Engineering Design – Leonardos Gene

 

Das Fraktale als Prinzip - Es zeigt sich in der spiralförmigen Schale von Ammoniten. Ein Beispiel für Studiengänge, die innovative Struktur der Wissensgesellschaft abzubilden.

Das Fraktale als Prinzip – Es zeigt sich in der spiralförmigen Schale von Ammoniten. Ein Beispiel für Studiengänge, die innovative Struktur der Wissensgesellschaft abzubilden.

Studiengangsentwicklung: Wer sich heute für ein Maschinenbau-Studium interessiert, sollte sich vorher mit der Studie „Arbeitsmarkt 2030“ des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales befassen 1. Darin geht es um das digitale Zeitalter und seine absehbaren Folgen für Wirtschaft und Arbeitsmarkt. Kurz gesagt, wird es demnach Verlierer und Gewinner in den Berufsbereichen geben. Warum insbesondere in Maschinenbau-Fachbereichen die große Nachdenklichkeit einkehren sollte, beschreiben wir (Petra Kern, Dr. Ulrich Kern) im folgenden Beitrag. Es ist ein Plädoyer für ein innovatives Studiengangskonzept Engineering Design im dualen Format.

Prognostiziert wird in der Studie ein extrem starker Abbau von Arbeitsplätzen im Maschinenbau (ein Minus von 285.000). Kumuliert als Berufsbereich der Rohstoffgewinnung, Produktion und Fertigung, wird der Abbau der Arbeitsplätze voraussichtlich sogar mehr als doppelt so hoch ausfallen. Und die Gewinner? Sie sind in den wissensbasierten, kreativen und sozialen Berufen zu finden. Stark nachgefragt werden die Profile in Gestaltung, Kunst und Kultur, ebenso in Geistes- und Sozialwissenschaften. Prognostiziert wird konkret ein wachsender „Bedarf an koordinierenden, forschenden, kommunikativen, kreativen und entscheidungsintensiven Tätigkeiten“. Dort ist ein Wachstum absehbar, das den durch Digitalisierung erwarteten Rückgang in Produktion und Fertigung mehr als kompensieren könnte.

Raus aus der Komfortzone!
Welche Schlussfolgerung ergibt sich? Gewiss nicht, dass generell Maschinenbau-Studiengänge ad acta zu legen sind. Wohl aber, dass ihr curriculares und methodisches Lehrprofil zukunftsfähig neu zu denken ist. Für Hochschulen und deren Lehrende im Maschinenbau bedeutet das: Raus aus der Komfortzone der tradierten Lehrinhalte und -methoden. Es sind innovative und interdisziplinäre Studiengänge zu entwickeln, die auf die Kernkompetenz der Kreativität setzen. Das ist durchaus nicht „modisch“, sondern steht in einer Tradition, die bis zu Leonardo da Vinci zurückreicht. Er war Visionär und Konstrukteur, Erfinder und Entwickler, Künstler und Vordenker. Gewiss war er als Universalgelehrter ein seltenes Genie 2. Aber wirken nicht Leonardos Gene heute noch nach, wenn sich Kreativität methodisch entwickelt und vernetztes Wissen in innovativen Forschungsergebnissen mündet? 

Innovation als Ziel – Der Weg dorthin führt über hermeneutisches Verstehen und heuristisches Experimentieren.

Innovation als Ziel – Der Weg dorthin führt über hermeneutisches Verstehen und heuristisches Experimentieren.

Experimente? Ja bitte!
Wie sieht der Weg zu innovativen Forschungsergebnissen aus? Es ist ein Problemlösungsprozess, der hermeneutisches Verstehen und heuristisches Experimentieren verbindet. Hermeneutik bezeichnete ursprünglich die Kunst, Texte auszulegen. Gemeint ist heute damit die Fähigkeit, sich eine sinnhafte Wirklichkeit zu erschließen. Wir alle wissen, dass es nicht die Wahrheit, die Objektivität oder die ewig gültige Wissenschaft gibt. Insofern ist Hermeneutik tatsächlich Interpretation, aber durch aktuelles Wissen fundiert, argumentativ begründet und durch gesellschaftliche Werte legitimiert. Zu einem innovativen Studium im Maschinenbau gehört wesentlich die Kompetenz, sich mit den menschlichen Lebenswelten in der Gesellschaft und mit dem Markthandeln von Unternehmen auseinanderzusetzen. Diese Kompetenz spielte in den Engineering-Studiengängen bisher zu wenig eine Rolle. Fatal wird dies später in der Praxis, wie zum Beispiel die Umsetzungsdefizite technologischer Entwicklungen in innovative marktgängige Produkte belegen – Stichwort MP3 oder Hybridantrieb. Dabei ist hermeneutisches Verstehen der Wegweiser für die heuristische Phase, die durch experimentelles Denken und Forschen geprägt ist.

„Ohne Forschung keine Zukunft“
Heuristisches Denken ist notwendig, um die bekannten Lösungswege zu verlassen und kreativ weiterzudenken. Das ist durchaus unbequem und riskant – die Gefahr des Scheiterns ist immer inklusive. Aber auch aus Fehlschlägen ergeben sich wichtige Lerneffekte. Daher sollten sich gerade Hochschulen als Experimentierraum verstehen, wo die Einheit von Forschung und Lehre praktiziert wird. Denn die heuristische Phase ist nicht nur Notwendigkeit, sondern für die Beteiligten auch eine Form der Selbstverwirklichung. Dass die plötzliche wissenschaftliche Erkenntnis oder Lösung eines komplexen Problems durchaus Glückshormone freisetzt, wird jeder bestätigen, den die wissenschaftliche Neugier gepackt hat. Archimedes, dem der Jubelruf „Heureka!“ (Ich hab’s gefunden) zugeschrieben wird, soll angeblich nackt vor Begeisterung durch die Stadt gelaufen sein. Auch wenn das nicht unbedingt zur Nachahmung empfohlen wird, kann dennoch in Maschinenbau-Studiengängen das Motivationspotenzial der intrinsischen Kreativität nicht hoch genug geschätzt werden. Zumal die Lust an der Innovationssuche geeignet ist, den Mangel an neuen Ideen und Produkten in Unternehmen zu beheben. Denn: „Ohne Forschung keine Zukunft“ 3.

Wissensgesellschaft löst Grenzen auf – In dualen Studiengängen sind betriebliche Praxis und akademische Lehre eng vernetzt.

Wissensgesellschaft löst Grenzen auf – In dualen Studiengängen sind betriebliche Praxis und akademische Lehre eng vernetzt.

Engineering Design im Format eines dualen Studiengangs
Das innovative Format des dualen Studierens boomt seit Jahren. Innerhalb weniger Jahre hat sich das Studienangebot verdoppelt 4. Sichtbar wird in diesem Wachstumsfeld die dynamische Verwissenschaftlichung der Arbeitswelt. Zunehmend ergänzen sich betriebliche Ausbildungen um einen akademischen Abschluss. Dual Studierende erarbeiten sich im Betrieb die Grundlagen der Praxis. Gleichzeitig erwerben sie an der Hochschule das akademische Rüstzeug, um an der innovativen Wissensproduktion teilzuhaben. Frühere Trennungen zwischen Unternehmen und Hochschulen oder zwischen Praxis und Wissenschaft lösen sich auf, genauso die Grenzen zwischen Disziplinen. Für einen innovativen und interdisziplinären Studiengang wie Engineering Design ist duales Studieren daher das ideale Format. Kombiniert mit einer betrieblichen Ausbildung beispielsweise im Technischen Produktdesign, bietet die akademische Lehre den nötigen Freiraum für die Entwicklung der wissenschaftlichen Problemlösungskompetenz. Zugleich könnten Ausbildungsbetriebe das schlechte Image einer Technik-Lehre korrigieren. Diese gilt für viele als unattraktiv und schreckt Schulabsolventen ab, wie aktuelle Befragungen zeigen 5. Anstelle des „einsamen Schraubers in einer zugigen Halle“ geht es im dualen Studium des „Engineering Design“ um kreative Problemlösungen für relevante Aufgaben in Zusammenarbeit mit motivierten Teamkollegen.

Studierende als aktive Wissensproduzenten
Zu einem dualen Studium im Engineering Design gehören innovative Formen der Lehre wie Blended Learning, Forschendes Lernen und Projektstudium. Sie geben den Studierenden die Chance, sich in den Prozess der wissenschaftlichen Erkenntnisproduktion und des Experimentierens einzubinden. Studieren bedeutet dann nicht mehr passives Repetieren, sondern aktives Generieren von Wissen. So würde im Engineering Design im ersten Studienjahr die Produkterfindung im Mittelpunkt stehen: z.B. Methoden und Techniken der systematischen Kreativität, Bionik als Entwurfstechnik, Teamprozesse der Ideenerzeugung, Analyse- und Bewertungskriterien für Produktfunktionalitäten, Erfinden als abduktiven Lösungsweg. Projektmanagement als Schwerpunkt des zweiten Studienjahres entwickelt die Kompetenz der strukturierten Bearbeitung von Aufgaben, die Zielorientierung, das Management von Ressourcen, die Moderation von Konflikten, die Kommunikation von Ergebnissen usw. Im dritten Studienjahr geht es um die Portfolioinnovierung. Hier weitet sich die Perspektive zum unternehmerischen Produktprogramm, zu dem systemischen Erneuerungsprozess und der Integration in die Marktprozesse. Abschließen würde das duale Studium mit der betrieblichen Ausbildungsprüfung und dem Bachelor-Abschluss – beides schon im siebten Semester.

Forschung und Entwicklung – Kompetenzen für technische und gestalterische Innovation entstehen in curricularer Vernetzung.

Forschung und Entwicklung – Kompetenzen für technische und gestalterische Innovation entstehen in curricularer Vernetzung.

