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Kategorie: Energie

Adaptionsfähigkeit gegen Mangel?

Der technologische Wandel rollt mit einer enormen Beschleunigung über unsere Gesellschaft hinweg, leider auch die Veränderung unserer Umwelt.

Es herrscht ein permanenter Mangel in bestimmten hochqualifizierten Berufszweigen, aber nicht immer in denselben.

Prognosen über mögliche Anforderungen an Fertigkeiten oder Fähigkeiten von Menschen in der zukünftigen Arbeitswelt sind kaum noch möglich.

Wie können wir junge Menschen gegen den jeweiligen Mangel qualifizieren? In welche Richtung sollte man sie dann lenken?

Liegt der Schlüssel in der besseren Adaptionsfähigkeit von Bildung?

Evolutionäre Kräfte steuern die Qualifizierung von Arbeitskräften

Bis zum 17. Jahrhundert ließ sich das malthusische Bevölkerungsgesetz noch gut anwenden. In historischen Gesellschaften steigerte sich die Verbesserung der Ressourcennutzung durch technologische Errungenschaften zunächst linear und kam dann zu einem vorläufigen Stillstand. Die bessere Versorgung führte dagegen zu einem exponentiellen Bevölkerungswachstum. Nach einem kurzen Anstieg der Lebensqualität in Form von Pro-Kopf Einkommen und Lebenserwartung wurde der Vorteil überkompensiert. Die Gesellschaft brach nach einer sehr angespannten Zeit zusammen (Hunger, Konflikte, Krankheiten …). Sie fiel wieder auf den niedrigen Lebensstandard von vorher zurück. Die Entwicklung begann von vorne.

 

Für die vielen einfachen Aufgaben brauchte man keine Qualifikation. Bildung hatte keine große Bedeutung und war nur kleineren Gruppen vorbehalten (z.B. Kaufleute, Baumeister, Schatzmeister).

 

Durch die in Europa langsam beginnende industrielle Revolution im 18. Jahrhundert überschritt der technologische Fortschritt eine Schwelle, die diesen Zusammenhang erstmalig in der Jahrtausenden Geschichte der Menschheit unterbrach. Die Gesellschaft begann sich massiv zu transformieren. Der Anstieg der Bevölkerung verlief dieses Mal moderat, dagegen beschleunigte sich der technologische Wandel exponentiell.

Beginnend mit der Dampfmaschine als Automatisierungspotential in Fabriken und als Transportmittel machte einfache Arbeiten langsam überflüssig. Die Nachfrage nach mehr Menschen mit Lese- Schreib- und Rechenfähigkeiten beschleunigte sich. Noch bevor die Politik die Kinderarbeit abschaffte, war deren Bedarf in der Industrie längst erloschen und der Ruf nach besser ausgebildeten Arbeitern laut geworden, der Begriff Humankapital nahm langsam Formen an. Die Qualifikations-Spirale nahm ihren evolutionären Verlauf.

Adaptionsfähige Bildung

Berücksichtig man die Geschichte und die heutigen wissenschaftliche Erkenntnisse, wäre möglichst schnell eine Bildungsreform erforderlich. Das Ziel sollte sein, bei großer Chancengleichheit Wissen mit maximaler Adaptionsfähigkeit zu vermitteln. Ein Mensch, der sich eigenständig informieren und Zusammenhänge durchdringen kann, lässt sich nicht in vorgegebene Bahnen zwingen. Er findet Wege sich den Aufgaben zu widmen, die ihn intrinsisch motivieren und zu seinen Lebenszwecken werden können.

Das heutige Bestrafungssystem (Zensuren, Sitzenbleiben…) der Bildung sollte dringend in ein Belohnungssystem umgewandelt werden.

Kinder sind von Natur aus wissbegierig und lernen sehr schnell. Warum versucht unsere Gesellschaft ihnen diese wertvollen Eigenschaften abzuerziehen?  

 

Junge Menschen benötigen eine fundierte Allgemeinbildung, die sich über einen längeren Zeitraum zusammenhängend entwickelt und festigt. Lernen funktioniert nur durch regelmäßiges Erinnern!

