Wie die Fabrikhalle der Zukunft aussehen wird, konnten Besucher des Future Work Lab auf dem Fraunhofer-Campus in Stuttgart erleben. Roboter übernehmen Routineaufgaben und arbeiten Seite an Seite mit Fachkräften. "Arbeit verändert sich, sie wird schneller, dynamischer und flexibler. Es entstehen neue Formen der Mensch-Maschine-Interaktion", sagte Wilhelm Bauer, Leiter des Fraunhofer IAO (Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation). Smarte IT-Systeme machen die digitalisierte Arbeits- und Lebenswelt erst möglich.

Zur Eröffnung kam hoher Besuch: Bundesbildungsministerin Johanna Wanka, deren Ministerium das Projekt finanziell fördert, war vor Ort. Die Idee für das Lab sei in einem Innovationszirkel bei der Kanzlerin entstanden. Fraunhofer habe sie aufgegriffen und schnell umgesetzt, sagte Wanka. Zwar stört die Ministerin der englische Titel, doch mit den Lösungen, die ihr die Wissenschaftler präsentierten, zeigte sie sich zufrieden. "Die Hälfte der Bundesbürger weiß nicht, was sich hinter dem Schlagwort Big Data verbirgt, hat aber Angst davor", zitiert Wanka eine Studie und wünscht sich weitere Zukunftslabore in Deutschland.

Auch Horrorszenarien, wonach 1,5 Millionen oder mehr Jobs durch die Digitalisierung gefährdet seien, verunsichern viele. Und tatsächlich dürften viele Routinetätigkeiten automatisiert werden. Doch wie in der Vergangenheit gibt es die berechtigte Hoffnung, dass auch neue Jobprofile entstehen. Optimistisch und selbstbewusst präsentieren sich denn auch die Wissenschaftler und Industrievertreter aus Baden-Württemberg. Wanka betonte, Deutschland habe beim Thema Industrie 4.0 einen Vorsprung von rund einem Jahr gegenüber Wettberwerbern in anderen Ländern, doch jedem im Saal war wohl klar, dass es ein Fehler wäre, sich darauf auszuruhen.

Ob im Maschinenbau oder der Automobilbranche

Überall arbeiten Konzerne wie Mittelständler daran, die Chancen der Digitalisierung auszuloten und Projekte umzusetzen. Sie wollen ihren Vorsprung nutzen und mit zunehmender Digitalisierung und Automatisierung ihre Wettbewerbsfähigkeit erhalten. Doch wie sehen die Geschäftsmodelle der Zukunft aus? Wem gehören die Daten, die schon heute massenhaft erzeugt werden, wenn 20 Milliarden Geräte über das Netz verbunden sind? Und wer entwickelt daraus Ideen und schöpft das Geld ab, das Kunden für attraktive Services zahlen?

Thomas Bauernhansl, Institutsleiter des Fraunhofer IPA und des Instituts für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF) der Universität Stuttgart, forderte, neu über die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine nachzudenken. Er ermutigte den Mittelstand, das Angebot des Future Work Lab intensiv zu nutzen. "Im Silicon Valley werden jede Menge Startups gefördert, die Software oder virtuelle Geschäftsmodelle entwickeln", beobachtet Bauernhansl. Deutsche Unternehmen bräuchten neue Ideen, um den Angreifern aus der amerikanischen Bay-Area die Stirn zu bieten.

Digitale Trends in der Fabrikhalle

Anlässlich der Eröffnung des Future Work Lab konnten Besucher anhand von zwölf Exponaten die moderne Fabrikhalle erleben. Einige der Lösungen greifen den demografischen Wandel auf und zeigen Assistenzsysteme, die die Arbeitsbelastung reduzieren und schwere Arbeiten den Maschinen übertragen. Ein Roboter fährt selbständig durch die Halle und transportiert Lasten von bis zu 100 Kilogramm. Das Gefährt findet allein seinen Weg, die Arbeiter können per App Materialien anfordern und ihn dirigieren. Mit Sensoren und Kameras ausgestattet, erkennt der Roboter Hindernisse, weicht aus oder wartet einfach, bis der Weg frei ist, eine festgelegte Route gibt es nicht. Während solche Roboter in Werkshallen schon Arbeiten übernehmen, bleibt die kleinere Variante noch im Labor.

