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Psychische Belastungen als Folge von Digitalisierung in der Industrie 4.0

Arbeit und Gesundheit 4.0
Psychische Belastungen als Folge von Digitalisierung in der Industrie 4.0

Psychische Belastungen als Folge von Digitalisierung in der Industrie 4.0
Der Wandel der Arbeit ist zwar nichts vollkommen neues, aktuell gibt es aber vielfältige Herausforderungen. Foto: © zapp2photo – stock.adobe.com
Welche Fol­gen ergeben sich aus neuar­ti­gen Belas­tun­gen für die Beschäftigten? Und was bedeuten diese für die Gefährdungs­beurteilung psy­chis­ch­er Belas­tung? Dies beleucht­en zwei Stu­di­en des arbeitsmedi­zinis­chen Insti­tutes des Uni­ver­sität­sklinikums Düs­sel­dorf in Kom­bi­na­tion mit Erfahrun­gen aus der betrieblichen Prax­is der thyssenk­rupp Steel Europe AG.

Kaum ein anderes Schlag­wort hat in den ver­gan­genen Jahren im Rah­men der fortschre­i­t­en­den gesellschaftlichen Tech­nisierung und Dig­i­tal­isierung eine der­art (populär)wissenschaftliche Bedeu­tung erfahren wie „Indus­trie 4.0“. Dahin­ter ver­birgt sich der Gedanke ein­er Effizien­zsteigerung im Pro­duk­tion­s­ablauf durch neuste Net­zw­erk- und Soft­waretech­nik bei gle­ichzeit­igem Verzicht auf bis­lang als struk­turell bedeut­sam gel­tende Arbeit­stätigkeit­en, ‑auf­gaben und ‑abläufe. Auf dem Weg dor­thin ergeben sich bedeut­same Fol­gen für den betrieblichen Arbeits- und Gesund­heitss­chutz. Aber – welche sind das eigentlich?

Um aktuelle und kom­mende Her­aus­forderun­gen näher zu beleucht­en, stellt dieser Artikel die Ergeb­nisse zweier Stu­di­en des arbeitsmedi­zinis­chen Insti­tutes des Uni­ver­sität­sklinikums Düs­sel­dorf vor (Anger­er et al. 2018; Diebig et al. 2018). Diese Ergeb­nisse wer­den mit Erfahrun­gen aus der betrieblichen Prax­is der thyssenk­rupp Steel Europe AG ver­an­schaulicht. Spez­i­fisch wird auf neuar­tige Belas­tungssi­t­u­a­tio­nen durch

  • Bild­schirmkon­trolltätigkeit­en,
  • Men­sch-Robot­er-Inter­ak­tio­nen und
  • Überwachung der Arbeitsleistung

einge­gan­gen und es wird beschrieben, welche Fol­gen dies für den Arbeits- und Gesund­heitss­chutz sowie die Gefährdungs­beurteilung psy­chis­ch­er Belas­tung hat.

Arbeitswandel als stetiger Begleiter

Im Han­dels­blatt pod­cast „dis­rupt“ vom 05.07.2019 hat Roland Busch, Vor­standsmit­glied und Chief Tech­nol­o­gy Offi­cer der Siemens AG, seine Vision ein­er dig­i­tal­en, autonomen und weitest­ge­hend men­schen­leeren Indus­trie geschildert. Dem­nach sollen voll automa­tisierte, dig­i­tal ver­net­zte Robot­er und andere Maschi­nen eine hochef­fiziente Pro­duk­tion von Gütern gewährleis­ten, die nur noch teil­weise von Men­schen überwacht wird. Auch wenn es bis dahin sich­er noch ein weit­er Weg ist, wird der Weg an sich längst gegangen.

