Allgemeinbildung: Willkommen im Fachbereich

Dieser Fachartikel zeigt, wie Digitalisierung und technologische Entwicklungen die Anforderungen an Fachkräfte verändern. Am Beispiel des Berufsbildes der Land- und Baumaschinenmechatroniker/-innen werden die erforderlichen Kompetenzen in Mechanik, Elektronik, IT und Hydraulik erläutert. Zudem wird die Bedeutung von Fernwartung, autonomen Maschinen und nachhaltigen Antriebssystemen dargestellt. So wird deutlich, warum der Beruf für technisch interessierte Schülerinnen und Schüler besonders spannend ist. Land- und Baumaschinenmechatroniker/-innen sind Handwerker/-innen, die Land- und Baumaschinen, Motorgeräte und Flurförderzeuge zum Beispiel in Werkstätten, bei Bauhöfen, bei Kunden oder im Straßenbau reparieren, warten und instand setzen. Seit über 80 Jahren gibt es das Land- und Baumaschinenmechatroniker-Handwerk, dessen Frauenanteil seit den 1980er Jahren langsam, aber stetig wächst. In den vergangenen Jahren hat sich das Berufsbild stark gewandelt, denn in kaum einem anderen Handwerksberuf ist die Digitalisierung so weit vorangeschritten wie in diesem. Während zur Entstehungszeit dieses Handwerks ausschließlich metalltechnische Bearbeitungen, das Instandhalten, Reparieren und Neuanfertigen mechanischer Bauteile und Baugruppen im Fokus standen, rückt die Beschäftigung mit Sensorik, (Elektro-)Hydraulik, Informatik und Steuerungstechnik in mechatronischen Gesamtsystemen von Maschinen und Geräten immer mehr in den Mittelpunkt und ist Gegenstand der täglichen Arbeit. Dadurch erweitert sich die Bandbreite an beruflichen Anforderungen und Ausbildungsinhalten stetig, denn Land- und Baumechatroniker/-innen befassen sich sowohl mit klassischen Maschinen als auch mit hoch technologisierten Fahrzeugen. Für (angehende) Fachkräfte in diesem Beruf bedeutet das, dass sie ein ausgeprägtes Verständnis für Elektrik, Elektronik, Mechanik und Hydraulik haben müssen, damit sie mit neuen wie älteren Fahrzeugen und Maschinen umgehen können. Zudem müssen sie über ein Kombinationsvermögen verfügen, denn der Schraubenschlüssel begleitet sie in ihrer täglichen Arbeit gleichsam wie der Laptop und dessen digitale Softwares. Das Wissen und die Anwendungsgebiete sind dabei vielfältig. Sie reichen von mathematischen und physikalischen Grundlagen über Fertigkeiten in der Metallbearbeitung (schweißen, flexen, schneiden, …) bis hin zu Arbeiten in unterschiedlichsten High-Tech-Bereichen wie Smart Farming, autonom fahrenden Systemen und Vernetzung von Fahrzeugen und Maschinen. Die Bandbreite dieses Berufsprofils zeigt sich tatsächlich auch in der Evolution seiner Bezeichnung: Sprach man 1941 noch von Landmaschinenschlossern und später von Landmaschinenmechanikern, sind es heutzutage die Land- und Baumaschinenmechatroniker/-innen, um die Vielfalt und die gesteigerten technischen Anforderungen auch in der Berufsbezeichnung abzubilden. Entsprechend wurde der Meistertitel 2021 zum Land- und Baumaschinenmechatroniker Meister angepasst. Berufsbild Land- und Baumaschinenmechatroniker/-in im Zeitalter der Digitalisierung Digitalisierung spielt in diesem Handwerk eine tragende Rolle. In einer Online-Umfrage des Bundesinstituts für Berufsbildung bewertete 2019 etwa die Hälfte der befragten Teilnehmenden ihren eigenen Betrieb im Arbeitsbereich Land- und Baumaschinenmechatroniker/-innen als hochgradig und rund 42 Prozent als mittelmäßig digitalisiert. Doch wie sieht hier Digitalisierung konkret aus? Ein Beispiel: Es ist Erntezeit und der Maishäcksler auf dem Feld, der im Dauereinsatz ist, fällt plötzlich aus. Die Landwirtin / Der Landwirt oder die Lohnunternehmerin / der Lohnunternehmer steht unter Zeitdruck, denn das Wetter kann sich schnell ändern – wird die Landmaschine nicht rechtzeitig repariert oder ersetzt, kann dies zu