Prof. Dr. Markus Schmitz, Prof. Dr. Joachim Möller, Dr ......2015/02/04 · Die Evolution zu...

Industrie 4.0 und der Arbeitsmarkt

Prof. Dr. Markus Schmitz, Prof. Dr. Joachim Möller, Dr. Roland Deinzer

Industrie 4.0 © Bundesagentur für Arbeit Seite 2

Agenda

Die Entwicklungsschritte zur Industrie 4.0

Die Perspektive der Wissenschaft

Die Perspektive des Arbeitsmarktmanagements

Herausforderungen für die Wirtschaft-, Bildungs- und

Arbeitsmarktpolitik


Die Evolution zu Industrie 4.0 in der Produktion

Von Industrie 1.0 bis Industrie 4.0

1800 1900 2000 Zeit

Grad der Komplexität

Erste Industrielle Revolution

durch Einführung mechanischer Produktions- anlagen mithilfe von Wasser- und Dampfkraft

Zweite Industrielle Revolution

durch Einführung arbeitsteiliger Massen- produktion mithilfe von elektrischer Energie

Dritte Industrielle Revolution

durch den Einsatz von Elektronik und IT zur weiteren Automatisierung der Produktion

Vierte Industrielle Revolution

auf Basis von cyber- physischen Systemen

Erster mechanischer Webstuhl, 1784

Erstes Fließband, Schlachthöfe von Cincinnati, 1870

Erste Speicher- programmierbare Steuerung (SPS) Modicon 084, 1969

Heute

Quelle: DFKI (2011)


Die Zukunft der Industrie:

Industrie 4.0 – drei Kernelemente

Produktionsnetzwerke

Flexible Wertschöpfungsketten mit

unternehmensübergreifenden,

in Echtzeit verfügbaren Informationen

1

Verschmelzung virtueller mit realer Welt

Integration von Produktdesign und

Produktions-Engineering für reduzierte

Markteinführungszeiten

2

Cyber-Physical Systems (CPS)

Modulare Produktionseinheiten

mit vollständigem und

konsistentem virtuellen Abbild

3

Cyber-Physical Systems


Die Herausforderungen in der Industrie wachsen weltweit

Effizienz steigern Time-to-Market

verkürzen Flexibilität erhöhen

• Kürzere

Innovationszyklen

• Komplexere Produkte

• Größere

Datenvolumina

• Individualisierte

Massenfertigung

• Volatile Märkte

• Hohe Produktivität

• Energie- und

Ressourceneffizienz

als entscheidende

Wettbewerbsfaktoren

Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit

Der Wandel in der Produktion erfolgt schneller als je zuvor


Agenda





Arbeitsmarktpolitik


Dave Brooks:

„Im 19. und 20. Jahrhundert haben wir Dinge produziert:

Getreide, Stahl, Autos. Zukünftig werden wir Programme

(„protocols“) herstellen: Sets von Anweisungen.“

Quelle: New York Times 11.01.2010

Beispiele:

▬ Software: Abfolge von Anweisungen

▬ Neue Medikamente: Anweisungen für die Organisation

bestimmter chemischer Komponenten

▬ Automobile: Entscheidend das technische Wissen, das

in Entwicklung und Design der Fahrzeugteile steckt

Hintergrund: Transformation zur Wissensgesellschaft: (The protocol society)


Regionen oder Länder dann erfolgreich, wenn sie innovative

„Programme“ (Protocols) herstellen und nutzen lernen.

Entscheidend:

▬ Ein gutes „Betriebssystem“ (Gesetze, Regulierungen, Eigentumsrechte, Rechtssicherheit)

▬ Attraktivität für kreative, innovative Personen (Aufbau innovativer Milieus, Entwicklung weicher Standortfaktoren …)

Literatur: Arnold Kling, Nick Schulz, “From Poverty to Prosperity”, 2009.

Konsequenzen


▬ Generell steigende Wissensintensität, Komplexität,

Flexibilitätserfordernis

▬ Soft Robotics: neue Möglichkeiten der Mensch/Maschine-

Interaktion

Potenzial für Produktivitätssteigerungen in der Fertigung

Interaktive (manuelle und kognitive)Tätigkeiten betroffen

▬ Erweiterung der Rationalisierbarkeit

Auch komplexe Tätigkeiten, die sich quantifizieren, digitalisieren und

analytisch standardisieren lassen, prinzipiell betroffen

CPS könnten auf die gesamte Arbeitswelt ausstrahlen


Beschäftigung und Arbeitslosigkeit

▬ Auswirkungen auf die Höhe der Arbeitskräftenachfrage

(Produktivitäts- und Rationalisierungsschub?

