CPPS kombinieren einen hohen Automatisierungsgrad mit flexiblen Produktionsmöglichkeiten in Form von veränderbaren Systemkonfigurationen. CPPS sind in der Lage, die meisten Routine- und sogar klar definierte Nichtroutine-Situationen automatisch zu lösen. Wenn die Komplexität zunimmt, muss der Mensch eingreifen und undefinierte Nichtroutine-Situationen lösen. Kompetentes Handeln in einem derart flexiblen und komplexen Arbeitsumfeld erfordert Kenntnisse und Fähigkeiten im Umgang mit diesen Situationen. Aufgrund der eingeschränkten Möglichkeiten, manuell mit dem System zu arbeiten, fehlt es an Gelegenheiten, entsprechende Kompetenzen zu entwickeln. Daraus ergibt sich die Forderung nach einer Arbeitsumgebung, die ausreichenden Zugang zu den benötigten Informationen und Werkzeugen bietet, um die komplexen Aufgabenanforderungen zu erfüllen. Die Entwicklung solcher Arbeitsumgebungen wird immer wichtiger, da die Bediener die Lücken zwischen den begrenzten Systemfähigkeiten und den dynamischen Anforderungen des realen Betriebs überbrücken müssen. CPPS sollen neue Wege zur Gestaltung von Arbeitsumgebungen eröffnen, die die Entwicklung und Aufrechterhaltung von Kompetenzen unterstützen. Frühere Forschung in diesem Bereich, wie die Operator 4.0-Typologie (Romero et al., 2016), bietet dafür einen Ausgangspunkt. Um das Potenzial z.B. der Operator 4.0-Typologie zu nutzen, bedarf es jedoch eines fortgeschrittenen Verständnisses der Beschränkungen der physischen, sensorischen und kognitiven Fähigkeiten des Menschen in komplexen soziotechnischen Arbeitsumgebungen.
Drei unserer Doktoranden (Sebastian Lorenz, Franziska Keßler und Felix Miesen) arbeiten innerhalb dieses Clusters und decken ein breites Spektrum an Forschung zu Kompetenzen und Interaktionen mit CPPS ab. Zusammengefasst konzentriert sich ihre Forschung auf Aspekte der Bereitstellung von Informationen, Orientierung, Unterstützung und Feedback innerhalb von CPPS, um menschliche Handlungsfähigkeit und kompetentes Handeln zu fördern sowie Kompetenzverfall zu vermeiden. In ihrer Arbeit kombinieren sie Erkenntnisse und Ansätze aus der Verfahrenstechnik, der Agrartechnik sowie der Kognitions- und Instruktionspsychologie, um Methoden zu erforschen, die

• Informationen (oder Zugang zu Informationsressourcen) und Werkzeuge, die helfen, relevante Systemzustände zu erkennen und geeignete Maßnahmen auszuwählen
• Unterstützung für das Verständnis von kausalen Beziehungen und Strukturen eines CPPS
• Unterstützung für den Aufbau eines mentalen Modells von CPPS

Für weitere Informationen und spannende Einblicke in die Forschung in diesem Cluster besuchen Sie bitte die entsprechenden Projektseiten:

• How do conducive forms of interaction improve the handling of requirements in cyber-physical systems? (Sebastian Lorenz)
• Support problem solving in CPPS: On the role of abstract mental representations of key causel models (Franziska Kessler)

• Design & Evaluation of Interactive Assistance on Competency Development in Modular Process Plants as an Example of CPPS (Felix Miesen)