Ein System entwickeln, was heißt das?

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Ein BeispielsystemDiese Frage möchte ich an einem Beispiel beantworten, und so komme ich dem häufig herangetragenen Wunsche nach, über meine hauptsächliche Lebensarbeit – die Entwicklung industrieller Elektroniksysteme – etwas zu erzählen.

Das Beispiel zeigt ein multifunktionales, ultrapräzises Meßsystem. Es wurde hausintern entwickelt. Ein Gerät dieser Klasse war weder weltweit zu erwerben noch gab es irgendwo den Mut, es dem Anforderungsprofil entsprechend zu entwickeln und in Serie herzustellen. Um die geforderten Messgenauigkeiten, -geschwindigkeiten und -sicherheiten zu erreichen, war die Idee eines neuen, unkonventionellen Messverfahrens entstanden. – Es sei gestattet, auf den Bericht „Genau so war's...“ (Beyschlag-Seite 9) hinzuweisen, in dem die durchaus belustigende Geschichte des Entstehens dieses kostspieligen Unterfangens erzählt wird. – Im folgenden Text lassen sich Bezüge finden zu Heinrich Stork, Einführung in die Philosophie der Technik, Wissenschaftliche Buchgesellschaft Darmstadt 1977.

Das Beispiel stellt ein komplexes ultrapräzises und daher relativ teures, aber doch eben relativ preiswertes, softwaregetriebenes, hardwareminimiertes Mess- und Steuerungssystem dar, von dem über hundert Exemplare industriell eingesetzt wurden und das weitaus „mehr kann“ als messen. An diesem System, das konzernintern patentiert wurde, erkenne ich zwei für den allgemeinen Zweck, Entwicklung zu erklären, geeignete Vorteile. Zum einen darf ich die Einzelheiten aus Vertragsgründen nicht öffentlich darstellen, so dass mir der Verbleib im nur Grundsätzlichen aufgezwungen ist, zum anderen kommt dieses dem technisch interessierten Leser zugute, da ihn die Schilderungen voraussichtlich nicht überfordern. Mit dem Auftrag, ein technisches System zu entwickeln, das es noch nicht gibt, es also zu „erfinden“, ergibt sich ein anderes schöpferisches Denken als beispielsweise das des Schriftstellers, der einen aufwendigen Roman oder ein abendfüllendes Theaterstück zu schreiben beabsichtigt. Obwohl auch ein literarisches Werk bestimmten Regeln unterliegt (es muss eine innere Logik haben und wenn es „noch so“ erdacht ist, es sollen vom Verfasser bestimmte Stilformen eingehalten werden, damit das Werk vom lesenden, sehenden oder hörenden Publikum angenommen werden kann, usw.), so muss der Ansatz des Entwicklers eines technisches Werkes immer ein unter ökonomischem Aspekt problemlösender Ansatz sein. Problemlösendes Denken, das sich mit erst noch gedachten Gegenständen befasst, unterscheidet sich ferner vom problemlösenden Denken, das sich mit bereits vorhandenen Gegenständen befasst. Gibt es ein Objekt bereits, so erkennt der problemlösende Mensch dieses Objekt als real existierendes Objekt und verbindet es mit einem problemzugehörigen, aus seinem Erfahrungsschatz resultierenden Gedankenfeld, aus dem das Objekt sich abhebt, es gewissermaßen im Fokus seines Augenmerks liegt. Das Objekt steht in einem Kontext zu anderen Denk- und Realobjekten mit dem Ziel der Problemlösung. Der problemlösende Mensch hat hierbei den Vorteil, das existierende Objekt in seinem Ist-Zustand zu beurteilen; er kann es vermessen, er kann Funktionalität und Funktionen feststellen. Das gilt nicht für jemanden, dem aufgetragen ist, etwas Neues zu entwickeln. Das heißt nicht, dass er nun „von der grünen Wiese“ aus entwickeln müsste (ist nicht möglich). Dem Entwickler technischer, noch nicht vorhandener Systeme steht sein bis jetzt schon prinzipiell problembezogenes Gewusstes als grundlegende Voraussetzung für sein Tun zur Verfügung. Ohne dieses Gewusste kann er nicht professionell entwickeln („Basteln“ ist