Master Thesis im Studiengang Human Computer Interaction Empirische Analyse: Chancen und Grenzen von Augmented Reality und Gestensteuerung in der Fertigungsindustrie Vorgelegt von: Elnaz Haschemilar | Matrikelnummer: 1128318 Zur Erlangung des akademischen Grades Master of Science am Fachbereich Wirtschaftswissenschaften, Wirtschaftsinformatik und Wirtschaftsrecht der Universität Siegen Stuttgart, den 07. März 2016 Erstprüfer: Dr. Markus Rohde, Universität Siegen Zweitprüfer: Jun. Prof. Claudia Müller, Universität Siegen
Nachfolgende Tabelle zeigt unter dem Aspekt der NUI Gesteneigenschaften nach Preim und
Dachselt (2015 S. 520), die als Empfehlung zu verstehen sind.
Hinsichtlich der Forschungsfrage dieser Thesis sind diese herangezogenen Geste-
neigenschaften relevant, um diese in ihrer technischen Machbarkeit mit bereits existieren-
den Gestenerkennungssoftwaren bzw. –Gadgets zu vergleichen. So sind Auswahlverfahren
mit Blick auf die Einsetzbarkeit im industriellen Umfeld möglich.
Präsenz Eine Hand muss in einem Eingaberaum zunächst vorhanden sein, bevor eine Geste damit erfasst werden kann.
Dauer Im Gegensatz zu statischen Gesten ist eine Bewegung immer von be-stimmter Dauer. Diese kann man sich gerade bei einfachen gestischen Interaktionen als Unterscheidungsmerkmal zunutze machen. […] Eine kurze Ausführungszeit einer Geste kann auch ein wichtiges Designziel sein, wenn z.B. sehr schnell zwischen verschiedenen Modi einer Anwen-dung umgeschaltet werden soll.
Bewegung Hierbei wird ein Kontinuum zwischen statischer Pose und hochdynami-scher Bewegung im Raum denkbar. Die Bewegung kann langsam oder schnell sein, einfach oder komplex, raumgreifend oder platzsparend.
Orientierung Es spielt eine große Rolle, in welche Richtung eine Geste ausgeführt wird. Als Referenzsystem kommen andere Nutzer, der eigene Körper, der Raum, ein oder mehrere Displays, reale oder virtuelle Objekte in Frage. Eine Geste wird durch ihre Orientierung somit in einen Kontext gesetzt (…).
Größe Der Umfang, d. h. die Interaktionsfläche bzw. das Interaktionsvolumen einer Geste, kann eine wichtige Rolle spielen. Eine Geste am selben Ort mir identischer, aber eben vergrößerter Bewegung kann als die gleiche Funktion (trotz unterschiedlicher Ausführung) interpretiert werden. Sie kann aber – je nach Größe der Ausführung – auch unterschiedlich para-metrisiert werden (wenig/viel zoomen) oder sogar eine völlig andere Bedeutung besitzen.
Bimanualität Im Falle von Handgesten spielt es eine Rolle, ob eine oder beide Hände beteiligt sind […].
Tabelle 4: Gesten-Eigenschaften unter dem Aspekt von NUIs. (Preim, et al., 2015 S. 520)
Stand heute gibt es keine Standards für ein 3D-Gestenalphabet, lediglich Empfehlung wie in
Tabelle 4 gezeigt. Um die Entwicklung dieses Forschungsgebietes mittels einer greifenden
DIN zu festigen, befindet sich aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages seit
2014 ein Projekt namens DIN SPEC 91333 „Berührungslose Gestensteuerung zur Mensch-
System-Interaktion (INS 1215)“ in der Entwicklung (INS, 2014). Diese DIN wird u. a. Anlei-
tungen, Beschreibung zentraler Begriffe, Darstellung menschlicher Gesten und Grundregeln
für die Gestaltung intuitiver oder erlenbarer Gesten für die Gestaltung der Benutzerschnitt-
13 Gestensteuerung
stelle bei berührungsloser Gestensteuerung in der Mensch-System-Interaktion enthalten.
Die vorläufige Projektbeschreibung weist jedoch darauf hin, dass die DIN SPEC nicht als
umfassender Gestenkatalog zu betrachten ist oder eine umfassende Liste von Anwendun-
gen enthalten wird, da diese anwendungsspezifisch zu erstellen seien. Zudem wird die Emp-
fehlung ausgesprochen diese DIN zusammen mit der DIN EN ISO 9241 - Ergonomie der
Mensch-System-Interaktion9 anzuwenden.
TAKTILITÄT
Gegenüber den Multitouch-Bedienungen ist, Stand heute, die berührungslose Gestener-
kennung aufgrund der technischen Herausforderung noch nicht an Multitouch-Lösungen zu
messen (Dorau, 2011). Wenzel (2003 S. 181) stellt klar, dass im digitalen Zeitalter die
menschliche Hand als Symbol bewahrt wurde: Der Zeiger der PC-Maus findet Ablösung
durch die zugreifende gestenbasierte Steuerung. Die Datenhand als Sinnbild für die steu-
ernde Hand, „agiert als hochkomplexe Maschine“. Hinsichtlich Taktilität nach McLuhan
(2010 S. 127) ist ein haptisches Erfühlen und Ertasten von Objekten tatsächlich nicht not-
wendig. Gerade mit neuen Technologien wie Gestenerkennung und Augmented Reality ist
Taktilität „Begreifen mit allen Sinnen“10. Die Bedeutung der Taktilität und einer greifenden
Hand ändert sich mit den Entwicklungen der IT-Welt. Ein Zufassen oder haptisches Ankli-
cken per PC-Maus ist nicht mehr notwendig, um mit Technik zu interagieren – ein bloßes
andeuten per Geste als Ausdruck der Auseinandersetzung genügt, um als Schnittstelle zu
kommunizieren. Sowohl der Mensch als auch die Maschine erfasst die Situation durch die
technische Form der Taktilität (ebd.). Das Bewahren der Hand als Symbol wird durch nach-
folgende Einsatzmöglichkeiten bestätigt.
Vorläufige Forschungen von ‚am Finger getragene Geräte‘ für Gestensteuerung durch Ges-
tenerkennung erkunden die Erstellung von Eingabegeräten, deren taktile Rückmeldung und
multimodale Machbarkeiten11. Erkenntnisse von Chan et al. (2010) sind wichtige Indikato-
ren zur Beantwortung der Forschungsfrage der Thesis, wie nachstehend zusammengefasst:
I. 3D-Interaktion mittels in-air-Gestenerkennungen sind körperlich anstrengend,
sodass die Benutzerzufriedenheit sowie -leistung häufig beeinträchtigt wird
II. fehlende taktile Rückmeldung auf immaterielle Displays hat Einfluss auf die di-
rekte Touch-Interaktion, auch bei den einfachsten Zielerfassungen. Dreißig Pro-
9 „Ergonomie der Mensch-System-Interaktion“, beschreibt seit 2006 die Richtlinien der Mensch-Computer-Interaktion 10 Vgl. McLuhan, In: (Heilmann, 2010 S. 127) 11 Vgl. bspw. (Nunez, et al., 2015), (Takafumi, et al., 2009), (Kouta, et al., 2010)
14 Gestensteuerung
zent der Positionierungsoperationen zeigten Fehler größer als 30 mm von der
tatsächlichen Fläche
2.2.2 Aktueller Einsatz
Die Gestenerkennung weist, Stand heute, einen überschaubaren Kreis von kommerziellen
Geräten auf. Um einen Überblick über den Stand der Technik zu schaffen, werden nachfol-
gend kurz die fortschrittlichsten drei Eingabemethoden hinsichtlich Gestensteuerung auf
dem technologischen Stand heute aufgelistet (NOD, MYO, Leap Motion Control), welche im
praktischen Teil dieser Arbeit im Rahmen der Empirie realen Nutzertests unterzogen wer-
den, um die Realisierbarkeit im Kontext der Forschungsfrage zu prüfen.
GESTENRING NOD
Beschleunigungs- bzw. Trägheitssensoren ermöglichen die Bewegung der Hände statisch
und dynamisch für die Interaktion mittels Gestensteuerung durch Gestenerkennung. Zur
Orientierung werden statische Gesten durch einen grünen Punkt als Systemfeedback auf
der Anzeigefläche eines bspw. Desktops als Zielinteraktionsobjekt visualisiert, ähnlich dem
vertrauten visualisierten Pfeil der PC-Maus als Sinnbild für den eigenen Zeigefinger, um auf
ein Objekt hinzudeuten. Über diese Technologieart verfügt der Gestenring NOD als wearab-
le-Gadget (z. Dt. tragbares Gerät) mit integrierten drei Touchpads und zwei hard-keys (z. Dt.
Tasten). Diese erlauben neben der Gestensteuerung zusätzliche Interaktion auszulösen. Die
erfassten Handgesten werden in einem 3-D-Arbeitsraum in Befehle per Bluetooth in Aktio-
nen übersetzt und ermöglichen Steuerungsbefehle aus einem Distanzbereich von 30-Fuß.
Der Gestenring NOD ist für den Zeigefinger konzipiert, wasserdicht, sowohl für
Rechts- oder Linkshänder geeignet und in den Größen S-XL erhältlich. Es ermöglicht natürli-
che Gesten, Bewegungsfolgen und taktile Eingaben mit praktisch jeder immersiven Platt-
form bzw. Anwendung durch präzises Skelett-Tracking in Echtzeit. Grundsätzlich rezitiert
die Datenhand mittels Metaphern, ähnlich Zeigewörtern, um so genannte true-to-life-
Bewegungen, respektive vertraute und routinierte Bewegungen, aus dem Gedächtnis der
Nutzer als berührungslose Mensch-Maschine Schnittstelle aufzugreifen. Die Metapher ‚im
Buch blättern‘ wird bei der Ausführung von Gestenbefehlen verwendet, um z. B. zwischen
Systemseiten einer Anwendung zu wechseln. Der Nutzer kann folglich per gestengesteuer-
ter Technologie berührungslos bzw. non-physisch und intuitiv Technik wie etwa Fernseher,
PC und Touch-Devices interaktiv und dezentral steuern. Demnach mit einer Hand oder bei-
nen Händen ohne weitere Hardware als Verbindungsstück u. a. Computerspiele steuern,
15 Gestensteuerung
Zeichnen/ Malen (Abbildung 2) oder eine Taschenrechnereingabe aus einem limitierten
Distanzbereich vornehmen.
GESTENARMBAND MYO
Eine tragbare Technologie für direkte, berührungslose Interaktion ist das 96Gramm leichte
Gestenarmband MYO. Vordefinierte Gesten werden als free-touch Gestenbefehle innerhalb
der Mensch-Maschine Schnittstelle erkannt, indem Hand- und Fingerbewegungen mittels
Beschleunigungs- und Trägheitssensoren über das Gestenarmband getrackt werden12.
MYO ist am Unterarm, nahe dem Ellbogen, zu platzieren und erfasst die
Muskelkontraktionen im Arm des Nutzers und ordnet diese den im System vordefinierten
Gesten zu. Dies schränkt zwar eine intuitive Manipulationsfähigkeit ein, ist dennoch ausrei-
chend um ohne direkten Kontakt Steuerungsbefehle abzugeben. Der Nutzer kann sich mit-
tels Bluetooth frei im Raum platzieren und bewegen sowie gleichzeitig mit seinen Händen
einer Tätigkeit nachkommen. Dadurch ist es dem Nutzer möglich sich auf die eigene Arbeit
zu konzentrieren13, ohne Blickverlust zum Objekt. Dies schließt den gesamten Körper mit
ein. Die Steuerung durch das Gestenarmband MYO ist folglich in erster Linie als ergänzen-
einer menschlichen Hand zuzuordnen. Die einfachsten Punkte sind die Fingerspitzen und
die Handwurzel, welche im Suchalgorithmus festgelegt sind.
Der Kontroller der Leap Motion Control erkennt statische sowie dynamische Gesten
und ermöglicht somit dem Nutzer, mit seiner Hand als Datenhand, auf neue Art mit dem
System zu interagieren - als Ergänzung zur PC-Maus, Tastatur oder Touch-Interaktion. Auf
einem 150°-Sichtfeld und einer Z-Achse für die Tiefe verfolgt der Controller alle Finger bis
zu 1/100stel Millimeter, das entspricht der Gestenerfassung auf einem Ein-Zoll-Würfel am
Monitor und ermöglicht die Handbewegung in 3-D, folglich 1:1 zur realen Welt.
2.2.3 Soziale Akzeptanz und Angemessenheit
Wie einleitend in Kapitel 1 beschrieben und technisch erläuternd im bisherigem Kapitel 2,
ist durch den rasanten Technikwandel in Sphären der elektronischen Konsumgüter der Nut-
zeralltag geprägt von diversen Interaktionsformen – evolutionär betrachtet in Rahmen von
Touch-Devices bei Entwicklungszyklen von etwa sechs Monaten. Die Gesellschaft ist derweil
gewöhnt an ‚mit sich selbst redenden Menschen‘, denn Sprachsteuerung über bspw. ein
Headset ist bekannt. Gestensteuerung als Interaktionsform hingegen ist eine neue Techno-
logie und situiert zu betrachten, um vom Umfeld und Nutzer als Angemessen empfunden
zu werden (Preim, et al., 2015). Nutzer bewerten situativ im Kontext und auf Basis ihres
jeweiligen Vorwissens welche Ausführungen, durch Einschätzung der sozialen Akzeptanz,
angemessen ist (Goffman, 1959) (Schutz, 2012).
Goffman (1959) äußerte bereits 1959, dass bei Menschen durch die bewusste Be-
obachtung des Umfelds, bei der Interaktionsform von gestenbasierter Technik ohne physi-
schen Kontakt (in-air-Handgesten), als Nutzer Nutzungshemmungen auftreten könnten.
Preim et al. (2015 S. 527) fasste zusammen: „Je öffentlicher der Raum wird, in dem durch
Gesten gesteuerte Anwendungen genutzt werden sollen, umso kritischer ist die Frage nach
der sozialen Akzeptanz zu stellen“. Sowohl das Umfeld als auch der Ort üben folglich vor,
Abbildung 4: Visualisierung der
Tiefeninformation.
Quelle: Mathworks.com
18 Gestensteuerung
während und nach der Techniknutzung Einfluss auf die Nutzungsbereitschaft bzw. das inne-
re Wohlbefinden aus (Rico, et al., 2010) (Preim, et al., 2015). Nachweislich bevorzugen Nut-
zer Gestensteuerung mit
i. vom System angemessenen vordefinierten Gesten, bspw. kein Hüpfen für einen
Programmstart – gerade im Kontext kollaborativer Szenarien bzw. in Gruppen
und im öffentlichen Raum (Reetz, et al., 2014),
ii. kleinem Interaktionsvolumen (Rico, et al., 2010) (Ahlström, et al., 2014),
iii. kurz andauernden Gesten zur Befehlsausführung (Ahlström, et al., 2014),
iv. nicht zu großer Distanz zum zu steuerndem Gerät (Ahlström, et al., 2014).
