Industrie 4.0 wird definiert als Digitalisierung und Vernetzung von gesamten Wertschöpfungsketten und folgt der Mechanisierung, Elektrifizierung und Automatisierung als vierte industrielle Revolution. Eine Vision von „Industrie 4.0“ sind ‚cyberphysische Systeme‘, abgekürzt als CPS, welche aus Netzwerken von Miniaturrechnern bestünden, die als eingebettete Systeme in Maschinen, deren Teilen, Gegenständen bis hinunter in verarbeiteten Materialien vorhanden und in der Lage wären, miteinander über das ‚Internet der Dinge‘ verbunden zu kommunizieren, zumindest innerhalb des Netzwerkes einer Fabrik, deren Prozesse völlig neu zu organisieren wären. Es käme zu einer Integration von Produktions- und Logistikprozessen, zur Standardisierung und Modularisierung einzelner Prozess-Schritte und zur Programmierung virtuell zu bearbeitender Modelle dieser Module. Die Maschinen würden anwendungsoffen konstruiert werden, die eingebetteten Systeme könnten Umgebungsdaten verarbeiten und selbstständig rekonfigurieren, wie es in der Situation erforderlich wäre. Das ist dann die ‚denkende Fabrik‘.
Aussichten mit Industrie 4.0
Industrie 4.0 wird sich auseinanderzusetzen haben mit der Energiepreisentwicklung, Rohstoffknappheiten, dem ansteigenden Alter der Beschäftigten, der wachsenden Konkurrenz aus aufstrebenden Ökonomien Asiens und Südamerikas, unsteten Märkten und den intensivierten Innovationskreisläufen in den Technologien. Dazu kommt die Notwendigkeit, vorhandene Arbeitskräfte mit den neuen Arbeitsweisen bekanntzumachen und darauf einzustellen, sofern sie nicht überflüssig werden. Noch gibt es einen Widerstand bei kleinen und mittelständischen Betrieben zu überwinden, die nicht ganz so enthusiastisch in eine Zukunft der Industrie 4.0 (es fällt auch der Ausdruck Wirtschaft 4.0) blicken. In den kommenden Jahren werden Umwälzungen großen Ausmaßes auf dem Arbeitsmarkt dazu erwartet, Arbeitsplätze werden wegfallen werden und etwa dieselbe Zahl neu geschaffen und nachgefragt wird (so das deutsche Institut für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung).Das IAB untersucht in seinem Forschungsbericht die erste modellbasierte Wirkungsabschätzung einer ‚Wirtschaft 4.0‘ in Deutschland, von der Industrie 4.0 ausgehend und ausgreifend auf Arbeitsmarkt und Wirtschaft.
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Eine der Betrachtungen galt der veränderten Struktur in der Nachfrage nach Berufen und Qualifikationen. Allgemein ist die Erwartungshaltung zu beobachten, dass MINT Berufe von Industrie 4.0 profitieren würden, vor allem solche auf Expertenstufe.
MINT Berufe und Industrie 4.0
Die unter dem Kürzel MINT zusammengefassten Berufe Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik werden als wirtschaftlicher Innovationssektor gesehen Schon vor Aufkommen der Vision Industrie 4.0 wurde für die Zukunft eine Verknappung von MINT Arbeitskräften prognostiziert. In den kommenden Jahren dürfte sich der Mangel an MINT Fachkräften in der Wirtschaft daher nur noch verschärfen, da innerhalb dieser Tätigkeitsfelder der größte, fast ausschließliche Neubedarf an Arbeitskräften durch den Wandel zur Industrie 4.0 und der auf ein „Internet der Dinge“ forcierten Digitalisierung erwartet wird.
Kritiker meinen jedoch, dass der Neubedarf an MINT Beschäftigten vor allem unter Experten für die beabsichtigten ‚cyberphysischen Systeme‘ CPS herrschen wird, während Facharbeiter in MINT Berufen das Nachsehen hätten.
