt sich, dass diese Kompetenzen maßgeblich von den Dimensionen der Arbeit ...

Die ganze Tragweite dessen, was sich hinter dem Begriff „Industrie 4.0“ verbirgt, ist nach der Erfahrung der Autoren noch viel zu wenig in der Breite angekommen, insbesondere im Management des Mittelstands. Aus diesem Grund werden im folgenden Beitrag neben den wesentlichen Voraussetzungen für Industrie 4.0 auch die Merkmale für den revolutionären Charakter der „Digitalisierung“ wiedergegeben. Das „Durchdigitalisieren“ der Organisation nimmt uns Menschen ebenso Entscheidungsarbeit ab wie teilautonome, vernetzte Künstliche Intelligenz (KI). Das erleichtert und irritiert Mitwirkende gleichermaßen. Die digitale Transformation wird daher Folgen haben für Produktion und Organisation, d. h. auf Technik und auf Unternehmenskultur einwirken.