Ambient Assisted Working – AAW: Unter dem Begriff „Ambient Intelligence“ werden Aktivitäten verstanden, deren Ziel die Erweiterung der Lebens- und Arbeitsumgebung mit sogenannten intelligenten Funktionen ist, sodass Gesundheit und Leistungsfähigkeit des Menschen unterstützt und gefördert werden. Unterschieden werden:
AAW beschreibt 4.0-Technologieanwendungen (Sensorik, Software 4.0 [inkl. KI]), bei denen sich Arbeitsumgebungen (zum Beispiel Beleuchtung, Lüftung, Wärme, Raumklima, Arbeitsmittel) adaptiv, selbstlernend und autonom an die Führungskräfte und Beschäftigten anpassen. AAW kann eingesetzt werden, um die Arbeitsplätze ergonomisch und sicherheitstechnisch aufzuwerten.
Arbeit 4.0: Arbeit 4.0 wird durch cyber-physische Systeme (CPS) ermöglicht. Arbeit 4.0 beschreibt Arbeitsprozesse, -bedingungen, -organisation, -kultur und Führung in einem Wertschöpfungsprozess, der mit Menschen und mit Software 4.0 (inkl. KI) gesteuerter Technologie ein soziotechnisches System bildet. Software 4.0 assistiert dem Menschen bzw. steuert teilweise oder vollständig die Prozesse.
Assistenzsystem, technisches: Unter dem Begriff „Technisches Assistenzsystem“ werden alle Arbeits- und Hilfsmittel zusammengefasst, die die Führungskräfte und Beschäftigten bei der Ausführung ihrer Arbeit direkt unterstützen. Darunter fallen Technologien wie Smartphones, Exoskelette, Assisted Working (AAW) oder Roboter. Technische Assistenzsysteme sind Bestandteil cyber-physischer Systeme (CPS) und werden durch Software 4.0 (inkl. KI) genutzt bzw. gesteuert.
Cyber-physische Systeme (CPS) – autonome technische Systeme: Cyber-physische Systeme (CPS) verbinden und steuern als autonome technische Systeme Arbeitsmittel, Produkte, Räume, Prozesse und Menschen beinahe in Echtzeit. Die komplette oder teilweise Steuerung übernimmt Software 4.0 auf Grundlage von Modellen der künstlichen Intelligenz. Genutzt werden dazu unter anderem auch Sensoren/Aktoren, Verwaltungsschalen, Plattformen/Clouds.
Datenschutz: Der Datenschutz betrifft personenbezogene Daten und den Schutz vor deren Missbrauch während deren Erhebung, Verarbeitung und Nutzung. Dabei gilt das Recht auf informationelle Selbstbestimmung. Demnach ist jeder Mensch nach dem Grundgesetz (GG) der Bundesrepublik Deutschland frei und kann selbst darüber entscheiden, wie mit seinen personenbezogenen Daten umgegangen wird, sofern kein Gesetz eine andere Regelung vorsieht. Der Datenschutz ist gesetzlich geregelt (auch spezielle Regelungen in den Bundesländern). Der Wandel hin zu Arbeit 4.0 und die Datenschutzregelungen erfordern von Betrieben und allen Beteiligten, aber auch von Selbstständigen eine deutlich höhere Sensibilität und ein Bewusstsein für Belange des Datenschutzes.
Datensicherheit: Datensicherheit beinhaltet alle technischen, organisatorischen und rechtlichen Aspekte, die der Sicherheit im Umgang mit sämtlichen Daten dienen, die im Betrieb generiert und verarbeitet werden. Erreicht wird dies durch die Beachtung der Schutzgüter der IT-Sicherheit:
Datensicherheit umfasst somit die sichere Übermittlung und Speicherung sowie die Sicherstellung, dass keine unbefugte Person oder Software 4.0 (inkl. KI) Zugang zu den Daten erhält. Das IT-Sicherheitsgesetz und die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) verpflichten Unternehmen, organisatorische und technische Vorkehrungen zur Vermeidung von Störungen ihrer informationstechnischen Systeme, Komponenten oder Prozesse zu treffen.