Industrie 4.0: Die Verlierer
Bei solchen Umwälzungen kann die Angst vor Arbeitsplatzverlust und den Unwägbarkeiten der Zukunft nicht ausbleiben, und für einen guten Teil der Beschäftigten geschieht das nicht ohne Grund. Das sind natürlich wieder die Hilfskräfte, aber auch zunehmend Bereiche, die sich bislang sicher glaubten, auch unter ‚White Collars‘ der Büroberufe. Der Facharbeiter, der wie kein anderer verstand seine Maschine zu bedienen, wird in einem Zeitalter, wo die Robotik weiter vorprescht und die Maschine weitgehend autark über ihre Vernetzung mit anderen und der ganzen Unternehmensstruktur plant, handelt und sich sogar den Veränderungen anzupassen versteht, mehr und mehr überflüssig.
In einer vorhergesehenen Welt des automatisiertem Verkehr gilt das ohnehin schon für die ganze Transportbranche und Fahrer von sowohl LKW außerhalb der Fabrik als auch Gabelstaplern innerhalb der Fabrik.
Die Gewinner des Wandels zu Industrie (Wirtschaft) 4.0
Den Verlierern stehen die Teile des Arbeitsmarktes entgegen, vor allem MINT Berufe, die in einer Welt der vernetzten Fabrik erhöhte Nachfrage und neue Berufsfelder erleben dürften. Die besten Chancen entstehen hier für Entwickler von „Machine-to-Machine“-Software, Data Scientists, Experten für IT-Sicherheit, Designer der Mensch-Maschine-Interaktion und Experten von Plattformen und Ökosystemen.
Die Umrüstung der zentralen Steuerung von Produktionsanlagen auf dezentrale Steuerung in der digitalen Produktion, wo das zu bearbeitende Werkstück die Anweisungen zur Bearbeitung enthält, ist eine Domäne von Berufen des Ingenieurswesens der Elektrotechnik, Mechatronik und Automatisierungstechnik. Den Ingenieuren des Maschenbaus wird sowohl die Entwicklung der Produktionsanlagen des neuen Typs zufallen als auch ihre Errichtung und der Unterhalt. Informatiker, Maschinenbauer und Elektrotechniker wirken zusammen. Was diese an weiteren Kompetenzen und Kenntnissen mitbringen werden müssen, wird in ‚FutureKomp 4.0‘ des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO erforscht, mit dem Ziel eines Basiskonzepts für Weiterbildungen im Zusammenhang mit Industrie 4.0. Der hohe Grad der Digitalisierung gesellt den Ingenieurberufen natürlich Informatiker bei für die Entwicklung, Installation und Modellierung der CPS, die nach etlichen Softwarelösungen verlangen wird.
In der Summe kommt es zu interdisziplinären Verschmelzungserscheinungen des Anlagenbau-Ingenieurberufs mit dem des Informatikers.
Zukunftsaussichten
Mit Fortschreiten der Entwicklung werden die Grenzen zwischen Informatik und Maschinenbau zunehmend aufgeweicht und verschwimmen. Die neuen Berufe widmen sich der kompletten Vernetzung und des Ausbaus aller Möglichkeiten, die sich durch die neuen Plattformen ergeben. Es wird erwartet, dass neuartige hybride Studiengänge und digitale Lernwerkstätten eingerichtet werden müssen, um sich darauf einzustellen.
In einer Studie der Universität Oxford 2013 wurde für die nächsten zwanzig Jahre jedem zweiten Job in den USA eine Bedrohung durch Automatisierung, Mechanisierung oder Digitalisisierung vorhergesagt; jedoch auch die Behauptung aufgestellt, je komplexer der Beruf sei, desto sicherer würde er bleiben. Das wird auch im IAB Forschungsbericht so gesehen: Abbildung 17 des Forschungsberichts 13/2016 (Seite 46) zeigt Zukunftsszenariorechnungen für Wirtschaft 4.0 mit den größten Verlust an Arbeitsplätzen 2020-35 im Bereich ‚fachliche Tätigkeiten‘, dann erst in viel geringerem Umfang bei ‚Helfertätigkeiten‘, während ein Zuwachs bei ‚komplexen Spezialistentätigkeiten‘ und ganz besonders in ‚hoch komplexen Tätigkeiten‘ prognostiziert wird.
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