Neue Freisetzungswellen oder neue Bedarfe?)

▬ Interferenzen mit demographischem Wandel

(Abmilderung oder Verstärkung von Fachkräfteengpässen?)

Beschäftigungsstruktur

▬ Veränderung der Struktur der Qualifizierungsbedarfe (Polarisierung?)

▬ Neue Tätigkeitsmuster, neue Berufsbilder

(Welche Trends absehbar?)

Mögliche Wirkungskanäle (1 von 2)


Dynamik des Arbeitsmarktes

▬ Strukturwandel

(Jobverluste im Verarbeitenden Gewerbe?)

(Stärkere Verbindungen von Industrie und hochwertigen Dienstleistungen wie

IT, Logistik, Beratung, Design?)

▬ Flexibilitätserfordernisse am Arbeitsmarkt

(Anstieg der externen und/ oder internen Flexibilität? Neue Gründungswelle?)

Dynamik der regionalen Entwicklung

▬ Räumliche Konzentration von Wissensträgern

(Herausbildung von smart regions? Auswirkungen auf internationale

Arbeitsteilung, Verlagerung?)

▬ Räumliche Disparitäten

(Divergenz? Werden strukturschwache Regionen abgehängt?)

Mögliche Wirkungskanäle (2 von 2)


Tätigkeiten

▬ Rückgang von standardisierten, repetitiven, manuellen Tätigkeiten

▬ Zunahme von kreativen, planerischen, steuernden, kommunikativen,

interaktiven Tätigkeiten

Qualifikationen, Qualifikationsstruktur

▬ Veränderung der Bedarfe an Gering-, Mittel- und Hochqualifizierten

▬ Entwicklung des Weiterbildungsbedarfs, Lebenslanges Lernen

▬ Höhere Spezifität der Jobs, Bedeutung einer passgenauen Vermittlung

Flexibilität und Mobilität

▬ Schnelle Reaktionsfähigkeit: Hohe innerbetriebliche Flexibilität

▬ Stärkung der betriebsnahen Qualifikation, Training-on-the-Job

Strukturveränderungen


Tätigkeiten bisher zukünftig

Routine -- ---

Manuell -- ---

Standortgebunden + ?

Kreativ ++ +++

Personenbezogen/

interaktiv ++ ?

Flexibel + +++

Beschäftigungstrends für verschiedene Tätigkeitstypen


Arbeitsorganisation und –gestaltung in der Smart Factory:

Chancen für …

… eine stärkere Eigenverantwortung und Selbstentfaltung der

… eine partizipative Arbeitsgestaltung

aber Notwendigkeit …

… das Lernen fördernder Arbeitsorganisation

… arbeitsplatznaher Weiterbildung

… lebensbegleitender Qualifizierungsmaßnahmen

„Keine Industrie 4.0 ohne Arbeitswelt 4.0“

Arbeitnehmer


Industrielle Revolution:

▬ Arbeitsteilung und Fließbandproduktion begünstigen Geringqualifizierte

▬ „Computerisierung“ führt zu mehr Bedarf an Qualifizierten und

Hochqualifizierten; Geringqualifizierte sind die Verlierer!

▬ „CPS“: Steigende Bedeutung höherwertiger Tätigkeiten

weitere Begünstigung der Höher- bzw. Hochqualifizierten

▬ Möglicherweise zugleich Substitution von Tätigkeiten im mittleren

Qualifikationsbereich durch einfache Tätigkeiten

Polarisierung?

Veränderung der Qualifikationsbedarfe


These 1: Es kommt zu tiefgreifenden Veränderungen in den

Qualifikations- und Tätigkeitsmustern.

These 2: Der Bedeutungsgewinn von Mensch-Maschine Inter-

aktionen bedingt einen zusätzlichen (permanenten)

Weiterbildungs- und Umschulungsbedarf.

These 3: Die Verbindungen zwischen dem Verarbeitenden

Gewerbe und höherwertigen Dienstleistungen werden

enger.

These 4: Industrie 4.0 wird zu mehr strukturellem Anpassungs-

bedarf führen; dies könnte auch verstärkte externe

Flexibilität notwendig machen.

Auswirkungen von Industrie 4.0 auf den Arbeitsmarkt: 10 Thesen (1 von 3)


These 5: Industrie 4.0 wird regional sehr unterschiedliche

Auswirkungen haben; es sind stärker regionalisierte

Strategien erforderlich.

These 6: Die Entwicklung von smart regions mit einer hohen

Konzentration von Wissensträgern könnte die

regionalen Disparitäten verschärfen.