Unter Berücksichtigung dieser Bedürfnisse kann das Bewusstsein bei einzelnen Nutzern und
in Gruppen potenziert (Reetz, et al., 2014), um Akzeptanzprobleme zu durchdringen
(Ahlström, et al., 2014). D. h. in diesem Sinne führen unter Berücksichtigung der Größe und
Dauer von Gesteneigenschaften, entsprechend Tabelle 4, zu mehr Diskretion im öffentli-
chen Raum (Preim, et al., 2015). Als weiteren Grund für Akzeptanzprobleme hinsichtlich
Gestensteuerung nannte Goffman (1959) den Druck nach außengerichtet einen positiven
Eindruck zu hinterlassen, welche ggf. mit nicht angemessenen Gesten kollidieren würde.
Ebenso beeinflussen Berührungsängste vor neuen Technologien die Interaktionsbereit-
schaft potentieller Nutzer, wie Fürntratt und Fuhrmann (2015) mit der Entwicklung einer
gestenbasierten Interaktion, integriert in einem Bürostuhl mittels Leap Motion Control14,
aufzeigten. Mit diesen aufgeführten Betrachtungsweisen hebt sich hervor, dass die Gesell-
schaft als potentielle Nutzer neuartiger gestenbasierter Technologien Erfahrungen mit so-
wohl i) dieser Form der direkten Befehlseingabe über die eigene Hand als Schnittstelle
sammeln muss, als auch ii) ihrer sozialen Akzeptanz machen müssen (Rico, et al., 2010).
Technologisch evolutionäre Entwicklungen dagegen betrachtet, werden dieser Zustand der
Befangenheit in naher Zukunft ausgegliedert sein, denn Menschen steuern seit Jahrzehn-
ten mit ihren Händen als Werkzeug Computer und verschiedene technische Ausführungen
von Gadgets (Iversen, 2014). Demzufolge befindet sich die Gesellschaft durch Consumer
Electronics gerade in der thematischen Sensibilisierungsphase.
Gemäß einer repräsentativen Studie (Nedopil, 2011), bewerten in Deutschland 52%
von 1100 techniknutzenden Verbrauchern Augen, Handgesten und Sprache als Interakti-
onsform zur Gerätesteuerung vor der weitverbreiteten Touch-Bedienung.
14 Vgl. Abschn. 2.2.3
19 Augmented Reality
3. Augmented Reality
Dieses Kapitel schafft ein Verständnis für die Begrifflichkeit Augmented Reality (dt. erwei-
terte Realität), nachfolgend AR, als Methodenwerkzeug, das sowohl zwischen Mensch und
Computer als auch zwischen Mensch und Mensch vermittelt. Beleuchtet wird ausschließlich
Entwicklung und Einsatz im industriellen Sektor im Kontext aktueller Stand der Technik.
3.1 Augmented Reality als visuelles Methodenwerkzeug
AR bezeichnet die Erweiterung der visuellen Repräsentation der realen Welt durch compu-
tergenerierte Inhalte auf klassischen Displays, in Virtual Reality oder See-Through-Glasses
(Datenbrillen) wie Google Glass oder Microsoft HoloLens. Mit den neuen Möglichkeiten
ergänzt es die Mensch-Technik-Interaktion um neue funktionale Qualitäten bei der Infor-
mationspräsentation, als Einblendung oder Überlagerung von (Info-/ Erklär-) Grafiken, Text
und Bild, wie Abbildung 5 zeigt. D. h. AR ergänzt bzw. erweitert als ein visuelles Methoden-
werkzeug in Echtzeit die Realität durch das Ergänzen von rekonstruierten, virtuellen Objek-
ten im direkten Sichtfeld der Nutzer (Mehler-Bicher, et al., 2014) (Azuma, 1997), sodass
reale und virtuelle Objekte in Bezug gesetzt werden (Fraunhofer IAO, 2014).
Eben diese Vorzeige-Eigenschaften beteuern eine intuitive Vermittlung der computerge-
stützten Informationensvisualisierung. Demgemäß steht AR für offensichtlichen Nutzen und
bestimmt den Grad der Immersion über sofortige Kommunikation durch Echtzeitübertra-
gung als Hauptmerkmal (Craig, 2013) (Dubois, et al., 2015). Diese junge Technologie führt
zu einer Vermittlungsunterstützung sowohl zwischen Mensch und Computer/ Maschine als
auch zwischen Mensch und Mensch.
Abbildung 5: Ein Objekt mit Refe-
renzmarker (QR-Code) wird in der
realen Umgebung händisch durch
den Nutzer mit einem Tablet ge-
scannt, sodass eine rekonstruier-
te, virtuelle Blume betrachten
werden kann (Craig, 2013 S. 43).
20 Augmented Reality
Die Verschmelzung von sensomotorischen Funktionen von Computersystemen mit der rea-
len Welt stellt eines der jüngsten Designziele der Mensch-Computer/ Maschine Interkation
dar, um etwa den Nutzer in einer physischen Umgebung bei der Durchführung einer Aufga-
be zu unterstützen (Dubois, et al., 2015). Realisiert wird eine virtuelle Information durch die
Verfolgung von realen Objekten (tracking durch Referenzmarker/ QR-Code15, vgl. Abbildung
5), um technische Informationen zu interpretieren (BMBF, 2009) oder mittels Abrufen von
EDV-Informationen (Dubois, et al., 2015).
AUGMENTED REALITY MITTELS ERKLÄR- UND INFOGRAFIKEN
Prinzipiell ist die Ansprache aller menschlichen Sinne mittels AR möglich, jedoch wird Stand
heute AR ausschließlich im Zusammenhang mit der visuellen Wahrnehmung verbunden. Bei
einer Studie zur Mensch-Maschine Interaktion (2013 S. 61ff)16 „gaben 100% der Befragten
an, dass die Wahrnehmung von Bewegung und die dreidimensionale visuelle Wahrnehmung
wichtig sind“.
Im industriellen Bereich als Einsatzgebiet belaufen sich Entwicklungen visueller Objekte
überwiegend auf interaktive 3D-Infografiken in Form von Erklärgrafiken als computergene-
rierte Zusatzinformationen (bspw. Abbildung 10). Allgemeine Aufgabe einer Infografik ist
das visuelle Informieren und die Präsentation grafischer Informationen17. Diese interaktiven
Infografiken bestehen aus meist komplexen Abläufen, folglich komplexe Informationen
welche zu vermitteln sind, bspw. in einem Fahrzeug verbaute Technik welche nicht im Gan-
zen sichtbar sind (Abbildung 11). Eine Erklärgrafik entspricht einer technischen Illustration
und erklärt primär, d.h. es liefert eine Antwort auf Wie- und Warum-Fragen (Böhringer, et
15 englisch Quick Response, z. Dt. schnelle Antwort 16 Durchführung der Studie mittels Fragebogenuntersuchung mit 36 Experten aus dem Bereich Virtueller Produktentstehung mit ingenieurtechnischem Hintergrund. 17 Vgl. Knieper, 1995, In: (Weber, et al., 2013)
al., 2014) und unterstreicht den AR-Mehrwert. Durch Kausalbeziehungen (Grund, Ursache,
Bedingung usw.) stellt es einen hohen Nutzwert dar, indem bspw. Funktionsweisen erklärt
werden, oft auch im Bild-Modus durch syntaktische Elemente wie etwa Pfeile oder Farbän-
derungen. Erklärgrafiken überzeugen durch Nachvollziehbarkeit, benötigen allerdings
höchste Darstellungsqualität (ebd.). Abbildung 6 zeigt eine Möglichkeit AR für Schulungs-
zwecke oder auch innerhalb von Meetings und allgemeinen Besprechungen einzusetzen,
ohne sich an der jeweiligen Montagelinie zu befinden (dezentrale Informationsbeschaf-
fung).
3.2 Aktueller Stand der Technik
Die Entwicklung von AR hat sowohl technologisch als auch anwendungsspezifisch im indust-
riellen Sektor seit der Hannover Messe 2011 eine sprunghafte Entwicklung erlebt – nicht
weniger durch unternehmerische Bestrebung zu ‚Industrie 4.0‘ bzw. durch den 2015-Kick-
off ‚Plattform Industrie 4.0‘ der Bundesregierung (Deutsche Messe, 2015) wurde der
Mehrwert erkannt. Im Zuge dieser Zukunftsvision wird AR ein wesentlicher Beitrag zur Ent-
wicklung der digitalen und vernetzten Fabrik zugeordnet (Fraunhofer IAO, 2014). Eine Um-
frage des Fraunhofer IAO ergab 2014, dass Hersteller des industriellen Umfelds die Rele-
vanz von AR als Technologie-Trend im ‚Technischen Service‘ zwischen teils/teils und eher
stark einstufen, visualisiert in Abbildung 7.
Abbildung 7: Beurteilung der Technologie-Relevanz im Technischen Service, nach einer
Umfrage des Fraunhofer IAO. Quelle: (Fraunhofer IAO, 2014 S. 20)
22 Augmented Reality
Aktuell sind ausschließlich Forschungsaktivitäten von Industriefirmen wie bspw. BMW, Sie-
mens und der Robert Bosch GmbH bekannt (Fraunhofer IAO, 2014). Dies ist einerseits auf
die schwierige Objekterkennung (tracken) zurückzuführen und andererseits geschuldet auf
reale Umstände wie Lärm, Schmutz und kein sicheres WLAN in Fertigungshallen (ebd.).
Umso mehr verblüfft das Ergebnis der Fraunhofer IAO Umfrage, da derzeit keine marktreife
Augmented Reality Lösung für den Technischen Service existiert. Laut der Umfrage, ist die
Hoffnung der Hersteller Multiplikator der AR-Technologie - zurückzuführen auf den Hype
der Google Datenbrille ‚Glass‘. Die Hoffnung, dass auch „weniger qualifizierte Mitarbeiter
eine gleichbleibend hohe Service-Qualität liefern können, indem Wartungs- und Reparatur-
arbeiten von AR-Applikationen unterstützt werden“ (Fraunhofer IAO, 2014 S. 21).
Mit AR angereicherte Produkte bzw. Messe-Exponate stellen Smart Products18 dar und sol-
len u. a. die Überwachung der Produktions- bzw. Fertigungsanlagen in Echtzeit unterstützen
sowie eine frühzeitige und vorherige Erkennung kritischer Zustände offenlegen. Diese As-
pekte kombiniert mit der Möglichkeit des sozialen Austauschs unter Arbeitskollegen wäh-
rend einzelner Arbeitsschritte, bezeichnet die Fraunhofer-Gesellschaft als ‚Social Aug-
mented Reality‘19 bzw. ‚Social Augmented Learning‘ mit einem Branchenübergreifenden
Nutzungspotential des Lernens (Fraunhofer IGD, 2015). Beide Bezeichnungen stellen All-
tags-Werkzeuge für Nutzer dar und verfolgen ein problemorientiertes, kollaboratives Ler-
nen und einen verbesserten Selbstlernprozess (Abbildung 10), bspw. mittels Trainingssimu-
lationen am konkreten Objekt (ebd.).
AUGMENTED REALITY-SOFTWARE
Weltweiter Vorreiter im Kontext AR ist (bzw. war) die deutsche Start-up-Softwarefirma
Metaio GmbH die ihr AR-Framework METAIO SDK für die breite Masse käuflich erwerbbar
machte. Metaio präsentierte 2002 die weltweit erste Realisierung von AR-Inhalten in Form
von visueller Kücheneinrichtung für das Einrichtungshaus IKEA. Über die Jahre wurde das
Start-up zum AR-Spezialisten Nr. 1 und die SDK-Entwicklungsumgebung machten sich große
und kleine Unternehmen, u. a. die Robert Bosch GmbH und Volkswagen20, als Framework
für eigene Implementierungen zu Nutze.
18 Z. Dt. intelligente Produkte 19 Vgl. Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD, Augmented Reality Showcase 2011: Video 20 Vgl. MARTA - die innovative Serviceunterstützung für den Volkswagen XL1
Im Mai 2015 kaufte der Technologiekonzern Apple die Metaio GmbH auf21, sodass der Ser-
vice und Verkauf des Frameworks sowie Abonnements eingestellt wurden. Dies stoppt For-
schung und Entwicklung im industriellen Sektor, denn alternative Frameworks für einen
sofortigen Einsatz sind nicht frei vorhanden und zwingen Unternehmen zur Umsetzung
eigener AR-Software, um Konkurrenzfähig zu sein bzw. zu bleiben. Niemand kann einschät-
zen, wie weit ein Konkurrent durch eigene Kraft zur nächsten Hannover Messe AR-
Entwicklungen präsentieren wird.
REFERENZMARKER
Aktuelle Präsentationen von AR-Inhalten erfolgen mittels mobilen Trägermedien Tablet-PC
und Smartphones22, abrufbar über das manuelle scannen von Referenzmarker bekannter
Weise in Form von QR-Codes. Zur Initialisierung des Trackings entwickelte jedoch Volkswa-
gen zusammen mit der Metaio GmbH speziell für den XL1 eine stilvollere Variante23 ohne
QR-Code-Variante. Als Referenzmarker dient die Silhouette des Fahrzeugs ( ), die manuell
durch den Nutzer über das per Tablet-PC aufgenommene Kamerabild des realen Fahrzeugs
übereinander gelegt werden muss.
21 Vgl. u. a. techcrunch.com 22 Vgl. u. a. Wittenstein alpha, Robert Bosch GmbH, TU Chemnitz (Professur für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik), Fraunhofer-Gesellschaft 23 Vgl. MARTA - die innovative Serviceunterstützung für den Volkswagen XL1
Abbildung 8: Das METAIO SDK umfasst u. a. ein Authoring-Tool, cloudbasierte Bilderken-
nung und speziell für die Industrie ein Engineer-Framework. Quelle: Metaio
Demonstrator“, „Einsatz autonomer und adaptiver Systeme“, „Exponat enthält neue Tech-
nologien“, „vollständiges Abbild der realen Situation“, „plastisches Erlebnis, (…) interaktive
Touren in die digitale Zukunft von Fertigungsindustrie“ oder schlicht „Digital Plant“, „com-
putergestützte Assistenzsysteme“ und „Datenbrille“26.
Eine Erklärung hierfür konnte im Zuge dieser Thesis nicht herausgefunden werden.
24 Vgl. Vortrag von Jürgen Lumera (Robert Bosch GmbH) ‚Augmented Reality: The Future of Technical Documentation?‘, Aug-mented World Expo 2014 25 Vgl. bspw. MARTA - die innovative Serviceunterstützung für den Volkswagen XL1 26 (Deutsche Messe, 2015 S. 8-17, 32-37, 42-45, 61)
Tabelle 6: Aufgrund von Sommer- und Urlaubszeiten erfolgte eine dreistufige Empirie.
41 PRAKTISCHER TEIL: Empirie
Abbildung 18: Den Nutzer verstehen lernen, bspw. durch ein Interview, um nutzerzentrierte
Produkte zu schaffen bzw. Nutzerorientiert zu Denken.
BEGRIFFSERKLÄRUNG
An der Empirie beteiligt waren fünf Arbeitergruppierungen aus der Fertigung:
Abbildung 19: Begriffserklärung der Arbeitergruppen aus dem industriellen Sektor erlebter
Fertigungen. Jemand der die Rolle aller fünf Gruppierungen deckt, wird innerhalb dieser
Thesis als ‚Allrounder‘ bezeichnet.
