Ingenieure in der Digitalen Transformation

„Der Blick über den Tellerrand wird für Ingenieure zunehmend wichtig“

Wie arbeiten Ingenieure in der Digitalen Transformation? Nicht nur die unternehmerische Praxis, sondern auch der Bereich Forschung und Lehre von Ingenieuren wird sich angesichts des Einflusses der Digitalisierung maßgeblich ändern. Wir haben mit dem Promovenden Felix Top von der Technischen Universität München gesprochen und ihn zu seinem Forschungsgebiet befragt.

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Herr Top, Sie promovieren zurzeit am Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik der Technischen Universität München. Dort forschen Sie an Digitalisierungsmöglichkeiten im Bereich Logistik. Beschreiben Sie bitte einmal die grundlegenden Ideen dahinter.

Felix Top: Beim Thema Digitalisierung fallen mir zwei Kernpunkte ein: Erstens geht es darum, möglichst viele und möglichst verschiedenartige Informationen über Objekte oder Benutzer zu gewinnen, und zweitens dann die so gewonnenen Informationen möglichst intelligent zu vernetzen. Das ist natürlich kein Selbstzweck, sondern letztendlich geht es darum, bestehende Prozesse zu verbessern und neuartige Prozesse zu etablieren.
Im Bereich der Logistik ist es eine große Herausforderung, die durchgängige Datenerfassung über den gesamten Prozess zu gewährleisten. In der Regel ist eine große Anzahl Bediener mit ganz unterschiedlichen Werkzeugen und Geräten in einen Logistikprozess involviert. Hinzu kommt, dass neben einer Vielzahl an Transportobjekten auch viele verschiedene Transporthilfsmittel, wie Ladungsträger oder Anschlagmittel, im Einsatz sind. Um die Möglichkeiten der Digitalisierung voll ausschöpfen zu können, müssen alle diese Objektgruppen so „intelligent“ gemacht werden, dass sie selbstständig die nötigen Daten liefern.

Wenn dieser erste Schritt gelingt, eröffnen sich weitere innovative Nutzungsmöglichkeiten auf Basis der gewonnenen Daten. Ein Beispiel hierfür sind sogenannte intelligente Behälter, die ständig Informationen über ihre aktuelle Position, Zustand, Füllgrad und Umgebungsbedingungen erfassen und weitergeben. Wenn es gelingt, diese Daten entsprechend zu vernetzen und zu nutzen, verwandelt sich der Behälter von einem reinen Ladungsträger zu einem intelligenten Objekt in einer transparenten Wertschöpfungskette.

Können Sie ein Beispiel aus einem aktuellen Forschungsprojekt geben?

In unserem Forschungsprojekt intuitive Laststeuerung geht es darum, einem Kranbediener die Bewegung der Last wesentlich zu erleichtern. Bisher muss der Nutzer die gewünschte Lastbewegung gedanklich auf einzelne Bewegungen der jeweiligen Antriebe umrechnen, so dass in Summe die Wunschbewegung resultiert. Verwendet der Bediener hierzu eine Funksteuerung, ermöglicht ihm das zwar die freie Bewegung relativ zur Last und damit optimale Sichtverhältnisse im Betrieb, es führt jedoch auch dazu, dass er bei der Auswahl der richtigen Betätigungsrichtung der Steuerelemente seine eigene Blickrichtung und Position berücksichtigen muss. Im ungünstigsten Fall kann es passieren, dass der Bediener ein Bedienelement nach rechts bewegen muss, um die Last nach links zu fahren. Diese komplexe und auf Dauer ermüdende Umrechnungsaufgabe kann dem Bediener durch Digitalisierung abgenommen werden.

Hierfür wird die Position und Ausrichtung des Bedieners laufend gemessen und drahtlos an die Steuerung übermittelt. Gleichzeitig gibt der Bediener die gewünschte Bewegung der Last direkt aus seiner Perspektive vor, in dem er beispielsweise den Joystick der Funksteuerung in die gewünschte Richtung bewegt. Die Vernetzung der Informationen über die Bedienerposition und die Joystickbewegung ermöglicht es dann, die Antriebe des Krans genauso anzusteuern, dass sich die Last wie gewünscht bewegt, ohne dass der Benutzer eine gedankliche Umrechnung durchführen muss. Die Kranbedienung wird einfacher und damit schneller und sicherer – insbesondere für ungelernte Bediener. Dieses Beispiel zeigt eindrücklich, wie zusätzliche Informationen bei geschickter Vernetzung einen bestehenden Prozess vereinfachen können.

Was genau haben Sie studiert und hat Sie Ihr Studium ausreichend auf Ihre aktuelle Promotion insbesondere im Hinblick auf die Digitalisierung vorbereitet?

