Angelika C. Bullinger-Hoffmann

Lane Change Prediction: From Driver Characteristics, Manoeuvre Types and Glance Behaviour to a Real-Time Prediction Algorithm

Lane change manoeuvres pose high demands on the driver. Driver intent information is supposed to provide lane change assistance specifically when required, thus increasing acceptance and traffic safety. Based on an on-road study including 60 participants, the I-FAS investigated lane change behaviour at different levels of analysis. The present chapter shows the analysis of lane change predictors on the behavioural, strategic, manoeuvring and control level. Considering driver characteristics on the strategic/behaviour level, familiarity with the route resulted as the most important predictor for the number of lane changes performed per trip. Analyses at the manoeuvring level showed that lane change manoeuvres need to be further subdivided into subtypes with different requirements for prediction. Driver behaviour – especially automated glance behaviour at the control level – differed considerably between e.g. lane changes due to a slower vehicle ahead and lane changes on an added lane. Mirror glance patterns for specific lane change types resulted as promising and quite stable intention predictors, even before the activation of the turn signal. However, the interpretation of glances as indicator for lane change intention is vague without the integration of information about the driving situation. Therefore, a realtime lane change prediction algorithm was developed integrating driver behaviour, vehicle parameters as well as data from the vehicles’ surroundings in a Bayesian Network.

Partizipative Gestaltung eines gebrauchstauglichen mobilen Assistenzsystems für Instandhalter

Mit dem Einsatz mobiler Produktionsassistenzsysteme entstehen neue Anforderungen an die Gestaltung von Mensch-Maschine-Schnittstellen (MMS). Solche MMS umfassen eine grafische Benutzerschnittstelle uber die Softwareoberflache (GUI) sowie eine tangible Mensch-Maschine-Schnittstelle (tMMS) uber hardwaretechnische Funktions- und Bedienelemente. Eine gebrauchstaugliche Gestaltung dieser MMS liefert ein groses Potenzial zur sicheren Bedienung und steigert deren Akzeptanz durch die Anwender. Aufbauend auf den Methoden des Usability Engineering wird die nutzerzentrierte Entwicklung einer gebrauchstauglichen MMS fur das Ressourcencockpit Phasen dargestellt. Grundlage hierfur bietet ein Anforderungskatalog, der die Bedarfe von Instandhaltern, Service-Technikern sowie Planungs- und Instandhaltungsleitern zusammenfasst. Auch bei der iterativen Entwicklung, Prototypengestaltung und Evaluation wird eine partizipative Vorgehensweise gemeinsam mit den Anwendern gewahlt. Im Ergebnis liegen fur Teilaspekte der Gestaltung und den zusammengesetzten Geometrieprototypen bereits hohe Bewertungen der Gebrauchstauglichkeit vor.

Ergonomie am wissensintensiven Arbeitsplatz -Problemstellung und Lösungsansätze

Wissensintensive Arbeitsplatze legen den Fokus auf die psychischen und nicht auf die physischen Starken der Arbeitnehmer. Wissensintensive Berufe sind demnach solche, die durch den hohen Anteil von Innovateuren oder flexiblen Mitarbeitern gepragt sind. Bei Wissensarbeitern „… bestehen […] hohe Lernanforderungen und Kreativitatsanforderungen. Es geht darum, sich haufig Wissen anzueignen und gegebenenfalls zu generieren“ (Tiemann 2009, S. 8). Arbeitnehmer an wissensintensiven Arbeitsplatzen werden als Wissensarbeiter bezeichnet. Ein solcher Arbeitnehmer ist nach Drucker “an employee whose major contribution depends on employing his knowledge rather than his muscle power and coordination, frequently contrasted with production workers who employ muscle power and coordination to operate machines” (Drucker 1991, S. 564). Diese Arbeitnehmer verbringen im Schnitt 80.000 Stunden sitzend im Buro. 17 Millionen deutsche Arbeitnehmer nehmen Tag fur Tag im Buro einen Sitzplatz ein (BAuA 2011). Dieses birgt, neben eingebuster Produktivitat durch Unwohlsein, gesundheitliche Gefahren. Die Ruckenmuskulatur wird verkurzt, Bauch-, Bein- und Gesasmuskeln geschwacht. Muskel- und Skeletterkrankungen verursachen das Gros aller krankheitsbedingten Fehltage bei Arbeitnehmern, wobei der Grosteil auf wissensintensive Arbeitsplatze entfallt. Auch im Jahre 2009 fuhrten diese als Ursache mit 104,8 Millionen Ausfalltagen den Spitzenplatz in der Arbeitsunfahigkeitstage-Statistik (BAuA (Hrsg.) Bundesanstalt fur Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin 2011) an. Nach Schatzungen der BAuA lagen im Jahr 2012 die Ausfallkosten sowie der Ausfall an Bruttowertschopfung aufgrund von Ruckenbeschwerden bundesweit bei etwa 17 Milliarden Euro (Baas 2014).