42 PRAKTISCHER TEIL: Empirie
43 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
5 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
Die qualitative Forschungsmethode Feldbeobachtung wurde aufgrund ihrer Charakteristik
der Untersuchung im Alltagskontext gewählt. Der Nutzeffekt ist die Beobachtung von Arbei-
tern an Maschinenanlagen hinsichtlich ihrer Verhaltensspuren als auch (Sinn-) Struktu-
ren als Alltagsexperten, innerhalb ihrer natürlichen Arbeitsumgebung unter realen Situatio-
nen (Baumgarth, et al., 2009). Entscheidend ist der Nutzungskontext der Arbeitsmittel
Hardware, Software und Materialien wie bspw. Handbüchern (Rudow, 2011). Ausgangslage
beider Feldstudien ist der erstmalige Einsatz neuer Steuerungstechnik für vollautomatisier-
te Maschinenanlagen als Anwendungssystem, und zwar: Austausch von an der Anlage mon-
tierte Galgensysteme durch speziell entwickelte Industrie-Tablet-PCs. Die teilnehmenden
Arbeiter, entsprechend Abbildung 23, setzten sich aus individuellen Akteuren zusammen
und ermöglichen zur empirischen Beobachtung konkrete prozess-produzierte Daten.
Nachfolgend werden Methode, Ziel und Durchführung für Feldstudie I und Feldstudie II mit
explorativem Charakter vorgestellt und die Interpretation der Analyse in Form von Top-
Findings hinsichtlich (Alltags-) Situation, Emotion und Bedürfnis präsentiert, unter Verwen-
dung der Theorien aus Kapitel 4.
5.1 Methode und Ziel
Da die empirische Befundlage, Stand heute, keine Erkenntnisse für die Thematik dieser
Thesis liefert, werden die Feldbeobachtungen im Arbeitsalltag von Arbeitern an Maschi-
nenanlagen, an zwei verschiedenen Standorten in Baden Württemberg, Deutschland, im
Bereich der Fertigung durchgeführt. Das Datenerhebungsverfahren konnte im Nutzungs-
kontext nicht nicht-reaktiv vollzogen werden (Hawthorne-Effekt32), da
(i) aufgrund von zeitlichen Vorgaben seitens der Unternehmen die Arbeiter während
der Beobachtung interviewt (kontextuelle Interviews) werden mussten,
(ii) mehrdeutige Verhaltensspuren des (subjektiv sinnvoll) handelnden Arbeiters der
direkten Nachfrage bedurften und
(iii) gravierendes Unwissen bezüglich der neuen Maschinenanlagensteuerung inner-
halb des Fertigungsteams bestand, sodass die Beobachtung durch wiederkehren-
de Hilfestellung bzgl. des Systeminterfaces unterbrochen werden musste.
32 Produktivität ist von psychologischen Einflüssen abhängig, d. h. ein unbeabsichtigter Beobachtereinfluss findet statt. Unter (experimenteller) Beobachtung leisten Menschen i. d. R. mehr (Nerdinger, et al., 2014)
44 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
Wobei (iii) nicht zum Teil bzw. zur Wahl der empirischen (Beobachtungs-) Strategie gehörte,
sondern sich vor Ort überraschend entwickelte. Dennoch wurde bestmöglich das Einneh-
men einer neutralen Außenposition angestrebt, um einen störungsfreien Ablauf des Pro-
duktionsalltags zu gewährleisten. Die an der Studie teilnehmenden Arbeiter wurden im
Vorfeld durch ihre zuständigen Fertigungsplaner über die offene Beobachtung in ihrem
Arbeitsalltag informiert.
Zentrales Erkenntnisziel ist es die Arbeitspraxis der Arbeiter an Handarbeitsplätzen bzw. der
jeweiligen fünf Arbeitergruppen, entsprechend Abbildung 19, in der Fertigung kennenzu-
lernen und deren Sinnzusammenhänge zu begreifen (Rekonstruktion), um zur Beantwor-
tung der Forschungsfragen, speziell im Kontext Technischer Service in Fertigungshallen, im
Ausblick (Kapitel 9) zwischen dem technisch Machbaren und dem menschlich Erwünschten
(Chancen und Grenzen) eine Brücke zu schlagen. Die Feldbeobachtungen sollen im Nut-
zungskontext Antworten auf die Fragen entsprechend Abbildung 20 liefern.
Abbildung 20: Faktoren zur Erstellung von Gestaltungsprinzipien sind (Alltags-) Situation
und die dabei hervorgerufenen Emotionen und das Erfassen von Bedürfnissen.
45 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
Beide Feldstudien untersuchen, ob und wenn ja, inwieweit unterschiedliche Modalitäten
(Touch-Devices, Situation, Erwartung) einzeln sowie in Kombination zu intuitiver und alters-
gerechter Mensch-Maschine Interaktion beiträgt (Wechsung, et al., 2009).
Eine intuitive Interaktion definiert eine effektive Interaktion, die eine unbewusste
Anwendung von Vorwissen durch den Nutzer impliziert (Mohs, et al., 2006) (Mohs,
et al., 2007).
5.2 Durchführung und allgemeiner Nutzungskontext
Durch die Alltagsbeobachtung potentieller Nutzer wirken die Untersuchungsergebnisse
positiv auf die externe Validität, mögliche kontrollierbare Störgrößen allerdings negativ auf
die interne Validität (Baumgarth, et al., 2009). Undurchsichtige Validität bzw. gezogene
Schlüsse (Interpretation) aufgrund des wahrgenommenen Verhaltens der handelnden Ar-
beiter können zu nichttreffenden Schlüssen führen (Ludwig-Mayerhofer, 2015). Um Unklar-
heiten zu vermeiden, wurde im Fall von Feldstudie I nach dem Sichten der gesammelten
Rohdaten, drei Wochen später, das Gespräch mit den beobachteten Arbeitern gesucht (Re-
flexion). Eine solche Reflexionssitzung konnte aus zeitlichen Gründen seitens des Unter-
nehmens für Feldstudie II nicht realisiert werden (s. 39). Aus diesem Grund wurden im Be-
obachtungszeitraum vor Ort umfangreich Interpretationsspielräume hinterfragt.
Um mittels Feldbeobachtung Bedürfnisse der verschiedenen Arbeitergruppen ausfindig zu
machen, ist das Gesamtbild in Augenschein zu nehmen (Mensch, Technik, Technologie,
Situation), nach Bongaerts (2007 S. 249) die Praxis: Tätigkeit in Vollzug, d. h. ohne vollstän-
dig zu determinieren, die Akteure auf der Mikroebene analysieren und bestmöglich deren
Perspektive mit allen Sinnzusammenhängen einnehmen. Zu beachten sei hier im Feld zu-
gleich, in welchem Rahmen Handlungen nach Vorgaben und Strukturen des Unternehmens
praktiziert bzw. angeleitet werden (Richter, 2014). Eine Usability-Beurteilung der Steue-
rungssoftware der zum Nutzungskontext gehörenden Maschinenanlage ist nicht Gegen-
stand dieser Thesis. Einen Überblick über eine Beobachtungsstudie zeigt (Tabelle 6).
In der Summe waren die Arbeiter gesprächig und offen (Borkenau, et al., 1992) (Borkenau,
et al., 1993). Ein Hawthrone-Effekt kann dennoch nicht ausgeschlossen werden.
46 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
ALLGEMEINER NUTZUNGSKONTEXT
Eine Vorbereitung des Beobachtungssystems nach bspw. Baumgarth et al. (2009) erfolgt
nicht. Beobachtet werden Fertigungsarbeiter (Fertigungsplaner, Servicemitarbeiter, Anla-
genführer, Maschinenbediener), erläutert in Abbildung 19, im Alter von 18 - 56 Jahren, in
ihrem Arbeitsalltag an vollautomatisierten Maschinenanlagen in Form einer Prüfanlage
(Feldstudie I) und einer Montageanlage (Feldstudie II). In beiden Fällen ist die Maschinen-
anlage eine Neuanschaffung und demgemäß in der Einführungsphase.
Der geplante bzw. ausgehandelte Prozesszyklus zum Erwerb einer neuen Maschinenanlage
veranschaulicht Abbildung 21. Im Rahmen der Feldstudien in zwei unterschiedlichen Indust-
rieunternehmen (Unternehmen A) stellten sich jedoch einige Lücken im Prozesszyklus her-
aus, auf die nachkommend kurz eingegangen wird.
Während Unternehmen A, Unternehmen B und Unternehmen C im Kontext der beobachte-
ten Fertigungswerke unterschiedlich sind, ist Unternehmen D in beiden Fällen der Zulieferer
kam unerwartet das Fehlen von Handbüchern durch Unternehmen B entgegen Schritt 4
Abbildung 21: Dieser geplante Prozesszyklus zum Erwerb einer neuen Maschinenanlage ist
allgemeingültig für die zwei unterschiedlich beobachteten Unternehmen, dargestellt als A.
47 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
zum Vorschein, wie eingangs in Abschn. 5.1 angemerkt. Im Fall von Feldstudie II erfolgte
zudem keine Schulung des Servicemitarbeiters seitens Unternehmen B33. Als Folge dieser
Versäumnisse, in puncto Service, und der Tatsache fehlender Schulungen zum Erlenen der
Anlagensoftware, ist der Umfang der vom Steuerungssystem bereitgestellten Funktionalitä-
ten (Interaktionsdesign) im Fertigungsteam unbekannt. Zusätzlich hinzu kommt die Erwar-
tungshaltung seitens der Arbeiter von Unternehmen A an den Service von Unternehmen B
und Unternehmen C. Demnach wird bei Lieferung einer Anlage neben Aufbau und Installa-
tion eine individuelle, ausführliche Einführung durch den jeweiligen Techniker bzw. Applika-
teur erwartet. Bis auf einen Lieferdatum wurden beidseitig jedoch keine weiteren Informa-
tionen bzw. Anforderungen und Erwartungen kommuniziert. Weiterhin erfolgte keine di-
rekte Abstimmung zwischen Unternehmen A und Unternehmen B hinsichtlich notwendiger
bzw. gewünschter Funktionalitäten der Steuerungssoftware:
„[…] da gab es keinerlei Vorgaben von uns.
Das haben die sich im stillen Kämmerlein ausgedacht.“ (ALL01)
Abbildung 22: Industrie-Tablet-PCs34 (A) sollen durch den Aspekt der Mobilität zukünftig
Galgensysteme (B) im industriellen Umfeld als Anwendungssystem ablösen35.
Lediglich verbesserte Zykluszeiten zur Steigerung der Produktivität waren in beiden Fällen
Gegenstand der Verkaufsverhandlungen. Der Fertigungsplaner seitens Unternehmen A der
Feldstudie II erklärte, dass bis zum Tag der Lieferung (Abbildung 21, Schritt 4) keinerlei In-
33 Eine genauere Erforschung dieser Versäumnisse ist nicht Gegenstand dieser Thesis, da es zur Beantwortung der Forschungs-frage nicht zielführend ist. 34 Am Beispiel ‚mPad‘ der Robert Bosch GmbH, Quelle: Robert Bosch GmbH 35 Dies bewies neben der Hannover Messe 2015 auch die Messe Motek 2015, Stuttgart.
A) B)
48 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
formationen kommuniziert wurde, dass die neue Fertigungslinie anstelle von Galgensyste-
men mit zwei Industrie-Tablet-PCs ausgestattet wird. Demnach war diese technische Neu-
heit eine Überraschung für das gesamte Team. Auf Basis dieser Unwissenheit, konnten kei-
ne hauseigenen Servicemitarbeiter im Vorfeld Schulungen durchlaufen.
Besonderes Augenmerkt der Beobachtung gilt der Nutzung der 2015 eingeführten
Industrie-Tablet-PCs als Ablöse der normierten Galgensysteme an Maschinenanlagen. Eine
Nutzerstudie betreffs allgemeinen Tablet-PC-Einsatzes im industriellen Kontext der Ferti-
gung ist, Stand heute, nicht existent. Der in den Feldbeobachtungen verwendete Industrie-
Tablet-PC (Abbildung 22) mit 10,1 Zoll und einem Gewicht von 1390 Gramm ist zum Able-
gen in der Armbeuge konzipiert, funktioniert ausschließlich mittels eines Stromkabels und
wahlweiser Halterung für Wand oder Anlagengehäuse. Die älteren Galgensysteme verfügen
über einen Griff unterhalb des Displays (Feldstudie II), um den Galgen seitlich in eine ge-
wünschte Position zu schwenken. Neue Varianten des Galgensystems (Feldstudie I) sind
robuster konzipiert, sodass durch Ziehen des Displayrahmens der Galgen hin-und herge-
schwenkt werden kann. Ein Griff entfällt somit.
5.2.1 Ergebnis: Erlebnisse Feldstudie I
Diese Feldstudie fand innerhalb eines Klein- und Mittelbetriebes statt, deren Spezifikation
auf Präzisionsteile für Verbrennungsmotoren und Fahrzeuglenkungen obliegt. Die Auswahl
der Beobachtungsstichprobe wurde vorab mit dem Geschäftsführer (codiert als ALL01) des
Unternehmens abgeklärt, der in der Rolle des Allrounders36 im Arbeitsalltag tätig ist. Dies
begründet sich auf der Tatsache, dass derer in der Nutzung zu beobachtende Prüfanlage
(erst) seit rund fünf Monaten im Einsatz ist (Einführungsphase) und im Schichtbetrieb kon-
stante Kontrolle bedarf. Dies stellt trotz täglicher Nutzung den Status ‚absolut neu‘ dar. Wie
eingangs in Abschn. 5.2 erklärt, wurde zur Prüfanlage kein Handbuch bereitgestellt, sodass
der Umfang der vom System gegebenen Möglichkeiten (Interaktionsdesign) im Team unbe-
kannt ist. Die Einzelinterviews fanden im Rahmen der Reflexionsstunde statt.
UNTERSUCHUNGSOBJEKT/ NUTZUNGSKONTEXT
Aus den oben genannten Faktoren sind Arbeiterhierarchien im Sinne von Abbildung 19 für
diese Prüfanlage nicht vorhanden. Neben ALL01 arbeitet lediglich ein weiterer Maschinen-
36 vgl. Seite - 56 -, Abbildung 19: Begriffserklärung der Arbeitergruppen aus dem industriellen Sektor erlebter Fertigungen. Jemand der die Rolle aller fünf Gruppierungen deckt, wird innerhalb dieser Thesis als ‚Allrounder‘ bezeichnet.
CODIERUNG DER
ARBEITER:
1 ALL:
ALL01
1,5 MB:
MB11, MB12
49 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
bediener (codiert als MB11) fest als Ablöse. D. h. die tägliche Bedienung der Prüfanlage
obliegt ALL01 in der Rolle des Allrounders, sofern dieser persönlich nicht verhindert ist
(Termine, Pausen, Urlaub, etc.).
Im Falle, dass MB01 verhindert ist durch sonstige Anliegen im Arbeitsalltag, wird Maschi-
nenbediener MB02 zum Einsatz an die Maschine beordert. Dies erfolgt i. d. R. sehr selten
und ausschließlich kurzweilig, eher zur reinen Beobachtungskontrolle der Prüfanlage. Dar-
aus erfolgt die Berechnung von 2,5 Arbeitern dieser Feldstudie (Tabelle 6).
Obige Abbildung zeigt die räumliche Positionierung der vollautomatischen optischen
Prüfanlage für Präzisions-Motorenteile, welche in dieser Form eigens für dieses Unterneh-
men entworfen wurde. Geprüft werden je nach Rüstung der Anlage Ventilführungen, Tur-
boladerteile und Drehstäbe. Die Maschinenbedienung erfolgt mittels einer mobilen Steue-
rungssoftware über das Industrie-Tablet (Abbildung 22, A), mit fester Ablageposition per
Halterung an der Wand. Die Prüfsoftware ist über die neuere Variante des Galgensystems
Abbildung 23: Eine vollautomatische optische Prüfanlage, bestehend aus vier Stationen,
mit zweierlei Interaktionskonzepten: Galgensystem ohne Griff und Industrie-Tablet-PC.
50 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
ohne Griff nutzbar (Abbildung 22, B), mit integrierter Schaltfläche mit Steuerungsfunktio-
nen als Zusatz zur Navigation per Tablet-PC. Die Prüfanlage ist unterteilt in vier Stationen.
An Station 1 erfolgt die manuelle Zuführung der Teile durch den Maschinenbediener, in-
nerhalb Station 2 und 3 werden auf Rundtischen die Teile mittels Kameras auf Qualität ge-
prüft. Innerhalb dieses Prozesses kommt es regelmäßig zu Störungen wie etwa Stau durch
Öl-Verschmutzung der Bahnen, bei denen Maschinenbediener manuell eingreifen muss.
Teile mit dem Status ‚in Ordnung‘ werden an Station 3 in die schwarze Kiste befördert,
‚nicht in Ordnung‘-Teile werden an Station 4 in die rote Kiste abgegeben.
5.2.1.1 Erlebnis 0: Neue Technologien vs. vertrautem Galgensystem
‚Neue Technologien‘ schließt Touchscreen, Augmented Reality, Gestensteuerung durch
Gestenerkennung, Consumer- sowie Industrie-Tablet-PCs ein und wurden im Rahmen von
Einzelinterviews zur parallellaufenden Beobachtung besprochen. Zur Sensibilisierung von
Gestensteuerung wurde innerhalb der Reflexionsstunde das Gadget NOD getestet und die
Konzepte von MYO sowie Leap Motion besprochen (vgl. 2.2). Ein technologischer Fort-
schritt mittels Industrie-Tablets zur mobilen Steuerung wurde zu Beginn mit großer Span-
nung betrachtet (Euphorie, Vertrauen).
Hauptsächlich stehen die Arbeiter an Station 3 (Abbildung 23), von dort Sie sowohl das Gal-
gensystems als auch das Industrie-Tablet im Falle von Fehler-und Störmeldungen überbli-
cken können. Hierbei dient das Galgensystem als eine Art Ruhepol an dem sich die Arbeiter
nahezu jede freie Minute zur körperlichen Entlastung abstützen (Grundbedürfnis: Physi-
sches Bedürfnis: Körperliches Wohlbefinden), ob zweihändig oder einhändig bei Nutzung
der Bedienoberfläche (Abbildung 24, C, D). Dieses Verhalten wurde ergänzend gelegentlich
an offenen Anlagentüren beobachtet, um kurz das Gewicht von den Füßen zu verlagern.
Aufgrund der niedrigen Höhe und fehlender Robustheit der Halterung ist diese Verhaltens-
weise nicht im Umgang mit dem Industrie-Tablet-PC möglich. Im Vergleich zum Galgendis-
play gibt dieser keinen sicheren Halt (Grundbedürfnis: Sicherheit).
51 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
INDUSTRIE-TABLET-PC VS. CONSUMER-TABLET-PC
Das Interaktionsdesign bzw. das HMI wird als nicht intuitiv wahrgenommen, da es nicht den
gängigen Paradigmen und Konzepten von Consumer-Tablet-PCs entspricht. Dieser Bruch
führt zu emotionalen Phasen von Verwunderung, Kummer und Wut (Abbildung 17). Als
Handlungsimpuls äußerte der Kunde Verachtung gegenüber Unternehmen A und Reue hin-
sichtlich des Kaufs eines Industrie-Tablet-PCs, da die Erwartungshaltung nicht befriedigt
bzw. das Vorwissen im Umgang mit Consumer-Tablets nicht einsetzbar ist.
Durch Heranziehung des Appraisal-Ansatzes (Abschnitt 4.3) werden die Ursachen
der Emotionen verständlich. Durch die Sozialumwelt mit Consumer Electronics ist bspw. die
Abbildung 24: Das Galgensystem kommt im Arbeitsalltag einem Ruhepol gleich und unter-
scheidet sich maßgeblich in der Nutzung im Vgl. zum Industrie-Tablet-PC.
A) B)
C) D) E)
F)
E)
52 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
Wertinduktion sowie Erwartung und Zielstrukturen an eine mobile Steuerungssoftware via
Tablet-PC eine andere wie in der Produktnutzung herauskam.
TOUCH-INTERAKTION VS. DESKTOP-INTERAKTION
Interaktionsschritte werden durch Verständnisprobleme innerhalb des Systeminterfaces
aufgrund von Usability-Problemen37 gehemmt und Interaktionskonzepte kollidieren mit den
Erfahrungswerten der Arbeiter aus Desktop-Interaktionen (vgl. Instruktion, Abschn. 4.3).
Weiterhin wurden Long-Taps innerhalb der Touch-Interaktion auf Buttons nicht erkannt, da
derartiges Konzept in der Consumer Electronic-Welt als Touchbefehlseingabe nicht exis-
tiert. Die vertraute Interaktionsmöglichkeit des Zoomens bei Bildern in Touch-Umgebungen
wurde mit Verwunderung vermisst.
KONZEPT INDUSTRIE-TABLET-PC
Die Nutzung des Industrie-Tablet-PCs verläuft aus oben genannten Gründen „suboptimal“
(ALL01). Der eigentlichen Nutzungskonzipierung für die Armbeuge wird nicht nachgekom-
men, da i) dies den Maschinenbedienern bis zur Erläuterung im Rahmen der Feldbeobach-
tung gänzlich unbekannt war38 ii) es ergonomisch als nicht angenehm empfunden wird,
bspw. ist das Industrie-Tablet zu breit für MB11, mit einer Körpergröße von 165cm.
Um dem psychologischem Bedürfnis des körperlichen Wohlbefindens nachzukom-
men, wird außer zur manuellen Justierung von Greifer oder Kamera das Industrie-Tablet im
Arbeitsalltag nicht im mobilen Einsatz verwendet, da es, neben den zuvor genannten Grün-
den, aufgrund des Gewichts als belastend eingestuft wird. Zusätzlich zwingt das abstehende
Kabel zum Abstandhalten gegenüber dem eigenen Körper, egal ob in der Armbeuge oder
mit beiden Händen umgriffen (Abbildung 24, E). Diese Faktoren führen zur fixen Positionie-
rung mit Bedienung innerhalb der Wandhalterung (Abbildung 23).
Bei Nachfrage möchten jedoch die Maschinenbediener keineswegs auf die Möglichkeit bzw.
das Angebot der Mobilität verzichten.
37 Nichtverstehen des Wordings, Interaktions-Funktionalitäten und/oder zu tiefen Baumstrukturen, sind jedoch nicht relevant für vorliegende Thesis, da nicht zielführend für eine Beantwortung der Forschungsfrage. 38 Erst durch konkrete Hilfestellung während des Beobachtungszeitraums wurde der Wissensstand der Maschinenbediener durch den Beobachter angereichert.
53 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
Abbildung 25: Das Industrie-Tablet im mobilen Einsatz zur manuellen Einstellung der Kame-
ras zur optischen Überprüfung. Aufgrund des hohen Gewichts (1390Gramm) wird es an der
Anlagenkante abgelegt und zu keinem Zeitpunkt in der Armbeuge platziert.
GADGET-TEST: GESTENRING NOD
Das getestete Gadget NOD als free-hands Technologie im Kontext der Distanzbedienung
eines Taschenrechners via Laptop wurde als zu präzise und schwierig in der Handhabung
wahrgenommen („da müssen wir erstmal 4 Wochen ins Trainingslager“, ALL01). Das eigene
(natürliche) Handzittern wurde merklich auf das Gadget übertragen, sodass der visualisierte
grüne Punkt als Mauszeiger zur Befehlsausführung stark schwankte und der anvisierte But-
ton nur selten und mit großer Mühe betätigt werden konnte. Daher und aufgrund von stets
ölverschmierten Händen, wurde der NOD Gestenring von den Maschinenbedienern für
einen möglichen realen Einsatz, unter den schnell herrschenden Reaktionsbedingungen im
Arbeitsalltag der Fertigung, als nicht Effizienzsteigernd bewertet.
5.2.1.2 Erlebnis 1 im Arbeitsalltag: Probleme lösen
Auf Grund der blickdichten Maschinenanlage (unzureichende Instruktionsqualität, Abbil-
dung 16) und des hohen Geräuschpegels in der Fertigungshalle, ist der laufende Maschi-
nenprozess nicht transparent.
Hierzu wurde eine Schiebeklappe linksseitig der Station 2 (Abbildung 23) seitens
Konstruktion integriert, jedoch deckt diese funktionale Anforderung nicht die Bedürfnisse
der Nutzer, da keine Fixierung der Schiebeklappe zum Durchschauen vorhanden ist und
somit ein Nutzer die schwere Metallklappe händisch offenhalten müsste. Als Folge findet
54 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
das Konzept der Schiebeklappe im Arbeitsalltag keinerlei Beachtung, zurückzuführen auf
das körperliche Wohlbefinden (vgl. Abbildung 13). Die Maschinebediener kommen ihrem
menschlichen Grundbedürfnis von Sicherheit durch das psychologische Bedürfnis von Kon-
trolle nach, indem Sie durchschnittlich die Anlagentür alarmierende 8 Mal je 10 Minuten
öffnen (Am ersten Beobachtungstag fiel direkt auf, dass die Maschinenbediener nach Betä-
tigung des Start-Buttons eine starre, ). Die Arbeiter erhoffen sich durch eine persönliche
Kontrolle frühzeitig Fehlerquellen zu lokalisieren, um Prozessstopps zu vermeiden bzw. zu
reduzieren. Um diese Kontrolle bei offener Anlagentür technisch zu ermöglichen, wurde
aufgrund des blickdichten Anlagengehäuses, entgegen aller Arbeitssicherheitsvorschriften,
der Sicherheitsknochen zum sofortigen Stopp des Maschinenprozesses bei Öffnen der Tür
entnommen.
Diese selbstgesteuerte Handlung bzw. Freiheit behindert unter dem Aspekt der Au-
tonomiegewährung (Grundbedürfnis: Selbstverwirklichung) jedoch positive Emotionen
während der Aufgabenbearbeitung, senkt vielmehr das Kontrollerleben und macht Hilflo-
sigkeit deutlich (Pekrun, et al., 2015). Lediglich der selten aktive MB02 zeigt sich stets zö-
gerlich während Kontrollen bei laufenden Maschinenprozessen. Für die anderen Maschi-
nenbediener hingegen ist es derweil Normalzustand (Routine), sodass ein Sicherheitsgefühl
entstanden ist („Mir passiert schon nichts“, MB01). Emotional geht die Klassifizierung in
Richtung Verdruss, Besorgnis, Verstörtheit bis hin zu Panik und Ärger.
Entsprechend Pekruns Kontroll-Wert-Ansatz zu Leistungsemotion (Abschn. 4.3, Ab-
bildung 16) bildet diese Workaround-Lösung ‚generalisierte Überzeugungen und Ziele‘ zur
Einschätzung der Situation. Für Leistungssituationen allgemein ist die kognitive Qualität
während des Instruktionsprozesses sehr bedeutsam (Pekrun, et al., 2015).
EXTERNER SERVICE-KONTAKT
Die Arbeiter kontaktieren nicht mehr die Servicehotline für externe Hilfestellung seitens
Unternehmen B, da aufgrund unterschiedlichen Wordings „aneinander vorbeigeredet wird“
(ALL01). Dies löst nach Plutchiks Emotionsmodell (Abschn. 4.4) Handlungsimpulse wie
Missbilligung bis hin zu Aggressivität während der telefonischen Kontaktaufnahme zum
Service aus. Folglich lösen die Arbeiter eigenständig Problemsituationen durch verschieden
erprobte Herangehensweisen. Lediglich bei langandauerndem Anlagenstopp oder nach-
weislich mechanischen Problemen wird direkt Unternehmen B kontaktiert.
55 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
5.2.1.3 Erlebnis 2 im Arbeitsalltag: Lehren und Lernen
Entsprechend Abbildung 21 war die Vereinbarung mit Unternehmen B mit einem bereitge-
stellten Handbuch die neue Steuerungssoftware zu Erlernen. Da ein solches Dokument
nicht vorliegt, lernen alle Arbeiter nach dem Motto ‚Learning by Doing‘, wobei ALL01 als
autoritäre Person seinen Mitarbeitern die Denke vorlebt „was du nicht kennst, wird nicht
ausprobiert“ (ALL01). Allgemein herrscht Ehrfurcht (Besorgnis bis Verstörtheit)39 vor der
neuen Prüfanlage mitsamt der neuen Technik, sodass im Beobachtungszeitraum starke
Ermutigungsanregungen durch den Beobachter erfolgen mussten, damit die Maschinenbe-
diener den Mut fassten, dass Interaktionsdesign des Industrie-Tablets zu testen. Aufgrund
mangelnder Kenntnisse kollidiert Interesse mit Besorgnis, sodass die Ehrfurcht vor der neu-
en Technik gewinnt.
Da ALL01 über das größte Wissen hinsichtlich der Anlagenfunktion verfügt, lernen
die anderen nach dem Modell des Beobachtungslernens bzw. Lernen durch Nachahmung.
Wobei als die größte (Leistungs-) Motivation das Einhalten der Stückzahlen beobachtet
wurde. ALL01 ist allgemein ein unsicherer Nutzer in Bezug auf Touchscreen und neuen
Funktionalitäten, demgemäß adaptieren die anderen Maschinenbediener seine Ängste –
mehr noch, es nimmt ihnen schier den Mut selbstständig die neue Steuerungssoftware zu
testen:
„Also wenn der Chef das da nicht nutzt, dann tu‘ ich das auch nicht, nein, nein. Wer sagt
denn, dass ich es dann richtig mache?“, MB01.
5.2.1.4 Erlebnis 3 im Arbeitsalltag: Dateneinsicht - Datenübersicht
WORKAROUND-LÖSUNG 1
Am ersten Beobachtungstag fiel direkt auf, dass die Maschinenbediener nach Betätigung
des Start-Buttons eine starre, konzentrierte Haltung einnahmen. Dies rührte daher, dass
der Start der Prüfanlage über das Interface des Industrie-Tablet-PCs nicht visualisiert wur-
de. Um sich zu vergewissern, ob der Start tatsächlich eingeleitet wurde, hörten die jeweili-
gen Arbeiter hin. Je nachdem wie hoch der Geräuschpegel in der Fertigungshalle war, konn-
ten die Maschinenbediener ihrem Gehör nicht vertrauen und öffneten für einen Kontroll-
blick zusätzlich eine Anlagentür. Dies zeigt wie stark das Bedürfnis nach Kontrolle als Si-
cherheitsbedürfnis ist und die Notwendigkeit visuellen Feedbacks als technischen Service.
Dieser extreme Zustand von Kontrollverlust zeigt gleichwohl, wie ausdauernd Ma-
schinenbediener sind bzw. wie viel sie dulden und sich nicht beschweren („Ich hab mich
39 Vgl. Abbildung 17: Plutchiks Emotionsmodell
56 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
daran gewöhnt es so zu machen“, MB01). Auf der anderen Seite macht dieser Zustand
deutlich, dass blickdichte Maschinenanlagen eher ungeeignet für die Fertigungsindustrie
sind. Denn auch die Reflexionsstunde verdeutlicht, dass trotz der Einführung eines grünauf-
leuchtenden Systemfeedbacks des Start-Buttons, bedingt durch ein Software-Update sei-
tens Unternehmen B nach der Feldbeobachtung, die Maschinenbediener dennoch hinhören
oder die Anlagentür öffnen („ich muss wirklich wissen, dass da was passiert“, ALL01).
Durch diese Art von Kontrollverlust und unzureichender Fehleranzeige waren ab
Mitte der Schichtzeit Verdruss und Ärger bis hin zu Wut zu beobachten. Diese Tatsache
entfaltet gleichermaßen ein fehlendes Vertrauen in die Technik, das mittels Vergewisserung
durch die eigenen Augen als Workaround-Lösung kompensiert wird.
Abbildung 26: 90% des Arbeitstages wird persönlich bei offener Anlagentür kontrolliert
(Ritual), ob die Prüfanlage technisch korrekt die zugeführten Teile abfertigt. Oft stehen die
Anlagentüren aufgrund des blickdichten Gehäuses offen.
57 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
WORKAROUND-LÖSUNG 2
Fehlend benötigte Informationen, wie etwa die Zykluszeit von 3.6 Sekunden, Fehleranzeige
je Station mit Zeitstempel, Teilenummer, Zuordnung der Teile je Prüfposition und Stampf-
richtung, bzw. erwartete Systemrückmeldungen belasten die Arbeit an der Prüfanlage zu-
sätzlich. Um zu überprüfen, ob die Zykluszeit konstant verläuft oder Schwankungen vor-
handen sind (und falls ja, wieviel?), dient als weitere Workaround-Lösung für die Maschi-
nenbediener die eigene Stoppuhr an der Hand („das gehört eigentlich zu den Mitteilungen
der Anlage mit dazu“, ALL01). Aufgrund solcher fehlenden Prozessinformationen ist es in
den Augen der Maschinenbediener erforderlich in den laufenden Maschinenprozess einzu-
greifen40, wie bspw. folgende Aussage verdeutlicht:
„[…] welches Teil kommt von welchem Teller runter, von welcher Spannsituation und
hat welche Teilenummer. Das ist eine wichtige Information für mich, ansonsten wenn ich die
Möglichkeit nicht hab, muss ich die Möglichkeit immer abgreifen und zwar kontrolliert ab-
greifen, die Teile […].“ (ALL01)
RITUAL ZUR INFORMATIONSEINSICHT
Um genauer die Erlebnisse der Arbeiter interpretieren zu können, wird nach Hassenzahl et
al. (2013) die Beziehung zwischen verschiedenen Attributen der Interaktion und der Erfah-
rung als Model herangezogen: Innerhalb eines ‚Rituals‘ wird jeder Schritt als sinnvoll erach-
tet, lohnend, mit Schwerpunkt auf dem Fortschritt des Verfahrens. Dieses Handeln ist kei-
neswegs beiläufig, sondern gezielt. Diese Verfahrenskontrolle stellt die Hauptaufgabe der
Maschinenbediener an dieser Prüfanlage dar, bedarf hoher Konzentration und schafft
Raum für Kompetenz. Hinsichtlich Interaktion bewirkt dies Effizienz durch Schnelligkeit
(kein Prozessstopp) und wirkt anregend, sodass die Maschinenbediener sich auf ein instru-
mentelles Ziel der Interaktion konzentrieren. Dieses Ritual bzw. diese Offensichtlichkeit
stimmt die Maschinenbediener zufrieden, denn trotz vollautomatisierter Maschinenanlage
erhalten Sie das Gefühl gebraucht zu werden. Im Arbeitsalltag ist eine solche Experience
kraftvoll mit einer gewissen Machtwirksamkeit und Exploration. Konstanz bzw. Stabilität als
auch die Wirkung der eigenen Person schafft ein Gefühl von Sicherheit und Kompetenz. Der
Arbeitsalltag bleibt Spannend und die Verbundenheit zum Unternehmen bestehen, indem
die Maschinenbediener trotz high-end-Technik aktiv am Geschehen teilhaben, denn
„high-end ist keine Magie, aber ich bin es. Diese Verantwortung will ich nicht missen, sonst
steckt ja nichts von mir drin, drin im Unternehmen“ (MB01).
40 trotz der genannten Risikoaspekte bzw. Missachtung vorgeschriebener Arbeitssicherheitsrichtlinien.
58 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
Neben den Standardfunktionen einer Maschine besitzt jeder Maschinenbediener als Indivi-
duum einen gewissen Reichtum an Erfahrungswerten, einen Wissensschatz. Maschinenbe-
diener haben das Bedürfnis, mithilfe bestehender Erfahrungswerte, nach selbstständig er-
brachter Leistung durch eigene Kompetenz. Dennoch wünschen sie sich Entlastung durch
mehr Dateneinsicht, damit das ‚Ritual‘ nicht im Arbeitsalltag dominiert. Beim Hersteller
beschwert wurde sich hinsichtlich fehlender Informationen jedoch nicht, dies geschah erst
im Zuge der durchgeführten Feldstudie.
Auf der anderen Seite besteht gleichwohl zu viel Dateneinsicht, d. h. ein Maschi-
nenbediener wird mit Systeminhalten konfrontiert, die für seine alltägliche Arbeit an der
Prüfanlage nicht relevant sind („Der Rest ist für mich faktischer Bullshit“, ALL01), dagegen
im Fehlerfall für einen Servicetechniker notwendig.
5.2.2 Ergebnis: Erlebnisse Feldstudie II
Die Feldbeobachtung fand in einem Werk bzw. Fertigungshalle innerhalb des Geschäftsbe-
reichs Electrical Drivers eines Großunternehmens statt, deren Spezialisierung die Entwick-
lung und Fertigung elektrischer Kleinmotoren für verschiedene Anwendungen im KFZ-
Bereich obliegt.
Abbildung 27: Die Fertigungslinie mit Handarbeitsplätzen (Teile- und Schraubenzuführung,
Abfertigung) besteht aus zwei vollautomatisierten Montageanlagen (links), die über ein, aus
der Halterung herausnehmbares, Industrie-Tablet inkl. easyPanel steuerbar ist (rechts).
CODIERUNG DER
ARBEITER:
2 AF:
AF01, AF02
10 MB:
MB01 – MB10
1 SM:
SM01
1 FP:
FP01
⩰
59 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
Die Auswahl der Beobachtungsstichprobe wurde vorab mit dem Fertigungsplaner der Ferti-
gungslinien für Klima- und Motorkühlungsgebläse abgeklärt. Bis auf die in Abbildung 27
visualisierte Fertigungslinie, sind alle weiteren Fertigungslinien im Werk mit älteren ‚Gal-
gensystemen mit Griff‘ bestückt.
UNTERSUCHUNGSOBJEKT/ NUTZUNGSKONTEXT
Eine Einführung bei Inbetriebnahme der neuen Montageanlage, im April 2015, erfolgte kurz
und knapp. Genauer, Schulungen für Team und Servicemitarbeiter fanden nicht statt und
ein Handbuch wurde bei Produktübergabe nicht ausgehändigt, wie in Abschn. 5.2 erläutert.
Demnach ist der technische Umfang den das neue System mit sich bringt (Interaktionsdes-
ign) allen zuständigen Arbeitern einschließlich des Teams der Werk-Servicemitarbeiter ab-
solut unbekannt.
Dies führt zu dem Motiv der Handlung, im Rahmen des Möglichen, ausschließlich
das easyPanel für jegliche Steuerungsinteraktion zu Nutzen (Abbildung 27). Das easyPanel
enthält die Hauptsteuerungsoption identisch zur rechten Bedienleiste des Industrie-Tablets
als Schnellzugriff. Ebenfalls zu erkennen ist auf der Abbildung (rechts), dass an den Ferti-
gungslinien vorhandene Betriebsanleitungen für alle sichtbar aufgehängt sind. Für die Zu-
kunft ist eine Schulung für die Gruppe der Anlagenführer geplant. Dennoch ist die Haltung
der Arbeiter geprägt durch die Erwartungshaltung an einen Produktkauf:
„Ein Handbuch muss unaufgefordert mit einem Produkt geliefert werden! Hätten wir das
Handbuch anfangs bekommen, bräuchten wir wahrscheinlich jetzt keine Schulung mehr!“
(AF01, wütend)
Ein Handbuch gilt sowohl als Nachschlagewerk zur grundlegenden Wissensvermittlung als
auch zur Absicherung, damit Unsicherheiten genommen und situative Hilflosigkeit gelöst
werden.
„Ich, wir alle, fühlen uns überrannt, überfordert. Technik muss erklärt werden, vor allem
wenn´s neue Symbole gibt und auf Englisch ist.“ (AF02)
Dieser Zustand kippt zusätzlich die Stimmung innerhalb des Teams:
„[…] Heut‘ beim Mittag haben alle drüber geredet, das zieht halt alle runter“ (MB05)
Es wird deutlich, dass im Zuge des inakzeptablen Zustands bei den Arbeitern Unsicherheit
ausgelöst wurde, d. h. im Allgemeinen berührt es die Arbeiter negativ. Es könnte somit die
positiven Skalen der Persönlichkeitsdimensionen beeinträchtigen und folglich die eigene
Arbeitsqualität. Objektgerichtete Emotionen wie gestresst sein, Demoralisierung, Unfair-
60 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
ness, Bitterkeit, Frustration und Nostalgie („Ich bin seit 30 Jahren bei Hightec41 und sowas
hab ich noch nicht erlebt“, AF01), aber auch Sorgsamkeiten wurden beobachtet (Klein,
2009). Ein Produkterlebnis bezieht sich für die Arbeiter nicht ausschließlich auf die Nutzung
einer Sache, sondern auf das Gesamtpaket. D. h. Lieferung des Produkts, Einführung durch
einen Experten, Zeit für Fragen, Handbuch, fähiger Service im Notfall, Sicherheit, Ergono-
mie, Kontrolle über die Technik (Nutzungskontext Hard- und Software).
Die im Kontext beobachtete vollautomatisierte Montageanlage besteht aus zwei Teilstatio-
nen mit jeweils, als Ersatz zum Galgensystem, einem Industrie-Tablet zur Steuerung
(Abbildung 27). Bedient wird die Fertigungslinie von zwei Maschinenbedienern im vier
stündigen Wechsel, innerhalb einer acht Stunden-Schicht, mit zwei weiteren Maschinenbe-
dienern (Job-Rotation). Einmal am Anfang der Linie zur händischen Zuführung der Teile und
einmal am Ende der Linie zum Verpacken der gefertigten Motorkühlungsgebläse. Diese
Maßnahme soll Monotonie in tayloristischen Arbeitsstrukturen aufbrechen und einseitige
körperliche Belastungen abbauen, um die Arbeitszufriedenheit ohne Verlust von Produktivi-
tät zu steigern (Wies, 1999). In Summe entstehen je acht Stunden-Schicht 900 Motorkühl-
gebläse im Serienbetrieb. Kontrolliert werden die zwei Montageanlagen je Schicht durch
einen Anlagenführer, wobei ein Anlagenführer i. d. R. je Schicht drei Fertigungslinien be-
treut und folglich stets in der Fertigungshalle rotiert. Innerhalb der zwei Teilabschnitte wird
ausschließlich im Fehlerfall oder zum Umrüsten der Anlage in den Prozess eingegriffen.
Kann ein Fehler weder von Maschinenbedienern noch vom zuständigen Anlagenführer be-
seitigt werden, wird ein Servicemitarbeiter gerufen. Im Beobachtungszeitraum fand dieses
Szenario einmal statt (Abbildung 29, D).
In der Summe sind Maschinenbediener an dieser Fertigungslinie rein passive Arbei-
ter (vgl. Abbildung 19), d. h. vergleichbar mit reinen Fließbandarbeitern (Anforderungscha-
rakter rein physisch), im Gegensatz zu Maschinenbediener aus Feldstudie I (Abschn. 5.2.1)
und anknüpfender Fokusgruppe (Kapitel 6).
Nachfolgend werden Erlebnisse von zehn Maschinenbedienern, zwei Anlagenführern, ei-
nem Fertigungsplaner und einem Servicemitarbeiter in Arbeitsalltagssituationen der Ferti-
gung fokussiert, mit dem Ziel der Beantwortung der Forschungsfrage durch Abfrage der
Technologien AR und Gestensteuerung durch Gestenerkennung sowie Beobachtung von
Alltagssituationen, um die Zukunftsvisionen der Einsetzbarkeit im Rahmen des Technischen
41 Unternehmensname anonymisiert für vorliegende Thesis.
61 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
Services und Distanzsteuerung zu hinterfragen. Für die qualitativ empirisch dokumentari-
sche Präsentation dienen Zitierungen aus den jeweiligen Sichten der Arbeitergruppen, um
eine authentische Stimmung einzufangen.
5.2.2.1 Erlebnis 0: Neue Technologien vs. vertrautem Galgensystem
Neue Technologien schließt Touch-Bedienung ohne hard-keys, Augmented Reality, Gesten-
steuerung durch Gestenerkennung und Industrie-Tablets ein. In Einzelgesprächen haben die
Akteure sich AR und Gestensteuerung als Werkzeuge bzw. Materialien im Nutzungskontext
vorgestellt und hierbei Consumer-Tablets automatisch in ihrem Arbeitsalltag gedanklich
eingebettet. Im Vergleich steht das in Fertigungshallen gängige und vertraute Galgensystem
(Abbildung 24). Hierbei sind Kommunikations-, Kooperations- und Bewegungsmöglichkei-
ten, Umgebungsbedingungen und die Ergonomie des Arbeitsplatzes maßgebende Größen
für Wohlbefinden und Gesundheit (Rudow, 2011).
Positive Emotionen wurden bei Start der Produktnutzung unterdrückt durch zuvor genann-
te Aspekte, wie etwa das Fehlen eines Handbuchs. Zudem findet das Industrie-Tablet in der
Praxis keinen mobilen Einsatz. Dies begründet sich einerseits auf dem Aspekt des als zu
schwer empfundenen Gewichts und des störenden Kabels sowie andererseits der Notwen-
digkeit von free-hands Technologien:
„Wenn ich was reparieren muss, brauch ich meine Hände! […] Wir stehen so viele Stunden,
da brauch ich nicht noch zusätzlich Last in meinen Händen durch ein Tablet.“ (AF01)
easyPanel
A) B) C) D)
Abbildung 28: Beobachtungen zeigen die Notwendigkeit des sicheren Halts im Kontext des
körperlichen Wohlbefindens der Arbeiter.
62 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
Infolgedessen wird das Industrie-Tablet einzig innerhalb der schwenkbaren Halterung an
den jeweiligen Teilabschnitten der Montageanlage bedient (analog Ergebnis Feldstudie I).
Die Arbeiter nutzen zur körperlichen Entlastung den Griff des Galgensystems (Gewohnheit
durch Verbundenheit, Vertrauen), welches ihnen beim Industrie-Tablet spürbar fehlt. Ab-
bildung 28 zeigt die Einsatzvarianten des Galgengriffs: A) während eines Plauschs mit Kolle-
gen, B) zum Abstützen bei Bedieneingaben in unkomfortabler Körperhaltung, C) zum Kraft-
holen für körperliche Betätigungen, D) zum Entlasten der Füße, durchstrecken des Rückens.
Die Werkzeugmethode AR wird mehrheitlich dem Gebiet Handbuch unterstützend
zugeschrieben (Technischer Service), dessen ungeachtet fehlte prinzipiell ein visuelles Vor-
stellungsvermögen dieser Technologie. Für den Einsatz von Gestensteuerung wird das Tra-
gen von Sicherheitshandschuhen für Maschinenbediener als Hürde eingestuft.
TOUCH-INTERAKTION VS. DESKTOP-INTERAKTION
Analog zu Fertigungsarbeitern aus Feldstudie I, verfügen die Nutzer über ein unterschiedli-
ches Vorwissen für Desktop-und Touch-Interaktionen, die Sie unbewusst nicht aufeinander
übertragen können. Long-Taps innerhalb der Touch-Interaktion auf Buttons wurde nicht
erkannt und Trennlinien nicht identifiziert, da derartiges Konzept in der Consumer Electro-
nic-Welt für Toucheingaben nicht existiert. Die vertraute Interaktionsmöglichkeit des Zoo-
mens bei Bildern in Touch-Umgebungen wird mit Überraschung vermisst. Das die zwei an-
gezeigten Maschinenbilder im Homescreen interaktiv sind (drehbar, Einzelteile antippbar),
Abbildung 29: Beobachtungen bestätigen die Aussagen der Arbeiter, dass sie sowohl free-
hands Technologien als auch einsehbare Anlagen benötigen, da die Konstruktion von Anla-
gen körperlichen (kooperativen) Einsatz bedarf.
A) B) C) D)
63 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
war den Nutzern unbekannt, da sie getrieben durch Angst gegenüber der Software und
Ehrfurcht gegenüber der Hardware jeweiligen Nutzungskontext nicht frei testen. Dieses
wiederkehrende Angsterleben greift negativ auf das eigene Kompetenzerlebnis (Pekrun, et
al., 2015).
Weitere Befragungen ergaben, dass die Arbeiter sich perspektivische Visualisierun-
gen der Anlage wünschen. Die signalisiert, dass sie trotz aller bestehenden Hürden optimis-
tisch eingestellt sind.
HERVORGERUFENE EMOTIONEN AUS SICHT DER PASSIVEN MASCHINENBEDIENER
Mit den Worten „Bei dem Arbeitstempo ist man froh Halt zu finden“ (MB02, vgl. Abbildung
28), ist im Fall von fehlerbedingten Stillständen der eigenen Anlage, ein wiederkehrendes
Verhalten einiger Maschinenbediener, das Abstützen am Galgensystem einer gegenüberlie-
genden Fertigungslinie. „Drüben der Galgen ist in der richtigen Höhe zum Festhalten, hier
bei mir ist alles Hüfthoch“ (MB02), mit dem Hinweis, dass bereits zwei der Industrie-Tablets
kaputtgegangen seien, bei dem Versuch sich an der schwenkbaren Halterung abzustützen.
Diese Handlung des Abstützens ist ein entscheidendes Motiv Erholungszeiten nach An-
strengungsphasen einzuberufen (müde, Entspannung, körperliche Entlastung) und wurde
mehrmals stündlich empirisch beobachtet42.
Zum Schutz der Hände werden Sicherheitshandschuhe getragen, welche jedes Mal
zur Nutzung von Touchoberflächen, unabhängig ob Industrie-Tablet-PC oder Galgensystem,
abgestreift werden. Um dies zu vermeiden wird ausschließlich das easyPanel verwendet
(Abbildung 27).
Arbeiter wollen geistig aktiv sein. Es besteht Lernbereitschaft und Interesse für das Anla-
geninnere und deren Funktionalität, daher ist, nach dem Verständnis der Arbeiter, ein posi-
tiver Aspekt von AR die mitgeführte Visualisierungsmöglichkeit. Nichtdeutschsprachige
Maschinenbediener erhoffen durch AR ein stark Bild-dominierendes virtuelles Handbuch
und konsequentermaßen die Chance sich mehr Wissen anzueignen für einen beruflichen
Aufstieg. Diese Art neue Technologie bewirkt einen Antrieb neues Wissen aufzunehmen, u.
a. mit der Hoffnung (mehr) Selbstständigkeit am Arbeitsplatz zu erlangen (Ammon, 2006).
Außerdem gewünscht sind digitale Notizmöglichkeiten und kooperatives Lernen mittels
Datenbrillen, Kameraaufnahme zum Festhalten von Situationen zur weiteren Kommunika-
42 Dieses Motiv ist aus Sicht der Arbeitsplatzergonomie für gesunde Arbeit näher zu betrachten, jedoch nicht Gegenstand vorliegender Thesis.
64 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
tion mit Dritten und AR-Unterstützung im Bereich allg. Dokumentationen als Ersatz zu Pa-
pierformen.
HERVORGERUFENE EMOTIONEN AUS SICHT DER ANLAGENFÜHRER
Um im oberen Absatz den Gedanken hinsichtlich Sprachbarriere zu schließen, zeigt dieses
Zitat eines Anlagenführers den Stand der Dinge:
„Außerdem haben wir hier das Problem mit der Sprache. Wir können kein Englisch und
manche Arbeiter kein Deutsch […]. Hier wird mit Händen und Füßen teilweise erklärt […]. Da
wäre ein Tablet gut, alle können zuschauen. Zum Lernen gut, aber nicht im Serienbetrieb,
denn da müssen die Hände frei sein.“ (AF02)
Sorgenvoll wird AR eine Verminderung der positiv-Erlebnisse wie Kollegialität bzw. koope-
rativem Arbeiten, Zwischenmenschlichkeit und dem Gefühl gebraucht zu werden zuge-
schrieben, die durchaus zur Isolation eines jeden Arbeiters am Arbeitsplatz führen könnte –
dagegen die Aspekte der Effizienz und Effektivität im unternehmerischen Sinne erkannt:
„Dann hilft man sich selber, richtig? Aber geht das kollegiale dann nicht verloren?
Wenn jeder so eine Brille auf hat, dann brauch‘ man nicht mehr miteinander reden. Das ist
traurig. […] Im Gegenzug, produktiver wär man dann, das ist gut.“ (AF01)
Es herrscht ein klares Bindungsmotiv bzw. das Bedürfnis Anschluss zu anderen Arbeitskolle-
gen sowohl beruflich als auch privat zu haben.
Die Software des Industrie-Tablet-PCs als Anwendungssystem ist hinsichtlich Interaktion,
Sprache, Gestaltung und Icons nicht konsistent sowohl mit dem vertrauten Galgensystem
als auch mit Touch-Interaktionen von Consumer Electronics. Fehlende Konsistenz und Rou-
tine sowie der Aspekt des Nichtfühlens von Buttons (hard-keys) auf dem Touch-Display
beeinträchtigt ein Flow-Erlebnis bzw. das Genießen von Erfolgserlebnissen im Arbeitsalltag:
„[…] bei den anderen Linien mit den Galgen muss ich immer Lächeln,
wenn ich einen Fehler behoben hab. […] Die kenn ich in und auswendig, da kann ich tippen
ohne hinzuschauen. Die hab ich im Griff.“ (AF01)
Zudem verlieren die Arbeiter ohne hard-keys den Blickkontakt zu einem anvisierten Objekt
innerhalb der Anlage, da aufgrund fehlender Taktilität die Arbeiter bei Toucheingaben ge-
zwungen werden auf ihre Finger zur korrekten Durchführung zu achten.
Abbildung 28 (B), zeigt das der Nutzer des Systems ohne auf die Tasten zu blicken
mit dem easyPanel interagiert, quasi blind. Das diese Nutzungssicherheit nicht gleicherma-
65 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
ßen beim Industrie-Tablet ausgelöst wird, kann auf den fehlenden Griff unterhalb des
easyPanels zurückgeführt werden. Dies könnte dazu führen, dass sich die Arbeiter schlicht
nicht darauf einlassen, da zum einen die Gewohnheit nicht gewährt wird und zum anderen
der Griff das körperliche Wohlbefinden durch Ablegen der Hand sicherstellt. Zu den Nut-
zungseigenschaften komplizierend hinzukommt, dass ältere Generationen über die Jahre
starke Hornhautbildung an den Fingerkuppen vorweisen. Starkes Tippen mit wiederholtem
Nachsetzen auf das Touchdisplay ist die Folge (Stress). Durch fehlendes visuelles Feedback
empfinden die betroffenen Arbeiter die Situation so, dass der Touchscreen nicht funktio-
niert. Zudem werden im Vergleich zu Maschinenbedienern keine Sicherheitshandschuhe
getragen, sodass des Weiteren stark Ölverschmierte Hände Alltag sind.
HERVORGERUFENE EMOTIONEN AUS SICHT DER FERTIGUNGSPLANER
Mobilität von Steuerungstechnik ist wichtig und folglich Tablet-Einsatz für den technologi-
schen Fortschritt innerhalb der Fertigung gewinnbringend, gerade für Servicemitarbeiter ist
der Faktor Mobilität vorteilhaft für die Bewerkstelligung alltäglicher Arbeit hinter den Anla-
gen. Eine Erweiterung des Industrie-Tablets durch eine Tastatur für eine leichtere Bedie-
nung wird angenommen, jedoch muss die allgemeine Halterung entsprechend robuster
gestaltet werden, um dem Gewicht eines Arbeiters beim Abstützen entgegen wirken zu
können. Unabhängig ob Galgensystem oder Industrie-Tablet wird zudem die Langlebigkeit
von Touchdisplays angezweifelt. Allgemein wird Touch in der Praxis als schlecht empfun-
den, u. a. da die Kalibrierung ungenügend sei.
HERVORGERUFENE EMOTIONEN AUS SICHT DER SERVICEMITARBEITER
Probleme lösen durch die Unterstützung von AR führt Existenzängste bei einem Servicemit-
arbeiter herbei, da eine Bedrohung des eigenen Arbeitsplatzes erlebt wird (Klein, 2009),
entsprechend einem Machtmotiv, d. h. die eigene Machtquelle sichern (Hellert, 1995). Folg-
lich vermittelt der technologische Fortschritt AR konkret Bedrohung durch die Angst vor
Statusverlust, Machtlosigkeit, Schutzlosigkeit ebenso Kompetenzverlust und fehlende Aner-
kennung, da Arbeiter durch angezeigte Visualisierungen eigenständig Störfälle beheben
könnten und infolgedessen die Stellenausschreibung des Servicemitarbeiters aus dem All-
tag der Fertigung als Gestrichen vermutet wird. Durch die Entwertung persönlicher Qualifi-
HERVORGERUFENE EMOTIONEN AUS SICHT DER PASSIVEN MASCHINENBEDIENER
Maschinenbediener lernen mittels Modelllernen bzw. Beobachtungslernen, gerade da diese
Bedienergruppe ungelernte Arbeiter sind, ist diese Lernmethode ein wichtiger Mechanis-
mus. Der Erwerb von Wissen und Fähigkeiten bzw. funktionale Bildung ist wichtig, verbun-
den mit der Hoffnung beruflich aufzusteigen, Misserfolge zu vermeiden (Scham) sowie am
Arbeitsplatz Langeweile und Hoffnungslosigkeit entgegenzuwirken („an der Anlage ver-
dummt man […]“, MB08). Diese negativ-deaktivierende Emotionen führen zur Senkung von
intrinsischer und extrinsischer Motivation (vgl. Abschn. 4.3). Fehlende Kompetenz wird
fehlendem Einlernen zugeschrieben:
„[…] wenn ich Dinge falsch mache, weil ich es eben nicht besser weiß, dann steht die Anlage
still. Eigentlich muss man mich richtig einlernen, intensiv. Aber dafür ist hier keine Zeit. […]
Keiner sollte sich wundern, wenn wir Neuen dann ständig Fehler machen.“ (MB03).
Obwohl die bedeutendste Methode ‚Lernen durch Versuch und Irrtum‘ nach Thorndike
(1965) ist, trauen sich die Maschinenbediener nicht an die technikbelastende Montagean-
lage heran, um Handlungen eigenständig zu Erproben. Auch während des empirischen Be-
obachtungszeitraums konnten lediglich zwei studentische Aushilfen ermutigt werden das
Interface auszukundschaften. Dem Festpersonal hingegen konnte trotz der Vermittlung,
dass kein Risiko besteht, die Nutzungsangst nicht genommen werden.
Allgemeinen sind es lediglich die studentischen Aushilfen die sich von Anlagenfüh-
rern ermutigt fühlen, eigenes Wissen einzubringen. Das Einlernen aller Arbeiter an Handar-
beitsplätzen erfolgt durch Beobachtung und Nachahmung (Herpertz-Dahlmann, 2008), d. h.
Maschinenbediener folgen sowohl ihrer übergeordneten Autorität (Anlagenführer, dessen
Schritte 1:1 nachzumachen sind) als auch der Masse um sie herum. Bspw. nutzt kein Arbei-
ter im Arbeitsalltag die mobile Einsatzmöglichkeit des Industrie-Tablets, folglich entsteht
ein adaptierendes Verhalten, ähnlich Zugzwang:
„Nehmen die es nicht raus, nehme ich es auch nicht raus, so einfach ist das.“ (MB03)
HERVORGERUFENE EMOTIONEN AUS SICHT DER ANLAGENFÜHRER
Um zu Lehren fehlt aufgrund des fehlenden Handbuchs notwendige Kompetenz. Dies be-
einträchtigt ein selbstbewusstes Auftreten durch Nichterfüllung der Selbstwirksamkeit:
„Jetzt haben wir die ganzen Ferienjobber hier und ich kann nicht einlernen,
weil ich die Anlage selber nicht beherrsch. Scheisse ist das! Peinlich ist das! […] ich bin ja die
70 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
Anlagenführerin, ich muss es können! Ich muss es beibringen! Aber von wem soll ich´s
lernen? Wir können´s nun mal nicht!“ (AF02, wütend)
Anlagenführer sehen sich in der Pflicht zu lehren, wobei englischsprachige Anlagensoftware
und nichtdeutschsprachige Arbeiter eine Hürde darstellen. Methodische Schulungen „mit
oder von Fremden“ (AF01) wird nicht gern durchlebt, denn bevorzugt wird die eigene Kom-
petenz und ein kollegiales Miteinander. Im Vergleich werden Handbücher gegenüber Schu-
lungen bevorzugt, da sie eine funktionale Selbstverwaltung bzw. selbstkontrolliertes Lernen
ermöglichen:
„[…] die erzählen einem immer so viel und dann muss man das alles eigentlich mitschreiben,
aber wenn ich schreib‘ kann ich nicht gucken was mir gezeigt wird. […] bei so
Schulungen traut sich doch eh keiner zu sagen ‚mach mal langsamer‘ oder ‚hab ich jetzt
nicht verstanden, zeig´s nochmal‘. […] Bei einem Handbuch gebe ich die Geschwindigkeit an
die ich brauche und wenn ich ein englisches Wort googeln muss,
dann kann ich das machen.“ (AF02)
Das Wissensgefälle beeinträchtigt die Kommunikation. Es herrscht demzufolge eine Scham,
nicht als ‚dumm‘ vor fremden Lehrenden dazustehen, da kein Austausch auf Augenhöhe
empfunden wird.