Solche grundle­gen­den Verän­derun­gen haben weitre­ichende Auswirkun­gen auf die in Zukun­ft nöti­gen Qual­i­fika­tio­nen, Arbeits- und Prozess­abläufe sowie die Arbeits­be­din­gun­gen im All­ge­meinen. Der Begriff aus der wis­senschaftlichen Lit­er­atur, der diese Arbeitsweltverän­derung aus ein­er Vielzahl unter­schiedlich­er Per­spek­tiv­en beschreibt, wird als Wan­del der Arbeit bezeichnet.

Dabei ist der Wan­del der Arbeit an sich kein neues Phänomen, son­dern ein zwangsweise stetiger Verän­derung­sprozess, der an die jew­eils aktuellen gesellschaftlichen und tech­nol­o­gis­chen Entwick­lun­gen geknüpft war und ist. Mit diesem Wan­del der Arbeit gin­gen und gehen Auswirkun­gen von Arbeit­stätigkeit­en und ‑abläufen auf den Men­schen ein­her, die Gegen­stand arbeitsmedi­zinis­ch­er und arbeit­spsy­chol­o­gis­ch­er Analy­sen und Unter­suchun­gen sind.

Der Wan­del zur Indus­trie 4.0 stellt neue Anforderun­gen an die Beschäftigten, die Fer­tigkeit­en im Umgang mit neuen Sys­te­men und Tech­nolo­gien erwer­ben und gle­ichzeit­ig flex­i­bler auf Pro­duk­tion­swech­sel und Organ­i­sa­tion­san­pas­sun­gen reagieren müssen. Durch die stark soft­ware­be­zo­gene Ver­net­zung ent­lang der gesamten Wertschöp­fungs­kette entste­ht ein enormer, sich selb­st steuern­der Date­naus­tausch zwis­chen allen Ele­menten, der die Anpas­sungs­fähigkeit des Pro­duk­tion­ssys­tems stark verbessert.

Im Zen­trum dieser Entwick­lung ste­hen soge­nan­nte cyber­physis­che Sys­teme (CPS), die ihre Umwelt sen­sorisch erfassen und mit ihr kom­mu­nizieren kön­nen. Beschäftigte, die im Rah­men dieser indus­triellen Fer­ti­gung tätig sind, arbeit­en vornehm­lich an der Men­sch-Mas­chine Schnittstelle und überwachen und steuern das CPS am Bild­schirm. Robot­er oder Soft­ware kön­nen hier­bei als intel­li­gente Assis­ten­zsys­teme nicht nur die Pro­duk­tion, son­dern auch Beschäftigte bei ihrer Tätigkeit unter­stützen. In diesem Falle spricht man von ein­er beson­deren Form der Men­sch-Mas­chine-Schnittstelle, der Roboter-Mensch-Interaktion.

Darüber hin­aus wer­den im Rah­men dieser Tätigkeit Dat­en erzeugt und aus­gew­ertet, die wiederum als Infor­ma­tion in das Kom­mu­nika­tion­ssys­tem einge­speist wer­den. Diese Dat­en enthal­ten fol­glich auch Infor­ma­tio­nen über die Arbeit­sleis­tung der Beschäftigten, die wiederum von anderen Stellen aus kon­trol­liert oder inter­pretiert wer­den kön­nen. Die genan­nten Schw­er­punk­te Bild­schirmkon­trolltätigkeit­en, Men­sch-Robot­er-Inter­ak­tio­nen und Überwachung der Arbeit­sleis­tung soll­ten im Arbeits- und Gesund­heitss­chutz der Zukun­ft stärk­er berück­sichtigt wer­den (Diebig et al. 2017). Warum? Das wer­den wir im Fol­gen­den näher betrachten.

