Handbuch Industrie 4.0: Recht, Technik, Gesellschaft

Geleitwort des EU-Kommissars (2010-2019) Günther Oettinger

Geleitwort des NRW-Ministerpräsidenten Armin Laschet

Geleitwort der Bundesministerin der Justiz und für Verbraucherschutz Dr. Katarina Barley (nunmehr Vizepräsidentin des Europäischen Parlaments)

Ein neues Rollenverständnis von Mensch und Technik – Geleitwort von Staatsministerin Dorothee Bär, MdB, Beauftragte der Bundesregierung für Digitalisierung

Vorwort Industrie 4.0

Inhaltsverzeichnis

Teil I: Recht

Aspekte digitaler Transformation der Justiz

1 Aktueller Sachstand der Digitalisierung und Ausblick auf die sachliche IT-Ausstattung

1.1 Rechtliche Rahmenbedingungen

1.2 Sachstand der Digitalisierung in der Justiz in NRW

1.2.1 Eröffnung des elektronischen Rechtsverkehrs

1.2.2 Einführung der elektronischen Akte

1.2.2.1 IT-Zentralisierung als Voraussetzung für ERV und eAkte

1.2.2.2 Sachstand der elektronischen Aktenführung

1.2.3 Ausblick auf die sachliche IT-Ausstattung

1.3 Kommunikationsmittel und -wege

2 Organisatorische Fragen

3 Rechtspolitisches Engagement Nordrhein-Westfalens „Arbeitsgruppe Digitaler Neustart“

3.1 Verlässlicher Rechtsrahmen?

3.1.1 Benötigt unser BGB ein „Update“?

3.1.2 Erfordert die Rechtsqualität digitaler Daten eine gesetzliche Bestimmung?

3.1.3 „Big Data“

3.2 Nur punktueller gesetzgeberischer Handlungsbedarf im Schuldrecht

3.3 Erhebliche Fragen im Haftungsrecht

3.4 Legal Tech als Chance und Herausforderung für die Justiz.

3.4.1 Was ist Legal Tech?

3.4.2 Allgemeine Thesen:

3.4.3 Privatisierung des Rechtsschutzes?

4 Justizielle Rechtsdurchsetzung (wo geht es hier zum Online-Gericht?)

4.1 Formale Ebene

4.2 Das Online-Gericht

5 Zukünftige Erscheinungsform der Justiz

6 Fazit

Literatur

Polizeiarbeit im digitalen Zeitalter – Herausforderungen erkennen und Chancen nutzen

1 Einleitung

2 Auswirkungen der Digitalisierung auf die Kriminalität

3 Zusammenarbeit auf allen Ebenen ist unverzichtbar

4 Fähigkeiten weiterentwickeln und Innovationen fördern

5 Informationen besser austauschen, Zusammenarbeit neu denken

5.1 Konsolidierung der polizeilichen IT

5.2 Programm Polizei 2020 – Gemeinsames Datenhaus und „App-Store“ für die deutsche Polizei

6 Arbeitsteilung durch Kompetenzmodell und Themenführerschaft

7 Polizei als Arbeitgeber der Zukunft

8 Zukunftsfähigkeit als Management- und Führungsaufgabe

9 Die Polizei im digitalen Zeitalter

Literatur

Recht und Industrie 4.0 – Wem gehören die Daten und wer schützt sie?

1 Digitalisierung und Recht – zwei Seiten einer Medaille

2 Datenschutz und -sicherheit

2.1 Ursprung des EU-Datenschutzes und Folgen

2.2 EU-DatenschutzgrundVO – Regelung des Datenschutzes

2.3 NIS-Richtlinie – Regelung der Datensicherheit

2.4 Cyberangriffe und Notwendigkeit verstärkter Regulierung und Verfolgung

2.4.1 Stärkere staatliche Aktivitäten nach jüngstem Hacker-Angriff

2.4.2 Abgleich mit neuerer Judikatur

2.4.3 Grundrechtliche Schutzpflichten gegen Hacker-Angriffe

2.4.4 Unzulängliches IT-Sicherheitsgesetz

2.4.5 Grundrechtliche Schutzpflichten auch auf EU-Ebene

3 EU-Leitfaden zur technischen Umsetzung des Datenaustauschs

3.1 Open-Data-Ansatz

3.2 Rechtliche Grundsätze

3.3 Weiterungen

4 Eigentum an den Daten

4.1 Unionsrechtliche Anhaltspunkte

4.2 Nationalsachen- und -urheberrechtliche Wertung

4.2.1 Grundlagen in Abgleich mit dem BVerfG

4.2.2 Kostenlose Nutzung von Plattformen

4.2.3 Einzelkonstellationen

5 Ergebnisse

Literatur

Strafrechtliche Relevanz von Datensicherheit und Datenschutz im Unternehmen

1 Einleitung

2 Datenschutz und Strafrecht

2.1 Verletzung des Betriebs- und Geschäftsgeheimnisses, strafrechtliche Verpflichtung zum Schutz personenbezogener Daten im Unternehmen

2.2 Hacking gegen das Unternehmen: Die strafrechtliche Relevanz eigener Abwehrmaßnahmen gegen Angriffe auf die Unternehmens-IT