Digitale Menschmodelle als Methode zum Anlernen von Arbeitsprozessen

Unternehmen sind einem stark wachsenden Wettbewerbsdruck ausgesetzt. So nehmen die Kundenanforderungen in globalen Markten zu, ebenso die Dynamik der technischen Entwicklung der Produktionssysteme unter Trends wie Industrie 4.0. Die Verkurzung des Produktlebenszyklus sowie der Anstieg der Variantenvielfalt sind zwei Effekte, aus denen die Zunahme von Produktionsneuanlaufen (Wildemann 2012) resultiert. Gleichzeitig stehen Unternehmen weiterhin vor der Herausforderung, ihren Bedarf an spezialisierten Fachkraften trotz demografischen Wandels sicherzustellen.

Einleitung: Produktivität und Effektivität von industriellen Dienstleistungen - Zur innovativen Bewältigung einer Gratwanderung

Seitdem Fourastie in den 1950er-Jahren die Transformation der Industriegesellschaft in eine Dienstleistungsgesellschaft als eine der grosen Hoffnungen des 20. Jahrhunderts bezeichnete, ist der Blick auf Dienstleistungen differenzierter geworden. Die Anwendung neuer Technologien ruckt die Dienstleistung naher an industrielle Arbeitsstrukturen als ursprunglich erwartet, so dass es falsch ware, aus der Tertiarisierung moderner Gesellschaften einen generellen Bedeutungsverlust der Industrie abzuleiten. Auf der anderen Seite steigt in der Industrie rapide die Wertschopfung in Form von Tatigkeiten, die nicht unmittelbar der materiellen Guterproduktion zugerechnet werden. Langst ist deshalb von einer hybriden Wertschopfung die Rede, bei der die Trennlinie zwischen Produktion und Dienstleistung verschwimmt.

Lernen und Kompetenzerwerb am wissensintensiven Arbeitsplatz – Organisationale und technologische Entwicklungen

Heutige betriebliche Realitat ist gepragt von hoher Dynamik, Internationalisierung sowie einem Produktionsverstandnis, welches marktgetrieben ist und auf die Anforderungen und Wunsche der Kunden eingeht (Reichwald und Piller 2002). Reichwald und Piller (Reichwald und Piller 2002: 4) sprechen von der „neuen Macht der Abnehmer“. Zu diesem Trend der Individualisierung kommt der zunehmende Innovationsdruck hinzu. Unternehmen sind gezwungen, standig nach wettbewerbsvorteilebringenden Neuerungen innerhalb ihrer Prozesse, Produkte oder Dienstleistungen zu streben. Dies erfordert neben einer gewissen Kreativitat (Bullinger 1996) auch die Verknupfung von unterschiedlichen, bestehenden oder neuen Wissensbestanden, deren Kombination dann in einem neuen Anwendungskontext als Innovation zur Abgrenzung zu Konkurrenten und der Sicherung der Wettbewerbsfahigkeit beitragt. Wahrend in der Vergangenheit dieser Prozess haufig losgelost von betrieblicher Praxis und auf technologische Aspekte fixiert in einem Forschungs- und Entwicklungskontext stattfand, ist heute eine Offnung des Innovationsprozesses zu beobachten (Heidenreich 1997; Mai 2014). Unterstutzt wird dies durch die Entwicklungen im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologien (Piller und Reichwald 2009). Sie ermoglichen mit den Entwicklungen des Web 2.0, der zunehmenden Vernetzung der Menschen uber Social Media und dem Aufkommen neuer web-basierter Wertschopfungsstrategien eine effektive und effiziente Gestaltung von Innovationsprozessen uber die Organisationsgrenzen hinaus. Mit der zunehmenden Vernetzung und den technologiebasierten Kommunikationsmoglichkeiten steigen die Mitbestimmungsmoglichkeiten des Einzelnen. Markte, Dienstleistungen und Organisationen sind verstarkt durch demokratische oder zumindest scheinbare Mitbestimmung der Stakeholder charakterisiert. Hierbei werden beispielsweise die Kunden aktiv in Entwicklungs-, Vermarktungs- und andere Kernprozesse einbezogen (Reichwald und Piller 2002). Auch unternehmensintern, das heist auf organisationaler Ebene, werden Hierarchien abgebaut (Mai 2014) und der Mitarbeiter wird zum Unternehmer im Unternehmen, der eigenverantwortlich und kompetent die Wertschopfung der Organisation sichert (Piller und Reichwald 2009). Es wird davon ausgegangen, dass alle Mitarbeiter auf Basis ihrer qualifikatorischen Ressourcen, wie Erfahrung und Wissen, im Rahmen ihrer alltaglichen Arbeit in die organisationalen Innovationsprozesse involviert sind (Vos und Pongratz 1998).