Beispiel: Bildschirmkontrolltätigkeiten

Die Kon­trolle von automa­tisierten, intel­li­gen­ten Sys­te­men, die eigen­ständig die Funk­tion­sweise unter­schiedlich­ster Maschi­nen steuern und koor­dinieren, stellt eine her­aus­fordernde Tätigkeit für den Anwen­der dar. Diese Arbeit ist zumeist dadurch gekennze­ich­net, dass ein aktives Ein­greifen meis­tens nur im Aus­nah­me­fall gefordert ist. Die beson­dere Her­aus­forderung bei der Durch­führung von Kon­trolltätigkeit­en beste­ht daher darin, über einen lan­gen Zeitraum die Aufmerk­samkeit aufrechtzuer­hal­ten. Das Überwachen eines Mon­i­tors, um Ver­fahrens­abläufe zu kon­trol­lieren und zu steuern, kann ein Gefühl der Monot­o­nie erzeu­gen, was mit geringer Zufrieden­heit mit der eige­nen Arbeit­stätigkeit und erhöhtem Stress bei der Arbeit in Verbindung ste­ht. Eben­so geht die andauernde Aufrechter­hal­tung der Aufmerk­samkeit mit geistiger Ermü­dung ein­her, was sich bis hin zu einem Gefühl der Langeweile entwick­eln kann. Dies führt wiederum zu geringer Arbeit­szufrieden­heit sowie erhöhtem Stressempfinden.

Labore in der Forschung und Entwick­lung gehören zu den Arbeits­bere­ichen, die im All­ge­meinen nicht unmit­tel­bar mit der Stahlin­dus­trie ver­bun­den wer­den, jedoch zen­trale Bestandteile der Wertschöp­fungs­kette sind und per­ma­nent ver­net­zte Infor­ma­tion­ssys­teme erfordern. Die Steuerung umfan­gre­ich­er Labor­dat­en, wie zum Beispiel Auf­tragsin­for­ma­tio­nen, Mess­dat­en oder Abrech­nun­gen, erfordern im Smart Lab der Indus­trie 4.0 umfan­gre­iche Infor­ma­tions- und Man­age­mentsys­teme (Flock et al. 2019).

Zur Steigerung der Wertschöp­fung muss die gesamte Prozess­kette vom Kun­denkon­takt über die Ana­lytik bis zur Date­nauswer­tung trans­par­ent gestal­tet und dig­i­tal­isiert wer­den. Dabei umfasst die kun­de­nori­en­tierte Dig­i­tal­isierung – dazu zählen auch interne Kun­den – die Auf­tragserteilung hin zur Proben­l­o­gis­tik und Ana­lytik, und schlussendlich die Auswer­tung und Berichter­stat­tung. Dabei müssen sich mod­erne Labore auch immer stärk­er auf Ein­speisun­gen von ad hoc Infor­ma­tio­nen ein­stellen, die die größere Nähe zum Kun­den mit­tels mobil­er Daten­tools, wie zum Beispiel Web­por­tal­en oder Apps zur Kom­mu­nika­tion mit Mitar­beit­ern im Feldein­satz ermöglichen. Dazu kommt die Ein­bindung von Unternehmensstruk­turen durch beispiel­sweise Enter­prise Resource Plan­ing, Man­u­fac­tur­ing Exe­cu­tion Sys­tem und Prozessleit­sys­te­men (Flock et al. 2019). Die Pflege, Überwachung und Nutzung dieser Daten­ströme wird in einem ver­mut­lich noch höheren Maße Bild­schirmkon­trolltätigkeit­en erfordern als bis­lang angenommen.

Beispiel: Mensch-Roboter-Interaktionen

Die Arbeit­steilung zwis­chen Men­schen und Robot­ern kann von ein­er weit­ge­hend räum­lichen und zeitlich getren­nten Zusam­me­nar­beit bis hin zu ein­er simul­ta­nen, flex­i­blen Koor­di­na­tion, um gemein­same Arbeit­sziele zu erre­ichen, aus­gestal­tet sein. Beson­ders ergonomis­che Gestal­tungsaspek­te wie Bedi­en­barkeit und Nutzerzufrieden­heit bes­tim­men dabei, ob der Men­sch die Zusam­me­nar­beit pos­i­tiv bew­ertet. Hierzu gehören auch die Geschwindigkeit der Bewe­gun­gen des Robot­ers sowie deren Vorher­sag­barkeit. Auch das Ausse­hen der Robot­er bes­timmt, ob Men­schen die Inter­ak­tion mit Robot­ern pos­i­tiv bew­erten. So zeigt sich, dass men­schenähn­liche Robot­er bei Beschäftigten eine stärkere Stress­reak­tion aus­lösen als abstrak­te kas­ten­för­mige Maschinen.