2.2.1 Domain-Name-System

2.2.2 Angriff zur Industriespionage

2.2.3 Drive-by-downloads

2.2.4 Angriffe über Back-ups oder USB-Sticks

2.2.5 Angriffs- und Verteidigungsformen

2.2.6 Fehlattribution

2.2.7 Automatische Reaktion auf Angriffe

2.2.8 Sog. „Honeypot“ Methode

2.2.9 Zusammenfassung

3 Staatliches Hacking – Neue Online-Ermittlungsinstrumente

3.1 Quellen-TKÜ

3.2 Online-Durchsuchung

4 Digitale Beweise

4.1 Charakteristika digitaler Beweise

4.2 Bedeutung digitaler Beweismittel

4.3 Kontextualisierung und Fehlinterpretation

4.4 Digitale Daten und Beweismittelstandards

5 „Forensic Readiness“ und Digital Compliance

5.1 Begriff

5.2 Standards des Beweiswerts

5.3 Integrität, Authentizität, Reproduzierbarkeit

5.4 Einhaltung und Dokumentation von IT-Forensik-Standards

Literatur

Cyberangriffe auf Störfallanlagen

1 Störfall-Betriebsbereiche

2 Vermeidung von Eingriffen Unbefugter

2.1 Bisher bekannt gewordene Cyberangriffe

2.2 Cyberversicherungen und Firewalls

3 Empfehlungen der Kommission für Anlagensicherheit (KAS)

4 Weitergehende eigene Überlegungen

4.1 Sensibilisierung von Mitarbeitern

4.2 Überprüfung von Mitarbeitern in der Einstellungsphase

4.3 Technische Schutzvorkehrungen, insbesondere DMZ

5 Fazit

Literatur

Industrie 4.0 – Praxis der Strafverfolgung

1 Der digitale Tatort

2 Digitale Abwehrstrategien

2.1 Digitale Führungskultur

2.2 Die Gefährdungen durch Cyberkriminalität sind branchen-, sektoren- und unternehmensstrukturübergreifend

2.3 Awareness alleine rettet kein Unternehmen

2.4 IT-Sicherheit ist niemals hundertprozentig

2.5 Die Krise ist sicher

2.6 Repression ist Prävention

3 Von Mythen und Legenden

3.1 Die Strafanzeige exponiert das Unternehmen gegenüber der Öffentlichkeit

3.2 Ermittlungen verursachen mehr Kollateralschaden als Nutzen

3.3 Niemand hat den Staatsanwalt gerne im Haus

3.4 Licht ins Dunkel

3.5 Und wir kriegen sie doch

4 Prosecution as a Service

Literatur

Big Data in Industrie 4.0

1 Einführung

1.1 Annäherung an den Begriff Big Data

1.2 Unterscheidung zwischen einzelnen Big-Data-Analysen

1.2.1 Descriptive Analytics

1.2.2 Predictive Analytics

1.2.3 Prescriptive Analytics

2 Bedeutung von Big Data in Industrie 4.0

3 Rechtliche Grundlagen

3.1 Erzeugung und Schutz von Daten

3.1.1 Zuordnung nach sachenrechtlichen Regelungen

3.1.2 Zuordnung nach Regelungen zum Geistigen Eigentum

3.1.2.1 Patentrechtlicher Schutz

3.1.2.2 Schutz als Computerprogramm

3.1.2.3 Schutz als Datenbankwerk

3.1.2.4 Schutz als Datenbankhersteller

3.1.2.5 Schutz als Unternehmensgeheimnis

3.2 Erwerb von Daten (Datennutzungsvereinbarung)

3.3 Nutzung autonomer Systeme

3.3.1 Vertragsabschluss

3.3.2 Einbeziehung von AGB

3.3.2.1 Stellen der AGB

3.3.2.2 Negativmerkmal des Aushandelns

3.3.2.3 Ermöglichung der Kenntnisnahme

3.3.2.4 Wahrung der Schriftform

3.3.3 Haftungsrecht

3.3.3.1 Deliktsrecht

3.3.3.2 Vertragliche Haftung für fehlerhafte Daten

3.4 Daten als essential facility

3.5 Industrie 4.0 als Arbeitgeber

3.5.1 Weisungsbefugnis autonomer Systeme

3.5.2 Kündigung aufgrund automatisierter Prozesse

Literatur

Medienrecht 4.0

1 Einleitung

2 Rechtliche Grundlagen eines Medienrechts 4.0

2.1 Herkömmliche Regelung der Medien

2.2 Rahmenbedingungen

2.3 Medienstaatsvertrag

3 Medienschaffende

3.1 Journalisten

3.2 Blogger und sonstige „Laienjournalisten“

3.3 Influencer

3.4 Bots

3.5 „Roboterjournalisten“

3.6 Medieninhalte basierend auf Künstlicher Intelligenz

3.7 Staat und Amtsträger

4 Medienunternehmen und öffentlich-rechtliche Medienanbieter

4.1 Institutioneller Rahmen des Medienschaffens

4.2 Öffentlich-rechtliche Rundfunkanstalten

4.2.1 Staatliche Gewährleistung von Meinungspluralität

4.2.2 „Rundfunkrecht 4.0“?

