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Industrie 4.0 - wie die Digitalisierung unsere Arbeitsweltverändert

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5.32Industrie 4.0

Teil 5: Wirtschaft

1Ideenbörse Sozialkunde/Politik Sekundarstufe, Ausgabe 42, 11/2017

5.32 Industrie 4.0 – wie die Digitalisierung unsere Arbeitswelt verändert

Wolfgang Sinz

Kompetenzen und Unterrichtsinhalte:

Die Schüler sollen � sich mit den Begriffen „Industrie 4.0“, „Digitalisierung“ und „Arbeit 4.0“ vertraut machen, � erkennen, welche Konsequenzen die Digitalisierung für ihre eigene Zukunft und ihre Berufs-

wahl hat, � die Stufen der industriellen Revolution nachvollziehen können und die damit verbundenen

Veränderungen beurteilen, � beurteilen, inwiefern die Digitalisierung ihr eigenes Leben schon erkennbar verändert hat, � aktuelle Praxisbeispiele für erfolgreiche Digitalisierung kennenlernen, � Bereiche der Industrie 4.0 recherchieren und präsentieren, � die Veränderungen der Arbeitswelt durch die Digitalisierung bewerten können, � zentrale Begriffe der Arbeitswelt 4.0 erfassen, � Entwicklungsstufen der Arbeit skizzieren, � die Problematik atypischer Arbeitsverhältnisse kritisch beurteilen, � sich mit den zukünftigen Veränderungen in der Arbeitswelt beschäftigen, � neue Berufe kennenlernen, die das digitale Zeitalter mit sich bringt.

Didaktisch-methodischer Ablauf Inhalte und Materialien (M)

I. Industrie 4.0 – die Digitalisierung der Arbeitswelt

Zu Beginn der Unterrichtseinheit sollen die Schüler zentrale Begriffe der Digitalisierung kennenlernen und ein Schema der verschiede-nen Etappen der industriellen Revolution erar-beiten. Weiter sollen sie Vor- und Nachteile dieser Entwicklung für ihre eigene Zukunft dis-kutieren.

Eine Ausgabe der Wissenschaftssendung „Faszi-nation Wissen“ wird zur Vertiefung als Hausauf-gabe bearbeitet.

Im Anschluss sollen die Schüler mithilfe einer interaktiven Deutschlandkarte Praxisbeispiele für reale Digitalisierung kennenlernen und sich gegenseitig vorstellen.

Am Ende dieses Kapitels machen sich die Schü-ler mit den zentralen Begriffen der Industrie 4.0 vertraut und erkennen Chancen und Risi-ken für ihre eigene Zukunft.

Wie viel Industrie 4.0 braucht Deutschland wirklich?/M1a und b (Zeitungsartikel)

Lösungsvorschläge/M2 und M3

Industrie 4.0: Ist Deutschland schon „abgehängt“?/M4 (YouTube-Clip)

Praxisbeispiele für Industrie 4.0/M5 (interaktive Deutschlandkarte)

Bereiche der Industrie 4.0/M6 (Schema)

eDidact - Arbeitsmaterialien Sekundarstufe

(c) Mediengruppe Oberfranken – Fachverlage GmbH & Co. KG Seite 1D3140542532

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Teil 5: Wirtschaft

2 Mediengruppe Oberfranken – Fachverlage GmbH & Co. KG, 95326 Kulmbach

II. Arbeiten 4.0 – die Arbeitswelt im Wandel

Im zweiten Kapitel sollen sich die Schüler mit dem Wandel der Arbeitswelt kritisch auseinan-dersetzen. Anhand einer Grafik erarbeiten sie zentrale Begriffe dieses Wandels und recher-chieren die wesentlichen Veränderungen in der Arbeitswelt vom 19. Jahrhundert bis heute.

Anhand eines Schemas werden die Arbeitser-gebnisse besprochen und überprüft.

Ein schon heute auch in den Industrienationen immer häufiger anzutreffendes Phänomen sind die atypischen Beschäftigungsformen. Die ne-gativen Folgen dieser Art der Beschäftigung werden erarbeitet und bewertet.

Zur Vertiefung bzw. Wiederholung dient im Anschluss eine Folge der Wissenschaftssendung „Planet Wissen“, die sich mit der Arbeit der Zu-kunft beschäftigt.

Eine Statistik veranschaulicht die Veränderun-gen auf dem Arbeitsmarkt zwischen 2005 und 2015 und wagt eine Prognose für das Jahr 2025.