The Smart Virtual Worker – Digitales Menschmodell für die Simulation industrieller Arbeitsvorgänge

Im Rahmen eines interdisziplinaren Forschungsprojekts an der Technischen Universitat Chemnitz wurde das digitale Menschmodell „The Smart Virtual Worker“ (SVW) entwickelt. Mit der Entwicklung werden eine signifikante Reduktion im Simulationsaufwand sowie eine Erweiterung integrierter arbeitswissenschaftlicher Bewertungsmethoden in digitalen Menschmodellen angestrebt. Der Beitrag erklart die dazu im SVW integrierten Module und Methoden sowie deren Zusammenwirken. Im SVW erfolgt die Erstellung des Arbeitsprozesses mittels autonomer Handlungsselektion unter Nutzung von Kunstlichen Intelligenz (KI) – Algorithmen in Kombination mit einer automatischen Bewegungserzeugung. Der Nutzer kann hier entscheiden, ob der Arbeitsprozess nach zeitlichen, ergonomischen oder emotionsbasierten Kriterien optimiert wird. Die ausgewahlten Handlungen werden anschliesend in Bewegungsablaufe ubersetzt. Zur Bewertung des erzeugten Arbeitsprozesses stehen Verfahren zur ergonomischen Bewertung der Arbeitsaufgabe (RULA-/EAWS-Verfahren) und Arbeitsumwelt (Larm-, Klima- und Beleuchtungsbewertung) sowie zur psychologischen Bewertung (Emotionsmodell) zur Verfugung. Im Ergebnis konnte der Erstellungsaufwand fur eine Arbeitsprozesssimulation wesentlich reduziert und eine Erweiterung der arbeitswissenschaftlichen Bewertungsmethoden in DMM vorgenommen werden.

Analysemethodik für digitale Menschmodelle

Im Rahmen des vom BMBF geforderten Forschungsprojektes eProduction (FKZ 13 N12031) wurde untersucht, inwieweit Gefahrdungen die innerhalb einer HV-Montage entstehen, bereits fruhzeitig und virtuell gepruft werden konnen. Eine Moglichkeit bietet der zielgerichtete Einsatz digitaler Menschmodelle. Dabei ist eine standardisierte Vorgehensweise notwendig, die die Anforderungen der HV-Montage und des Produktentstehungsprozesses berucksichtigt. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde eine entsprechende Analysemethodik entwickelt und einzelne Teile dieser gemeinsam mit dem Menschmodellhersteller Dassault Systemes in einen Softwaredemonstrator umgesetzt. Dabei konnte anhand der Montage von Batteriemodulen ein erster Nachweis fur deren Praxistauglichkeit erstellt werden. Nachfolgend werden die Inhalte der Analysemethodik sowie deren einzelne Bewertungsschritte im Detail dargestellt. Mit der entwickelten Methodik lassen sich einzelne Schritte durch eine vereinfachte Auswahl und Positionierung des Menschmodells sowie durch standardisierte Bewertungen vereinfachen und beschleunigen. Dies spart Zeit und erhoht die Bewertungssicherheit u. a. im Umgang mit elektrischen Gefahrdungen.

Eine Anforderungsermittlung zu digitalen Menschmodellen als Instrument zur ergonomischen Arbeitsprozessgestaltung

Aktuell beschrankt sich der Einsatz digitaler Menschmodelle (DMM) hauptsachlich auf grose Unternehmen sowie akademische Einrichtungen. Es stellt sich die Frage, wie DMM verbessert werden mussten, um einen breiteren Anwenderkreis zu adressieren. Hierzu werden Befragungsergebnisse zu Anforderungen und Verbesserungswunschen bestehender und potentieller DMM-Nutzern aus bestehenden Studien mit Ergebnissen aus eigenen Befragungen und Interviews vorgestellt.

Good Practice : Weiterbildung zum DemografieManager – Bestens aufgestellt für die Zukunft

Der demografische Wandel und seine Auswirkungen erfordern innovative Losungsansatze, um die Resilienz der Unternehmen zu steigern und flexibel auf Veranderungen reagieren zu konnen. Dazu zahlt die Erarbeitung von Konzepten, die es ermoglichen, Mitarbeiter wahrend ihrer gesamten Erwerbsbiographie in Kompetenzerwerb und -pflege zu begleiten und zu unterstutzen, so dass sie langfristig und gesund erwerbsfahig bleiben konnen. Im vorliegenden Beitrag wird der Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in die Praxis anhand von Anwendungsbeispielen vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Weiterbildung zum DemografieManager. Dieses modulare und berufsbegleitende Weiterbildungskonzept wird in Bezug auf seine Notwendigkeit und Charakteristik beschrieben.