Wissensaufbau sollte Spaß machen und jeder sollte sich in seinem eigenen Tempo entwickeln können. Als Unterstützung könnten freie, didaktisch exzellent gemachte Online-Kurse erstellt und staatlich finanziert werden. Als Unterstützung böte sich ein permanentes Training zur Selbstorganisation an.

So ein System ließe sich auch für Erwachsene erweitern, damit könnte jeder Bürger zu jeder Zeit jede Qualifikation erreichen.

Bildungsinhalte

Weil es zur Gestaltung eines jeden Lebens unabdinglich ist, gehört deutlich mehr fundamentales Wissen schon an den Anfang des Lernabenteuers einer neuen Generation.

Die einfachen physikalischen, chemischen und biologischen Zusammenhänge sollten schon früh das Fundament bilden für persönlich wichtiges Wissen z.B. über unser Denken, Ernährung, Bewegung, Schlaf, Hygiene, Stress, Natur oder was eine intakte Umwelt bedeutet.

Das Arbeiten mit Zahlen könnte in den ersten Jahren durch die Integration in die praktischen Themen integriert werden, damit würde die Schwelle für die abstrakte Handhabung von Zahlen deutlich gesenkt.

Ein aufwachsender Mensch benötigt zudem Kenntnisse über ökonomische Zusammenhänge, unsere Grundrechte, die Bedeutung von Eigentum und später auch seine gesellschaftlichen Pflichten z.B. Verträge. Damit wäre er in der Lage, gute Entscheidungen zu treffen und sich rechtskonform zu verhalten.

Die Entstehung von Krankheiten könnten stark reduziert werden, wenn das Verständnis unserer Körperfunktionen und einfache medizinische Grundlagen schon früh auf dem Bildungsprogramm stehen würde.

Die bedeutendste Änderung wäre aber die integrale Vermittlung und dauerhafte Vertiefung aller Themen. Keine abgeschlossenen Fach-Curricula mehr, deren Inhalte später kaum noch eine Wiederholung erfahren.

Evolutionäre Bildung

Wie aus der Geschichte entnommen laufen Veränderungen nur über sehr lange Zeiträume ab. Auf der einen Seite steigt der Bedarf an besser ausgebildeten Arbeitskräften und dadurch auch der Druck auf die Politik. Auf der anderen Seite scheint der Energiehunger an seine Grenzen gekommen zu sein und der Planet schlägt durch Klimawandel zurück.

Es gibt zu viele Unbekannte, dadurch birgt eine Prognose viele Unschärfen. Zur Diskussion hier einmal 3 unterschiedliche Szenarien:

1. Menschen unternehmen viel zu wenig, das Klima schlägt heftiger zurück als vorhergesagt

Schon bald können Staaten die Kosten für Klimaschäden nicht mehr bewältigen. Energienachschub kommt nur noch sporadisch und geht an die meist Bietenden. Menschen begehren auf. Migrationen verschärfen sich. Individuelle Interessen heizen den Schmelztiegel zusätzlich an. Anarchie breitet sich aus. Verteilungskämpfe verhindern weiteren technologischen Wandel. Bildung verliert an Bedeutung. Lebensqualität und Lebenserwartung nehmen stark ab. Klimawandel und Konflikte dezimieren die Menschheit. Das malthusische Gesetzt tritt mit Verzögerung wieder ein. Die Überlebenden beginnen bei niedriger Lebensqualität und Lebenserwartung von vorne.

2. Die Maßnahmen der Menschen reichen zwar nicht aus, aber das Klima stabilisiert sich etwas nach einer Weile

Es sterben weiterhin viele Menschen im Zusammenhang mit Katastrophen. Der Mensch gewöhnt sich aber daran. Diejenigen, die die Möglichkeit haben, ziehen weiter in den Norden, wo es weiterhin gute Lebensbedingungen gibt. Durch die schnelle Verfügbarkeit von kompakten Fusionskraftwerken (o.ä.) können viele Gegenden wieder mit Energie versorgt werden. Die Beschleunigung des technologischen Wandels und die Bedeutung von Qualifizierung wurde zwar ausgebremst aber durch weniger Menschen auf dem Planeten findet nur eine leichte Reduzierung der Lebensqualität und Lebenserwartung statt.