Welche Veränderungen die Digitalisierung mit sich bringt, zeigen die neu entstandenen oder im Entstehen begriffenen Berufe.

Ein weiterer Zeitungsartikel beschreibt schließ-lich die Veränderungen der realen Arbeitswelt und die Folgen für die Berufswahl junger Men-schen.

Arbeiten 4.0 – die Veränderungen in der Arbeitswelt/M7 (Arbeitsblatt)

Lösungsvorschläge/M8a und b sowie M9a bis c

Entwicklungsstufen der Arbeit/M10 (Schema)

Atypische Beschäftigungsformen/M11a und b (Zeitungsartikel)

Arbeit der Zukunft/M12 (YouTube-Clip)

Die Veränderungen der Arbeitswelt/M13 (Statistik)

Digitalisierung bringt neue Aufgaben: Ingenieure und IT-Berufe mit Zu-kunft/M14a und b (Zeitungsartikel)

Digitalisierung bis Demografie: Wie sich die Arbeitswelt wandelt/M15a bis c (Zeitungsartikel)


(c) Mediengruppe Oberfranken – Fachverlage GmbH & Co. KG Seite 2

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Teil 5: Wirtschaft


Tipp:

• Keese, Christoph: Silicon Germany – Wie wir die digitale Transformation schaffen, Knaus Verlag, München 2016

• Beise, Marc und Schäfer, Ulrich: Deutschland digital, Campus Verlag, Frankfurt a. M. 2016• Kollmann, Tobias und Schmidt, Holger: Deutschland 4.0. Wie die Digitale Transformation gelingt,

Springer Gabler, Wiesbaden 2016

Internet:

• Studie „Arbeiten 4.0“ des Arbeitsministeriums zur Zukunft der Arbeit (2016): https://www.bmas.de/DE/Service/Medien/Publikationen/a883-weissbuch.html?nn=67546

Autor: Wolfgang Sinz, Studiendirektor, geb. 1967, studierte Politologie, Geschichte und katholi-sche Religion an der Universität Freiburg. Er ist seit 1996 im Schuldienst des Landes Baden-Würt-temberg und unterrichtet derzeit die Fächer Gemeinschaftskunde, Wirtschaft, Geschichte und ka-tholische Religion am Gymnasium Neuenbürg. Seit 2010 ist er Fachleiter für Gemeinschaftskunde und Wirtschaft am Staatlichen Seminar für Didaktik und Lehrerbildung (Gymnasien) in Karlsruhe. Zusammen mit Ulrike Seitz gibt er die Ideenbörse Sozialkunde/Politik heraus.



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Anmerkungen zum Thema:

Kaum andere Begriffe werden in Bezug auf die Verände-rungen in der Arbeitswelt in letzter Zeit so häufig be-nutzt wie die Schlagworte „Digitalisierung“ bzw. „In-dustrie 4.0“.

(Abb.: © Coloures-Pic – fotolia.com)

Jede Stufe der industriellen Revolution – beginnend mit der Einführung mechanischer Pro-duktionsanlagen mithilfe von Wasser- und Dampfkraft Mitte des 18. Jahrhunderts bis hin zur vierten Stufe seit Beginn des 21. Jahrhunderts – brachte einschneidende Veränderungen mit sich.

Schon heute gibt es viele Praxisbeispiele gelungener Umsetzung für die Industrie 4.0. Gera-de junge Menschen sind mit vielen Bereichen der Industrie 4.0 heute schon vertraut. Begriffe wie Cloud Computing, Big Data oder 3D Printing sind ihnen geläufig.

Darüber hinaus bringt die Digitalisierung der industriellen Arbeitswelt vielfältige Änderungen mit sich. So werden unter dem Schlagwort „Industrie 4.0“ unter anderem Vernetzung, intelligente Systeme, Da-tenverfügbarkeit und das Zusammen-spiel von Mensch und Maschine zusam-mengefasst.

Ein wesentlicher Punkt ist dabei der Begriff Arbeiten 4.0. Der Wandel des Normalarbeitsver-hältnisses sowie der demografische Wandel werden die Arbeitswelt heutiger Schüler grundle-gend verändern.

Die Möglichkeiten und Anforderungen der Digitalisierung lassen neue Berufe entstehen, andere werden dagegen marginalisiert. Daten-Detektive, Data Scientists, Netzwerk-Spezialisten oder DevOps und NetOps werden Berufe der Zukunft sein.