Ernteausfällen führen. Daher kontaktiert sie/er den Bereitschaftsdienst einer Werkstatt, der die Maschinendaten des Maishäckslers digital via Satelliten anfordert und analysiert. Nach der Ferndiagnose organisiert der/die Land- und Baumaschinenmechatroniker/-in in der Werkstatt ein Ersatzteil, fährt zum Feld, repariert und überprüft mit Werkzeug und Laptop-Software das Fahrzeug. Die Maisernte kann fortgesetzt werden. Wie das Beispiel zeigt, müssen Fachkräfte dieses Handwerks in der Lage sein, auch mit Sensorik, Vernetzung und Datenkommunikation umgehen zu können. Mithilfe von Signalen, die über Sensoren erfasst, netzbasiert übertragen und mit Softwares analysiert werden, können Land- und Baumaschinenmechatroniker/-innen physikalische Prozesse steuern und regeln. Auf diese Weise können sie auf Maschinendaten auch auf Entfernung zugreifen und dadurch Prozesse effektiver und effizienter gestalten. In der Landwirtschaft zeigt sich dies zum Beispiel durch Maschinen, die auf Boden-, Flur- und Feuchtigkeitskarten zugreifen und dadurch Flächen, die nicht gedüngt werden müssen, aussparen können. Auch ist es durch digitale Datenanalyse möglich, Betriebsstände, Fehlercodes und Spritverbrauch von Fahrzeugen auszulesen und anschließend Rückschlüsse auf proaktive oder präventive Fehlerbehebungen und Optimierungen zu ziehen. Das wirkt sich wiederum positiv auf nachhaltiges, umweltfreundlicheres und ressourcensparendes Arbeiten sowie bessere Ernteergebnisse aus. Ebenso werden zunehmend maschinelle Funktionen mittels Informations- und Kommunikationstechnologien automatisiert. So gibt es bereits autonom fahrende Traktoren, Erntemaschinen und Feldroboter. Sensoren erfassen die Umgebung des Fahrzeugs, das GPS-System bestimmt die Position auf der Fläche, um Erntearbeiten auf vorprogrammierten Routen autonom durchführen zu können. Während der Ernte werden die Daten ausgewertet, um Erntestrategien zu optimieren, Bewegungen und Schneidevorgänge anzupassen. Land- und Baumaschinenmechatroniker/-innen können dies aus der Ferne via Datenübertragung überwachen. Dementsprechend müssen sie die Technik dahinter verstehen, um bei möglichen Fehlern fundierte Fehleranalysen, Reparaturen und Optimierungen an den Maschinen vornehmen zu können. Ein technologisches Verständnis ist auch in anderen Arbeitsbereichen erforderlich. So arbeitet man in der Baumaschinentechnik zum Beispiel mit 3D-Maschinensteuerungen, um zentimetergenau arbeiten zu können. Viele moderne Baumaschinen und -fahrzeuge setzen zudem bereits auf alternative Antriebsmöglichkeiten (hybrid, solar, elektronisch) und können dadurch einen Beitrag zum Ressourcen- und Umweltschutz beitragen. In der Motorgerätetechnik finden sich elektronisch steuerbare und akkubetriebene Geräte (zum Beispiel vollautomatische Mähroboter), die mit dem Smartphone, Tablet oder Laptop ferngesteuert werden können. In der Flurfördertechnik wiederum können Gabelstapler beziehungsweise Lagertechnikgeräte selbständig ideale Routen berechnen und cloudbasiert gesteuert werden. Zusammenfassend lässt sich also festhalten, dass die Digitalisierung im Handwerk der Land- und Baumaschinenmechatroniker/-innen eine äußerst entscheidende Rolle spielt. Dementsprechend kann sich dieser Beruf besonders für Schülerinnen und Schüler eignen, die stark in Mathematik, Physik und Werken/Technik und gegenüber technologischen Entwicklungen aufgeschlossen sind. Zudem sollten sie handwerkliches Geschick, Sorgfalt und Verantwortungsbewusstsein sowie ein ausgeprägtes technisches Verständnis von und Interesse an aktuellen technologischen Entwicklungen mitbringen. Fazit Land- und Baumaschinenmachtroniker/-innen reparieren, warten und setzen Land- und Baumaschinen, Motorgeräte und Flurförderzeuge instand. Heutzutage müssen sie dafür sowohl das mechanische