3. Die Menschheit schließt sich zusammen und beginnt einen radikalen Umbau

Emissionen werden kurzfristig untersagt. Energie wird für alle rationiert darf nur noch vollständig erneuerbar produziert werden. Der technologische Wandel beschleunigt sich weiter und findet Wege mit weniger Ressourcen hauszuhalten. Die Bildungssysteme passen sich langsam an. Mehr als die Hälfte der Bevölkerung haben einen akademischen Abschluss. Die Menschen beginnen langsam mit weniger Energie bewusster und inhaltsreicher zu leben, sie entwickelt sich langsam kognitiv weiter.   

PS: Menschen, die Zusammenhänge gut verstehen und sich selbst organisieren können, wären in jedem dieser Szenarien ein großer Vorteil.

Weniger ist mehr

less is moreUnser Denken wird von vielen fest verankerten Verzerrungen beeinflusst, das gilt natürlich auch für innovative Teams. Eines dieser kognitiven Probleme möchte ich im Zusammenhang mit Innovationen hervorheben: wenn es darum geht, bestehende Dinge zu verbessern, wird gerne etwas hinzugefügt, selten etwas weggelassen. Ein hinzugefügtes Leistungsmerkmal scheint gefühlt einen Mehrwert zu geben, doch das triff sehr häufig nicht zu – weniger ist mehr. Das der Mensch in diesem Punkt tatsächlich einseitig denkt, hat jüngst ein Team der Universität von Virginia (Garielle S. Adams) herausgefunden.

In der Vergangenheit sind viele bestehende Produkte mit Globalisierung und Segmentierung der Absatzmärkte konfrontiert worden. Zusätzlich wurde eine hohe Flexibilität bei der Reaktion auf Kundenwünsche gefordert. Um die Herstellkosten unter Kontrolle zu halten entstand eine zunehmende Differenzierung der Produkte und die Variationsvielfalt schoss in die Höhe. Die Auswahl für einen Käufer war häufig ohne einen qualifizierten Berater nicht mehr zu überblicken.

Die Digitalisierung zwing viele Hersteller, ihre Produkte über leicht verständliche Konfiguratoren anbieten zu können. Das führt vernünftigerweise zum Überdenken der Vielgestaltigkeit ihrer Erzeugnisse.

Ausweg

Sobald der Kunde im Mittelpunkt steht, dürfen seine Anforderungen nicht ignoriert werden. Wie kann trotzdem eine Variantenreduzierung ermöglicht werden?

Idealerweise löst man sich zunächst vollständig von schon existierenden Artikeln. In unseren Workshops beginnen wir deshalb mit der Strukturierung und Klassifizierung von Kundenerfordernissen bezogen auf das zu verbessernde Fabrikat. Jeder Teilnehmer lernt dabei die eigentliche Aufgabe vertieft kennen. Die daraus entstehenden Produktfamilien sollten für einen potentiellen Käufer einfach voneinander abzugrenzen sein. Er muss sich sofort mit den für ihn relevanten Familien identifizieren können.

Wenn die bestehende Produkte auf die neu gewonnenen Gliederungen abgebildet werden, ordnet man alle geforderten Leistungsmerkmale zu. Die Kundensicht wird im nächsten Schritt erweitert durch die Fertigungssicht. Anschließend wird der grundlegende Aufbau durch technische Baugruppen analysiert, modularisiert und ggf. neu strukturiert. Zusätzlich werden die bisher verwendeten Materialien hinterfragt und ausgetauscht falls es als sinnvoll erscheint. Dadurch entsteht eine ganzheitliche Betrachtung von Beschaffung über Produktion bis hin zur Kundenzufriedenheit noch bevor das eigentliche Erzeugnis entsteht.

Wir versuchen Funktionserweiterungen zu vermeiden. Besser sie werden in diesem Zusammenhang entfernt, reduziert, optimiert oder durch intelligentere Funktionen substituiert.

Nicht selten entsteht bei so einer Untersuchung ein völlig neuer Blickwinkel auf ein Markterzeugnis und eine Neuentwicklung ist die Folge. Vereinzelt wird hierdurch auch eine disruptive Technologie ausgelöst.

