In der intelligenten Fabrik bleibt der Mensch unverzichtbar. Aber welche Rolle wird er einnehmen? Das Konzept Industrie 5.0 gibt Antworten und setzt neben Cobots, AR oder KI auf einen digitalen Zwilling des Menschen.
Technologien und menschliche Fähigkeiten im Verbund sollen die Industrie fit für künftige Herausforderungen machen.
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Die Industrie 4.0 nimmt Gestalt an. Produktionsmaschinen werden zu cyber-physischen Systemen, die sich selbst organisieren und flexibel zusammen arbeiten. Dabei optimieren sie ihre Prozesse fortwährend selbst und werden dadurch effektiver. Doch das Konzept der Industrie 4.0 hat Grenzen, konzentriert es sich doch primär auf die Integration von digitalen Technologien in die Produktion. Das Erreichen gesellschaftliche Ziele, allen voran das Wohlergehen des Menschen, spielen dabei nur sekundär eine Rolle.
Birgit Vogel-Heuser und Klaus Bengler von der Technischen Universität München sehen die industrielle Automatisierung deswegen heute vor einem Paradigmenwechsel hin zu einem stärker kollaborativen und menschenzentrierten Ansatz – der Industrie 5.0. Dieser Paradigmenwechsel ist nach Ansicht der beiden Professoren kein Selbstzweck, sondern geboten. Nur so ließen sich in einer immer weiter vernetzten Welt neue Technologien einführen, während Organisationen zugleich resilient und anpassungsfähig bleiben. Doch trotz des menschenzentrierten Ansatzes in der Industrie 5.0 wird sich die Rolle des Arbeitnehmers erheblich verändern: "Was der Mensch besser macht, macht der Mensch, während der Roboter repetitive, kraftraubende Aufgaben übernimmt."
Wo der Mensch unverzichtbar ist
Für folgende Aufgaben sind menschliche Fähigkeiten laut Vogel-Heuser und Bengler auch in Zukunft zentral:
- Anlernen von Robotern und anderen automatisierten Systemen durch menschliches Vormachen, insbesondere in hochvariablen Fertigungsprozessen
- Entwicklung von Production-as-a-Service(PaaS)-Geschäftsmodellen
- Entwicklung von anpassbaren und agilen Fertigungsumgebungen
- Planung sehr komplexer Produktionsumgebungen, die Expertise aus Maschinenbau, Elektrotechnik, Informatik und Human Factors Engineering erfordert
- Enge Kooperation von Wissenschaft und Industrie, über die ständig neu entstehende Forschungsfragen gelöst werden können.
Das Lösen dieser Aufgaben erfordert menschliche Fähigkeiten, die absehbar nicht durch Technologien zu ersetzen sind. So können Menschen im Rahmen von Anforderungensanalysen zugleich Kundenbedürfnisse, Einschränkungen und Risiken sowie gesetzliche Aspekte berücksichtigen. Im Entwurf bringen Menschen neben ihrer Kreativität ihren Sinn für Funktionalität, Usability und Ästhetik ein. Bei der Systemintegration sind ein interdisziplinäres Verständnis und die Fähigkeit zur Kommunikation unerlässlich, während die Fertigung nach wie vor Menschen für die Steuerung und insbesondere für das Lösen unvorhergesehener Probleme braucht. Bei der Prüfung von mechatronischen Produkten können Menschen Ergebnisse hinsichtlich ihrer Leistungsspezifikation, Sicherheitsstandards und Kundenanforderungen interpretieren. Auch in der Logistik braucht es Menschen, die insbesondere auf unvorhergesehene Engpässe reagieren.
Intelligente Assistenzsysteme unterstützen die Arbeit
Die Rolle der Arbeitnehmer wird sich in diesem Zuge erheblich verändern, sind sich Vogel-Heuser und Bengler sich. Sie werden mehr Verantwortung übernehmen und in ihrer Tätigkeit von intelligenten Assistenzsystemen unterstützt. Dabei bleibt die Arbeit anspruchsvoll: "Auch in Zukunft werden sich Industriearbeiter ständig weiterentwickeln müssen."
Zentrales Hilfsmittel werden Vogel-Heuser und Bengler zufolge AR- und VR-Technologien sein, um Arbeitskräften Informationen und Anweisungen einzublenden, sie zu schulen oder um verschiedene Produktionsszenarien zu simulieren. Maschinelles Lernen und KI helfen dem Menschen beim Erkennen von Mustern in großen Datenmengen, während Maschinen dank fortgeschrittener Sprachverarbeitung (Natural Language Processing, NLP) auf gesprochene Sprache reagieren und nicht mehr starr per Hardwareeingabe programmiert werden müssen. Weitere Entwicklungen auf den Feldern Robotik und Werkzeuge, Exoskelette oder Assistenzsystemen mit haptischem Feedback und Gestenerkennung werden den Menschen weiter ins Zentrum der automatisierten Produktion rücken.
Komplett erst durch digitalen Zwilling des Menschen
Damit Mensch und Technologie künftig aber vollends symbiotisch zusammenarbeiten, bedarf es laut Vogel-Heuser und Bengler aber noch einer weiteren Entwicklung: einem digitalen Zwilling des Menschen, der an den digitalen Produktionszwilling angekoppelt wird. Bei der Umstellung einer Montage ließen sich damit beispielsweise bereits in der Planung ergonomische Aspekte besser berücksichtigen und so aufwendige Labor- und Feldversuche reduzieren. Ein der Industrie 5.0 dienliches Mensch-Modell ist den Professoren zufolge aber bisher noch nicht erreicht.