Kooperation Menschen-Technik
Dadurch, dass \’smarte\‘ Werkstücke und Werkzeuge vielfältige Aufgaben – bis hin zur Planung und Steuerung von Produktionsprozessen – (teil-)autonom durchführen können, wird Industrie 4.0 völlig neue Automationskonzepte hervorbringen. Daraus ergeben sich wichtige Aspekte der Gestaltung der Mensch-Technik-Interaktion und der Arbeitssystemgestaltung. Entscheidend für Leistungs- und Entwicklungsfähigkeit sowie Wohlbefinden arbeitender Menschen sind vorrangig die Aufgabenstrukturen. Dies betrifft im Kern Fragen der Arbeitsorganisation, der Arbeitsteilung Mensch-Mensch. Günstig gestaltete Aufgabenstrukturen zeichnen sich u.a. dadurch aus, dass ein angemessenes Verhältnis zwischen Routineaufgaben und anspruchsvolleren Aufgaben besteht. Ein logisch folgender Gestaltungsaspekt betrifft die Arbeitsteilung Mensch-Maschine. Ein typischer Fehler der Gestaltung automatisierter – und perspektivisch autonomer – Systeme besteht darin, zunächst alle Arbeitsschritte zu automatisieren, bei denen dies technisch und wirtschaftlich als machbar erscheint. Die verbleibenden \’Automatisierungslücken\‘ definieren dann die menschlichen Aufgaben. Eine solche Aufgabenstruktur wird aber in der Regel nicht ausgewogen sein. Hier besteht eine zentrale Herausforderung darin, wie die durch smarte Systeme mögliche Automatisierung kognitiver Leistungen – z.B. Planung und Steuerung – in ein Organisationsmodell eingebettet wird: Werden die Menschen zu ausführenden Organen automatisierter Planung oder unterstützen smarte Systeme teilautonome Teams in flexibler Vor-Ort-Planung? Schließlich stellen sich Fragen der Gestaltung der Mensch-Technik-Interaktion im engeren Sinne: Welche Interaktionsformen gibt es (z.B. Manipulation auf Touchscreen, gesten- oder sprachbasiert)? Wie können die Nutzer die Interaktionsformen ihren Vorlieben oder auch den Anforderungen unterschiedlicher Aufgaben anpassen? Hierzu bestehen Regelwerke, wie etwa die DIN EN ISO9241-110, die für ihre Anwendung im Kontext der Industrie 4.0 geprüft und ggf. fortgeschrieben werden müssen.
Einheitliche Standards
Neben betriebsorganisatorischen spielen auch betriebswirtschaftliche Aspekte eine wichtige Rolle. Einheitliche Standards können helfen, Kosten deutlich zu reduzieren. Ein großer Bedarf besteht dabei vor allem im Softwarebereich, um die Interoperabilität einzelner Komponenten und damit die Plug&Play-Fähigkeit und Effizienz neuer Automatisierungsansätze zu gewährleisten. Echtzeitfähigkeit und hohe Sicherheit sind dabei Mindestvoraussetzungen. Erste Ansätze werden im Autonomik-Projekt AutoPnP bereits verfolgt. Angestrebt wird z.B. eine \’wandelbare Fabrik\‘ mit einer Plug&Play-fähigen Produktionsanlage. Der Einsatz mobiler (Service-)Roboter macht die Produktion flexibler. Wiederverwendbare, einheitlich beschriebene Dienste und Komponenten, wie sie z.B. bei AutoPnP entwickelt werden, bilden die Grundlage für smarte, standardisierte Schnittstellen, die echte Interoperabilität in heterogenen IuK-Infrastrukturen ermöglichen.
Sensoren bringen (Rechts-)Sicherheit
In der Reihe der o.g. \’enabling technologies\‘ kommt der Sensorik eine Schlüsselfunktion zu. Sie ist wesentliche Grundlage für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0. Leistungsfähige Sensoren sind komplexe Komponenten, deren Herstellungspreis stark von der potenziellen, am Markt platzierbaren Stückzahl abhängt. Um Kosten zu senken, sind hohe Stückzahlen und universelle Bauarten (z.B. Multifunktionssensoren oder multimodale Schnittstellen) unabdingbar. Vor dem Hintergrund virtueller Daten ist die Wechselwirkung zwischen Cloud- und Internet-of-Things-Konzepten und den Besonderheiten der Umgebungserkennung stärker zu berücksichtigen. Die drahtlos vernetzbare Sensorik wird mit internetbasierten Informations- und Kommunikationsinfrastrukturen gekoppelt und damit sind sofort Fragen nach der Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und den Nutzungsrechten von Sensordaten in der \’Sensor-Cloud\‘ sowie zum Schutz von und Rechten an diesen Sensordaten zu beantworten. Auch um Haftungsfälle zu vermeiden, ist es fast zwingend, die im Rahmen von Industrie 4.0 eingesetzten Maschinen und Geräte mit zahlreichen Sensoren auszurüsten, welche in großem Umfang Umgebungsdaten aufnehmen, verarbeiten und geeignete Sicherungsreaktionen auslösen können. Das hat zwar datenschutzrechtliche Folgen (für den Arbeitnehmerdatenschutz z.B. bei den Beschäftigten in der vernetzten Fabrik). Es stellen sich zudem Fragen ähnlich denen, die heute schon beim Cloud-Computing diskutiert werden: Daten dürfen nicht beliebig outgesourct werden. Jedoch ist es immanent, rechtliche Fragen im Kontext von Industrie 4.0 zu stellen: Wem kann in einem weitgehend anonymen, vernetzten System die Verantwortung zugewiesen werden? Wie wirkt sich die (Teil-)Autonomie einer Maschine auf die Verantwortlichkeit ihres Herstellers, Verkäufers oder Nutzers aus? Besondere Bedeutung besitzt in diesem Zusammenhang die angemessene Dokumentation aller relevanten Abläufe, u.a. mithilfe digitaler Signaturen. Das Technologieprogramm Autonomik des Wirtschaftsministeriums hat als Wegbereiter für Industrie 4.0 gerade bei übergreifenden Themen wie im Rechtsgebiet Diskussionen angestoßen. Insgesamt hat Autonomik große Wissens- und Erfahrungsbestände für Industrie 4.0 in Deutschland aufgebaut, auf denen nun die weiteren Entwicklungen folgen werden.