Auch im Rah­men der Dig­i­tal­isierung von Pro­duk­tion­ssys­te­men mit Unter­stützung von Robot­ern gibt es eine Vielzahl unter­schiedlich­er Möglichkeit­en in der Stahlin­dus­trie. Durch Big Data wer­den cyber-physis­che Sys­teme genutzt, in denen die pro­duzierten Erzeug­nisse mit Hil­fe von Daten­codes ent­lang der Wertschöp­fungs­kette mit den Pro­duk­tion­san­la­gen im Aus­tausch ste­hen. Der Ein­satz von Robot­ern beschränkt sich hier­bei auf Hil­f­s­maschi­nen, die in die Anla­gen inte­gri­ert sind und mit denen der Mitar­beit­er nicht in direk­tem Kon­takt ste­ht, son­dern lediglich Infor­ma­tio­nen über den Prozess zurück­gemeldet bekommt. So übernehmen auch zum Teil Spritzro­bot­er die Pflege der Ofen­wände, die teilau­tonom ohne direk­te Steuerung auch kom­plexere Feuer­festpflegetätigkeit­en übernehmen kön­nen. Dabei beste­ht jedoch stets eine räum­liche Tren­nung zwis­chen Men­sch und Robot­er, bei der sich die Kol­lab­o­ra­tion auf einen vor­wiegend steuern­den Anteil des Men­schen beschränkt.

Anders sieht es in Bere­ichen von Mon­tagetätigkeit­en aus, bei denen die Zusam­me­nar­beit sowohl räum­lich als auch zeitlich nicht getren­nt ist. Dabei wird deut­lich, dass sich Vor- und Nachteile von Men­sch und Mas­chine, wie zum Beispiel die größere Flex­i­bil­ität und Entschei­dungs­fähigkeit des Men­schen und die höhere Genauigkeit und Tragfähigkeit der Mas­chine, sin­nvoll aus­gle­ichen kön­nen. Erforder­lich dafür ist jedoch ein hohes Maß an Ver­trauen des Men­schen in den Robot­er sowie eine Vielzahl an Absicherungssys­te­men. Risikobe­w­er­tun­gen müssen außer­dem für jede einzelne Anwen­dung bzw. jeden Schritt dif­feren­ziert und detail­liert durchge­führt werden.

Überwachung der Arbeitsleistung

In der Indus­triepro­duk­tion kön­nen Betriebe heute die Arbeit­sleis­tung der Mitar­beit­er fort­laufend überwachen, da vielfältige Leis­tungsindika­toren, wie zum Beispiel die Anzahl gefer­tigter Pro­duk­te oder die Zeit pro gefer­tigtes Pro­dukt, erfasst wer­den. Überwachung der eige­nen Arbeit­sleis­tung kann mit unter­schiedlichen Beanspruchun­gen, wie zum Beispiel erhöhtem Stresser­leben, erhöhtem Blut­druck oder auch ver­mehrten Anze­ichen von Burnout, zusam­men­hän­gen. Dies hängt jedoch stark damit zusam­men, wie ein Überwachungssys­tem in den Betrieb einge­führt und einge­set­zt wird. Die eigentliche Krux hier­bei liegt in der Tat­sache, dass durch die per­ma­nente Ver­net­zung fast aller Sys­teme miteinan­der die Mehrzahl der Arbeit­stätigkeit­en von diesem Aspekt betrof­fen ist oder sein kann.