4.3 Privatsender

4.3.1 Verhältnis zum öffentlich-rechtlichen Rundfunk

4.3.2 Streaming-Dienste als Rundfunk?

4.3.3 Medienkonzentrationsrecht

4.4 Telemedienanbieter

4.4.1 Telemediengesetz

4.4.2 Vergleich mit Rundfunkanbietern

4.4.3 Ad-Blocker

4.4.4 Medienplattformen und Benutzeroberflächen

4.4.5 Intermediäre und Anbieter sozialer Netzwerke

5 Rezipienten

5.1 Informationsfreiheit

5.2 Informationsinteresse der Allgemeinheit

6 Betroffene

6.1 Persönlichkeitsrechte

6.2 Recht am eigenen Bild

7 Ausblick

Literatur

Datenschutz 4.0

1 Einleitung

1.1 Zum Begriff Datenschutz 4.0

1.2 Veränderungen durch Industrie 4.0 und Relevanz des Datenschutzes

1.3 Datenschutzrechtliche Regelungen im Überblick

2 Anwendungsbereich

2.1 Sachlich

2.1.1 Personenbezug

2.1.2 Anonymisierung und Pseudonymisierung

2.1.3 Big Data

2.2 Räumlich

2.3 Sonstige Daten

3 Rechte und Pflichten

3.1 Verantwortlichkeit

3.1.1 Begriff

3.1.2 Privacy by Design und Privacy by Default

3.1.3 Informationspflichten

3.2 Auftragsverarbeitung

3.3 Rechte betroffener Personen

3.4 Verstöße

4 Verarbeitung

4.1 Vertragserfüllung und vorvertragliche Maßnahmen

4.2 Berechtigtes Interesse

4.3 Einwilligung

4.4 Beschäftigtendatenschutz

4.5 Besondere Kategorien personenbezogener Daten

4.6 Drittlandtransfers

4.7 Verhaltensregeln (Codes of Conduct)

4.8 Zweckbindung und Datenminimierung

Literatur

Herausforderungen im Datenschutz zwischen Unternehmen

1 Einleitung

2 Industrie 4.0: Begriff und Herausforderungen

3 Grundlagen zur datenschutzrechtlichen Regulierung privater Verhältnisse

4 Herausforderungen für den Daten- und Informationsschutz zwischen Unternehmen

4.1 Unternehmenstransaktionen

4.1.1 Datenübermittlung beim Share Deal

4.1.2 Datenübermittlung beim Asset Deal

4.1.3 Zusammenfassung und Relevanz

4.2 Wem „gehören“ Daten? – Status quo und Perspektiven

4.2.1 Wo Recht vermögenswerte Positionen an Daten schon jetzt schützt

4.2.1.1 Vertraglicher Schutz

4.2.1.2 Vermögenswerter Schutz im Deliktsrecht

4.2.1.3 Zuweisung von Verfügungsbefugnissen durch das Datenschutzrecht

4.2.2 Konzepte für eine künftige Zuordnung von Daten-Ausschließlichkeitsrechten

5 Fazit & Ausblick

Literatur

Informationssicherheitsrecht 4.0

1 Einführung

2 IT-Sicherheit als allgemeine gesellschaftsrechtliche Pflicht

2.1 Pflicht zur Früherkennung bestandsgefährdender Risiken

2.2 IT-Compliance

3 IT-Sicherheit als vertragliche Pflicht

3.1 Allgemeines

3.2 Kaufverträge über IT-Produkte

4 IT-Sicherheit zum Schutz von Geschäftsgeheimnissen

5 IT-Sicherheitspflichten für kritische Infrastrukturen

6 Pflichten für Anbieter telemedialer/digitaler Dienste

6.1 Telemediendiensteanbieter (§ 13 Abs. 7 Satz 1 TMG)

6.2 Anbieter digitaler Dienste (§ 8c Abs. 1 Satz 1 BSIG)

6.3 Überschneidender Anwendungsbereich

7 Datenschutzrechtliche IT-Sicherheitspflichten

7.1 Technische und organisatorische Maßnahmen

7.2 Abgrenzung zu § 8c Abs. 1 BSIG

7.3 Melde- und Dokumentationspflichten

8 Weiteres branchenspezifisches IT-Sicherheitsrecht

Literatur

Recht der Informationssicherheit

1 Grundlagen und Gegenstand

1.1 Geschichte und gegenwärtige Herausforderungen

1.2 Institutionalisierung und Vergesetzlichung der Materie

1.3 Das Recht der Informationssicherheit als Rechtsgebiet

2 Informationssicherheit als hoheitliche Aufgabe

2.1 Staatliche Gewährleistungsverantwortung

2.2 Verfassungsrechtlicher Rahmen

3 Instrumente des Rechts der Informationssicherheit

3.1 Vorgaben zum Stand der Technik

3.2 Weitere Instrumente

3.2.1 Zertifizierung und Produktuntersuchung

3.2.2 Informationsrechte und Meldepflichten

3.2.3 Beibringungspflichten und Eingriffsermächtigungen

3.2.4 Operative Kapazitäten: Computer-Notfallteams (CSIRTs/CERTs) und Mobile Incident Response Teams (MIRTs)

3.2.5 Vorgaben für die Hersteller von IT-Produkten und IT-Systemen

3.2.6 Haftung

3.2.7 Informationssicherheit bei staatlichen Stellen

4 Institutionen und Akteure

4.1 Allgemeines

4.2 BSI

4.3 ENISA

5 Ausblick

Literatur

Vertragsrecht 4.0

1 Einleitung

2 Vertragsgestaltung in der Industrie 4.0

3 Grenzen der Vertragsfreiheit

3.1 AGB-Recht

3.2 Kartellrecht

4 Wandel des Vertragsrechts – Vertragsrecht 4.0

4.1 AGB-Recht

4.2 Agentenerklärungen

4.3 Vertragsnetze

5 Fazit

Literatur

Haftungsrecht 4.0

1 Einleitung

2 Haftung innerhalb des Wertschöpfungsnetzwerks

3 Haftung für fehlerhafte Produkte

3.1 Gewährleistung

3.2 Produkt-/Produzentenhaftung

3.2.1 Produktfehler

3.2.2 Verantwortlichkeit

3.2.3 Regress

3.2.4 Beweisfragen

4 Wandel des Haftungsrechts – Haftungsrecht 4.0

4.1 Verschärfte Herstellerhaftung

4.2 Sachhalterhaftung

4.3 Gehilfenhaftung

4.4 Eigenhaftung autonomer Systeme

4.5 Systemische Haftung

5 Fazit

Literatur

Immaterialgüterrecht 4.0: Gewerbliche Schutzrechte

1 Industrie 4.0 und vernetzte Umgebungen

2 Markenrecht und 3D-Druck

2.1 Schutzvoraussetzungen

2.2 Verletzungshandlungen

2.3 Anwendung des Erschöpfungsgrundsatzes

2.4 Fazit

3 Datenbankherstellerrecht in der Industrie 4.0

3.1 Datenbanken als Schutzanknüpfung

3.2 Zuordnungsprobleme

3.3 Schutzumfang

3.4 Fazit

4 Haftung Intermediäre (Plattformen etc.)

4.1 Störerhaftung

4.2 Neue Plattformgestaltungen

5 Know-how-Schutz in vernetzten Umgebungen

5.1 Vorrausetzungen

5.2 Schutz in der Industrie 4.0 – Technische Lösungen

5.3 Fazit

6 Ausblick

Literatur

Urheberrecht 4.0

1 Einleitung und Begriffsklärung

2 (Kein) Urheberrechtlicher Schutz von Daten

2.1 Daten und urheberrechtlich geschützte Werke

2.2 Datenbankenschutz (§§ 87a ff. UrhG)

2.2.1 Schutzvoraussetzungen

2.2.2 Schutzgegenstand

2.2.3 Schutz von Daten über vertragliche Abmachungen

3 Text- und Datamining als (eine) Voraussetzung für Industrie 4.0

3.1 Relevanz von Text- und Datamining für Industrie 4.0

3.2 Einschlägige Verwertungsrechte

3.3 Die neue Schranke des § 60d UrhG

3.3.1 Europarechtliche Grundlagen

3.3.2 Anwendungsbereich: nicht-kommerzielle wissenschaftliche Forschung

3.3.3 Right to read = right to mine?

3.3.4 Erfasste Werke

3.3.5 Betroffene Verwertungsrechte

3.3.6 Urheberbenennung und Quellenangabe

3.3.7 Schranken für Datenbankrechte

3.3.8 Digital Rights Management (DRM) bzw. technische Schutzmaßnahmen und Einschränkungen des Zugangs

3.3.9 TDM-Schranke und Lizenzmodelle

3.4 Text- und Datamining auf EU-Ebene

4 Miturheberschaft in Netzen

4.1 Die Voraussetzungen nach § 8 UrhG (analog)

4.2 Verbundenes Werk nach § 9 UrhG

4.3 Konsequenzen: Verfügungs- und Klagebefugnisse

5 Urheberrechtliche Probleme bei cloud-gestützten Anwendungen

5.1 Vervielfältigung

5.2 Öffentliche Zugänglichmachung

5.3 Nutzungsart und bestimmungsgemäße Nutzung

6 Fazit

Literatur

Vertragsgestaltung, Erstellung und Überlassung von Software und anderen Werken 4.0