verboten). Der Entwickler hat den Komplex des Zieles im Auge (Gesamtfunktions-, Ökonomie-, Dokumentations- und Anwendungsproblematik). Er startet gedanklich damit, durch viele Detailobjekte, die das System hauptsächlich ausmachen könnten, „hindurchzuschauen“, um zu prüfen, ob sie grundsätzlich zum Erreichen des anspruchsvollen Zieles geeignet sind. Der Wissensfundus des Entwicklers ist von entscheidender Bedeutung, doch reicht er allein nicht aus. Sein Wissen darf nicht als ein starrer Vorrat angesehen und benutzt werden, wodurch das Geforderte durch den Entwickler und nicht aus objektiven Gründen in seinen technischen Möglichkeiten unausgeschöpft bliebe. Vielmehr muss der Entwickler seine zu Anfang bestehenden Kenntnisse „formen“ können, indem er sie schon in der Vorfeldarbeit (Planung, Konzept, Entwurf) flexibel beurteilt, erweitert, anpasst, erneuert, modifiziert. Hat der Entwickler Objekte, die im zu entwickelnden System zum Einsatz kommen könnten, in Funktionen anderer Art kennengelernt und bindet er sich an diese Funktionen, ist er also nicht oder nur wenig in der Lage, dieselben Objekte in ihrem Einsatz an die neue Aufgabe sinnvoll zu adaptieren, dann weist ihn das als noch nicht gut genug geeigneten Entwickler aus. Je mehr Anwendungs- und Einsatzaspekte eines Detail-Objektes er kennt, umso besser sind die Erfolgsaussichten. Die gewohnte Sicht auf Gewesenes und Erlebtes muss aufgegeben werden, ohne dabei das Gewesene und Erlebte zu vergessen, und vor allem, ohne die grundsätzlich feste Denkrichtung zum komplexen Ziel hin zu verlieren. Man spricht und schreibt zwar von „Entwicklungsphasen“, die, sofern es technisch gemeint ist, den gesamten Entwicklungsgang in bestimmte Abschnitte unterteilen, doch in den psychischen Vorgängen des Entwicklers während des Entwicklungsgangs bestimmen die Erfahrungen und Phantasiekapazitäten aus den vorangegangenen Entwicklungen die Problemlösung mit, ferner die permanente Frage an sich selbst, sich stets zu erneuern, die Bereitwilligkeit, sich geeignete Erfahrungen anderer zunutze zu machen und mit den anderen zusammenzuarbeiten, der Wille, nichts dem Zufall zu überlassen, dafür den Fortschritt der Entwicklung kontinuierlich rational zu überprüfen, und der Durchhaltegrad an Selbstsicherheit und Erfolgsgewissheit schlechthin – alles das ist phasenlos dem Gesamtprozess beigegeben. Der ideale Entwickler sieht im Entwicklungsgang vollkommen von sich selbst ab. Fixiert er sich auf sein bisheriges Objektwissen, ohne dieses Wissen zwecks Flexibilisierung der Objektanwendung in Frage zu stellen, so sieht er schon nicht mehr von sich selbst ab, sondern bringt die eigene Befindlichkeit in die neue Systementwicklung ein. Das kann und wird der Problemlösung schaden. Flexibler Objektanwendung wohnt kritische Objektanwendung inne. Eine Begrenzung liegt dort, wo der Entwickler beginnt, in der möglichen Breite der Anwendbarkeit des Detail-Objekts jenen roten Faden zu verlieren, der in der Zielvorgabe für die Systementwicklung gelegt worden ist. Die Zielvorgabe stellt die abstrakte Invariante im Entwicklungsgeschehen dar. Keinesfalls – solange das Anwendungsziel erhalten bleibt – dürfen die Toleranzgrenzen der Zielvorgabe unbegründbar verändert werden. Sie dürfen nur infolge neuer Aspekte qualitativ erweitert, vertieft und müssen dann den neuen Erkenntnissen und Anforderungen angepasst werden. Erste konkrete Detailbeschreibungen darf es erst geben, wenn das Gesamtsystem und seine „Basiswahrheit“ – die Gesamtheit der naturgesetzlichen, ökonomischen, kybernetischen, sozialpsychologischen, ergonomischen, apparativen und funktionalen Voraussetzungen – zur Kenntnis gekommen, sie also voll in das Bewusstsein des Entwicklers gelangt sind. Das bedeutet konsequent und unbeirrt durchgeführte Vorfeldarbeit. „Ich Entwickler“ muss zu Anfang – im Idealfall genau – wissen:
