DiWan - Digitaler Wandel in der Werkstoffprü­fung: Voraussetzungen für die Bewältigung des Paradigmenwech­sels durch Unternehmen

Zukunft der Arbeit: Mittelstand – innovativ und sozial

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Veränderungen wie die Digitalisierung und die Globalisierung sowie gesellschaftliche Entwick­lungen wie der demografische Wandel führen zu einem tiefgreifenden Umbruch der Arbeitswelt. Das  Anliegen der Fördermaßnahme „Zukunft der Arbeit: Mittelstand – innovativ und sozial“ ist es, neue Konzepte und Werkzeuge der Arbeits­gestaltung und -organisation in und mit mittelständischen Unternehmen zu entwickeln. Die unter Berück­sichtigung arbeitswissenschaft­licher Erkennt­nisse erzielten Ergebnisse sollen Gestaltungsmöglich­keiten liefern, die für die Zukunft der Arbeit zum Standard werden können. Die direkte Verwertbarkeit in Unternehmen und Organisationen und damit  die Entfaltung einer gesellschaftlich relevanten Wirkung sind wesentliche Ziele. Dazu werden die Forschungsergebnisse in direkter Zusammenarbeit mit mittelständischen Unternehmen erprobt und über pilothafte Umsetzungen breit in die betriebliche Praxis in Deutschland überführt. Damit stehen die Belange von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) im besonderen Fokus.

Ein kurzes Video verdeutlicht die Problemlage, die im Rahmen des Projektes zu bearbeiten war.

Digitaler Wandel in der Werkstoffprüfung: Werkstoffprüfung 4.0

Wird bei der Herstellung eines Bauteils, z.B. für ein Flugzeugtriebwerk, ein neuer Produktionsprozess eingesetzt, so stellt der Werkstoffprüfer sicher, dass die Materialeigenschaften den Anforderungen an das Bauteil entsprechen. Vielfach lässt sich das Vorgehen bei der Werkstoffprüfung nicht wie ein „Kochrezept“ planen. Um das „Innere“ eines Werkstoffs sichtbar zu machen, sind zeitintensive Arbeitsschritte erforderlich, die für neue Werkstoffkombination erst einmal erprobt werden müssen. Dies steht im Widerspruch zu den extrem verkürzten Taktzeiten im produzierenden Gewerbe. Hier bietet der digitale Wandel Potentiale für die Werkstoffprüfung. Durch intelligente Assistenzsysteme rückt die wertschöpferische Kompetenz der Werkstoffprüfer – bei der sie vor allem als Berater den Prozessentwicklern zur Seite stehen - in den Vordergrund und trägt zur Attraktivitätssteigerung dieses Berufsfeldes bei. Im Forschungsprojekt DIWAN wird ein digitales Assistenzsystem entwickelt. Es besteht aus einem elektronischen Laborbuch, einer digitalen Auftragsverwaltung und einer anhand von Schlüsselbegriffen durchsuchbaren Material- und Wissensdatenbank. Dadurch sind zukünftig die erforderlichen Arbeitsschritte zur Vorbereitung einer Materialanalyse anhand von abrufbarem Erfahrungswissen deutlich effizienter und ohne Irrwege plan- und durchführbar. Hierzu werden vorhandene Daten- und Wissensbestände gesichtet sowie Befragungen zu derzeitigen Werkstoffprüfprozessen und Arbeitsbedingungen durchgeführt. Auf dieser Basis wird ein Pflichtenheft für das geplante Assistenzsystem erarbeitet. Die zu entwickelnde Software muss die so formulierten Anforderungen erfüllen und für branchenspezifische Laboranwendungen erweiterbar sein. Der gesamte Entwicklungsprozess erfolgt unter umfassender Einbeziehung der potenziellen Nutzer in den Pilotunternehmen, z. B. in moderierten Workshops. Mit den Pilotunternehmen wird ein Prototyp erarbeitet und iterativ weiterentwickelt. Parallel werden Konzepte für den Erfahrungsaustausch und die Mitarbeitermotivation entwickelt, wie das eigene Wissen für andere bereitzustellen ist. Durch DIWAN entsteht erstmalig die Möglichkeit, das vorhandene Erfahrungswissen in der Werkstoffprüfung nachhaltig zur Verfügung zu stellen und kontinuierlich zu erweitern. Die Facharbeit der Werkstoffprüfer wird aufgewertet, ohne durch Arbeitsverdichtung, Informationsüberflutung oder unangepasste IT-Funktionen belastet zu werden. Die Projektergebnisse werden in Form von Handlungsempfehlungen, Weiterbildungsangeboten und Beratungsleistungen aufbereitet und mit Erfahrungsberichten  aus den Pilotunternehmen untersetzt. Damit sollen die Projektergebnisse auch für weitere Berufsfelder in Laborumgebungen, wie bspw. Chemielabore, nutzbar gemacht werden.

© CIMTT, Grafiken von freepik, modifiziert

Das CIMTT entwickelte eine Vorgehensweise zur partizipativen Identifikation von Erfahrungswissen und erprobte diese in den Projektunternehmen. Ein kurze Beschreibung gibt es auf diesem Poster.

Publikationen

Identifikation von Erfahrungswissen aus der Werkstoffprüfung für die Überführung in ein digitales Assistenzsystem: Bericht zum 68. Arbeitswissenschaftlichen Kongress vom 02. – 04. März 2022
Ott, G., Hausmann, S. & Schmauder, M., 4 März 2022

Werkzeuge zum Umgang mit Erfahrungswissen in der Werkstoffprüfung
Ott, G., Hausmann, S. & Schmauder, M., 2022, Vortragsband . DGM - Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V.

Digitaler Wandel in der Werkstoffprüfung: Entwicklung einer Vision Werkstoffprüfung 4.0
Ott, G., Hausmann, S. & Schmauder, M., 2021

Digitaler Wandel in der Werkstoffprüfung – Wie verändert sich die Tätigkeit des Werkstoffprüfers?
Zimmermann, M., Bretschneider, J., Hausmann, S. & Ott, G., 2020

Förderung

© BMBF

Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt DiWan (02L18B561) wurde im Rahmen des Programms „Zukunft der Arbeit“ durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und den Europäischen Sozialfonds (ESF) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.

Projektlaufzeit: 01.03.2020 bis 28.2.2023

Projektpartner

• Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, Dresden
• TU Dresden, Professur für Datenbanken, Dresden
• Labfoward GmbH, Berlin
• IMA Materialforschung & Anwendungstechnik GmbH, Dresden
• IMQ Ingenieurbetrieb für Materialprüfung, Qualitätssicherung und Schweißtechnik GmbH, Crimmitschau

• H&P Hegewald & Peschke Mess- und Prüftechnik GmbH, Nossen

Projektleitung:

Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, Dresden

Ihre Ansprechperson am CIMTT ist: