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09.04.14Kommentieren

Experiment "Technik": Die Gesellschaft als Labor

Auch wenn es keiner zugibt, ist der Einsatz von Großtechnik immer auch ein Experiment. Denn die Komplexität solcher Techniken ist so hoch, dass niemals alle möglichen Fehlerursachen vorhergesehen werden können. Damit wird die Gesellschaft zum Labor.

LaborUm zu verstehen, warum Technik immer auch einen experimentellen Charakter hat, ist es wichtig, sich über eines ihrer wichtigsten Merkmale klar zu werden: ihre zunehmende Komplexität. Sie hat sich mit Beginn der industriellen Revolution stark in diese Richtung verändert. Die Entwicklung von immer mehr Möglichkeiten hat eine enorm gesteigerte Leistungsvielfalt mit sich gebracht und unseren heutigen Wohlstand erst ermöglicht.

Neben den positiven Folgen hat es aber auch enorme negative Auswirkungen gegeben. Die Reise zu immer mehr Komplexität hat sich als Aufbruch in ein Abenteuer erwiesen, da sie unvermeidlich mit enormen Risiken verbunden ist. Katastrophale Unfälle in Atomkraftwerken führen das drastisch vor Augen, und die Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit sind oft beschrieben worden.

Solche Risiken sind nicht auf Dinge wie böse Kapitalisten, mangelnde Planung oder unfähige Politiker zurückzuführen. Vielmehr sind sie unvermeidbar, da es unmöglich ist, sich gegen die Auswirkungen von Technik vollständig abzusichern. Und deshalb ist die Einführung einer neuen Technik immer auch ein Experiment. Nur wenn sie wirklich eingesetzt wird, ist es möglich, alle Folgen zu erkennen. Sicher gibt es Überlegungen, dann doch lieber die Risiken ganz abzuschaffen. Aber selbst wenn das möglich wäre, würde das bedeuten, den technischen Fortschritt ebenfalls abzuschaffen, und damit auf die Vorteile der technisierten Gesellschaft zu verzichten. Das aber will niemand, auch wenn in den Medien immer wieder mit nostalgischen Gefühlen nach der guten alten Zeit gespielt wird. Der Aufbruch ins Abenteuer ist nicht rückgängig zu machen. Wir müssen also mit den Risiken klarkommen.

Planung

Um mit den Risiken klarzukommen, wird vor allem die klassische Strategie der Planung angewendet. Dabei versucht man, möglichst viel darin aufzunehmen, um sich gegen alle Vorkommnisse abzusichern. Deshalb enthält Planung immer die Tendenz, selbst zu kompliziert zu werden; je mehr man berücksichtigt, desto mehr kann man schließlich planen. Zudem ist dadurch eine Genehmigungsbürokratie entstanden, die selbst immer komplexer wird und ihrerseits neue Probleme erzeugt. Das zeigt zum Beispiel die Tatsache, dass Planfeststellungsbeschlüsse bei größeren Projekten oft viel länger dauern als beim Bau der eigentlichen Gebäude überhaupt benötigt werden.

Ein weiteres grundsätzliches Defizit von Planung ist, dass sie Vergangenes in die Zukunft verlängert. Nur Bekanntes kann geplant werden, denn wie will man etwas steuern, was man noch gar nicht kennt? Komplexe Systeme, wie Automobilfabriken, bringen aber prinzipiell unvorhersagbare Ereignisse hervor.

Die Beobachtung konkreter Planungen ergibt das Bild eines undurchschaubaren, bürokratischen Prozesses, der andere Ergebnisse als die gewünschten erzeugt und die Betroffenen verärgert. Die herkömmlichen Planungssysteme sind typischerweise starr und unflexibel. Sie sind vor allem dann nahezu unbrauchbar, wenn unvorhersagbare Ereignisse auftreten, wenn also das Unplanbare hätte eingeplant werden müssen.