These 7: Das hohe Potenzial an Produktivitätsgewinnen in

bestimmten Bereichen könnte helfen, Fachkräfte-

engpässe im unteren/mittleren Bereich zu ent-

schärfen; höherqualifizierte Kräfte im MINT Bereich

werden voraussichtlich stärker gesucht.



These 8: Industrie 4.0 könnte eine neue Gründungsdynamik bei

den KMU auslösen.

These 9: Industrie 4.0 könnte zu einem Produktivitätsschub in

innovativen Produktfeldern führen.

These 10: Industrie 4.0 bietet gerade für die bayerische

Unternehmenslandschaft deutlich mehr Chancen als

Risiken.



Agenda





Arbeitsmarktpolitik


Zentrale Fragestellungen

Wie werden wir in Zukunft arbeiten?

Was sind die

Chancen?

Was sind die

Risiken?

Konsequenzen für Ausbil-dung und Qualifizierung


Wie werden wir in Zukunft arbeiten?

„Alles was digitalisiert werden kann, wird digitalisiert“ (C. Fiorina)

Künstliche Intelligenz (KI) + Big Data steigern Produktivität enorm

Arbeitswelt 4.0

Flexible Arbeit KI + Big Data unterstützen/

ersetzen Arbeit

Crowdworking Werkverträge

Grenzen verschwimmen

Virtuelle Netzwerke

smart factory

Virtuelle Arbeit

Qualifikatio-nen und

Kompetenzen


Die Arbeitswelt 4.0 – Chancen

Intelligente Maschinen übernehmen

unangenehme Arbeit

Digitalisierung mildert Fachkräfteeng-

pässe und demografischen Wandel

Keine Beschäftigungsverluste,

Entstehen neuer Berufsbilder

Hohe individuelle Autonomie und

Selbstverwirklichung im Job

Neue Innnovations- und Gründungs-

dynamik bei KMU

Chancen für Langzeitarbeitslose (LZA)


Die Arbeitswelt 4.0 – Risiken

Technologische Arbeitslosigkeit,

Beschäftigungsverluste,

steigende LZA

„Gläserne“ Mitarbeiter

Steigende (Lohn)ungleichheit

und Jobunsicherheit

Wegfall von arbeitsrechtlichen Vorschriften?

Arbeitsschutz? Soziale Absicherung?

Verschärfung regionaler Disparitäten durch smart regions

Grenzen zwischen Arbeitszeit und Freizeit verschwimmen


Was könnte dieser Wandel für den Arbeitsmarkt und die BA bedeuten?

Bei gleichbleibender ALO-Dauer wachsender ALO-Bestand

Veränderte Qualifikationen und Kompetenzen nötig

Weniger „klassische“ Arbeitgeber, weniger Beitragseinnahmen + Beitragszahler

Weniger svB, mehr Crowdworker/Freelancer

Unterstützung durch Künstliche Intelligenz (KI) und Big Data

Intelligente Online-Plattformen für Matching und Rekrutierung


Erwartete Eigenschaften der Mitarbeiter in der Arbeitswelt 4.0

Weitgehend autonome Organisation von Wertschöpfungsketten

Menschliche Arbeitskraft bekommt grundlegend neue Aufgaben

Stellen-/Funktionsbeschreibungen ändern sich

Quellen: W. Jäger 2013; P. Körner, Personalwirtschaft 07/2014: 23


Die Arbeitswelt 4.0 erfordert eine Qualifikation 4.0

Interaktion mit intelligenten Maschinen

und zunehmende Automation erfordert

andere Fähigkeiten

Weniger (formale) Qualifikationen,

mehr Kompetenzen

Wissensvermittlung in beruflicher

Aus- und Weiterbildung ändert sich

Beispiel Weidmüller Akademie:

• „Fast Verticals“ (Fachschulungen 3-4 Tage)

• „Continuous Horizontals“ (längerfristiges

kompetenzbasiertes Lernen)

Quelle: W. Jäger 2013


Qualifikation 4.0: Neue Herausforderungen für die berufliche und akademische Aus- und Weiterbildung

Quellen: In Anlehnung an W. Jäger 2013; Forschungsunion/acatech 2013: 59-62

Veränderungsdruck auf Qualifizierung, Aufgaben- und Kompetenzprofile „breitere“ Handlungsfelder

durch Zusammenwachsen von Disziplinen

Grenzen standardisierter Ausbildung durch Vielfalt möglicher Einsatzgebiete

Unternehmen immer stärker Bildungspartner

arbeitsplatznahe Weiterbildung

steigende Anforderungen an Metakognitions- und soziale Kompetenzen durch zunehmende Verzahnung

systematische Kompetenzbewertung

Vermittlung zwischen beruflicher und akademischer Bildung sowie Aus- und Weiterbildungssystemen

professionelle Erwachsenenbildung

globales Denken und „interdisziplinäre“ Fähigkeiten vor Spezialistentum

ganzheitliches Organisationsverständnis

lernförderliche Arbeitsorganisation – lebenslanges Lernen

Anerkennung (fachfremder) Qualifikationspotentiale durch Standards für non-formale und informale Bildung