Beispiel Verkehrsströme

So ist zum Beispiel bei der thyssenk­rupp Steel Europe AG ein europaweit einzi­gar­tiges Pro­jekt zur Dig­i­tal­isierung von Verkehrsströ­men im Bere­ich der Werk­se­in­fahrten von LKWs real­isiert wor­den. So kon­nte durch dig­i­tale Prozesse – wie das Ausle­sen von Posi­tions­dat­en und die Ver­ar­beitung von Infor­ma­tio­nen zu Gütern und Ladun­gen – das gesamte Aufkom­men von jährlich 2,5 Mil­lio­nen Fahrzeugkon­tak­ten auf einem neun Quadratk­ilo­me­ter großen Werks­gelände stark verbessert wer­den. Hier­durch wurde unter anderem der Wiege­prozess von drei auf eine Minute verkürzt und eine Kom­plex­ität­sre­duk­tion von ehe­mals 70 auf nun nur noch zwei ver­net­zte Prozesse realisiert.

Die Posi­tions­dat­en der LKWs kön­nen weit­er­hin dazu genutzt wer­den, just-in-time gelagerte Pro­duk­tion­sprozesse noch ziel­ge­nauer zu unter­stützen, indem über­mit­telt wird, welch­er LKW mit welch­er Ladung zum genauen Zeit­punkt ein­tr­e­f­fen wird. So ist es beispiel­sweise wichtig, dass trans­par­ent erläutert wird, wozu Dat­en aufgeze­ich­net und wie diese genutzt wer­den. Ein zen­traler Punkt ist hier, dass Regelun­gen alle Per­so­n­en ein­er Gruppe gle­icher­maßen betr­e­f­fen und nicht nur Indi­viduen her­aus­ge­grif­f­en wer­den. Eine Stärkung des Daten­schutzes, wie von der EU bere­its ini­ti­iert, sowie unternehmen­seigene Struk­turen und Vere­in­barun­gen zum Schutz der Mitar­beit­er kön­nen hier eben­falls adäquate Maß­nah­men auf sys­temis­ch­er Ebene sein.

Konsequenzen von Industrie 4.0 für die Gefährdungsbeurteilung

Rück­greifend auf den anfänglichen Kom­men­tar ein­er ver­meintlich men­schen­leeren Indus­trie 4.0 stellt sich zurecht die Frage nach dem zukün­fti­gen Stel­len­wert ein­er Gefährdungs­beurteilung psy­chis­ch­er Belas­tung (Anger­er et al. 2018; Diebig et al. 2018).

Um den Arbeits- und Gesund­heitss­chutz auch in der mod­er­nen Indus­triear­beit zu fördern, ist es wichtig, dass neuar­tige Belas­tungs­bere­iche, die durch verän­derte Arbeit­sprozesse entste­hen, frühzeit­ig erkan­nt und opti­miert wer­den. Hier­bei basiert das Ableit­en von Arbeitss­chutz­maß­nah­men, um gefährdende Belas­tun­gen zu reduzieren, auf ein­er struk­turi­erten Analyse der Arbeits­be­din­gun­gen. Selb­st wenn es zukün­ftig zu ein­er Reduzierung men­schlich­er Anteil­stätigkeit­en kommt, ist der Weg dahin ein Weg voller Her­aus­forderun­gen. Und auch dann wird voraus­sichtlich der Men­sch die wichti­gen Aspek­te der Kon­trolle und der Instand­hal­tung ausüben, wom­it ihm als Wis­sensträger eine (wenn nicht die) zen­trale Funk­tion zukommt. Daher ist es entschei­dend, neue Belas­tungs­for­men, die direkt mit der Dig­i­tal­isierung in Verbindung ste­hen, in Ver­fahren zur Gefährdungs­beurteilung einzuschließen.