Drohnen: Drohnen können sowohl autonom fliegen als auch durch den Menschen gesteuert sein. Sie bestehen aus einem Fluggerät, einer Bodenkontrollstation mit Bildschirm und dem beides verbindenden Data Link. Die Steuerung kann auch über Smartphone oder Tablet geschehen. Die Steuerungselektronik beurteilt anhand von Sensoren (Beschleunigung oder GPS) die aktuelle Lage und regelt die Rotoren. Drohnen können mit einer Foto- oder Videokamera und anderen Sensoren zur Erfassung von Daten ausgestattet werden. Es gibt spezielle Anforderungen an den Betrieb und den Einsatz von Drohnen.
Exoskelette: Exoskelette sind physisch unterstützende technische Assistenzsysteme, die als „Roboter-Anzug“ oder als Unterstützung einzelner Gliedmaßen getragen werden können. Ziel von Exoskeletten ist die Kombination der Vorteile von Mensch (zum Beispiel gute Sensomotorik, Kognition und hohe Flexibilität) und Technik (zum Beispiel gute Wiederholgenauigkeit und hohe Ausdauer) zu nutzen, um
Es gibt aktive, energiebetriebene Exoskelette, die in 4.0-Prozessen eingebunden sind, und passive, mechanische Exoskelette.
Internet der Dinge: Das Internet der Dinge basiert auf Dingen mit Sensorik, die Daten erheben. Dinge können beispielsweise Arbeitsmittel, Fahrzeuge, Gebäude oder Assistenzsysteme wie Smartphones sein. Die Dinge haben über eingebettete Software eine Repräsentanz auf Plattformen im Internet (Clouds, Big Data). Auch Menschen geben Daten selbst in diese Plattformen ein (zum Beispiel über Social Media, Messsenger-Dienste). Im Internet werden diese Daten der Dinge und Menschen mit Software 4.0 (inkl. KI) verarbeitet und mit anderen Dingen und Systemen vernetzt (cyber-physische Systeme). Durch das Internet der Dinge kann Software 4.0 (inkl. KI) Dinge, Menschen und Prozesse teilweise oder ganz steuern (zum Beispiel über Aktoren, Assistenzmittel).
Künstliche Intelligenz (KI): Künstliche Intelligenz (Artificial Intelligence – AI) ist die Grundlage, mit der die weltweit größten Konzerne ihr Geschäft realisieren (wie Google, Facebook, Amazon) und die immer mehr Arbeits- und Lebensprozesse durchdringt. KI beschreibt Informatik-Anwendungen, deren Ziel es ist, intelligent zu agieren, basierend auf technischen Mustern (wie speziellen Programmiersprachen, Algorithmen). Dazu sind in unterschiedlichen Anteilen bestimmte Kernfunktionen notwendig wie:
Diese Kernfunktionen stellen die größtmögliche Vereinfachung eines Modells zur KI dar: „Wahrnehmen – Verstehen – Handeln – Lernen“ und erweitern das ursprüngliche Grundprinzip aller EDV-Systeme: „Eingabe – Verarbeitung – Ausgabe“.
Life Cycle Costing: Life Cycle Costing ist eine Methode zur Ermittlung der Lebenszykluskosten. Sie ermöglicht eine Bewertung von Produkten und Dienstleistungen unter Aspekten ihrer Wirtschaftlichkeit, unter Berücksichtigung von allen Kosten sowie von Material- und Energieflüssen, die im Laufe des Produktlebens anfallen. Damit ist es möglich, beispielsweise auch Kosten für Wartung, Updates oder Services, Abholung, Entsorgung oder Recycling mit zu berücksichtigen. Die Methode wird eingesetzt, wenn Entscheidungen über Anschaffungen zu treffen sind. Über 4.0-Technologien liefern Produkte und Dienstleistungen über ihren kompletten Lebensprozess hinweg Daten, die für Life Cycle Costing genutzt werden können.