als auch das digitale Handwerk beherrschen und dementsprechend Elektrik, Elektronik, Mechanik, Hydraulik, Motortechnik und Metallurgie verstehen. Digitalisierung durchdringt dabei das gesamte Handwerk und erweitert damit auch das Anforderungsprofil an die (potenziellen) Fachkräfte, die sich mit klassischen sowie voll- und teilautomatisierten Maschinen, mit Fernsteuerungssystemen, digitaler Fehlerdiagnostik oder Hybrid-, Solar- und Elektroantriebssystemen befassen und damit immer am Puls der Zeit arbeiten. In der Berufsorientierung kann sich dieses Berufsfeld an Lernende richten, deren Stärken und Interessen sich in der Physik und Mathematik und in (hoch technologisierten) Großmaschinen und -fahrzeugen befinden. Als Land- und Baumaschinenmechatroniker/-in ist Kontakt mit Kunden und die dazugehörige Dokumentation ebenso Bestandteil des Jobs wie der Umgang mit großen und kleineren Maschinen. Verwendete Internetadressen Agrartechnikonline.de. "Aus 'Landmaschinenmechaniker' wird 'Land- und Baumaschinenmechatroniker-Handwerk'". Online: https://www.agrartechnikonline.de/news/aus-landmaschinenmechaniker-wird-land-und-baumaschinenmechatroniker-handwerk/ . Bayerischer Rundfunk: "Land- und Baumaschinenmechatroniker/-in| Ausbildung | Beruf | Ich mach’s | BR". Online: https://www.youtube.com/watch?v=mWwfKAzh6aY . Bundesagentur für Arbeit: "Land- und Baumaschinenmechatroniker/-in". Online: https://web.arbeitsagentur.de/berufenet/beruf/124412 . Bundesagentur für Arbeit: "Steckbrief. Land- und Baumaschinenmechatroniker/-in". Online: https://planet-beruf.de/fileadmin/assets/PDF/BKB/124412.pdf . Bundesinstitut für Berufsbildung: "Berufsbildung 4.0 – Fachkräftequalifikationen und Kompetenzen für die digitalisierte Arbeit von morgen: Der Ausbildungsberuf 'Land- und Baumschinenmechatroniker/-in' im Screening“. Online: https://www.bibb.de/dienst/publikationen/de/10371 . Deutsches Handwerksinstitut: "Technologische Entwicklungen in der Landbautechnik". Online: https://hpi-hannover.de/Technologische_Entwicklungen_in_der_Landbautechnik_Ergebnisbericht_LBT-Forward.pdf?m=1657620513 . Deutscher Industrie- und Handelskammertag: "Statistik Ausbildung 2020". Online: https://www.dihk.de/resource/blob/47836/ddb56f26823aab09dbb3981afe04d6d3/statistik-ausbildung-2020-data.pdf . LandbauTechnik-Bundesverband e.V.: "Land- und Baumaschinenmechatroniker/in: Meister/in: Der Beruf für >starke Typen<". Online: https://www.landbautechnik.de/wp-content/uploads/RZ_142-23_Folder-Meister_230830-1_VIEW.pdf .

Dieser Fachartikel bietet Einblicke in die digitale Transformation des Handwerks am Beispiel des Sanitär-Heizung-Klima-Handwerks (SHK). Thematisiert werden digitale Assistenzsysteme, Smart-Home-Technologien für nachhaltige Energienutzung sowie veränderte Arbeitsprozesse. Dabei werden Impulse und Hintergrundinformationen für den Unterricht zu Digitalisierung, Nachhaltigkeit und modernen Berufsbildern geliefert. Handwerk ist digital Das Handwerk wandelt sich und kontert dem oftmals vorherrschenden Bild eines zu anstrengenden, traditionalistisch-verankerten Berufes. Denn die Digitalisierung hat auch hier Einzug gehalten und verändert und erweitert das Berufsbild grundlegend. Das gilt sowohl für die handwerkstypischen Tätigkeitsbereiche als auch für organisatorische, kommunikative Hintergrund- und Kundenprozesse. Digitales Büro im Handwerk Laut einer Studie im Auftrag des Digitalverbands Bitkom und des Zentralverbands des Deutschen Handwerks (ZDH) betreiben fast 100 Prozent der befragten Betriebe eine Homepage und etwa Zweidrittel der Befragten setzen auf ein digitales Büro, um Kommunikationsabläufe zu vereinfachen und zu automatisieren. Etwas mehr als die Hälfte der Befragten nutzen bei der Arbeit Technologie, also etwa Cloud-Systeme. Und obwohl Dreiviertel der Befragten