Die Ver­fahren soll­ten zudem den Beschäftigten die Möglichkeit bieten, sich in allen Phasen aktiv zu beteili­gen. Dies fördert zum einen die Bere­itschaft, Änderun­gen in den Arbeits­be­din­gun­gen stärk­er zu akzep­tieren, zum anderen ver­fü­gen die Beschäftigten über wichtige Exper­tise, die für eine gesund­heits­gerechte Arbeits­gestal­tung genutzt wer­den kann. Um eine größt­mögliche Par­tizipa­tion zu fördern, soll­ten einge­set­zte Ver­fahren orts- und zeitun­ab­hängig sein, damit auch Beschäftigte, die in dezen­tralen Teams arbeit­en, berück­sichtigt werden.

Es beste­ht fol­glich ein Bedarf an dynamis­chen und flex­i­blen Gefährdungs­beurteilungsver­fahren, die der Kom­plex­ität viel­er mod­ern­er Arbeit­splätze gerecht wer­den. Hier ist vor allem ein gewiss­er Grad an Flex­i­bil­ität wichtig, da sich das Vorge­hen bei der Gefährdungs­beurteilung psy­chis­ch­er Belas­tung in Großun­ternehmen von dem Vorge­hen in Kle­in­st­be­trieben stark unter­schei­det. So erfordern einige Meth­o­d­en zur Mes­sung der Belas­tung beispiel­sweise eine Min­destanzahl an Teil­nehmern, die bei Kle­in­st­be­trieben nicht immer gegeben ist. Die Entwick­lung evi­denzbasiert­er Ver­fahren ist hier­für ein unab­d­ing­bar­er Erfol­gs­fak­tor (Met­zler et al. 2019).

Lit­er­aturverze­ich­nis

  • Anger­er, P.; Müller, A.; Süß, S.; Lehr, D.; Buch­n­er, A.; Dragano, N. (2018): Gefährdungs­beurteilung psy­chis­ch­er Belas­tung für die
    dig­i­tal­isierte Arbeit: das Sys­tem DYNAMIK 4.0. In: ASU Arbeitsmedi­zin Sozialmedi­zin Umweltmedi­zin 53, S. 718–722.
  • Diebig, M.; Müller, A.; Anger­er, P. (2017): Psy­chis­che Belas­tun­gen in der Indus­trie 4.0: Eine selek­tive Lit­er­aturüber­sicht zu (neuar­ti­gen) Belas­tungs­bere­ichen. In: ASU Arbeitsmedi­zin Sozialmedi­zin Umweltmedi­zin 52, S. 832–839.
  • Diebig, Math­ias; Jung­mann, Franziska; Müller, Andreas; Wulf, Ines Catha­ri­na (2018): Inhalts- und prozess­be­zo­gene Anforderun­gen an die Gefährdungs­beurteilung psy­chis­ch­er Belas­tung im Kon­text Indus­trie 4.0. In: Zeitschrift für Arbeits- und Organ­i­sa­tion­spsy­cholo­gie A&O 62 (2), S. 53–67.
  • Flock, J.; Lostak, T.; Pap­pert, E. (2019): Auf dem Weg zum Labor 4.0. Dig­i­tal­isierung und Automa­tisierung im Labor. In: GIT Labor-Fachzeitschrift (9), S. 2–4.
  • Met­zler, Yan­nick A.; Groel­ing-Müller, Georg von; Bellingrath, Sil­ja (2019): Bet­ter safe than sor­ry. Meth­ods for risk assess­ment of psy­choso­cial haz­ards. In: Safe­ty Sci­ence 114, S. 122–139.

Foto: privat

Dr. Yan­nick Metzler

Koor­di­na­tor für den Gesund­heitss­chutz im Geschäfts­feld Stahl der thyssenk­rupp Steel Europe AG.


Foto: privat

Dr. Math­ias Diebig

Dipl.-Psych., Insti­tut für Arbeits‑, Sozial- und Umweltmedi­zin an der Hein­rich-Heine-Uni­ver­sität in Düsseldorf.

 

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