1 Einleitung

2 Schutzumfang von Software

2.1 Vervielfältigung

2.2 Bearbeitung

2.3 Verbreitung|öffentliche Zugänglichmachung

2.4 Verwertungsrechte an anderen Werken

3 Nutzungsrechte und Nutzungsart

3.1 Urheberschaft und Unübertragbarkeit

3.2 Verwertung durch Nutzungsrechte

3.3 Nutzungsart

3.4 Einfach vs. Ausschließlich

3.5 Stammrecht|Tochterrecht|Enkelrecht

3.6 Übertragung von Nutzungsrechten

3.7 Zeitliche Beschränkung|räumliche Beschränkung

3.7.1 Zeitliche Beschränkung

3.7.2 Räumliche Beschränkung

3.8 Zweckübertragungslehre

3.9 Urheber im Arbeitsverhältnis

3.10 Rechtekette

3.11 Der Software-Lizenzvertrag

3.12 Quellcode

3.13 Fazit

4 Ausnahmen|Nutzung ohne Nutzungsrechtsvereinbarung

4.1 Gesetzliche Ausnahmen

4.1.1 Bestimmungsgemäßer Gebrauch

4.1.2 Sicherungskopie

4.2 „Used-Soft“

Literatur

Industrie 4.0 und Wettbewerbsrecht

1 Mögliche Ansatzpunkte für Kartellrechtsverstöße

1.1 Marktbeherrschende Stellung von Unternehmen

1.1.1 Für Softwarelösungen und Cloud

1.1.2 Zusammenführung von Nutzerdaten

1.2 Unternehmenskooperationen

1.3 Informationsaustausch

2 Notwendiger Zugang zu Softwarelösungen und Cloud

2.1 Bedingungen

2.2 Gerechtfertigte Zugangsverweigerung?

2.3 Pflicht zur Zahlung einer angemessenen Vergütung

2.3.1 Bemessung nach dem innovativen Charakter der Leistung

2.3.2 Verbot von Rabattsystemen

2.4 Unterlassungsanspruch nach dem Urteil Huawei

3 Wettbewerbswidriger Informationsaustausch

4 Tatbestandsloses wettbewerbseröffnendes Verhalten

5 Freistellung

6 Fazit

Literatur

Standardsetzungen durch Verbände

1 Notwendig offene Konzeption

2 Wettbewerblicher Anspruch auf Berücksichtigung neuer Entwicklungen

3 Wettbewerbsrechtliche Ausgestaltung

4 Wettbewerbsrechtliche Folgen

4.1 Nichtigkeit nach Art. 101 Abs. 2 AEUV

4.2 Anspruch auf Einbeziehung

4.3 Abwehr-, Unterlassungs- und Schadensersatzansprüche

5 Einbeziehung staatlicher Einrichtungen

6 Wettbewerbsprävention durch enge EU-Normierung

6.1 Auswirkungen

6.2 Die Unionsorgane als primäre Wettbewerbshüter

6.3 Erstreckung auf eine Struktur der Chancengerechtigkeit

7 Fazit

Literatur

Vergaberecht 4.0

1 Einführung

2 Digitale Beschaffung

2.1 Hintergrund

2.1.1 Entstehungsgeschichte

2.1.2 Ziele der E-Vergabe

2.1.3 Die E-Vergabe begleitende Projekte

2.1.4 Bereits erfolgreiche E-Vergabe-Lösungen in Europa

2.2 Normativer Rahmen in Deutschland

2.2.1 Elektronische Mittel

2.2.2 Ausnahmen zum Grundsatz der E-Vergabe

2.2.3 Besondere elektronische Methoden und Instrumente

2.3 E-Vergabe in der Praxis

2.3.1 Anwendungsprobleme im Spiegel der Rechtsprechung

2.3.2 Eine erste Bilanz

2.4 Rechtsschutz

2.5 Zukunftsperspektive Digital Smartness: Blockchain und Smart Contracts

3 Beschaffung von Digitalem

3.1 Grundlagen

3.1.1 Tatsächliche und rechtliche Anforderungen an IT-Leistungen

3.1.2 Zwecke und Grundsätze des Vergaberechts

3.2 Anwendungsbereich des Vergaberechts

3.3 Verfahrensrecht

3.3.1 Besondere, flexibel gestaltbare Verfahrensarten

3.3.2 Rahmenvereinbarungen

3.3.3 Präsentationen und Teststellungen

3.4 Materiell-rechtliche Instrumente

3.4.1 Leistungsbeschreibung

3.4.2 Wertungskriterien

3.4.3 Ausführungsbedingungen

4 Ausblick

Literatur

Verwaltung im Zeitalter „4.0“

1 Einführung

2 E-Government als Leitbild und Projekt

2.1 Begriff des E-Governments

2.2 Realisierung des E-Governments

3 Verwaltung 4.0 und Smart Government

3.1 Neue Leitbilder für die Verwaltung?

3.2 Anwendungsbeispiele für die Implementierung technischer Neuerungen

3.3 Maßstäbe für deren Einsatz

4 Rechtliche Rahmenbedingungen für die Digitalisierung der Verwaltung

4.1 Übergreifender informationstechnischer Zugang zu Verwaltungsleistungen

4.1.1 Portalverbund

4.1.2 Portal „Ihr Europa“

4.2 Digitalisierung und Verwaltungsverfahren

4.2.1 E-Government-Gesetze

4.2.2 Antragslose Leistungen, Elektronische Unterstützungen

4.2.3 Vollständig automatisierte Verwaltungsakte

4.2.3.1 Kein Ermessen oder Beurteilungsspielraum

4.2.3.2 Gebundene Entscheidungen als Einsatzfeld

4.2.3.3 Rechtssatzvorbehalt

4.2.3.4 Internetbasierte Fahrzeugzulassung als Anwendungsbeispiel

4.2.3.5 Zumutbarkeit vollautomatisierter Entscheidungen

4.2.3.6 Anhörungsrecht

4.2.3.7 Begründungserfordernis

4.2.3.8 Akteneinsichtsrecht

4.2.3.9 Bekanntgabe durch Abruf des Verwaltungsakts

4.3 Öffnung des Datenbestands für innovative Nutzungen

Literatur

Agrarrecht 4.0 – Digitale Revolution in der Landwirtschaft

1 Digitalisierung der Landwirtschaft

2 Der normative Rahmen: Recht auf Nahrung und Sustainable Development Goals

3 Der Rechtsrahmen für den Einsatz von (Agrar)Drohnen

4 Daten-Governance: Datenschutzrecht und Datenrecht

4.1 Daten-Governance

4.2 Open Data / Geodaten

4.3 EU-Datenschutzgrundverordnung

4.4 Datennutzungsrechte / Dateneigentum

4.4.1 Privatrechtliche Ansprüche landwirtschaftlicher Unternehmer in Bezug auf Daten

4.4.2 Dateneigentum

4.5 Code of Conduct / Agrar-Branchenempfehlung

5 Cybersicherheit

6 Ausblick

Literatur

Recht 4.0? Überlegungen zur Zukunft des Rechts im digitalen Zeitalter

1 Die Digitalisierung der Welt – und des Rechts?

2 Kontraste und Konflikte. Analoges Recht vs. digitale Welt

2.1 Das Ende der Grenzen?

2.2 Algorithmus oder parlamentarisches Gesetz?

2.2.1 Internetgovernance. Technik und Wirtschaft statt Politik

2.2.2 Demokratiedefizit. Der digitale Code

2.3 Auf dem Weg zum Bilderrecht?

2.3.1 Pictorial Turn. Von der Schrift zum Bild

2.3.2 Recht und Bilder

2.3.3 Visualisierungstendenzen im Recht

2.3.4 Chancen und Risiken. Bilder im Recht

3 Unverzichtbar? Recht in der digitalisierten Welt

3.1 Notwendigkeit des Rechts? Regeln für die digitale Welt

3.1.1 Allgemeinwohl und digitaler Code

3.1.2 Recht: Ordnung statt Chaos

3.1.3 Vertrauen durch Recht

3.2 Demokratie im Cyberspace?

4 Unschärfe. Das Recht der digitalisierten Welt

4.1 Unscharfe Welt

4.2 Unscharfes Recht?

5 Relativierung. Das Recht und die Algorithmen

Literatur

Teil II: Produktion

Industrie 4.0: Agile Entwicklung und Produktion im Internet of Production

1 Industrie 4.0 als Befähiger zu erhöhter Agilität in produzierenden Unternehmen

2 Das Internet of Production als Infrastruktur für Industrie 4.0

3 Agile Produktentwicklung

3.1 Schwachstellen plangetriebener Entwicklungsprozesse

3.2 Potenziale und Herausforderungen durch die agile Produktentwicklung

3.3 Die agile Produktentwicklung in der produzierenden Industrie

4 Agile Produktion

4.1 Agilität im Prototypenbau zur Unterstützung der hochiterativen Produktentwicklung

4.2 Agilität in der Produktion durch echtzeitfähige Entscheidungsunterstützung

4.2.1 Erkennung des Handlungsbedarfs

4.2.2 Identifizierung und Auswahl von Handlungsoptionen

5 Agilität im Kontext neuer Geschäftsmodelle: Das Subskriptionsmodell am Beispiel des Maschinen- und Anlagenbaus

5.1 Gesteigerter Kundennutzen durch gebündelte Produkte und Dienstleistungen

5.2 Potenziale des Subskriptionsmodells im Maschinen- und Anlagenbau

5.3 Herausforderungen bei der Umsetzung des Subskriptionsmodells

6 Zusammenfassung

Literatur

Datenbasiertes Qualitätsmanagement im Internet of Production

1 Einleitung

2 Qualitätsrelevante Daten – Synergie zwischen Qualitätsmanagement und dem Internet of Production

3 Sensordatenaufnahme in Produktionssystemen

4 Edge Devices und cloudbasierte IoT-Betriebssysteme

5 Datenbasierte Qualitätsprognosen

6 Entscheidungsunterstützung des Menschen

7 Fazit und Ausblick

Literatur

Fertigungstechnik 4.0: Mit sicheren Audit-Trails und verteilten Fertigungsketten zur Fertigungsökonomie

1 Einleitung

1.1 Industrial Internet of Things

1.2 Internet of Production

1.3 Produktionsökonomie

1.4 Zwischenfazit

2 Distributed Ledger Technologien

2.1 Von Datensilos zu Distributed-Ledgers

2.2 Merkmale von Distributed-Ledgers

2.2.1 Sicherstellung der Unveränderbarkeit der Daten

2.2.2 Erstellung einer digitalen Identität

2.2.3 Bereitstellung als Aufzeichnungssystem

2.2.4 Bereitstellung als Plattform

2.3 Datenstrukturen von DLT

2.4 Zwischenfazit

3 Vom Internet of Production zur Fertigungsökonomie

3.1 Voraussetzungen für DLT-Geschäftsmodelle

3.2 Use-Cases

3.3 Beispiel: Marktplatz für unveränderbare und prüffähige Daten

3.4 Beispiel: DLT-basierte Lieferketten

3.5 Validierte Fertigungsabfolge

3.6 Zwischenfazit

4 Anwendungsbeispiel: Sichere Audit Trails beim Feinschneiden

4.1 Datenakquise

4.2 Datenverarbeitung

4.3 Datenvisualisierung

4.4 Ausblick

4.4.1 Simulationsgestützte Auslegung von Umformprozessen am Beispiel des Präzisionsblankpressens von Glas

4.4.2 Modell- und datenbasierte Analyse und Visualisierung von Prozessinformationen – Digitaler Zwilling für die Fertigung

4.4.3 Planung von adaptiven Prozessketten anhand von Technologiemodellen und historischen Prozessdaten am Beispiel des Werkzeugbaus