Plattform-Ökonomie: Unter einer digitalen Plattform wird eine Infrastruktur verstanden, die auf 4.0-Technologien basiert und verschiedene Nutzergruppen zusammenführt
Plattformen bieten den Nutzern vielfältige Möglichkeiten der Suche, Information, Kommunikation, Interaktion, Durchführung von Transaktionen und Steuerung von Prozessen. Plattform-Ökonomie beschreibt die Nutzung digitaler Plattformen im Rahmen eines Geschäftsmodells eines Unternehmens (zum Beispiel Google, WhatsApp, Facebook, Airbnb, MyHammer, eBay, Herstellerplattformen). Produkte und Dienstleistungen oder Informationen können auf diese Weise vertrieben und ausgetauscht werden.
Smarte Arbeitsmittel: Smarte Arbeitsmittel sind Arbeitsmittel, die mit 4.0-Technologien ausgestattet und miteinander, mit betrieblichen Anlagen, Personen oder Räumen oder einer Cloud vernetzt sind. Sie erfassen über Sensoren Daten der Umgebung, verarbeiten diese über eine Software 4.0 (inkl. KI) weiter und können über Aktoren Aktionen auslösen. Viele der heute erhältlichen, ehemals analogen Arbeitsmittel sind inzwischen smart, bei vielen anderen besteht die Möglichkeit der Nachrüstung.
Smarte Dienstleistung („Smart Service“): Eine Smarte Dienstleistung ist eine datenbasierte, vernetzte, individuell konfigurierbare Dienstleistung, die über Plattformen organisiert und von cyber-physischen Systemen über Software 4.0 (inkl. KI) verarbeitet und gesteuert wird. Daten aus verschiedenen Quellen werden durch die autonomen technischen Systeme beinahe in Echtzeit zusammengeführt und für die Steuerung von Prozessen oder Prognosen zukünftiger Situationen und Zustände genutzt. Beispiele für smarte Dienstleistungen sind Diagnosetools für Ärzte, Recherchetool für Juristen, Auswertung von Maschinenbetriebsdaten durch Hersteller, Optimierung von Arbeitsprozessen auf Grundlage digitaler Analysen.
Smartes Produkt: Unter einem smarten (intelligenten) Produkt wird hier ein physisches Produkt (wie ein Arbeitsmittel, Fahrzeug, Smartphone/Assistenzmittel, Gebäudetechnik) verstanden, das durch Software 4.0 überwiegend auf Grundlage eines Modells der künstlichen Intelligenz gesteuert wird. Smarte Produkte sind in der Lage, mit anderen smarten Produkten, Verbrauchern oder Schnittstellen zu interagieren.
Software 4.0: Software 4.0 steuert cyber-physische Systeme (CPS) und andere autonome technische Systeme (wie Messenger-Programme). Software 4.0 nutzt Modelle künstlicher Intelligenz zusammen mit anderen Basistechnologien wie zum Beispiel Algorithmen, semantischen Technologien, Data Mining. Software 4.0 ist autonom und selbstlernend.
4.0: 4.0 steht ursprünglich für die vierte industrielle Revolution (Industrie 4.0), bezieht sich aber inzwischen auch auf Dienstleistungen und alle anderen Arbeits- und Lebensbereiche. Die einzelnen Phasen der Entwicklung stehen für folgende Technologien:
4.0-Prozesse: Unter 4.0-Prozessen werden hier alle Arbeitsprozesse verstanden, in denen cyber-physische Systeme (CPS) oder andere autonome technische Systeme (wie Plattformen, Messenger-Programme) beteiligt sind. 4.0-Prozesse sind in den Arbeitsprozessen bisher selten vollständig, aber in Ansätzen in allen Betrieben umgesetzt.
4.0-Technologien: 4.0-Technologie bezeichnet hier Hardware und technologische Produkte (wie Assistenzmittel/ Smartphones, Sensoren/Aktoren in smarten Arbeitsmitteln, Fahrzeugen, Produkten, Räumen etc., smarte Dienstleistungen, Apps), die von Software 4.0 (inkl. KI) ganz oder teilweise gesteuert werden.