Ich habe an der TechBild: Daniel Philippfelix_bewerbung_2016_bearbeitetnischen Universität München den Bachelorstudiengang „Fahrzeug- und Motorentechnik“ studiert, und anschließend dort auch meinen Master im Studiengang „Maschinenwesen“ gemacht. Mein Eindruck ist, dass das klassische Maschinenbau-Studium, wie ich es erlebt habe, mich mit einer Art Werkzeugkasten ausgestattet hat: in vielen technischen Disziplinen werden die wesentlichen Grundlagen und Methoden vermittelt, die dann im Rahmen dieser Disziplin auch angewandt werden können. In meiner Promotion erlebe ich, dass es sich bei den meisten aktuellen Herausforderungen um Schnittstellenthemen handelt, wo sich verschiedene Disziplinen berühren. Damit meine ich nicht ausschließlich die Verbindung von „klassischen“ Maschinenbauthemen, sondern weiterführend auch andere Disziplinen wie die Elektrotechnik oder Informatik. Erst die Verbindung verschiedener Bereiche bietet Lösungen für die aktuellen Fragestellungen. Hierbei ist es jedoch entscheidend, den eigenen Werkzeugkasten gut zu kennen und anwenden zu können – und in dieser Hinsicht fühle ich mich durch mein Studium sehr gut auf meine Promotion vorbereitet.

Genauso sehe ich auch das Thema Digitalisierung: Die geschickte Vernetzung von verschiedenen Informationen über bekannte und (noch) unbekannte Schnittstellen hinweg ermöglicht es erst, Lösungen für neuartige Herausforderungen zu entwickeln. Hier hätte sicher in meinem Studium an der einen oder anderen Stelle ein Blick über den Tellerrand in Richtung anderer Disziplinen geholfen, sich etwas früher mit der Schnittstellenbearbeitung auseinanderzusetzen. Insgesamt würde ich aber auch hier sagen, dass es entscheidend ist, zuerst seinen eigenen Werkzeugkasten gut zu kennen, und ich fühle mich durch mein Studium definitiv den Herausforderungen bei der Bearbeitung von Schnittstellenthemen gewachsen, selbst wenn viele dieser Schnittstellen nur am Rand während des Studiums behandelt wurden.

Zudem muss man sagen, dass viele der Digitalisierungsthemen noch nicht zu 100 % in der Anwendung angekommen sind. In der Forschung wird dort viel gemacht, aber es gibt auch noch etliche weiße Flecken. Ich denke, dass zuerst die Grundlagen in der Forschung geschaffen werden müssen, um diese weißen Flecken zu durchdringen, bevor es so richtig Eingang in die akademische Ausbildung findet. Aus meiner aktuellen Tätigkeit am Lehrstuhl kann ich aber sagen, dass in dieser Richtung viele Anstrengungen unternommen werden, und ich glaube, dass das unserer Ingenieursausbildung sehr gut tut.

Zum Abschluss: Viele befürchten im Zuge der Digitalen Transformation tiefgreifende Veränderungen unserer Arbeitswelt. Wie sehen Sie die Arbeitswelt 2030 für Ingenieure wie auch die Logistikanwender?

Meine Erwartung ist, dass die klassische Ingenieurstätigkeit immer weiter von der Bearbeitung interdisziplinärer Fragestellungen geprägt sein wird. Der Ingenieur wird immer mehr in einem Team mit Spezialisten aus ganz unterschiedlichen technischen Disziplinen und weniger nur an der Verbesserung eines mechanischen Systems arbeiten. Dazu kommt der Umstand, dass Information im Rahmen der Digitalisierung immer mehr zur Ware wird, und dadurch ganz neue Geschäftsmodelle möglich werden. Ich gehe davon aus, dass es eine Entwicklung gibt weg von der produktorientierten Ingenieurstätigkeit hin in Richtung einer funktionsorientierten Ingenieurstätigkeit. Der Benutzer wünscht sich immer weniger ein bestimmtes Produkt, sondern vielmehr eine bestimmte Leistung, und das wird sich in der Arbeit von uns Ingenieuren widerspiegeln.

Somit wird sich auch die Arbeitswelt des Anwenders – also in meinem Fall des Logistikers – stark verändern. Die Digitalisierung ermöglicht ganz neue Unterstützungsmöglichkeiten, die den Logistikanwender passend zu seinen Bedürfnissen unterstützen. Auch in hochdigitalen Systemen wird der Mensch weiter im Mittelpunkt stehen, entscheidend ist jedoch, ihn zur richtigen Zeit mit den richtigen Informationen zu versorgen, so dass er seine Aufgabe optimal und effizient ausfüllen kann. Ein Beispiel ist die Unterstützung eines Kranfahrers beim Hubvorgang: Die genaue Höhe des Hakens ist eigentlich nicht entscheidend, solange der Fahrer eine Information bekommt, ob er jetzt gerade heben oder senken muss. Es handelt sich eigentlich um die gleiche Information, die jedoch auf zwei verschiedene Arten zur Verfügung gestellt wird. Die Richtige Art der Information zur richtigen Zeit wird also ein ganz entscheidender Faktor sein, wenn es um die Arbeitswelt in Zukunft geht.

Bild: VDI20170529_gallenkaemper_jonas_vdi_foto_quadratisch_kleinAutor: Dr. Jonas Gallenkämper
Position im VDI: Referent für die Ingenieurausbildung im VDI e.V.

 

 

 

 

6490-dit-2007-key-visual-smart-germany-vdi-blog-702x363pxDie Interviewreihe im Rahmen des VDI-Jahresthemas „SMART GERMANY – Arbeit in der Digitalen Transformation“ beleuchtet den Einfluss der Digitalisierung auf das Berufsbild Ingenieur. Wie arbeiten Ingenieure in der digitalisierten Arbeitswelt? Weitere Informationen zu #Arbeit40 finden Sie unter http://www.vdi.de/arbeit40

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