5 Zusammenfassung

Literatur

Vernetzte Produktion durch Digitale Schatten – Werkzeugmaschine 4.0

1 Bedarf von Industrie 4.0 für die Produktionstechnik

2 Handlungsempfehlungen zur bedarfsgerechten Umsetzung datengetriebener Ansätze in der Produktion

3 Das Konzept des Digitalen Schattens

4 Anforderungen an eine Referenzinfrastruktur für Digitale Schatten

5 Nutzen des Digitalen Schattens für die Produktionstechnik

6 Szenario 1: Beherrschung der Fertigungskomplexität

7 Szenario 2: Prozessbegleitende Echtzeit-Qualitätskontrolle in der Fertigung

8 Szenario 3: Neue Geschäftsmodelle in der Produktion

Literatur

Mechanik 4.0. Künstliche Intelligenz zur Analyse mechanischer Systeme

1 Einleitung

2 Methoden

2.1 Daten mechanischer Systeme

2.2 Datenvorbereitung

2.3 Künstliche Intelligenz für mechanische Systeme

2.3.1 Support Vector Machines

2.3.2 Künstliche neuronale Netze

3 Anwendungsbeispiele

3.1 Echtzeitüberwachung von Fräsköpfen

3.2 Intelligente Ersatzmodelle und intelligente Elemente für strukturmechanische Simulationen

4 Zusammenfassung und Ausblick

Literatur

Robotik 4.0

1 Robotik in der Industrie 4.0

2 Internet of Robotic Things

3 Befähigungstechnologien für Roboter in der Industrie 4.0

3.1 Sensorsysteme

3.1.1 Propriozeptive Sensorik

3.1.2 Exterozeptive Sensorik

3.2 Online-Sicherheit vernetzter Roboter

3.3 Simulation, virtuelle Systeme, virtuelle Abbilder

3.4 Vernetzung und Schnittstellen

3.5 Intuitive Programmierung

4 Stationäre Robotik

5 Mobile Robotik

6 Mensch-Roboter-Kollaboration

7 Exoskelette für Menschen in der Industrie 4.0

8 Fallbeispiele und aktuelle Projekte

8.1 Center of Advanced Robotics (COAR)

8.2 Roboternetzwerke für zukünftige Montagesysteme

8.2.1 Digitaler Schatten

8.2.2 Prozessplanung

8.2.3 Komponentenmodellierung

8.2.4 Robotik- und Sensornetzwerk

8.3 Produktion durch robotergeführte additive Fertigung

8.4 Inklusive Arbeitsplätze der nächsten Generation

Literatur

Digitaler Zwilling im Produktlebenszyklus additiv gefertigter Komponenten

1 Einleitung

2 Metallbasierte Additive Fertigungsverfahren

2.1 Laser Powder Bed Fusion

2.2 Laser Material Deposition (LMD)

3 Digitaler Zwilling in der Additiven Fertigung

4 Sensorintegration zur Herstellung Industrie 4.0-befähigter Bauteile

5 Zusammenfassung

Literatur

Textil 4.0

1 Einleitung

2 Forschungslandschaft technischer Digitalisierungsprojekte der Textilbranche

2.1 Selbstlernende Textilmaschinenprozesse

2.2 Qualitätssteigerung durch digitale Einstellhilfen und Bilderkennungsalgorithmen

2.3 Vernetzte Prozessketten

2.4 Unternehmensübergreifende Vernetzung von Produktionsprozessen

3 Der Mensch im Digitalen Transformationsprozess in Unternehmen der Textilbranche

3.1 WissProKMU

3.2 WisoTex

3.3 SozioTex

3.4 Kompetenzzentrum 4.0 – Textil vernetzt

3.5 Digital Capability Center

3.6 Weitere Forschungsprojekte und -cluster

4 Ausblick und Fazit

Literatur

Leichtbau 4.0: Grundlagen und Potenziale des Structural Health Monitorings

1 Die Entwicklung des modernen Leichtbaus

2 Grundlagen des Structural Health Monitorings

3 Demonstration eines SHM-Systems an einer geflochtenen Faserverbund-Welle

3.1 Überwachungskonzept

3.2 Versuchsaufbau

3.3 Validierung des Messkonzepts

4 Potenziale eines Structural Health Monitorings

5 Fazit und Ausblick

Literatur

Maschinenbau und Industrie 4.0

1 Einführung

2 Derzeitiger Rechtsrahmen und bestimmende Rechtsfelder/-fragen

3 Maschinengenerierte Daten

3.1 Daten ohne Personenbezug (Maschinendaten)

3.1.1 Regelung Datenhoheit

3.1.2 Datenzugang

3.2 Daten mit Personenbezug (Datenschutz)

3.2.1 Anonyme Daten/Anonymisierung

3.2.2 Datenschutzgrundsätze

4 Gesetzliche Haftung: Produkt- und Produzentenhaftung

4.1 Produzentenhaftung des Herstellers

4.2 Produkthaftung

4.3 Sonderfall IT-Sicherheit

5 Software im Maschinenbau 4.0

5.1 Softwarelizenzverträge

5.2 Quell- bzw. Sourcecode der Software

5.3 Einsatz von Open Source Software

6 Vertragsgestaltung/AGB

Literatur

Teil III: Verkehr, Logistik und Bauen

Elektromobilität – Trends und Herausforderungen der zukünftigen Großserienproduktion

1 Ausgangssituation E-Mobilität

2 Einführung Handlungsfelder

2.1 Handlungsfeld 1: Gesamtfahrzeug

2.2 Handlungsfeld 2: Batteriesystem

2.3 Handlungsfeld 3: Elektrischer Antrieb

2.4 Handlungsfeld 4: Karosserie

2.5 Handlungsfeld 5: Kreislaufwirtschaft

3 Zusammenfassung und Ausblick für die Großserienproduktion der Elektromobilität

Literatur

Rolle und Einfluss der Industrie 4.0 auf die Gestaltung autonomer Mobilität

1 Einleitung

2 Von Industrie 4.0 zu Mobilität 4.0

3 Auswirkungen der Industrie 4.0 auf die Mobilität und Logistik

3.1 Auswirkungen auf den Personenverkehr – Mobilität 4.0

3.2 Auswirkungen auf den Güterverkehr – Logistik 4.0

4 Übertragbarkeit auf branchenspezifische Anwendungsfelder

4.1 Intralogistik

4.1.1 Einsatz autonomer Systeme in der E-Fahrzeugmontage

4.1.2 Einsatz autonomer Systeme in der Kommissionierung

4.1.3 Ausblick – Mobile Manipulation zur ortsungebundenen Handhabung

4.2 Baubranche

4.3 Personenluftverkehr

4.3.1 Technologische Entwicklung autonomer Luftfahrzeuge

4.3.2 Interaktionen zwischen Menschen und Technik

4.3.3 Integration in die bestehende Verkehrsinfrastruktur

5 Ausblick und Zusammenfassung

Literatur

Automatisiertes und autonomes Fahren – wer haftet?

1 Der Blick über mehr als 100 Jahre in die nahe Zukunft: Von der Kutsche bis zum autonom fahrenden Fahrzeug

1.1 Die faktische Entwicklung

1.2 Die Reaktion der (deutschen) Rechtsordnung

2 Die geltende Rechtslage

2.1 Zweispurigkeit von Gefährdungshaftung des Halters und Verschuldenshaftung des Fahrzeugführers

2.2 Ergänzung durch die obligatorische Kfz-Haftpflichtversicherung

2.3 Haftung des Herstellers

2.4 Zwischenresümee

3 Was hat sich seit dem 16.06.2017 geändert – Änderung des StVG

3.1 Zulässigkeit des automatisierten Fahrens

3.2 Einfügung von § 1a und 1b StVG

3.3 Datenschutzrechtliche Implikationen gemäß § 63a StVG

3.4 Anpassung der Haftungshöchstbeträge in § 12 StVG

4 Gesetzlicher Anpassungsbedarf bei (alsbaldigem) Übergang vom automatisierten Fahren zum autonomen Fahren?

Literatur

Ethik der Digitalisierung in der Automobilbranche am Beispiel selbstfahrender Autos