Schon bald dürften auch Drohnen Ersatzteile oder Werkzeuge von bis zu vier Kilogramm durch die Werkshallen transportieren. Sie fliegen idealerweise in fünf Meter Höhe über die Maschinen und Köpfe der Arbeiter hinweg und können derzeit bis zu zwei Kilometer zurücklegen, ehe sie wieder an ihre ­Ladestation andocken müssen. Noch drehen die Drohnen ihre Runden nur im Versuchslabor, doch die noch offenen Sicherheits- und arbeitsrechtlichen Fragen dürften bald beantwortet sein.

Besonders futuristisch sieht das in Stuttgart entwickelte "Exo-Jacket" aus. Ein Fraunhofer-Mitarbeiter legte das etwa 15 Kilogramm schwe­re Außenskelett wie eine Jacke mit Rucksack an. Mit Hilfe eines Elektromotors auf dem Rücken und Streben entlang der Arme und Beine hat er es damit viel leichter, schwere Lasten anzuheben. Noch präsentieren die Wissenschaftler einen Prototyp. Mit leichteren Materialien hoffen sie, dass das Stützgerüst bald nur noch sieben oder acht Kilo wiegt und Arbeiter dabei unterstützen wird, Lasten leichter zu tragen - zum Beispiel, wenn Koffer am Flughafen verladen werden müssen.

Roboter, die Seite an Seite mit den Menschen arbeiten und ihnen das Tragen schwerer Lasten abnehmen, dürften irgendwann in den Fabriken allgegenwärtig werden. Ähnlich wird es sich wohl mit dem personalisierten Arbeitsplatz in der Fabrikhalle verhalten: Die Mitarbeiter speichern auf einer persönlichen Chipkarte Informationen wie ideale Tisch­höhe oder Beleuchtung. Sobald sie ihre Arbeit antreten, stellt sich die Arbeitsumgebung auf sie ein. Am Rechner oder auf dem Tablet finden sie zudem Hinweise zu kniffligen Arbeitsschritten, die sie während der Montage abrufen können. Hier verspricht auch der Einsatz von Augmented Reality Erfolg: Hinweise werden direkt auf Maschinen und Anlagen eingeblendet. Ein anderer Montage-Arbeitsplatz wurde mit 3D-Kameras ausgestattet. Eine Software wertet jeden Arbeitsschritt aus, zählt die fertigen Werkstücke und misst die Zeit. Auch Fehler erkennt die Software.

Auch in der Arbeitsorganisation gibt es Fortschritte

Über hinterlegte Kompetenzprofile lassen sich Arbeitsgruppen schnell fachgerecht zusammensetzen, wenn Mitarbeiter ausfallen. Auf einem großen Bildschirm sehen Meister, Manager oder Schichtleiter die Daten in Echtzeit, visualisiert nach persönlichen Vorlieben in Form von Diagrammen und Tabellen.

Natürlich bedeutet diese vernetzte Arbeitswelt eine Transparenz, die erschreckt und Überwachungssorgen weckt. Doch die Fraunhofer-Forscher halten dagegen, dass es Arbeiter motiviere, wenn sie ihre Leistung genau erkennen und direktes Feedback erhalten könnten. Schon heute werde in der Produktion analysiert und gezählt, nur sei die Zuordnung nicht immer richtig. Mit dem personalisierten Montage-­Arbeitsplatz hätten die Arbeiter aber einen ­objektiven Überblick über ihre erbrachte Leistung, wie die Pilotprojekte gezeigt hätten. Die Forscher empfehlen, die Mitarbeiter in Workshops oder Seminaren über die Veränderungen zu informieren und sie von den Vorteilen zu überzeugen. (hk)