Gleichzeitig werden aber Geringqualifizierte immer größere Schwierigkeiten haben, einen si-cheren Arbeitsplatz zu bekommen. Schon heute gibt es in Industrieländern zunehmend mehr aty-pische Beschäftigungsverhältnisse: Menschen arbeiten nach Bedarf bzw. Auftragslage. Für sie wird es immer schwerer, einen Kredit aufzunehmen oder eine Versicherung abzuschließen. Ihr Ver-dienst liegt oftmals signifikant unter dem von fest angestellten Arbeitnehmern.

Daneben wird sich die Arbeitswelt aber auch auf einer anderen Ebene verändern. Infolge des Fach-kräftemangels werden qualifizierte Mitarbeiter anspruchsvoller, die Präsenzkultur wird sich abschwächen und es werden andere Werte wichtig, wenn immer mehr Arbeit automatisiert wird.

Auf jeden Fall bedeuten die Veränderungen durch die Digitalisierung eine erhebliche Veränderung für die berufliche Ausbildung der heutigen Schülergeneration.



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In der zweiten industriellen Revolution hielten Arbeitsteilung, die Standardisierung der Produkte und damit die Massenproduktion Einzug. Dies ermöglichte Preissenkungen, die einen entspre-chenden Nachfrageanstieg nach sich zogen. Die dritte industrielle Revolution zielte auf eine weitere Effizienzsteigerung einhergehend mit einer höheren Produktqualität.

Das Ziel von Industrie 4.0 ist nun die Ablösung von Massenprodukten durch sogenannte mas-senindividualisierte Produkte. Die Überlegung ist, dass ein typischer Kunde ein individuell auf seine Bedürfnisse zugeschnittenes Produkt einem Massenprodukt vorzieht – sofern es einen ähnlichen Preis und mindestens die gleiche Qualität aufweisen kann. Um individuelle Produkte herzustellen, müssen Produktionsanlagen digital und vernetzt sein. Auch Autonomie und Offen-heit der Systeme sind Voraussetzungen, die solche Anlagen vorweisen müssen.

Erhöhte Effizienz statt Individualisierung

Der vollständige Schritt zu Industrie 4.0 erfordert proaktiv agierende Maschinen, um die selbst organisierte Fertigung individueller Produkte zu erreichen. Doch auch eine schrittweise Digita-lisierung der Prozesse kann das eigene Unternehmen für zukünftige Anforderungen vorberei-ten. Denn die Herstellung massenindividualisierter Produkte ist nicht in jedem Bereich gleich attraktiv und sinnvoll. Für manche Unternehmen liegt das digitale Optimum möglicherweise unterhalb einer vollständigen Industrie-4.0-Lösung.

Beispiel Automobilindustrie: Die Individualisierungsrate ist hier für den Endkunden heute schon sehr hoch. Er kann aus verschiedenen Fahrzeugtypen und unzähligen Ausstattungsmöglich-keiten seinen quasi individuellen Pkw zusammenstellen. Ein deutlicher zusätzlicher Kaufanreiz durch eine weitere Stufe der Individualisierung ist hier wohl eher gering. Außerdem ist die Spezifikation eines individuellen Produkts durch den Endkunden nicht in jedem Bereich leicht zu erreichen. Die Herstellung massenindividualisierter Produkte erfordert den kundenseitigen Willen und die Fähigkeit, entsprechende Vorgaben zu machen.

Die Implementierung von Digitalisierungsprozessen kann jedoch dabei helfen, andere wichtige Ziele zu erreichen: beispielsweise eine höhere Effizienz durch präventive Wartung der Maschi-nen, die Gewährleistung einer höheren Auslastung oder eine selbstständige Reorganisation der Maschinen bei einem Produktionsausfall. Sollte sich ein Unternehmen also aufgrund von detail-lierten Analysen gegen bestimmte Aspekte von Industrie 4.0 entscheiden, kann dies dennoch der goldrichtige Entschluss sein.

Der Autor dieses Gastbeitrags ist geschäftsführender Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Ex-perimentelles Software Engineering in Kaiserslautern, Präsident der Gesellschaft für Informatik und Mitglied im rheinland-pfälzischen Landesrat für digitale Entwicklung und Kultur.