Sich durchwurschteln

Wenn Planung während des Betriebs versagt, wird typischerweise eine völlig entgegengesetzte Strategie angewendet: Man wurschtelt sich durch. Diese Strategie ist in der Wissenschaft durchaus als ernstzunehmende Methode anerkannt, schon deshalb, weil sie in der Praxis oft vorkommt.

Wenn zum Beispiel in einer Fabrik das Band aus unvorhergesehenen Gründen zum Stillstand kommt, ist das Planungssystem meist hilflos. Dann müssen die Mitarbeiter mit Expertenwissen das Problem beseitigen, egal wie. Dabei werden immer wieder Prozeduren verwendet, die auf kurzfristigen Erfolg gerichtet sind, ohne sich um die langfristigen Folgen zu kümmern. Man geht Umwege, probiert aus, fährt auf Verschleiß, leitet die Abwässer in den Fluss – alles Vorgehensweisen, die nie geplant worden sind, aber Erfolg bringen. In den großen Katastrophen in Atomkraftwerken beispielweise ist noch Schlimmeres nur dadurch verhindert worden, weil Handwerker unter Einsatz ihrer Gesundheit völlig unkonventionelle Methoden angewendet haben.

Der Vorteil des Sich-Durchwurschtelns ist, dass es in Problemlagen anwendbar ist, um das Schlimmste zu verhüten, aber um welchen Preis? Denn die langfristigen Folgen werden komplett ausgeblendet.

Technik als Experiment gestalten

Die Defizite der beiden klassischen Strategien der direkten zentralen Planung und des simplen Sichdurchwurschtelns sind vor allem darauf zurückzuführen, dass sie bei der Verarbeitung von Komplexität zu extrem sind: das Sichdurchwurschteln blendet das Problem einfach aus, während Planung versucht, die übergroße Vielfalt von Optionen möglichst vollständig zu verarbeiten. Beide erreichen regelmäßig nicht das potentielle Optimum, erzeugen andere als die beabsichtigten Effekte oder scheitern gar.

Deshalb hat es immer wieder Versuche gegeben, auf einer mittleren Stufe zwischen den beiden Extremen zu steuern. Mittlere Stufe heißt, dass das Komplexitätsproblem zwar ernst genommen wird, dass aber auch klar ist, dass das Überschreiten der Verarbeitungskapazität in Handlungsunfähigkeit endet.

Ein denkbarer Versuch auf mittlerer Stufe wäre es, Technik von vorneherein so zu gestalten, dass sie zumindest in wichtigen Teilen wie ein wissenschaftliches Experiment funktioniert. Klar, in der heutigen Situation ist dies schwer denkbar, denn Technik als experimentell zu bezeichnen wird schnell als moralisches Argument gegen ihre Einführung genommen („Wir sind doch keine Versuchskaninchen!“).

Wenn aber Technik so ausgelegt wird, dass sie wissenschaftlichen Kriterien genügt, dann wäre zumindest teilweise eine Großtechnik als Experiment durchaus möglich. Sie wird sowieso auf diese Weise eingeführt, nur versteckt, und die Folgen werden unter den Tisch gekehrt. Warum also nicht zugeben, dass eine Technik ein Experiment ist, und sie dann so gestalten, dass man aus Fehlern lernen kann? Zumal Planung, die eigentlich als Absicherung gegen alle möglichen Risiken gedacht ist, gar nicht so funktioniert.