Literatur

Schienenverkehrstechnik 4.0

1 Fahrerloses Fahren

1.1 Stand der Technik

1.2 Automatisches vs. Autonomes Fahren

1.3 Forschungs- und Entwicklungsarbeiten

2 Fahrer- bzw. bedienerloses Rangieren

2.1 Stand der Technik

2.2 Forschungs- und Entwicklungsarbeiten

3 Überwachung durch Sensorik und Vernetzung

3.1 Zustandsüberwachung im Personenverkehr

3.2 Güterwagen 4.0

3.3 Infrastrukturseitige Fahrzeugüberwachung

3.4 Fahrzeugseitige Zustandsüberwachung der Infrastruktur

3.5 Modellbasierte Zustandsüberwachung

3.6 Nutzung von Zustandsüberwachungsdaten

3.7 Mobile Sensing

4 Ticketing und Fahrgastinformation

4.1 Ticketing

4.2 Fahrgastinformation

5 Fazit

Literatur

Industrie 4.0 in der Luft- und Raumfahrt

1 Einleitung

2 Umsetzung der Aspekte des Industrie 4.0-Konzeptes in der Luft- und Raumfahrt

2.1 Forschung & Entwicklung

2.2 Produktion

2.3 Flug- und Raumfahrtbetrieb

3 Herausforderung bei der Umsetzung von Industrie 4.0 in der Luft- und Raumfahrt

Literatur

BIM und die Digitalisierung im Bauwesen

1 Einleitung

2 Die Methode BIM

2.1 Definition

2.2 Anwendungsfälle

2.3 Gesamt- und Fachmodelle – kollaboratives Arbeiten

2.4 BIM-Einführungsprozess

3 Das Modellierungsparadigma

3.1 Bauteilorientiertes Modellieren

3.2 Fertigstellungsgrad und Grad der Genauigkeit

4 Prozesse

4.1 Informationsmanagement mit BIM

4.2 Gemeinsame Datenumgebung

4.3 Interoperabilität und Domänen-spezifische Daten

5 Standardisierung und Normung

5.1 Industrie Foundation Classes (IFC)

5.2 Kollaborative Zusammenarbeit

6 Stand der Einführung

6.1 International

6.2 Europäische Union

6.3 Deutschland

7 Fazit

Literatur

Wasserwirtschaft 4.0

1 Was ist Wasserwirtschaft?

2 Automatisierung, Digitalisierung & Wasser 4.0

3 Der Weg der Daten durch die Wasserwirtschaft

3.1 Datengenerierung, -erhebung und -aufbereitung

3.2 Modellierung

3.3 Visualisierung

3.4 Digitale Kommunikation

3.5 Sicherheit

3.6 Datenhoheit

4 Stand der Forschung

4.1 Datengenerierung, -erhebung und -aufbereitung „mobileVIEW“

4.2 Modellierung „Early Dike“

4.3 Visualisierung „RiverView“

4.4 Digitale Kommunikation „KUBAS“

4.5 Sicherheit „STOP-IT“

4.6 Datenhoheit „Wasserhaushaltsportal Sachsen“

5 Unternehmen der Wasserwirtschaft

6 Fazit und Ausblick

Literatur

Teil IV: Elektro- und Informationstechnik, Mathematik

Künstliche Intelligenz 4.0

1 Einführung

2 Was ist Künstliche Intelligenz?

3 Stand der KI Forschung

4 KI und Industrie 4.0

4.1 Maschinelles Lernen am Beispiel Spritzguss

4.2 Maschinelles Lernen am Beispiel Warmwalzen

4.3 KI Planungstechniken in der Produktionslogistik

5 Schlussbemerkungen

Literatur

Experimentierbare Digitale Zwillinge im Lebenszyklus technischer Systeme

1 Einleitung

2 Der Experimentierbare Digitale Zwilling

2.1 Das Asset

2.2 Der Digitale Zwilling

2.3 Interaktion von Assets und Digitalen Zwillingen

2.4 Perspektiven auf Digitale Zwillinge

2.5 Der Digitale Zwilling als Knoten im Internet der Dinge

2.6 Der Experimentierbare Digitale Zwilling

2.7 Die technische Umsetzung eines Digitalen Zwillings

3 Anwendungen Experimentierbarer Digitaler Zwillinge

3.1 Das EDZ-Szenario

3.2 Anwendungsspezifische Auswertung von Szenarien

3.3 Spezifikation Digitaler Zwillinge und ihrer Interaktion

4 Experimentierbare Digitale Zwillinge im Lebenszyklus

4.1 Der (Entwicklungs-) Prozess

4.2 Perspektiven auf Experimentierbare Digitale Zwillinge

5 Beispiele für EDZ-gestützte Anwendungen

5.1 Test und Analyse modularer Satellitensysteme

5.2 Steuerung rekonfigurierbarer Roboterarbeitszellen

5.3 Validierung von Fahrerassistenzsystemen

5.4 Mensch-Maschine-Interaktion für Rettungsroboter

6 Zusammenfassung

Literatur

Auf dem Weg zur digitalen Universität

1 Einführung

2 Wissenschaft 4.0 ist „computational“: rechnergestützt und berechnungsgestützt

3 Implikationen für die Ausbildung

4 Implikationen für die Verwaltung

5 Prozesse und Governance

6 Risiken

7 Schlussbemerkung

Teil V: Energie, Georessourcen und Materialtechnik

Energietechnik 4.0

1 Einleitung

2 Datenerfassung und Umgang mit großen Datenmengen

2.1 Monitoring

2.2 Big Data – die Masse der Daten

2.3 Datensicherheit – Recht an den eigenen Daten

3 Datennutzung durch Algorithmen

3.1 Betriebsführungsstrategien

3.2 Lastmanagement – Einbindung erneuerbarer Energien

4 Technologien der Energietechnik 4.0

4.1 Smarte Zählersysteme

4.2 Smarte Sensorik und Aktorik

4.3 Smarte Geräte

5 Verbindungen von Energiesystemen

5.1 Datenaustausch – der schnelle Weg in die Cloud

5.2 Strom- und Wärmenetz

6 Die Energiewende aus Konsumentenperspektive

6.1 Die Liberalisierung der Energiemärkte und der Ausbau Erneuerbarer Energien: Vom Konsumenten zum Produzenten

6.2 Angebotserweiterungen auf dem Versorgungsmarkt: Energiedienstleistungen und Smart Home

7 Zusammenfassung

Literatur

Energiewirtschaft 4.0

1 Das Energiesystem der Zukunft

2 Digitalisierung für die Energiewende

2.1 Integration Erneuerbarer Energien durch Digitalisierung und Virtuelle Kraftwerke

2.2 Smart Grids – optimierter Netzbetrieb durch Digitalisierung

2.3 Mehr Energieeffizienz durch Digitalisierung

2.4 Digitaler Energiehandel und Blockchain

2.5 Neue Kommunikation mit Kunden

3 Sektorenkopplung

4 Sozioökonomische Aspekte der Transformation des Energieversorgungssystems

5 Zusammenfassung

Literatur

Bergbau 4.0

1 Einleitung

2 Ziele Bergbau 4.0

3 Abgrenzung Industrie 4.0 – Bergbau 4.0

4 Kerntechnologien Bergbau 4.0

4.1 Cyber-Physische Systeme im Bergbau 4.0

4.2 Kerntechnologien im Fokus

5 Anwendungsbeispiele

5.1 EU- Forschungsprojekt Sustainable Intelligent Mining Systems (SIMS)

5.2 Future Mine by Rio Tinto

5.3 „Next Level mining“ in der schwedischen Garpenberg Zink Mine

5.4 Mining 4.0- Projekt in der bulgarischen Chelopech Mine

6 Fazit und Ausblick

Literatur

Klimaschutz 4.0

1 Klimawandel

2 Bedeutung und Entwicklung des Klimaschutzes

3 Digitalisierung und Klimaschutz

4 Zusammenfassung

Literatur

Glossar

Geologische Modellierung 4.0

1 Zusammenfassung

2 Entwicklung der geologischen Modellierung

3 Elemente der „Geologischen Modellierung 4.0“

3.1 Automatisierung der Modellerstellung und Möglichkeiten der Aktualisierung

3.2 Reproduzierbarkeit, Open Data, Transparenz

3.3 Integration heterogener Daten

3.4 Abschätzung und Kommunikation von Unsicherheiten

3.5 Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz

4 Bedeutung der Geologischen Modellierung 4.0

5 Fazit und Ausblick

Literatur

Endlagerung 4.0

1 Einleitung

2 Endlagerprojekte und Zwischenlagerung von radioaktiven Abfällen in Deutschland

2.1 Standortauswahlverfahren

2.2 Schacht Konrad

2.3 Vorhaben Asse II

2.4 ERAM

2.5 Gorleben

2.6 Die Endlagerkommission

2.7 StandAG 2017 (novelliert)

2.8 Verantwortlichkeiten, Organisationsstrukturen

2.9 Der Weg zu einer Standortentscheidung

2.9.1 Phasen und Kriterien im Verfahren

2.9.2 Kriterien im Verfahren

2.10 Zeitbedarf des Standortauswahlverfahrens

2.11 Zwischenlagerungszeitbedarf für mehrere Jahrzehnte

2.12 Kalkulierte Kosten der Endlagervorhaben und der Zwischenlagerung

3 Blick zu Industrie und Bergbau 4.0

4 Übertragbarkeit von Industrie und Bergbau 4.0 zu Endlager 4.0

4.1 Randbedingungen zu „4.0“ in der Endlagerung

4.2 Aktueller Status des 4.0-Gedankens in der Endlagerung

4.3 Regulatorische Rahmenbedingungen für die Erhöhung des Automatisierungsgrades in einem Endlagerbergwerk

5 Zusammenfassung, Ausblick

Literatur

Abfallwirtschaft 4.0

1 Einleitung

1.1 Ist-Stand und Entwicklung der Siedlungsabfallwirtschaft in der EU

1.2 Digitalisierung und intelligente Robotik als moderne Werkzeuge

1.3 Digitalisierung und intelligente Robotik in der Wertschöpfungskette der kreislauforientierten Abfallwirtschaft

2 Materialien und Methoden

3 Ergebnisse und Diskussion

3.1 Abfallsammlung und -logistik

3.1.1 „Smart bins“ und Füllstandsmessung

3.1.2 Fahrzeuge

3.2 Maschinen und Abfallbehandlungsanlagen

3.2.1 Abfallsortierung

3.2.1.1 ZenRobotics Heavy Picker

3.2.1.2 SELMA

3.2.1.3 ZenRobotics Fast Picker

3.2.1.4 MAX-AI AQC

3.2.1.5 Cortex

3.2.1.6 Sortiersysteme von Bollegraaf

3.2.1.7 Machinex SamurAI

3.3 Geschäftsmodelle

3.3.1 Digitale Kommunikation

3.3.2 Product as a service – Konzept

3.4 Datenwerkzeuge

3.4.1 Statistische Versuchsplanung

3.4.2 Deep Learning

3.5 Marktumfrage

4 Fazit

5 Interessenskonflikt

6 Danksagung

Literatur

Teil VI: Medizin und Gesundheit

Telemedizin

1 Hintergrund

2 Telemedizin und Tele-Intensivmedizin

3 Effekte der Tele-Intensivmedizin

3.1 Einfluss auf Sterblichkeit und Liegedauer

3.2 Einfluss auf die Umsetzung von Behandlungsleitlinien

3.3 Einfluss auf die Sepsissterblichkeit

3.4 Algorithmen und Frühwarnsysteme

3.5 Tele-Notfallmedizin

3.6 Tele-Schlaganfall-Versorgung

3.7 Smartphone-Applikationen

4 Rechtliche und organisatorische Rahmenbedingungen

4.1 E-Health-Gesetz

4.2 Fernbehandlungsverbot

4.3 Behandlungsverantwortung

4.4 Datenschutz

4.5 Strukturempfehlungen der DGAI

5 Ausblick

5.1 Robotik als Assistenz in der Pflege

5.2 Intelligente Vernetzung im Gesundheitssystem

5.3 Nutzung künstlicher Intelligenz

6 Fazit

Literatur

Klinik 4.0 – Das digitale Krankenhaus

1 Klinik 1.0 bis Klinik 3.0

2 Die vierte Revolution im Krankenhaus?

2.1 Anforderungen

2.2 Krankenhauslogistik 4.0

2.3 Arzt 4.0

2.4 Pflege 4.0

2.5 Verwaltung 4.0

2.6 Patient 4.0

2.7 Forschung und Lehre 4.0

2.8 Risiken 4.0

3 Das digitale Krankenhaus: Realität oder (Alb)traum?

Literatur

Operationssaal und Klinik 4.0 – Der OR.NET Ansatz

1 Einleitung

2 Stand der Technik

3 Der OR.NET Lösungsansatz

3.1 Standardisierung

3.2 Implementierung des SDC Standards

3.3 Zulassungsstrategien und Testung

4 Demonstratoren

5 Ausblick

Literatur

Lebenswissenschaften 4.0 – Sensorik und maschinelles Lernen in der Bewegungsanalyse