„Master und Meister“

Digitale Bildung

Fachliche Flexibilität


Agenda





Arbeitsmarktpolitik


Bayern verfügt über gute Ausgangsbedingungen: „Stärken stärken“

▬ Führende und innovative

Produktionsunternehmen in der Region

▬ Qualifikations- und Kompetenzprofile

der Arbeitnehmerschaft

Standortfaktoren

Ausprägungen

▬ Robuste Wirtschafts- und Beschäftigungsstruktur

5,1 Mio. sozialversicherungspflichtig Beschäftigte, davon 1,4 Mio. im verarbeitenden

Gewerbe in Bayern

Von 30 DAX-Unternehmen haben 8 ihren Sitz in Bayern (adidas, Allianz, BMW,

Fresenius Medical Care, Linde, Infineon Technologies, Munich Re, Siemens)

Bayern weist die meisten Patentanmeldungen auf (aktueller Stand 2013)

▬ Vielseitige Förderung von Innovation und Kreativität

Innovationscluster des Fraunhofer-Instituts

Clusteroffensive Bayern der bayerischen Staatsregierung

Nord- und Südbayerninitiative, Bayern Digital

Spitzencluster des Bundesministeriums für Bildung und Forschung

Europäischer Fonds für regionale Entwicklung in Bayern (Förderbereich 1)

▬ Bewährtes Bildungssystem

▬ Gezielte Struktur- und

Innovationsförderung


Wer Industrie 4.0 mit gestaltet, wird die Standards mit definieren und davon profitieren

Struktur- und

Innovationspolitik

▬ neuer Schub für bestehende Clusterinitiativen,

klare Bestärkung für Bayern Digital

▬ Aufsetzen gezielter Innovationsförderung für

Industrie 4.0 (Produktion „embedded systems“)

Gestaltung

der

Standards

Bildungspolitik

▬ Neue quantitative + qualitative

Schwerpunkte in der Weiterbildung

▬ Kompetenzbasierte, modularisierte

Angebote

▬ Digitale Kompetenz als Kultur-

technik

▬ Innovative Curricula der

Bildungssysteme

Arbeitsmarktpolitik

„Qualifikation schafft Flexibilität“


Ansätze der BA zur Bewältigung der Herausforderungen von Industrie 4.0

▬ Individuelle Dienstleitungen – Flexible Prozesse

▬ Beratungskompetenz

▬ Neue Definition von Weiterbildung

▬ Talentmanagement

▬ Vernetzung

▬ Digitalisierung


Back-up


Vielfalt und Komplexität in Produktion steigen rasant

Beispiel Automobilindustrie

Motoren 11

Getriebe 3

Karossen 2

Fahrwerke 4

Reifen-/Felgen-Kombinationen 10

Farben 45

Multimediasysteme 11

Telefonoptionen 6

Assistenzsysteme 15

Weitere frei wählbare Optionen 43

Konfigurationsmöglichkeiten

VW Golf

Mehrere Billionen Kombinationsmöglichkeiten1

Quelle: Volkswagen Konfigurator VW Golf, 1abgeschätzt


Kernelement 3:

Cyber-Physical Systems (CPS)

Das digitale Modell ist immer aktuell und wird über den gesamten

Lebenszyklus erweitert

• Software / Informatik

• Mechanik

• Elektrik, Elektronik

• Automatisierung, HMI

• Safety, Security

• Maintenance

Cyber-Physisches System (CPS)

Physische

Produktionseinrichtung

Digitales Modell

• Ortsangabe,

Identität

• Zustand

• SW-Version

• Schnittstellen

• …

Enthält alle Informationen über…

Services Produktions-

ausführung Produktions-

planung

Produkt-

design

Produktions-

Engineering

+


Kernelement 2: Virtuelle und reale Fertigungswelt verschmelzen mit Produkten unserer Digital Enterprise Plattform

TIA Totally

Integrated

Automation

PLM Product

Lifecycle

Management

Design und virtuelle

Produktion

Reale Produktion

Produktions- planung

Produktions- Engineering

Produktions- ausführung

Produkt- design

Prof. Dr. Markus Schmitz, Prof. Dr. Joachim Möller, Dr ......2015/02/04 · Die Evolution zu...

Documents

Transcript of Prof. Dr. Markus Schmitz, Prof. Dr. Joachim Möller, Dr ......2015/02/04 · Die Evolution zu...