Schauen wir uns an, was die Kriterien sind, denen ein wissenschaftliches Experiment genügen muss:

  • Messbarkeit (die Fragestellung muss messbar sein)
  • Wenige oder nur eine Einflussgröße werden abgeändert und die sich daraus ergebende Variation der abhängigen Variablen gemessen
  • Die Randbedingungen sind bekannt und ändern sich nicht
  • Objektivität (Unabhängigkeit vom Versuchsleiter)
  • Reproduzierbarkeit (das Experiment führt bei anderen Forschern und an anderen Orten zum gleichen Ergebnis)

Wenn diese Kriterien beachtet werden, und ein ungeplantes Ereignis passiert, tritt keine Fehlersituation mit allen negativen Folgen ein wie in herkömmlichen Planungssystemen. Vielmehr wird das Ereignis als Variation einer abhängigen Variablen betrachtet. Dies ist nur möglich, wenn von vorne herein Raum für das Unplanbare eingeplant wurde. Kennt man zudem noch die Einflussgrößen und hat die Randbedingungen konstant gehalten, gewinnt man Ergebnisse, die wissenschaftlichen Kriterien genügen. Solche Ergebnisse kann man auf zweierlei Art nutzen: zum einen für die Verbesserung der technischen Abläufe in der Anlage, zum anderen für die Verbesserung der Planungssysteme.

Mit anderen Worten: wenn Technik diesen Kriterien genügt, wäre ihre Bezeichnung als experimentell kein negatives Urteil mehr, sondern eine Aufforderung zum Lernen analog zu den Naturwissenschaften. Das könnte auch dazu beitragen, Akzeptanzprobleme zu lösen. Denn dann hätte man durch die nachprüfbaren Erkenntnisse den Vorteil einer höheren Legitimität gegenüber Genehmigungsbehörden und protestierenden Bürgerinitiativen.

Ein Beispiel für eine Technologie, die genau dies verspricht, ist Industrie 4.0. Sie steht gerade in den Anfängen; erste Implementation werden schon durchgeführt. Wenn sich Fabriken, die nach den dort definierten Prinzipien funktionieren, eines Tages in der Fläche durchsetzen, werden wir erstmalig bei der Einführung einer Großtechnik erleben, dass eine Steuerung auf mittlerer Stufe von vorneherein eingebaut ist. Mehr noch: es ist sogar ein konstitutives Prinzip - das hat es vorher so noch nie gegeben.

Das wichtigste Prinzip von Industrie 4.0 ist, dass ein Teil der Steuerung aus der Gesamtplanung herausgenommen und auf die Produktionselemente verlagert wird. Damit lässt sich das Unplanbare einplanen. Unvorhergesehene Ereignisse werden von der fehlertoleranten Eigenintelligenz der Produktionsmaschinen und der Produkte abgefangen, die in solchen Situationen eigenständig handeln und miteinander kommunizieren können.

Wenn auch noch die Lieferkette integriert ist, können Produktionsmaschinen beispielsweise eigenständig Rohstoffe anfordern und daraus verschiedene Produkte herstellen. Die Produkte sind in der Lage, sich den günstigsten Weg zu ihrer Herstellung zu suchen. In Fehlersituationen kann flexibel reagiert werden, beispielsweise indem die Fertigung automatisch auf noch funktionierende Teile der Fabrik konzentriert wird, und die fehlerhaften Maschinen währenddessen ihre Reparatur beauftragen. Eine zentrale Steuerung ist dafür nicht notwendig.

Damit wird auch die Gestaltung der Technik als Experiment erleichtert, denn innerhalb der starren herkömmlichen Planungssysteme ist so etwas kaum möglich. Ein Experiment in Anlagen der Großtechnik ist dann sozusagen ein Nebenprodukt eines unvorhergesehenen Ereignisses. In der alten Industrie gäbe es nun eine Fehlersituation. Innerhalb einer Anlage nach den Prinzipien von Industrie 4.0 aber sind solche Vorkommnisse keine Fehler, sondern willkommene Ereignisse, weil man aus ihnen etwas lernen kann.

Über den Autor

Dr. Ralf Wienken ist technischer Redakteur. Er ist verantwortlich für den Bereich technische Kommunikation der X-info Wieland Sacher GmbH. Ein wichtiges Arbeitsgebiet dieser Firma ist die Entwicklung von Applikationen für den industriellen Bereich.

Grafik: Scientists controlling a large reactor retro vector illustration, Shutterstock

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