Innovationsteam Bearbeitungslinie

less is moreWeil die universelle Bearbeitungslinie eines industriellen Klienten neuerdings konfigurierbar sein und über das Internet angeboten werden sollten, haben wir in einem Innovations-Team den Fokus auf Vereinfachung der Kundenfunktionen gelegt. Im Laufe der Zeit hatten sich über hundert Möglichkeiten der Maschine zur Bearbeitung von Teilen angesammelt. Für einen potentiellen Käufer war das ohne gezielte Beratung nicht mehr zu überschauen.

Dem Team stand eine Auswertung der Häufigkeit des Verkaufs jeder Variante zur Verfügung. Man hätte selten georderte Varianten einfach entfernen können, doch wir wählten einen anderen Weg. Wir gruppierten die Bearbeitungsschritte in Kategorien, wie z.B. Transportieren, Aufnehmen, Positionieren, Messen, Verbinden, Verpacken. Bei der modularen Betrachtung dieser Gruppen erschuf das Team ein genormtes Schnittstellengerüst für Daten, Energien und Entsorgung, mit dem die Gruppen beliebig miteinander kombiniert werden konnten.

Funktionen innerhalb einer Gruppe konnten jetzt gemeinsam betrachtet werden. Deshalb haben wir uns überlegt, wie so eine Kategorie mit einem oder nur sehr wenigen Aggregaten bearbeitet werden könnte. Dabei waren die Team-Mitglieder, die noch nie an so einem Prozessablauf gearbeitet hatten, eine große Hilfe. Sie haben uns Wege aufgezeigt, die bisherige Art der Abarbeitung radikal zu überdenken. Beispielsweise gab es eine nicht sehr häufig bestellte Kategorie zur Bearbeitung von komplexen Geometrien. Sie bestand aus vielen unterschiedlichen Baugruppen und war sehr teuer. Mit Hilfe eines Herstellers für schnellen 3D-Druck konnten es auf ein einzelnes Aggregat reduziert werden. Der Nutzen für den Kunden ließ sich bei geringeren Kosten drastisch erhöhen.

Ein Teil der Team-Arbeit bestand darin, den virtuellen CAD-Prototyp jeweils an die neuen Ideen anzupassen und in Bewegung zu bringen.

Nachhaltigkeit und Einsatz von KI

Der vermehrte Einsatz von KI innerhalb der Steuerungssoftware ermöglichte uns eine Vielzahl von Leistungsmerkmale durch wenige komplexere Funktionen zusammenzufassen. Bestehende Einstellmöglichkeiten ließen sich automatisieren und durch interne Algorithmen ersetzt.

Sehr hilfreich war die Zusammenarbeit mit der Forschung. Ergebnisse aus dem KI-Gebiet des „verstärkendes Lernens“ (Reinforcement Learning), flossen in viele Funktionen ein. Die Fertigungslinien sind heute wesentlich intelligenter und passen sich automatisch an unterschiedliche Situationen an.

Da einige Aggregate starke Schwingungen verursachen, hatte man in der vorherigen Bauweise zur Reduktion ein sehr langes, sehr schweres Maschinenbett verwendet. Das gestaltete sich im Transport und in der Herstellung aufwendig. Deshalb haben wir bei Bedarf Aggregate mit Schwingungsdämpfer unterlegt, dadurch konnte das Gestell modular unterteilt und zusammensteckbar konstruiert werden. Die Herstellkosten wurden gesenkt und als zusätzliche neue Möglichkeit konnten Elemente auch über Eck verbunden werden.  Der Platzbedarf für den Kunden reduzierte sich so deutlich, neue Stellmöglichkeiten waren für ihn entstanden.

Es gab noch viele Verbesserungen z.B. bei der Reduzierung von Energien, dem Entsorgen von Abfallstoffen oder die Integration von Industrie 4.0 Funktionalitäten wie die ferngesteuerte Überwachung und Wartung. Auch ein Konzept zur Rücknahme der Anlage nach Beenden des Lebenszyklus wurde erstellt.

Nicht nur der abschließende Konfigurator im Internet sondern auch die Zufriedenheit mit den neuen Produktionslinien wurde von der Mehrheit der Kunden als hervorragend bewertet.

Das Innovationsteam bestand aus Mitgliedern der Bereiche Aggregat-, Linien und Softwareentwicklung, Steuerungs- und Fertigungstechnik sowie je einem Vertriebler und externen Consultant.

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