1 Einleitung

2 Maschinelles Lernen zur Modellierung unbekannter Daten

3 Bewegungsanalyse

3.1 Messmethoden

3.2 Maschinelles Lernen in der Bewegungsanalyse

4 Fallbeispiele

4.1 Die Vorhersage von Gelenkmomenten aus Gelenkwinkeln beim Gehen

4.2 Die Vorhersage der Bodenreaktionskraft und Gelenkmomenten bei schnellen Richtungswechseln

4.3 Die Vorhersage von Bodenreaktionskräften älterer Menschen mit und ohne die Unterstützung eines Rollators

5 Zusammenfassung und Ausblick

Literatur

Industrie 4.0 im Rahmen von Informationssicherheit und Datenschutz

1 Einführung

2 Probleme

2.1 Informationssicherheit

2.2 Datenschutz

3 Lösungen

Literatur

Ethik der Digitalisierung im Gesundheitswesen

1 Ethische Fragen im Gesundheitswesen – zur Einleitung

2 Datafizierung, sektorale Entgrenzung und Surveillance

2.1 Die Bedeutung von Daten im Gesundheitswesen

2.2 Datafizierung und Big Data im Gesundheitswesen

2.3 Sektorenübergreifende Versorgung

2.4 Surveillance im alltäglichen Leben

3 Robotik im Gesundheitswesen

4 Altersgerechte Assistenzsysteme

5 Fazit

Literatur

Teil VII: Management und Arbeitswelt

Management für Digitalisierung und Industrie 4.0

1 Neues Management für Digitalisierung und die vierte industrielle Revolution

1.1 Veränderungen im aktuellen Wettbewerbsumfeld

1.2 Nötige Anpassungen im Management

2 Digitalisierungsstrategie als Teil zukünftiger Unternehmensstrategien

2.1 Startschwierigkeiten bei der Digitalisierung

2.2 Komplexes Marktumfeld Industrie 4.0

2.3 Digitalisierungsstrategie als neuer Bestandteil der Unternehmensstrategie

2.4 Von der digitalen Vision zum digitalen Unternehmen

3 Digitale Prozessexzellenz und digitale Wertschöpfungsketten

3.1 Digitalisierung als Grundlage für datenbasierte Managemententscheidungen

3.2 Stufen der Prozessdigitalisierung

3.3 Kundenorientierung und integrierte Prozesse kennzeichnen die digitale Wertschöpfungsketten

4 Digitalisierung, Industrie 4.0 und die Rolle von Organisation, Kultur und Werten

4.1 Die Digitalisierung verändert die Arbeitswelt

4.2 Befähigung und Weiterbildung

4.3 Neue Arbeitsformen erfordern neue Führungskonzepte und Organisationsformen

4.4 Die Rolle von Kultur und Werten – Vertrauen als zentraler Wert für die digitale Transformation

4.5 Ethische und rechtliche Belange

5 Digitalisierung für innovative Kundenerlebnisse und -schnittstellen

5.1 Die Digitalisierung verändert die Kundenperspektive

5.2 Digitale Kundenerlebnisse

5.3 Intelligente Analyse der Kundendaten

5.4 Personalisierte Services und Produkte

5.5 Customer Relationship Management

6 Digitale Produkte und Geschäftsmodelle

6.1 Die Digitalisierung verändert Geschäftsmodelle

6.2 Digitale Geschäftsmodelle – Ausgewählte Beispiele

7 Fazit und Ausblick – Realität und Risiken der Digitalisierung und der vierten industriellen Revolution

7.1 Realität in der deutschen Wirtschaft

7.2 Realität in der Zusammenarbeit mit Menschen

7.3 Digitalisierung ist kein Selbstzweck, aber was sind die Kosten der Nicht-Digitalisierung?

7.4 Risiken häufig nicht ausreichend betrachtet

Literatur

Digitale Transformation von Unternehmen

1 Einleitung

2 Digitale Transformation als unternehmerische Aufgabe

2.1 Phase 1

2.2 Phase 2

2.3 Phase 3

3 Phase 1 – Wesentliche Einflüsse auf die Unternehmen

4 Phase 2 – Geschäftsmodellierung (Strategiefeld 1)

5 Phase 2 – Neue Kundenbedürfnisse und Kundenzentrierung (Strategiefeld 2)

6 Phase 2 – Intelligente Organisation (Strategiefeld 3)

7 Phase 3 – Mitarbeiterbefähigung

Literatur

Business Transformation – Ein Handlungsrahmen für das Management von Unternehmenstransformationen

1 Herausforderungen des Business Transformation Management

2 Begriff der Business Transformation

3 Ordnungsrahmen für das Management von Business Transformation

3.1 Konzeptioneller Ansatz

3.2 Ordnungsrahmen

3.2.1 Externe Elemente

3.2.2 Interne Perspektive

4 Steuerung der Business Transformation

4.1 Steuerung durch Vision

4.2 Steuerung durch Governance

4.3 Steuerung durch Leadership

4.4 Steuerung durch Communication

4.5 Steuerung durch Roadmap

Literatur

Arbeitswelt 4.0

1 Stand und Entwicklungsperspektiven

1.1 Stand der Digitalisierung aus Sicht von Beschäftigten

1.2 Stand der Digitalisierung aus Sicht von Betrieben

1.3 Stand und Entwicklungsperspektiven aus überbetrieblicher Sicht

1.3.1 Digitalisierung und Beschäftigung

1.3.2 Entwicklungsszenarien für die Produktionsarbeit

1.3.3 Online-Arbeit außerhalb von Betrieben

1.3.4 Digitalisierung und demografische Entwicklungen

2 Menschzentrierte Gestaltung von Arbeit 4.0 in Unternehmen

2.1 Makro- und Mikroergonomische Gestaltungsdimensionen

2.2 Gestaltungsaspekte auf der Ebene der Arbeitsperson

2.3 Gestaltungsaspekte auf der betrieblichen Ebene

2.4 Strategien der Arbeitsgestaltung im Kontext von Industrie 4.0

2.5 Flexible und kooperative Arbeitsorganisation

2.6 Einsatz von Assistenzsystemen und kooperativen Robotern

3 Kriterien für die Analyse, Bewertung und Gestaltung

4 Leitbild für die Gestaltung der Arbeitswelt 4.0

5 Zusammenfassung

Literatur

Die Bedeutung des Arbeitsrechts im Prozess von Industrie 4.0

1 Industrie 4.0, Arbeiten 4.0, Arbeitsrecht 4.0

2 Einsatz der Arbeitskraft im Zusammenhang mit Industrie 4.0

2.1 Arbeitszeitrechtliche Grenzziehungen

2.2 Arbeitgeberübergreifende und entpersonalisierte Weisungen

3 Schutzinteressen der Beschäftigten im Kontext von Industrie 4.0

3.1 Arbeitsschutz an der Mensch-Maschine-Schnittstelle

3.2 Beschäftigtendatenschutz in Wertschöpfungsnetzwerken

4 Institutionalisierte Einflussnahme auf den Transformationsprozess

4.1 Mitgestaltung der Arbeitsprozesse durch den Betriebsrat

4.2 Berufliche Weiterbildung als fortlaufender arbeitsplatznaher Prozess

5 Fazit und Perspektiven

Literatur

Mind the Gap – Industrie 4.0 trifft Gender

1 Einleitung

2 Genderaspekte in der Arbeit 4.0: Eine Übersicht

2.1 Blind Spot Gender: Exemplarische Betrachtung zweier Studien zur Automatisierungswahrscheinlichkeit von Arbeitsplätzen