Kulturwandel des Wissens
Letztlich zielt ein Studium wie Engineering Design auf eine Umkehrung des beruflichen Wertekanons. Galten früher Disziplin, Anpassung und Fleiß als Garanten für die Karriere, so sind in Wissensgesellschaft und Digitalökonomie andere Kompetenzen gefragt: kreative Kombination, komplexe Problemlösung und Kommunikation, kritisches Denken und Hinterfragen der üblichen Standards. Das gilt nicht nur für innovative Start-ups, sondern auch für Traditionsunternehmen, Beispiel Bosch. Hier weiß man, dass in der Forschung die Zeit des klassischen Ingenieurwesens vorbei ist. Erprobt werden neue Wege, um im hochdynamischen Wettbewerb um disruptive Innovationen vorne zu liegen6. Designgetriebene Konzepte für Kreativität und Innovation wie Design Thinking machen nicht zufällig von sich reden. Dazu gehören laterales und assoziatives Denken, bewusste Störungen der Routinen, Visualisierung und Materialisierung von Ideen, spielerisches Durcheinander, genauso Kunst als Medium des Querdenkens.

Beschleuniger für Innovation
Noch schlägt sich der Kulturwandel des Wissens zu wenig in den Angeboten der wissenschaftlichen Institutionen nieder. Auch die dringliche Aufgabe der Weiterbildungsangebote für Berufstätige – ein Muss, wenn künftig Berufseinsteiger im Schnitt mit sechs Karrieren rechnen müssen 7 -, wird noch links gelassen. Ein duales Studium, das Engineering und Design transdisziplinär vernetzt, könnte ein wichtiger Schritt sein und das Tempo beschleunigen. Das innovative Studium zielt auf transdisziplinäre Erkenntnisse in der Verbindung aus Engineering und Design. Kompetenzen für technische und gestalterische Innovation entstehen, etwa wenn sich technische Konstruktionsprinzipien und Designkonzepte curricular verbinden, wenn die Grundlagen von Informationstechnik und Künstlicher Intelligenz mit dem Designwissen über Human-Machine-Interface kombiniert werden, ebenso wenn sich digitale Projektarbeit mit analogen Gestaltungsprojekten vernetzen.

Was zählt: Innovationen mit Relevanz
Dass ein solches Verständnis von Engineering Design relevante Innovationen fördert, zeigt der jährlich verliehene Dyson-Preis. Ausgeschrieben vom Industriedesigner und Erfinder James Dyson, der mit der innovativen Technik des beutellosen Staubsaugers ein ganzes Marktsegment radikal umkrempelte, richtet sich der Design-Wettbewerb an den Nachwuchs im Engineering Design. Beispielsweise wurde 2014 der Dyson-Preis für einen Roboterarm verliehen, der eine mechanische Hilfe für Menschen mit Rückenproblemen ist 8. Dabei haben Studierende der University of Pennsylvania vorgemacht, wie hermeneutisches Verstehen und heuristisches Experimentieren zu gesellschaftlich relevanten Innovationen führen. Der Roboterarm wurde mit einem extrem niedrigen Budget realisiert. So ist er auch für Menschen mit geringem Einkommen erschwinglich. Denn Krankenversicherungen in den USA finanzieren oft keine teuren High-Tech-Produkte. Allein dieses Beispiel zeigt: Leonardos Gene wirken nach – wenn sie in einer innovativen Kultur des Wissens gefördert werden. Für Interessierte an einem technisch-kreativen Studium könnte das bedeuten: erst kommt der Bachelor im „Engineering Design“ und dann der Master im „Innovation Design“ …

1 Kurt Vogler-Ludwig / Nicola Düll / Ben Kriechel (2016): Arbeitsmarkt 2030. Wirtschaft und Arbeitsmarkt im digitalen Zeitalter. Prognose 2016. Kurzfassung. Im Auftrag des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales.

2 Rainer Harf: Leonardo da Vinci (03/2009). Der Mann, der sich selbst voraus war. In: GEO kompakt Nr. 18 – 03/09, 32-39.

3 Dana Heide (24.11.2016): Ohne Forschung keine Zukunft. Eine Studie des Wirtschaftsministeriums zeigt einen Mangel an neuen Ideen und Produkten. In: Handelsblatt 24.11.2016, 8.

4 Andreas Schulte (3.9.2015): Bildung nach Bedarf. Das duale Studium boomt. In: Handelsblatt 3.9.2015, 52.

5 Barbara Gillmann (13.11.2015): Keine Lust auf Technik-Lehre. Schlechtes Image schreckt immer mehr Jugendliche ab. In: Handelsblatt 13.11.2015.

6 Eva Wolfangel (17.11.2016): Hundert Ideen, damit eine fliegt. In: Die Zeit Nr. 48, 17.11.2016, 39.

7 A. Dörner, C. Rickens, P. Thelen (2.12.2016): So sicher ist Ihr Job. Robotik und künstliche Intelligenz entfachen eine neue industrielle Revolution. Rund die Hälfte der Arbeitsplätze in Deutschland ist bedroht. In: Handelsblatt 2.12.2016, Zukunft der Arbeit, 58-63.

8 O.V.: Roboterarm gewinnt Dyson-Preis. In: Wissen 2014.

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