„Ich helf‘ mir lieber selber oder frag die, die ich kenn. […] Klar bin ich lieber mein eigener
Herr, selber Lernen […].“ Weiterhin wurde der Kontext Industrie-Tablet aufgegriffen: „Aber,
Ich hab´s nicht geschafft es zu begreifen, klar macht mir das zu schaffen, dieser Zustand ist
Stress pur für mich! Das kratzt an meinem Ego!“ (AF01)
Das Gefühl von Unwissenheit Hindernisse bzw. unkontrollierte Probleme nicht bewältigen
zu können, bedroht das Kompetenzerleben und führt zu Wut, Ärger und Verstörtheit, wo-
raus Hilflosigkeit ablesbar ist.
5.2.2.4 Erlebnis 3 im Arbeitsalltag: Dateneinsicht - Datenübersicht
Handbücher, sonstige Betriebsanleitungen und Fehlersammelkarten etc. stellen ein Nach-
schlagewerk für die Arbeiter dar. Diese sind für den sofortigen Zugriff an jeder Fertigungs-
anlage einmalig in Ringbuchform befestigt. Ist eines Vergriffen, ist unbekannt in welchen
Händen es sich befindet und für welchen Zeitraum.
Zykluszeiten und Produktionsstände werden von der Analgensoftware nicht bereit-
gestellt, sodass die Arbeiter erst am Ende einer Schicht erfahren, ob sie die Soll-Menge von
900 Stück erreicht haben. Das Fehlen verständlicher System-Fehlermeldungen bzw. allge-
mein erwartete Systemrückmeldungen kommen erschwerend zum Zeitdruck hinzu. Dies
71 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
führt dazu, dass Fehlerquoten nicht festgehalten werden, außer gravierenden Beschädi-
gungen der Anlage (z.B. Greifkopf defekt) welche händisch mit Datum auf Fehlersammel-
karten aufzuschreiben sind.
Das touchbasierte Interface wird einheitlich als nicht intuitiv wahrgenommen (vgl. Abschn.
5.2.1.1) und stellt im Arbeitsalltag eine derart gravierende Hürde dar, sodass dieses kom-
plett gemieden wird und stattdessen ausschließlich das easyPanel zur Analgensteuerung
verwendet wird (Abbildung 27). Eine freie Nutzung der Steuerungssoftware via Industrie-
Tablet scheitert am Interface einschließlich Interaktionskonzept. Bspw. sollte die Monta-
geanlage in den vergangenen Monaten umgerüstet werden zur Montage anderer Teile,
jedoch konnte trotz kooperativen Einsatzes im Team samt Servicemitarbeiter dies funktio-
nal nicht realisiert werden. Dieser Zustand wurde dagegen nicht an Unternehmen A
(Abbildung 21) kommuniziert, d. h. Probleme werden vom Team ausgesessen.
5.3 Top-Findings: Situation – Emotion – Bedürfnis
Es werden Top-Findings als Ergebnis der zwei vorgestellten Feldstudien zusammenfassend
in fünf Kategorien aufgelistet: Vorwissen/ Erwartung, Nutzungskontext, Bedeutung des
eigenen Tuns, Dokumentationen und neue Technologien.
Daraus ergeben sich Erlebniskomponenten aus dem Arbeitsalltag von Arbeitern an
Maschinenanlagen die in Kategorien, ähnlich Qualitäten (Hassenzahl, et al., 2013) subsu-
miert werden. Dies erfolgt durch die Vereinigung der Erlebnisse44 (Situation, Emotion, Be-
dürfnis) von aktiven (Feldstudie I) und passiven (Feldstudie II) Maschinenbedienern, Ser-
vicemitarbeiter, Fertigungsplaner und Anlagenführern (vgl. Abbildung 19). Zum Clustern
bzw. Einschätzung der Situationen werden Theorien entsprechend Kapitel 4 herangezogen.
Die Grundzüge der hervorgerufenen Emotionen orientieren sich an Plutchiks Emotionsmo-
dell (Abbildung 17), die Bedürfnisse nach Maslow (Abbildung 13) und der Theorie der Ziel-
setzung (Abschn. 4.2).
Diese Erlebnisse der Nutzer stellen Ergebnisse für den Bereich Vorentwicklung dar, wobei
die Gewichtung der Erlebnisse subjektiv zu betrachten sind und nachfolgende Nummerie-
rung somit ausschließlich der Strukturierung der Top-Findings dient.
44 Vgl. Abbildung 20: Faktoren zur Erstellung von Gestaltungsprinzipien sind (Alltags-) Situation und die dabei hervorgerufe-nen Emotionen und das Erfassen von Bedürfnissen.
72 Analyse I: Feldbeobachtung mit Interviews
VORWISSEN/ ERWARTUNG
1. INDUSTRIE-TABLET VS. CONSUMER-TABLET
Situation Das Industrie-Tablet wurde vermarktet als Tablet. Entspre-
chend Sehen und Fühlen erwarteten die Nutzer ein St. Con-
sumer-Tablet, u. a. mit vertrauter Eingabeinteraktion.
Abbildung 43: Persona eines Servicemitarbeiters, mit einem Zitat, aufbauen auf Erlebnissen
(im Kundenkontakt) der teilgenommenen Experten.
Abbildung 42: Persona einer Anlagenführerin, mit einem aus einer Gruppendiskussion
entwickeltem Zitat, orientiert an festgehalten Attributen.
115 Validierung: Persona-Workshop
Abbildung 44: Persona eines aktiven Maschinenbedieners, mit einem gewählten Zitat aus
der Empirie, da dies die Persönlichkeit gut wiederspiegelt (vgl. Feldstudie II, TN.GF01).
Abbildung 45: Entwickelte Persona eines passiven Maschinenbedieners. Das Zitat erfolgte
aus dem Gedankenprotokoll eines Experten und symbolisiert negativ-Emotionen.
116 Validierung: Persona-Workshop
117 Diskussion
8 Diskussion
Nachfolgend werden Ideen und Kritik der befragten Fertigungsarbeiter kritisch und die vorliegende
Ausarbeitung an sich selbstkritisch beurteilt. Eine Diskussion der Thematik liefert die Möglichkeit
sowohl das Vorgehen als auch die gewonnen Ergebnisse bzw. Erkenntnisse nochmals nachzufor-
schen.
Mit den Organisationsbestrebungen durch den Einsatz von Augmented Reality und Gestenerkennung
positive User Experience zu schaffen, sollte der Arbeiter bzw. der Produktnutzer im industriellen Um-
feld als Mensch im Mittelpunkt der Forschung stehen. Mensch und Technik zusammenzuführen, oh-
ne dem Menschen das Gefühl zu geben als arbeitende Kraft nicht mehr gebraucht zu werden, stellt
einen schmalen Grad dar. Entscheidend sind die psychologischen Erlebniszustände der Fertigungsar-
beiter durch herrschende Aufgabenmerkmale und deren Auswirkungen auf die Arbeit, entsprechend
Hackman et al. (1976), Abbildung 15. Die Bewertung hinsichtlich Angemessenheit und sozialer Akzep-
tanz der Technologien Augmented Reality und Gestensteuerung ist nicht Ergebnis dieser Master The-
sis, vielmehr eine Sensibilisierung für Vorantreiber und Entwickler dieser Technologien die Kernbe-
dürfnisse des Menschen übergeordnet zu betrachten. Emotion und Motivation sind entscheidend im
Nutzungskontext neuer Technologien. Rudolph (2009 S. 24) fasste zusammen: „Selbst wenn eine
Person sich gänzlich sicher ist, eine Aufgabe durchführen zu können, ist dies noch keine Gewähr dafür,
dass sie hierzu motiviert ist. Ein erster Faktor, der eine solche Motivation befördern sollte, ist die
Freude an der Tätigkeit selbst“. Im Zusammenhang mit der Einführung neuer Technologien sind im-
mer Ängste und Befürchtungen eine bewertende Größe, wie die Ergebnisse der Feldstudien hinsicht-
lich Existenzängste oder Verlust von Kollegialität und die Fokusgruppe hinsichtlich exakter Kontrolle
menschlicher Schritte durch Technikeinsatz aufzeigten. Diese in der Summe 24,5 eingebundenen
Fertigungsarbeiter verschaffen Einblick in die Alltagswelt und somit in die Erlebniswelt der Arbeiter,
jedoch ist dieser Einblick nicht repräsentativ genug, um über die Akzeptanz oder Machbarkeit beider
Technologien eine eindeutige Aussage zu treffen. Folglich sind die Top-Findings der Empirie als Moti-
vation für die Denke User-Centered-Design zu verstehen. Partizipative Entwicklung in interdisziplinä-
ren Teams ist ratsam, um praxisferne Konzepte ohne Gebrauchstauglichkeit zu verabschieden. Ein
erster Schritt stellt die Erstellung der fünf Personas unterschiedlicher Nutzergruppen dar, wie in Kapi-
tel 7 visualisiert, welche durchaus einen Wiedererkennungswert in einzelnen Teams der Robert
Bosch GmbH sicherstellte und gegenwärtig zu nachvollziehbaren Äußerungen wie etwa „ich habe nur
mit Holger´s zu tun“ (vgl. Abbildung 41) führt. Auf diesen Personas aufbauend ist derweil eine
Customer Journey im Rahmen eines bestehenden Produktes entstanden, mit dem Ziel der Steigerung
positiver User Experience durch Verstehen der Nutzer als Endkunden. D. h. durch diese empirische
Analyse wurden kontext-und situationsabhängige Aktionen der Nutzerwelt, entsprechend Hellige
118 Diskussion
(2014), fassbar. Die Schnittstelle zwischen Mensch und Computer ist folglich die Aufgabe, nicht nur
auf der Ebene des technischen Verständnisses, sondern wie der Mensch als Nutzer möglichst intuitiv
und natürlich mit der Hardware umgeht. In diesem Kontext ist die konsequente Realisierung von NUI
im industriellen Umfeld eine Schwierigkeit.
Die Darstellung der Empirie sind gänzlich Ergebnisse. Was bedeuten diese Ergebnisse Letzen Endes?
In einer Diskussion bieten diese Raum für Spekulationen, was ggf. auch an der Methodik dieser Aus-
arbeitung liegen könnte. Die an der empirischen Studie mitgewirkten Arbeiter könnten aus verschie-
denen Gründen nicht wahrheitsgemäß ausgesagt haben und deren Interpretation ist deutungsab-
hängig. Der Hawthrone-Effekt ist bekannt, folglich kann die Art der Befragung natürlich die Ergebnis-
se der Empirie in einer gewissen Art beeinflussen. Demgemäß wurde eine Reihe von Methoden im
Rahmen des praktischen Teils dieser Ausarbeitung kombiniert. Insbesondere das Experteninterview
und der Persona-Workshop dienten zur Validierung der verifizierten empirischen Ergebnisse. Dieser
cross-method-Ansatz bzw. multi-method-Ansatz wurde gewählt, um einem möglichen Hawthrone-
Effekt entgegenzuwirken bzw. um mit einem Hawthrone-Effekt umzugehen. Ob dieses letzten Endes
geglückt ist, d. h. die Ergebnisse ausnahmslos objektiv und unbeeinflusst sind, kann kritisch hiterfragt
werden, dass hiermit auch getan wird, allerdings spielen gewisse Einflusseffekte im Rahmen einer
empirischen Durchführung anhaltend eine Rolle. Diese Tatsache ist im Rahmen dieser Thesis be-
wusst, ändern bzw. auszuschließen sind diese jedoch nicht.
Die Ergebnisse wurden beginnend im Herbst 2015 bis Winter 2015/2016 erörtert, jedoch
können Tatsachen wie beispielsweise Alltagssituationen nun bereits abweichend gestaltet sein. Dabei
ist keine eindeutige Evidenz notwendig, da durch die Empirie Hinweise gefunden wurden, die hin-
sichtlich Einsatzes der Technologien Augmented Reality und Gestenerkennung in Richtungen deuten.
Dennoch ist eine Eindeutigkeit umstritten, da es gleichwohl auch in eine andere Richtung deuten
könnte. Nichtweniger da sich die Lern- und Arbeitsorganisation der Akteure dieser Ausarbeitung we-
sentlich von anderen Werken im industriellen Umfeld der Fertigung unterscheiden könnte. Zudem ist
mit dieser empirischen Analyse die Wirtschaftlichkeit von Augmented Reality und Gestensteuerung
als Methodenwerkzeug im industriellen Umfeld der Fertigung noch nicht geklärt.
Aus dem Input der wichtigsten Erkenntnisse, benannt als Top-Findings, der jeweiligen zwei
Analysen sind Handlungsansätze bzw. Maßnahmen für die Fertigungsindustrie abzuleiten. An dieser
Stelle ist besonders zu betonen, dass eine Potentialeinschätzung hinsichtlich Touch-Bedienung als
Komplettlösung für die Fertigungsindustrie nach den Erkenntnissen der empirischen Analyse erfolgen
sollte. Aktuell herrschende Probleme sind in den Griff zu bekommen, d.h. die Reduzierung von hard-
keys bzw. eine angemessene Ansprache des menschlichen Tastsinns ist zu überprüfen, bevor neue
technologische Wege eingeschlagen werden, die auf eben diese Interaktionsvariante zurückgreifen.
119 Diskussion
Insbesondere ist die Taktilität sicherzustellen, wenn sehr schnell zwischen verschiedenen Modi einer
Anwendung umzuschalten ist (vgl. Tabelle 4). Wie bereits in Abschn. 2.2.1 dargelegt, sind die Er-
kenntnisse von Chan et al. (2010) wichtige Indikatoren zur Beantwortung der Forschungsfrage dieser
Thesis, denn die Empirie zeigte außerdem die Notwendigkeit ergonomischer Arbeitsplätze und nicht
zusätzlich körperlich belastende Werkzeuge auf. Dies regt an, neben der fehlenden taktilen Rückmel-
dungen auf immaterielle Displays, ebenfalls Konzepte mit Tableteinsatz oder sonstigen tragbaren
Gadgets zur Realisierung von Augmented Reality und Gestensteuerung zu hinterfragen.
Aus den Aspekten Akzeptanz, Machbarkeit, Emotion und Motivation ergeben sich Fragen die eine
lohnenswerte Aufgabe für zukünftige Untersuchungen seien könnten: Wie können
i. passive Maschinenbediener zukünftig mehr gefördert bzw. stimuliert werden und vor körper-
licher Belastung Schonung finden? Dieses Motiv ist aus Sicht der Arbeitsplatzergonomie für
gesunde Arbeit näher zu betrachten.
ii. neue Technologien beim Austausch von Erfahrungswerten und allgemeiner Praxiserfahrung
als Multiplikator dienen könnten? Stichwort problemorientiertes, kollaboratives Lernen und
verbesserter Selbstlernprozess.
iii. Fall-Back-Strategien im Kontext Augmented Reality und Gestenerkennung im industriellen
Umfeld gestaltet werden?
iv. diese vorgestellten zwei Technologien zu Kompetenzverlust (selbsterarbeiteter Lösungswege
vs. visualisierte Lösungen mittels AR) oder Kompetenzsteigerung (Aufstieg passiver Maschi-
nenbediener, eigenaktives Subjekt) führen? Das Motiv nach Selbstverwirklichung durch Er-
folgserlebnisse ist hierbei sicherzustellen.
v. industrielle Werke das Kennenlernen geeigneter Übungs- und Trainingsformen vor und wäh-
rend des Einsatzes von AR und Gestensteuerung gestalten?
vi. nachhaltige Lernleistungen zu erwarten seien, wenn gezielt Eigenaktivität der Arbeiter für
mehr Effizienz angestrebt wird?
vii. Machbarkeitsstrukturen gestaltet werden, um die flexible Variante head-up Display im Kon-
text AR in Fertigungshallen zu realisieren?
viii. Fertigungsarbeiter bei der Konfrontation mit Touch-Devices zukünftig unterstützt werden,
um der Eigeninitiative, Tastatur und Maus anzuschließen, entgegen zu wirken?