in der Digitalisierung sowohl eine Chance als auch gleichzeitig eine Notwendigkeit für die eigene Existenzsicherung sehen, stehen etwa Zweidrittel der 504 Befragten Handwerksbetriebe vor Herausforderungen in der Umsetzung. Gründe hierfür sind beispielsweise hohe Anschaffungskosten oder Überdimensionierung von digitalen Anwendungen für kleine Betriebe. Wie eine fortschreitende Digitalisierung in diesem Zusammenhang aussehen kann, zeigt das SHK-Handwerk. Digitale Transformation im SHK-Handwerk: Veränderte Arbeitsprozesse und Kundenbedürfnisse Das SHK-Handwerk geht die Wege in Zeiten des herausfordernden Wandels vom analogen zum digitalen Handwerksbetrieb. Betriebe passen sich hier zunehmend an die veränderten Arbeitsprozesse und Kundenbedürfnisse an. Die Digitalisierung findet so bereits in der Kundenansprache statt. Kundinnen und Kunden suchen in der Regel nicht länger analog nach einem Handwerksbetrieb, sondern tun dies in erster Linie über eine Suchmaschine im Internet. Handwerksbetriebe müssen ihre Kundenansprache dahingehend anpassen, um online gefunden werden zu können. Das SHK bietet hier zum Beispiel spezielle suchmaschinenoptimierte Webseiten an. Online-Kundenrezension werden in diesem Zusammenhang zu einem entscheidenden Wettbewerbsfaktor. Auch die Verwaltung, die Rechnungs- und Auftragsstellung erfolgt nicht mehr mit Stift und Papier, sondern digital. Das Zusammenspiel mit smarten Technologien mittels Tablets, Apps, Software, digitaler Geräte und Produkte im SHK vereinfacht und vernetzt diese Betriebsabläufe. Vielseitige digitale Planungsprogramme unterstützen zudem beispielsweise in Berechnungen, Zeichnungen und Planungen von Badezimmern – auch für Kundinnen und Kunden. Neue Assistenzsysteme machen das Handwerk effizienter und gesundheitsschonender In seinem 2018 ins Leben gerufenen Forschungsprojekt Handwerksgeselle 4.0 untersucht das SHK-Handwerk den Einsatz und die Entwicklung kognitiver und physischer digitaler Assistenzsysteme für den Beruf der Anlagenmechanikerin / des Anlagenmechanikers für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik. Die Arbeit kann durch die digitalen Assistenztools für die Handwerkerin und den Handwerker entlastender und automatisierter werden. Beispielsweise können schwer einsehbare Bereiche während eines Arbeitseinsatzes mit einer digitalen Brille sichtbar gemacht werden: Ist zum Beispiel eine Hebelvorrichtung in einer Sanitäranlage nur schwerlich einsehbar und bedingt daher das Verdrehen des Körpers, so verfügt eine digitale Brille über eine integrierte Kamera, die das Aufgenommene direkt auf die Brille projiziert. Auch Videos, zum Beispiel mit Informationen zur Installation von Sanitär-Einrichtungen, können auf die Datenbrille übertragen werden. Assistenzsysteme machen Arbeitsprozesse auf diese Weise leichter und gesundheitsschonender und können sogar eine schnellere Integration von neuen Arbeitskräften per Quereinstieg oder aus dem Ausland fördern. Arbeitsprozesse werden auch mit digitalen Werkzeugen vereinfacht, zum Beispiel mittels digitaler Pressen und Bohrmaschinen. Darüber hinaus kann heutzutage die physische Arbeit unmittelbar am Körper unterstützt werden, beispielsweise durch das Tragen eines Exoskeletts. Bei diesem handelt es sich um eine äußere Stützstruktur, die an der Handwerkerin / am Handwerker angebracht wird und sie/ihn bei ihren/seinen Bewegungen unterstützt. Bei längerem Arbeiten mit ausgestreckten Armen – zum Beispiel bei Rohrinstandsetzungen – unterstützt das Exoskelett, indem es müde Arme stabilisiert und gleichzeitig für eine schnellere Arbeitsabwicklung sorgt (Modul e.V. 2020). Mit dem Smart Home in Richtung Nachhaltigkeit Doch nicht nur die Arbeitsprozesse werden in Zukunft immer digitaler, auch das Angebot an sich wird oder ist es schon. Mit dem