2.2 Gendersensible Faktoren und Dimensionen im Kontext Arbeit 4.0

2.2.1 Wandel der Arbeitsformen

2.2.2 Wandel der Arbeitsweisen

2.2.3 Veränderungen für Individuum und Gesellschaft

3 Technik von morgen, Diskurse von gestern? Gesellschaftliche Gender-Diskurse zwischen Redundanz und Verkürzung

3.1 Die Debatte um Quotenregelungen

3.2 Der Stellvertreterdiskurs um Vereinbarkeit

3.3 Die Diskussion um Flexibilisierung

4 Schlussfolgerungen und Ausblick

Literatur

Lernen 4.0

1 Lernen 4.0: Aktueller Stand

2 Merkmale von Lernen 4.0

2.1 Technische Voraussetzungen von Lernen 4.0

2.2 Formen und Strukturen von Lernen 4.0

2.3 Potenzial von Lernen 4.0

3 Vorläufer des Lernens 4.0

4 Kritik

Literatur

Die digital unterstützte Präsenzuniversität

1 Chancen und Herausforderungen

1.1 Chancen: Wir sind die, die Zukunft erfinden

1.2 Herausforderungen: Der gefesselte Treiber

2 Präsenzuniversität der Zukunft

2.1 Vision und Organisationskultur

2.2 Ziele, Maßnahmen und Ansprüche für die Digitalisierung

3 Transition: Maßnahmen auf dem Weg zur Vision

3.1 Lehre 4.0

3.1.1 Digital gestütztes Lehren und Lernen in Hessen

3.1.2 Leitbild digitale Lehre

3.1.3 DOIT-Modell

3.1.4 Digitale Lehr-/Lern-Maßnahmen: E-Lectures und E-Prüfungen

3.1.5 DELTA

3.1.6 GInKo: Goethe-Universität Informations- und Kommunikationssystem

3.2 Forschung

3.2.1 HKHLR: Hessisches Kompetenzzentrum für Hochleistungsrechnen

3.2.2 Hessenbox: Eine kooperative Sync-and-Share-Infrastruktur der hessischen Hochschulen

3.2.3 HeFIS: Hessisches Forschungsinformationssystem

3.2.4 HeFDI: Gemeinsame Hessische Forschungsdateninfrastrukturen

3.2.5 MobiDig: Mobile, digitale Zugänge zu Hochschule und Bibliothek

3.2.6 LaVah: Langzeitverfügbarkeit an hessischen Hochschulen

3.2.7 HeIDI: Hessische Identity-Management-Infrastruktur

3.2.8 CSC: Hochleistungsrechnen an der Goethe-Universität

3.2.9 CMMS

3.3 Administration und Management

3.3.1 GInKo

3.3.2 HeIDI

3.3.3 Lernmanagementsystem (LMS) in der Personal- und Organisationsentwicklung (PE/OE)

3.3.4 IT-Sicherheitsrichtlinie und IT-Sicherheitsmanagement-Team (SMT)

4 Zusammenfassung und Ausblick

Literatur

Den Menschen in der Berufsbildung anders sehen – Berufspädagogische Reflexionen auf Diskurs, Subjekt und Bildung in der Industrie 4.0

1 Hinführung

2 Reflexionen auf der Diskursebene – Diskursanalytische Fragen

3 Reflexionen auf der Subjektebene – Biografietheoretische Fragen

4 Anregungen für die Gestaltung der Kommunikations- und Forschungspraxis der Berufs- und Wirtschaftspädagogik

Literatur

Online-Quellen

Innovation 4.0 – Die agile Evolution von Innovationen

1 Innovationen im digitalen Wandel

2 Der Innovationsbegriff

3 Das Stage-Gate Modell

4 Die Evolution der Innovation

4.1 Closed Innovation

4.2 „Open Innovation“

4.3 Der Kunde im Innovationsprozess

5 Innovation 4.0

5.1 Innovation 4.0 aus Prozesssicht

5.1.1 Innovation 4.0 – Prozesse bei Kunden

5.1.2 Innovation 4.0 – Prozesse in Unternehmen

6 Agile Innovationen

7 Zusammenfassung

Literatur

Teil VIII: Geistes- und Sozialwissenschaften

Industrie zwischen Evolution und Revolution – eine historische Perspektive

1 Prolog – Methoden, Konzepte, Intentionen

2 Industrialisierungen

2.1 Industrie 1.0

2.2 Industrie 2.0

2.3 Industrie 3.0

3 Bestandsaufnahme und Ausblick – zurück in die Zukunft?

Literatur

Soziologie des Digitalen

1 Einleitung

2 Digitalisierung aus der Sicht der Soziologie

3 Codes Protokolle und Algorithmen als Treiber der Digitalisierung

4 Datenbanken als Treiber der Digitalisierung

5 Digitalisierung der Soziologie

6 Resümee und Ausblick

Literatur

Ethik der Digitalisierung in der Industrie

1 Einleitung

2 Zum Verhältnis von Mensch, Technik und Ethik

3 Merkmale der Digitalisierung

4 Grundzüge einer Ethik der Digitalisierung

4.1 Zur Unterscheidung von Ethik und Moral

4.2 Digitalisierung im Kontext der Bereichsethiken

4.3 Zugänge einer Ethik der Digitalisierung

4.3.1 Zur Bedingung der Möglichkeit moralischer Fragen

4.3.2 Die Bedeutung von Menschenbildern für moralische Fragen

4.3.3 Normative Fragen

5 Ethik der Digitalisierung in der Industrie

6 Zusammenfassung und Ausblick

Literatur

Ethik der Digitalisierung in der Finanzbranche am Beispiel der Finanzdienstleistungen

1 Einleitung

2 Das Beispiel der Kundenberatung

3 Zusammenfassung und Ausblick

Literatur

Digitalisierung und globale Verantwortung

1 Chancen der Digitalisierung

2 Risiken der Digitalisierung

3 KI-Algorithmen kennen keine menschlichen Verhaltensweisen

Literatur

Digitalisierung in den Geisteswissenschaften (Digital Humanities)

1 Geisteswissenschaften

2 Einordnung

3 Geschichte der Digital Humanities

4 Charakterisierung

5 Forschungsansätze

6 Würdigung

Kulturelles Gedächtnis

1 Kultur, Kulturgut und kulturelles Erbe

2 Institutionen des kulturellen Gedächtnisses

3 Archive

3.1 Definition und Funktionen

3.2 Rechtliche Aspekte

3.3 Geschichte

3.4 Organisation

3.5 Sammlungsgegenstände

4 Bibliotheken

4.1 Definition und Funktion

4.2 Geschichte

4.3 Organisation und Sammlungsgegenstände

5 Museen

5.1 Definition und Funktionen

5.2 Geschichte

5.3 Organisation

5.4 Sammlungsgegenstände

Literatur

Referenzierte Websites

Gesetzestexte und Übereinkommen

Kulturgutdigitalisierung

1 Digitalisierung im engeren Sinn

1.1 Gegenstände und Verfahren

1.2 Ziele

1.3 Prozesse und Standards

1.3.1 Management

1.3.2 Bilderzeugung

1.3.3 Digitalisierung in 3D

1.3.4 Digitalisierung von Textträgern

1.3.5 Informationserkennung

1.3.6 Erschließung über Metadaten

1.4 Beispiele im Bereich Massendigitalisierung (Text)

1.5 Beispiele im Bereich Audiovisueller Medien

1.6 Born Digital

1.7 Nachhaltigkeit

2 Digitale Zugänge

3 Transformationsprozesse

4 Kritik

Literatur

Referenzierte Webseiten

Richtlinien und Standards

Europa 4.0

1 Zentrale Bedeutung des EU-Rechts für die Digitalisierung

2 Verbleibende und abzubauende Hindernisse

2.1 Wettbewerbsrecht

2.1.1 Zugangsanspruch aus dem Missbrauchsverbot

2.1.2 Offene Standardsetzung durch Verbände

2.2 Grundfreiheiten

2.2.1 Warenverkehrsfreiheit

2.2.2 Dienstleistungsfreiheit

2.2.3 Rückbau für die Pkw-Maut?

2.2.4 Vergaberecht

2.2.5 Arbeitnehmerfreizügigkeit

2.2.6 Niederlassungsfreiheit

2.2.7 Kapitalverkehrsfreiheit

2.2.8 Strengere Maßstäbe im Interesse der Digitalisierung

2.3 Allgemeines Diskriminierungsverbot

2.4 Transporte und Netze

2.4.1 Verkehrspolitik in Parallelität zu den Grundfreiheiten

2.4.2 Leitungen

2.4.3 Infrastruktur

2.5 Bildung und Kultur

2.6 Einbettung der künstlichen Intelligenz

2.7 Industriepolitik

2.8 Forschungspolitik

2.9 Digitalisierte Verwaltung

2.10 Konsequenzen für das autonome Fahren

2.11 Strafverfolgung und Strafrecht

3 EU-Perspektiven

Literatur

Stichwortverzeichnis