120 Diskussion
Um diese offenen Punkte und daraus wachsende Aufgabenstellungen zu finden und Lösungswege zu
entwickeln, bedarf es weiterer Untersuchungen über diese Master Thesis hinaus.
Der rasche Technologiewechsel im Consumer Bereich als Herausforderung ist zweifellos, dennoch
sind funktionale Änderungen im industriellen Sektor behutsam durch Weichenstellung einzuführen.
‚Altes’ sollte nicht knallhart ersetzt werden, d.h. den Nutzern nicht komplett eine vertraute (technik-
basierte) Umgebung entreißen. Feldstudie I und II verbildlichte sehr deutlich die Notwendigkeit
rechtzeitiger Schulungen und Aushändigung von Handbüchern und ausreichender Vorlaufzeit bis zur
Lieferung neuer Technik sowie Dokumentationen und Software-Wording in Muttersprache.
Weiterhin müssen Unternehmen ihr vordergründiges Ziel definieren und anhand von konsequenter
Markt- und Konkurrenzbeobachtung mögliche USPs beurteilen: Ist das Ziel möglichst viele Funktio-
nen in einem Gerät, bspw. in einem Industrie-/ Consumer-Tablet, entsprechend dem Trend der Mul-
tigerätenutzung der Consumer Welt zu integrieren oder zu untersuchen, wie mit neuen Technologien
neue, flexible und insbesondere zuverlässige bzw. robuste Schnittstellen zu realisieren sind. Der krea-
tive Einsatz neuer Technologien wie AR und Gestensteuerung könnten im Kontext Industrie 4.0 ein
möglicher USP werden, jedoch sind neben der Umsetzung von Hard- und Software genaue Use-Cases
im Bereich Technischer Service zu ermitteln. Die Erkenntnisse dieser empirischen Analyse können
hierzu als Grundlage dienen.
121 Ausblick
9 Ausblick
Bezugnehmen auf die in der Einleitung formulierte Forschungsfrage, wird nun durch die Expertise
eines Experten versucht einen Ausblick hinsichtlich Chancen und Grenzen von Augmented Reality
und Gestensteuerung zu geben, um das Bild zu schärfen wie eine zukünftige Entwicklung beider
Technologien mit Fokussierung der Fertigungsindustrie aussehen könnte. Die bisherige Untersuchung
zusammengefasst in den Top-Findings zeigte auf, dass eine Brücke zwischen dem technisch Machba-
ren und dem menschlich Erwünschten zu schlagen ist. Benedikt Mayenberger, Augmented Reality-
Entwickler der Robert Bosch GmbH und Mitentwickler des Gestensteuerungs-Exponats (vgl. Abschn.
6.2.2), wird als Experte mit der Zielrichtung hinzugezogen sowohl bisherige Erkenntnisse der empiri-
schen Analyse zu validieren als auch auf technische Chancen und Grenzen von AR und Gestensteue-
rung durch Gestenerkennung hinzuweisen52. Mit diesem Ausblick gestaltet sich das Gesamtbild der
empirischen Analyse.
Sowohl aktuelle Gestensteuerungs- als auch Augmented Reality-Gadgets sind nach Meinung des Ex-
perten, Benedikt Mayenberger, „[…] ganz nett, aber alles noch nicht ausgereift, alles noch nicht In-
dustriefähig. […] Sie gibt´s, aber sie taugen grad noch nichts“ und als einleitende Überschrift für die-
sen Abschnitt zu betrachten. Entsprechend der empirischen Analyse ist auch sein Bild der potentiel-
len Nutzergruppe, dass im Kontext AR relativ schnell auf eine Datenbrille geschlossen wird. An die-
sem Punkt fing seine Überlegung an, AR mit Gestensteuerung zu kombinieren, um die Lücke der
Touchoberfläche zu schließen bzw. das seitliche tippen für Befehlseingaben an Datenbrillen zu um-
gehen. Mayenberger kritisiert in diesem Zuge beeindruckende Promotion-Videos diverser Unter-
nehmen53 welche die Masse zur Denke verleihen a) AR sei ausschließlich über Datenbrillen realisier-
bar und b) es gäbe solche Datenbrillen bereits im realen Einsatz.
9.1 Chancen von Augmented Reality und Gestensteuerung
Nach Meinung des Experten, gibt es aktuell drei AR-Szenarien die den Bereich Technischer Service in
Fertigungshallen fokussieren und somit aufgrund der technologischen Möglichkeit als Chancen im
industriellen Umfeld einzustufen sind und ggf. mit Gestensteuerung zu kombinieren sind:
1. ‚Augmented Reality based Human-Machine Interface‘ mit dem Hauptziel der Diagnose, d. h.
mehr Transparenz bzw. schnellere Einsicht in das Maschineninnere und allg. Maschinenzu-
stände. Tendenziell für Servicekräfte und Schulungen.
52 Die Transkription ist dem elektronischem Anhang zu entnehmen. 53 Bspw. Metaspacegases, Atheer Labs, Epson, Google.
122 Ausblick
2. Anleitungen und Dokumentationen, bspw. Schritt-für-Schritt-Anzeigen für Wartungsschritte,
angereichert durch überlagerte AR-Inhalte (Erklär-und Infografiken).
Erklärung: Man nehme einen (erfahrenen) Arbeiter der weiß wie ein spezieller Ar-
beitsschritt auszuführen ist und stellt ihm ein AR-Gadget zur Verfügung, dessen Kamera die
Handausführungen des Arbeiters beim Durchführen dieses Arbeitsschrittet aufzeichnet (Ex-
pertenvideo). Das System schneidet per Live-Tracking die Hände aus und legt dieses Szenario
in einer Datenbank ab, die über eine App abrufbar ist. Ein anderer Arbeiter kann diese Auf-
zeichnung über ein AR-Gadget (ggf. Tablet, Datenbrille) in seinem Blickfeld anzeigen lassen
und erhält bspw. eine rote Einfärbung im Falle falscher Handposition und grüne Einfärbung
als virtuell überlagertes Bild in seiner realen Umgebung, wenn der Handgriff entsprechend
des Expertenvideos übereinstimmt. Diese Anleitung läuft solange wie ein Arbeiter benötigt,
um den Arbeitsschritt zu erlernen.
3. ‚Live Remote‘, d. h. dezentrale Hilfe bzw. Kommunikation (same time/ different place). Bei-
spiel: Fernwartungs-Szenario Deutschland-China.
Weiterhin können aus dem Experteninterview folgende technische Chancen für die Technologien AR
und Gestenerkennung im industriellen Umfeld abgeleitet werden:
i. Agilität, Effektivität und Effizienz in der Entwicklung bringen AR-und Gestensteuerungs-
Gadgets mit integrierter (RGB-/ Tiefen-) Kamera und ausgereiften Daten54, sodass der Eigen-
aufwand für eine spezielle Treiberentwicklung entfällt. Aktuell bestes Gadget in diesem Kon-
text ist die Leap Motion Control die die virtuelle Hand mit jedem Fingergelenk darstellt und
dem Entwickler Zugriff auf die Daten gewährt.
ii. Kamerabasierte Gestensteuerung mittels RGB-Kamera zur Gestenerkennung55.
iii. Unterstützende AR-Wartungsanweisungen könnten mit Kontrolle der Arbeiter verbunden
werden, um sicherzustellen, dass Handgriffe entsprechend der Anweisungen richtig durchge-
führt werden.
Anmerkung: Diese Aussage des Experten stimmt mit der Aussage eines Teamleiters
überein, kollidiert jedoch mit dem Wunsch von Maschinenbedienern und Anlagen-/ Grup-
penführern nach Kreativität durch eigene Lösungswege, um im Arbeitsalltag Erfolgserlebnisse
zu spüren (vgl. Abschn. 6.5).
iv. AR visualisiert mittels Head-Up-Display (HUD) in Form einer Glastür in Maschinen56.
54 Bspw. die Leap Motion Control, vgl. Abschn. 2.2.2, Abbildung 12. 55 Im Vergleich zu Tiefenkameras mit Infrarot-LEDs, siehe Grenzen Abschn. 9.2.
123 Ausblick
Erklärung: Diese Form der AR-Visualisierung könnte alle relevanten Informationen
genau dort visualisieren wo sie tatsächlich gebraucht werden: geradewegs im Sichtfeld der
Arbeiter. Diese können den Blick auf das Maschinengeschehen gerichtet lassen und erhalten
zugleich alle relevanten Informationen.
9.2 Grenzen von Augmented Reality und Gestensteuerung
Für die Technologien AR und Gestenerkennung können aus dem Experteninterview nachfolgend
(technische) Grenzen für das industrielle Umfeld abgeleitet werden, die sich vereinzelnd mit der em-
pirischen Analyse dieser Ausarbeitung decken (ab S. 39).
Eine gemeinsame Grenze führen kamerabasierte Gadgets prinzipiell mit: Aus Betriebsratswegen
könnten diese hinsichtlich Datenschutz nicht zugelassen werden.
GRENZEN VON AUGMENTED REALILTY
i. Bezugnehmend auf iv. Abschn. 9.1, könnte sowohl die Kostspieligkeit der HUD-Erweiterung
auf das Panzerglas der Maschinen als auch nach aktuellem Entwicklungsstand die Perspekti-
venabhängigkeit von HUDs ein K.O.-Kriterium bedeuten. Letzteres benötigt unter Einbezie-
hung der Körpergröße die Erkennung des Arbeiters relativ zur Glasscheibe.
ii. Expertenaufzeichnungen entsprechend 9.1, Punkt 257 , müssen für große/ kleine Arbeiter so-
wie Rechts-/ Linkshänder aufgezeichnet werden.
iii. Ggf. WLAN-Zugang für Datenkommunikation/ Live-Kommunikation in Werkshallen.
iv. Hauptproblem wird aktuell in der effizienten Erstellung von AR-Inhalten gesehen, folglich
kostet das platzieren der virtuellen Objekte und die Herstellung von Verknüpfungen Zeit, „d.
h. sagen, dieses Objekt in meinem CAD-Modell ist in Real das und das“, so Mayenberger.
i. Dezentrale Hilfe bzw. Kommunikation (same time/ different place) via AR-Gadget lässt einge-
schränkte visuelle Interaktion zu.
Erklärungsbeispiel: Ein Arbeiter in China hat ein Problem bei der Inbetriebnahme ei-
ner Maschine58. Über ein AR-Gadget mit Kamerafunktion könnte der Arbeiter in China ein Li-
ve-Bild nach Deutschland auf den Desktop des Spezialisten per Anruf übertragen, mit dem
Zusatz der visuellen in-Bild-Manipulation, jedoch: bewegt sich der Anrufer weg, stimmt die
Positionierung des eingezeichneten Zeichens des Spezialisten als Hilfestellung nicht mehr.
56 vgl. hierzu Abschn. 3.2.1 57 Anleitungen und Dokumentationen, bspw. Schritt-für-Schritt-Anzeigen für Wartungsschritte, angereichert durch AR-Inhalte (Erklär-und Infografiken, Videos). 58 Aktuell fliegt ein Spezialist aus Deutschland zum Einsatzort.
124 Ausblick
D. h., wenn der Spezialist an seinem Desktop rechts unten etwas in das Bild der Live-
Übertragung einzeichnet, ist es bei dem chinesischen Arbeiter ebenfalls rechts unten, egal
wohin er sein AR-Gadget schwenkt und folglich den Blick vom eigentlichen Objekt bzw. Zu-
stand abwendet.
ii. Datenkommunikation/ Live-Kommunikation sind sehr Datenintensiv und benötigen hohe Ak-
kulaufzeit des Gadgets oder eine Dockingstation (z. Dt. Andockstation) zur permanenten Ge-
währleistung des Aufladens.
Abschließend äußerte Mayenberger: „Die Technologie bringt einen Mehrwert, heißt aber nicht unbe-
dingt, dass wir damit mehr Geld verdienen. Untertrieben ausgedrückt ist AR momentan ein Nice-To-
Have. [...] Schwierigster Punkt: was für eine Hardware? Am sinnvollsten bisher: Tablet, aber in wel-
chen Anwendungsfällen kann ich mit dem Tablet arbeiten? Aber von dem Gedanken der [Daten-] Bril-
len können wir uns längerfristig verabschieden, das kommt noch lange nicht“.
GRENZEN VON GESTENSTEUERUNG
i. Ein Vorteil hinsichtlich Effizienz oder die Notwendigkeit von Gestensteuerung im industriellen
Umfeld der Fertigung ist nicht begründet.
ii. Akzeptanz von tragbaren Gadgets im industriellen Umfeld der Fertigung ist nicht gesichert.
Anmerkung Mayenberger: Allgemein betrachtet: „[…] wo steck ich sie hin?“, „Da ge-
hört viel Training, viel Erfahrung dazu“, Gestenring NOD „[…] wird praxistauglich das schwie-
rigste“, Gestenarmband MYO: „wenn ich […] zielen will wie ein Pointer, ist das Problem, dass
ich mit dem Unterarm zielen muss, da hab ich mich schwer getan mit dem Arm zu zielen an-
stelle mit dem Finger“.
iii. Verbaute Tiefenkameras mit Infrarot-LEDs sowohl in Gadgets zur Gestensteuerung als auch
für AR reflektieren in Glasumgebungen und stellen somit einen Interaktionsstörfaktor für den
industriellen Sektor der Fertigung dar, da Maschinen bzw. Fertigungslinien überwiegend mit
Glaswänden verbaut werden. 1:1 Interaktion in Echtzeit kann nicht gewährleistet werden.
Anmerkgung: Mayenberger bestätigt die Ergebnisse der Fokusgruppe (vgl. Abschn.
6.4.1), dass bei Tests des Gestensteuerungs-Exponats (Abbildung 32) die Infrarot-LED der Le-
ap Motion Control innerhalb des Glasgehäuses Reflexionen aufweist, die zu Störrungen in der
Interaktion führen. Datenbrillen sind ebenfalls mit Infrarot-LEDs ausgestattet.
iv. Gestenerkennung kann Not-Aus-Arbeitsschutzrichtlinien nicht gewährleisten, da 100 Prozen-
tige Richtigerkennungen der ausgeführten (Hand-) Gesten technisch nicht sichergestellt sind.
125 Ausblick
Erklärung am Bsp. Abschn. 6.2.2: Leap Motion Control erkennt in den vom Menschen
definierten Interaktionsrahmen der Glashaube (<40cm) ein ‚rausziehen‘ der Hand nicht, da
der technisch definierte Radius 0 bis 40 cm beträgt.
v. Gadgets mit rudimentärer Software59, die einen hohen Eigenaufwand in die Implementierung
der Handerkennung mit sich führen würde.
vi. Getrackte Positionsdaten der Hand müssen je nach Software ggf. zusätzlich klarer definiert
werden, um dem natürlichen Zittern der menschlichen Hand bei der Ausführung von Gesten
