Die natürlichen Grenzen der Informationstechnologien in der Anlagenplanung und im Anlagenbetrieb

Die Möglichkeiten der Effizienzsteigerung durch den Einsatz moderner Informationstechnologien scheinen vor dem Hintergrund der raschen Entwicklung und dem erfolgreichen Einsatz in den letzten Jahren unbegrenzt. Ganz unbemerkt hat diese Euphorie allerdings auch zu unbeabsichtigten Effekten geführt, die den natürlichen Fortschritt in der Ingenieurarbeit negativ beeinflusst haben. Diese Ausführungen sollen aus der Perspektive der Wissensgenerierung und der Wissensorganisation die natürlichen Grenzen für den Einsatz moderner Informationstechnologien in der Verfahrenstechnik aufzeigen. Die tägliche Ingenieurarbeit ist von der Anwendung bestehenden Wissens und der Generierung neuen Wissens zur Lösung meist neuartiger komplexer Problemstellungen bestimmt. Ingenieurarbeit ist somit Wissensarbeit im klassischen Sinn. Warum stehen dem Ingenieur dann allerdings „nur“ Informationstechnologien und keine „Wissenstechnologien“ zur Verfügung? Die Antwort liegt in der Unterscheidung zwischen Daten, Information und Wissen. Daten bzw. Informationen können von technischen Systemen verarbeitet werden. Wissen kann per Definition nicht von technischen Systemen, weder verarbeitet, noch erzeugt werden. Die „Wissenstechnologien“ zur  Erzeugung und Verarbeitung von Wissen sind Menschen aus Fleisch und Blut. Der menschliche Erkenntnisapparat und die dahinter liegenden kognitiven Strukturen sind einzigartig und durch kein technisches System ersetzbar. Die Kreativität ist ein wesentlicher Aspekt bei der Planung von Anlagen in der Verfahrenstechnik. Der kreative Akt verlangt allerdings ganz und gar nicht nach dem Einsatz moderner Informationstechnologien. Eine Studie an der TU Dresden hat klar gezeigt, dass die Auswahl der Werkzeuge einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität der erarbeiteten Konzepte und Designs von technischen Objekten hat.  Bei dieser Untersuchung wurden Studenten mit der Konstruktion eines Grillgerätes betraut. Eine Gruppe verwendete dazu Papier und Bleistift, während die andere Gruppe ein CAD Programm für die Erarbeitung der Entwürfe einsetzte. Jene Personen, die Papier und Bleistift eingesetzt haben, haben im Ergebnis klar besser abgeschnitten. Papier und Bleistift belasten das Arbeitsgedächtnis viel weniger, als komplexe CAD-Programme. Aus empirischen Forschungen und dem Alltagsleben weiß man, dass die besten Ideen beim Rasenmähen, beim Laufen, unter der Dusche, am WC, bei einer langen Autofahrt oder beim Zuhören langer Reden entstehen. Dies sind Situationen, in denen unser Arbeitsgedächtnis nur wenig beansprucht wird und daher Freiraum für Kreativität besteht. Das Kosteneinsparungspotential durch gute Ideen und überlegte Konzepte ist vor allem in frühen Phasen von Planungsvorhaben sehr hoch. Verpasste Chancen können später durch effizienzsteigernde Maßnahmen meist nicht mehr wettgemacht werden. Wo liegen nun aber die Stärken moderner Informationstechnologien in der Planung und warum werden diese immer häufiger eingesetzt? Ein Grund liegt in der beschränkten Kapazität und Geschwindigkeit des menschlichen Gehirns bei der Ausführung wiederholter Routineaufgaben, wie beispielsweise dem Ausführen von Berechnungen. Hier bringen moderne Informationstechnologien enormen Nutzen für die Ingenieurarbeit. In der Reduktion von Routineaufgaben, dort wo es um das Verarbeiten und Darstellen von Daten geht, liegen die Stärken der Informationstechnologien. Die natürliche Grenze für den sinnvollen Einsatz moderner Informationstechnologien in der Verfahrenstechnik liegt somit zwischen der Bewältigung von Routineaufgaben und der Gestaltung eines kreativen Umfeldes. Als plakatives Beispiel sei an dieser Stelle die Methode des MindMappings und der Einsatz von Mapping-Tools erwähnt. Beim MindMapping werden als Werkzeuge nur ein Blatt Papier und einige Farbstifte verwendet, um das Arbeitsgedächtnis nicht zu sehr zu belasten. Der Boom dieser Methode hat dazu geführt, dass Softwarepakete (Mapping-Tools) am Markt angeboten wurden, die diese Methode unterstützen sollten. Heute werden diese Tools nicht mehr für kreative Prozesse eingesetzt und auch nicht mehr so beworben. Die Einsatzgebiete erstrecken sich heute von Besprechungsplanungen über die Erstellung von Projektstrukturplänen bis hin zur Aufgabenverwaltung. In der Produktion (Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen) spielen kreative Prozesse nicht eine so große Rolle, wie in der Anlagenplanung. Hier kommt es vorwiegend nicht auf die Generierung neuen Wissens an, sondern viel mehr auf die Anwendung bestehenden Wissens und dies ist vorwiegend Erfahrungswissen. Auch in diesem Bereich hat es Bestrebungen gegeben diese spezielle Form des Wissens und die Prozesse der Anwendung dieses Wissens auf technische Systeme, so genannte Expertensysteme zu übertragen. Der Prozess der Entscheidungsfindung kann von keinem technischen System so zweckrational ausgeführt werden, wie vom menschlichen kognitiven System. Technische Systeme sind im Vergleich zum menschlichen Gehirn in der Anpassung ihrer inneren Strukturen und Algorithmen viel zu träge. Mit jeder neuen Sinneswahrnehmung werden die kognitiven Strukturen unseres Gehirns ständig verändert und neu geordnet. Doch warum werden auch in diesem Bereich vermehrt Informationstechnologien zum Einsatz gebracht? Der Grund liegt auch hier in einer natürlichen Beschränkung unseres menschlichen Gehirns. Das menschliche Gehirn kann nicht unbeschränkt Daten und  Informationen verarbeiten und speichern. Die Vorteile und der Nutzen moderner Informationstechnologien liegen in der Sammlung und Speicherung enormer Daten- und Informationsmengen sowie der zweckorientierten Aufbereitung dieser Daten als Basis für die Entscheidungsfindung. Informationstechnologien können somit den Entscheidungsfindungsprozess nicht ersetzen sowohl aber erfolgreich unterstützen. Unter Beachtung der natürlichen Grenzen für den Einsatz moderner Informationstechnologien können und werden diese einen nachhaltigen Beitrag zur Steigerung der Effizienz in der Ingenieurarbeit, sowohl in der Anlagenplanung, als auch im Anlagenbetrieb leisten. Durch übertriebene Euphorie und uneingeschränkten Glauben an die Möglichkeiten dieser Technologien können diese allerdings auch zu Schaden und Rückschritt in der Weiterentwicklung der Arbeitsweise von Ingenieuren führen.