Schlagwort "Smart Home" wird die intelligente, digitale Vernetzung verschiedener Elemente im Haus bezeichnet, die dann vom Endverbraucher zentral elektronisch gesteuert werden kann. Dem SHK-Handwerk kommt hier eine Schlüsselposition zu. Gerade in Zeiten des Klimawandels und der Energiekrisen müssen neue, ressourcenschonende und kostengünstige Methoden entwickelt werden: Heizung und Photovoltaikanlage, die zusammenarbeiten; überschüssige Energie aus der Photovoltaikanlage, die zum Heizen genutzt wird, wodurch Energiekosten um fast 20 Prozent gesenkt werden können. Im SHK-Handwerk werden diese Technologien vermehrt eingesetzt (Wagnitz 2020). Weitere Chancen sowie Herausforderungen des digitalen Wandels im Handwerk Die Installation solcher Systeme verbindet oft Fachwissen aus mehreren Handwerksbereichen, zum Beispiel aus dem SHK- und dem Elektrohandwerk. Derartige handwerksübergreifende Kompetenzen könnten daher zukünftig in die Ausbildungen beider Handwerke implementiert und die Zusammenarbeit zwischen beiden Berufen gefördert werden. Das SHK-Handwerk reagiert bereits jetzt auf diese Notwendigkeit und bietet Weiterbildungen speziell zum "Smart Home" an (Akademie des Handwerks). Hier liegt eine besondere Chance der Digitalisierung: Junge Menschen können in Zeiten des Fachkräftemangels über digitale Technologien für den Beruf begeistert werden. Auch die Kompatibilität zwischen den verschiedenen Lösungen aus beiden Bereichen muss gewährleistet sein. Die Heizung des Herstellers A muss auch mit dem digitalen Bildschirm des Herstellers B "sprechen", damit das ganze System funktionieren kann (Wagnitz 2020). Aber: Intersektionalität kann Positives und Neues für alle Beteiligten hervorbringen. Darüber hinaus fallen bei den technologiebasierten Systemen des Smart Homes Daten an. Was passiert mit den anfallenden Daten und wie können diese sicher vor Missbrauch geschützt werden? Systeme mit einer hohen Eigensicherheit müssen hier also Standard werden genauso wie die von den Betrieben verwendete Software. Trends gehen hier in Richtung All-in-One-Lösungen. Fazit Die Handwerksbranche durchlebt grundlegende Wandlungsprozesse aufgrund der digitalen Transformation. Dabei gibt es viele Herausforderungen zu bewältigen und Chancen zu ergreifen. Die hier vorgestellten Assistenzsysteme und Digitalisierungsprozesse am Beispiel des SHK-Handwerks zeigen Potenziale auf, um berufliche Abläufe und Tätigkeiten effizienter, automatisierter und gesundheitsfördernder zu gestalten. Zugleich kann so die Attraktivität des Berufs für Schülerinnen und Schüler in der Phase der Berufsorientierung gesteigert werden, da traditionelles Handwerk auf neueste Technologien und handwerksübergreifende Bildungs- und Arbeitsbereiche trifft. Schülerinnen und Schüler, die nicht nur handwerklich begabt, sondern auch an technologischen Entwicklungen in unterschiedlichen Fachbereichen interessiert sind, kann ein handwerklicher Beruf neue Perspektiven in der Berufsfindung eröffnen. Verwendete Literatur Akademie des Handwerks: "Smart Home für das SHK-Fachhandwerk". Klima Heizung Sanitär . Online: https://www.zvshk.de/themen/nachwuchs/ . Handwerksgeselle 4.0: "Handwerksgeselle 4.0 – Die Zukunft gestalten". Online: https://www.hwg40.de/ . Handwerksgeselle 4.0: "Kognitive Assistenz". Online: https://www.hwg40.de/hintergrundinfos/kognitive-assistenz . Modul e.V.: "Tradition trifft Moderne: Handwerk 4.0 – Digitalisierung im Sanitär?, Heizungs- und Klimatechnikhandwerk". Modul e.V. – Förderverein Modernes Lehren und Lernen in Schule, Aus- und Weiterbildung. Wagnitz, Matthias: "Smarte neue Welt". SBZ Sanitär.Heizung.Klima. Online: https://www.sbz-online.de/heizung/smarte-neue-welt . Zentralverband Sanitär-Heizung-Klima: Digitalisierung im SHK-Handwerk. Online: https://www.zvshk.de/digital/ .