(von Peter Liggesmeyer, aus: Die Welt vom 11.07.2017)

Arbeitsaufträge:

1. Recherchiert eine Definition des Begriffs Industrie 4.0.2. Erstellt ein Schema mit den einzelnen Stufen der industriellen Revolution. 3. Nennt die im Text genannten Vor- und Nachteile sowie Anforderungen an Mensch und Maschine

durch die Industrie 4.0.4. Diskutiert, welche Folgen diese Entwicklung für eure eigene Berufswahl haben könnte.



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Lösungsvorschläge zu M1, Arbeitsauftrag 1

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1. Allgemein: „Industrie 4.0“ ist ein Marketingbegriff, der auch in der Wissenschaftskom-munikation verwendet wird, und steht für ein „Zukunftsprojekt“ (so die Hightech-Strategie-Website) der deutschen Bundesregierung. Die sog. vierte industrielle Revolution, auf welche die Nummer verweist, zeichnet sich durch Individualisierung (selbst in der Serienfertigung) bzw. Hybridisierung der Produkte (Kopplung von Produktion und Dienstleistung) und die In-tegration von Kunden und Geschäftspartnern in Geschäfts- und Wertschöpfungsprozesse aus. Wesentliche Bestandteile sind eingebettete Systeme sowie (teil-)autonome Maschinen, die sich ohne menschliche Steuerung in und durch Umgebungen bewegen und selbstständig Entschei-dungen treffen, und Entwicklungen wie 3D-Drucker. Die Vernetzung der Technologien und mit Chips versehenen Gegenstände resultiert in hochkomplexen Strukturen und cyber-physischen Systemen (CPS) bzw. im Internet der Dinge.

2. Anwendungsfelder: Neben der Fabrikation gehören Mobilität, Gesundheit sowie Klima und Energie zu den strategisch wichtigsten Anwendungsfeldern der Industrie 4.0. Damit spielt eine hochmoderne, roboterbasierte Fahrzeugproduktion (Smart Factory und Smart Production) ebenso eine Rolle wie die Weiterentwicklung und Vernetzung von Fahrerassistenzsystemen und selbstständig fahrenden Autos, die Daten sammeln und an Werkstätten und Hersteller schicken. Operations-, Pflege-, Therapie- und allgemein Serviceroboter ergänzen menschliche Fachkräfte. Sie sind besonders präzise respektive ausdauernd und können rund um die Uhr relevante Infor-mationen auswerten. Die elektronische Patientenakte erspart Redundanzen in der Behandlung und kann für automatisierte Benachrichtigungen eingesetzt werden, und auch medizinische Smartwatches, intelligente Pillen und die individualisierte Medizin eröffnen neue Perspektiven. Smart Grid revolutioniert das Energiemanagement und verbindet kleine und große Energiever-sorger und unterschiedlichste -systeme.

3. Kritik und Ausblick: Als Marketingbegriff entzieht sich „Industrie 4.0“ – wie „Web 2.0“ und „Web 3.0“ – ein Stück weit einer wissenschaftlichen Präzisierung. Die Frage ist, was man zur Industrie zählt, was als Industrialisierung bezeichnet werden und ob Industrialisierung (die mit Kommerzialisierung verbunden sein mag) ein wertendes Konzept bedeuten kann. Vorteil-haft sind u.a. Anpassungs- und Wandlungsfähigkeit, Ressourceneffizienz, Verbesserung von Ergonomie und Erhöhung von (bestimmten Formen der) Sicherheit. Nachteilig ist, dass die komplexen Strukturen der Industrie 4.0 hochgradig anfällig sind. Autonome Systeme können sich falsch entscheiden, entweder weil sie unpassende Regeln befolgen oder Situationen und Vorgänge unkorrekt interpretieren. Sie können Menschen verletzen und Unfälle verursachen, was die soziale Robotik allerdings gezielt zu bekämpfen versucht. Automatisierte Entscheidun-gen in moralischer Hinsicht, mithin die damit zusammenhängenden Probleme, sind Thema der Maschinenethik. Die Informationsethik beschäftigt sich damit, dass die Systeme manipuliert und gehackt werden können, dass sie falsche Daten benutzen und falsche Informationen liefern und in feindlicher Weise übernommen werden können. In selbstständig fahrenden Autos und in vernetzten Häusern (Smart Living) werden wir zu gläsernen Bürgern, angesichts medizinischer Roboter und elektronischer Akten zu gläsernen Patienten. Die Arbeitsethik kommt hinzu, wenn es um die Ersetzung von Arbeits- und Fachkräften durch (teil-)autonome Maschinen geht.

(aus: http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Definition/industrie-4-0.html)



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Das komplette Material finden Sie hier:

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