Welche Arbeitsmittel, welche Personen und wieviele sind notwendig, wie ist der Zeitplan definiert, welche Meilensteine sind im Entwicklungsprozess wann zu erreichen, welche „Unbekannten“ gibt es noch, was sind Schnittstellen und wie sind sie zu anderen Bereichsdisziplinen zu dokumentieren, wann wird wieviel vom Entwicklungsbudget genommen sein, wer liefert was wann ins Haus, wo findet man welche sachbezogene Literatur, was ändert sich beim Anwender... usw.; weil es ein wirkliches Detailobjekt des Gesamtsystems noch nicht gibt, besteht die Vorarbeit aus folgerichtigem Denken und aus der Umsetzung des Denkens in konstituierte Aussagen (grafisch, textlich) bei innerlicher Widerspruchsfreiheit und Abgesichertheit. Hier spielt Interaktion mit geeigneten Kollegen eine große Rolle („der Entwickler und sein kundiger Kritiker“ – das bloße Bestätigen durch Anschauung reicht nicht aus), wobei naturgesetzliche Gegebenheiten in der technischen Entwicklung die größte kritische Rolle spielen. In der Interaktion zwischen Menschen spielt das richtige Verstehen des Gemeinten die größte Rolle. Dadurch, dass jemand den Dialog verlässt, um entsprechend dem Dialog zu handeln, obwohl er falsch verstanden hat, werden große ökonomische Schäden angerichtet. Der bestgeeignete Entwickler ist jener, der neben exzellentem, flexibel angewandtem, fachlichem Vorwissen ein gutes Allgemeinwissen besitzt. Wortschatz, Satzbildung, Assoziation, Phantasie füllen Sprechlücken des Dialogpartners. Schmales Wissen von einsetzbaren Materialien, Werkstoffen, Bausteinen und ihren Eigenschaften reicht zum Entwickeln technischer Systeme nicht aus. Sie müssen beim Anwender (Kunden) in rauhen Umgebungsbedingungen zuverlässig und sicher gegen Störungen aller Art funktionieren. Umfangreiches Wissen der Elektronik als Analog- und Digitaltechnik ist für elektronische Systementwicklung in Hard- und Software unumgänglich. Mathematik, Logik, Symbolik, Informatik, Software, künstliche Intelligenz, Mikro- und Nanoelektronik, Halbleiter- und Röhrenphysik, Stromversorgungstechnik, Elektrotechnik, Mechanik, Hoch- und Niederfrequenztechnik, Steuer- und Regelungstechnik, Bauelementeverhalten, Optik, Sensorik, Leistungselektronik, Metallkunde, Impuls- und Abschirmtechnik, Akustik, Mess- und Zähltechnik, Kontakt-, Stromleiter-, Temperatur-, Lötphysik, Schaltplan- und Platinenlayout, Datenübertragungstechnik, Übersprechphysik, Speichertechnik, EDV, CAD, CAM, CAE, NC, Programmiersprachen etc. – davon muss man gute bis beste Kenntnis haben. Mit Fachliteratur, Datenbüchern, Handbüchern, Computersprachen ist sinnfällig umzugehen – in deutscher und englischer Sprache. In der Historie der Physik, Elektro- und Nachrichtentechnik, Elektronik und Feinwerktechnik sich gut auszukennen dient zusätzlich der Fähigkeit, technikrelevante Prognosen zu stellen, um sich auf Neues vorzubereiten. Technik ist bedeutender Teil gesellschaftlicher und individueller Lebensgestaltung. Sie greift in kybernetische Prozesse der menschlichen Gesellschaft wirksam ein. Elektronische Systeme und damit die Kommunikationstechnik, eingeschlossen Mess-, Steuer-, Regelungs- und Computertechnik inclusive Software sind Grundlage der Automatisierung industrieller, aber auch fast aller anderer Prozessabläufe. Elektronik ist eine wissenschaftlich bestimmte Technik, die sich auf Ergebnisse der physikalischen Grundlagenforschung stützt. Der technische Entwickler erdenkt Systeme, die es von Natur aus nicht gibt, die den Naturgesetzen aber gehorchen müssen, und das stellt an sein Denken ein dickes Bündel von ganz besonderen Anforderungen.