Leseprobe 2 zu

Geisterfahrt zwischen Apokalypse und fantastischer Zukunft

Die technologische Huerde

Die technologische Hürde

Ging die technische Entwicklung früher nicht wesentlich schneller? Haben Sie es nicht auch schon beobachtet, dass die Entwicklung von neuen Produkten nicht nur immer länger dauert, sondern dabei auch noch immer teuerer wird? Liegt hier vielleicht einer der Gründe dafür, dass manche Ziele nicht erreicht wurden? Typische Beispiel für das oben genannte Problem sind neue Flugzeuge wie der Superjumbo A380, das neue Militärtransportflugzeug M400 oder die Boing 787 Dreamliner, die keine Weiterentwicklung irgendwelcher Vorgänger sind.   Der versprochene Lieferzeitplan wird um Jahre überschritten und die ursprünglichen Preise können, besonders wenn es sich um Produkte für das Militär handelt, nicht gehalten werden.

Das Problem ist eine technologische Hürde, deren Überwindung umso kostspieliger und zeitaufwändiger wird, je näher man ihr kommt. Erfahrenen Ingenieuren ist diese Problematik wohl bekannt, während  diejenigen, die über ein Projekt beschließen, häufig Ökonomen oder Politiker sind, die mangels solcher Erfahrungen von einer linear kalkulierbaren Entwicklung ausgehen. Dies führt zu Fehleinschätzungen, zusätzlichen Kosten und oft sogar, was kaum einer erwartet, zu einer Verschlechterung der Leistungsfähigkeit einer Organisation, die dieses Produkt bestellt hat.

 

Betrachten wir der Einfachheit halber wieder einmal den militärischen Bereich. Ökonomische Gewinne, z.B. durch Einsparungen sind hier erst einmal sekundär. Wichtig ist zunächst nur, dass durch das neue Produkt die Kampfkraft verbessert wird.

Ein russischer Militärexperte und Journalist hat einmal folgende interessante Rechnung aufgemacht: Nachdem man im zweiten Weltkrieg gerade eine technologische Hürde überwunden hatte und die Rakete V2, der Marschflugkörper V1 und der Düsenjäger ME262 erfunden waren, standen der technologischen Entwicklung alle Wege offen, und eine neue Hürde stand in weiter Ferne. Nach dem Krieg entwickelten die Amerikaner den Jäger F86 Sabre innerhalb von 4 Jahren zu einem Stückpreis von ca. 220 000 Dollar. Zur nächsten Generation gehörte z.B. die Phantom F4. Ihre Entwicklungszeit betrug sieben Jahre und der Stückpreis hatte sich mit 2 400 000 Dollar bereits verzehnfacht. Die Nachfolgegeneration von F15 und F16 hatte 11 Jahre Entwicklungszeit und kostete 20 – 30 Millionen USD, was wieder eine Verzehnfachung bedeutete.  

Die vorläufig letzte Generation repräsentieren F22 Raptor und F35 Joint Strike Fighter, die 24 Jahre Entwicklungszeit hatten und 150 – 200 Millionen Dollar pro Stück kosten.

Selbstverständlich fand in dieser Zeit auch eine Inflation statt, die allerdings weit von einem Faktor 1000 innerhalb von 50 Jahren entfernt ist.   Natürlich wuchs auch die Kampfkraft eines einzelnen Jets gegenüber seinem Vorgängermodell. Aber wuchs unter den ökonomischen Rahmenbedingungen damit auch die Kampfkraft der Streitkräfte?

 

Die Rechnung ist ziemlich einfach: Ist das neue Flugzeug viermal so effektiv wie das alte, wird die Kampfkraft der Luftwaffe bei gleichem Budget mit den neuen Flugzeugen, die das Zehnfache kosten, um 60 Prozent sinken.   Das bedeutet, dass allein zur Erhaltung der Kampfkraft eine Erhöhung des Budgets um 60-erforderlich ist. Das spiegelt sich ganz deutlich in den Militärausgaben der meisten Länder wider, die wie in den USA ständig wachsen.   In Deutschland sieht man einen anderen Effekt.   Die Kosten für neue Waffen wie den Eurofighter 2000 oder den Transporter M400 müssen bei begrenztem Budget von anderen Bereichen abgezogen werden.   Hatten Bundeswehr und NVA 1990 noch fast 700 000 Mann unter Waffen, so liegt die heutige Personalstärke nur noch auf dem Niveau der NVA von 1990 von etwa 190 000 Mann. Die Waffen der NVA und große Teile der Waffen der Bundeswehr sind verschrottet. Eigentlich müsste Deutschland auf enorme Einsparungen für sein Militär verweisen können. Betrachtet man jedoch die Zahlen, so lagen die Ausgaben zum Zeitpunkt der Wiedervereinigung bei umgerechnet ca. 25 Milliarden Euro und haben heute die Marke von 31 Milliarden Euro erreicht.

Die Zahlen sprechen offensichtlich für sich.   Der technologische Fortschritt hat möglicherweise auf diesem Gebiet sogar das Gegenteil erreicht. Höhere Kosten müssen von Allen getragen werden, wobei das was wir dafür erhalten auch noch weniger geworden ist.   Die technologische Hürde in Kombination mit dem Unverständnis unserer Entscheidungsträger, oder den Eigeninteressen derer, die an der neuen technologischen Lösung verdienen, hat offensichtlich einen bremsenden Effekt auf der Autobahn in die bessere Zukunft oder kann in einer Geisterfahrt in die Gegenrichtung enden.

 

Wer jetzt aber glaubt, dass so etwas nur auf dem militärischen Sektor möglich wäre, der täuscht sich.   Das Spaceshuttle ist ein deutliches Beispiel für diesen Effekt. Die Kosten lagen mindestens bei dem Vierfachen dessen, was lineare Denker in Unkenntnis der technologischen Hürde errechnet und den Entscheidungsträgern vorgelegt hatten.   Die enorm gestiegenen Kosten konnten nicht durch eine Erhöhung des Budgets für die NASA ausgeglichen werden. Auf diese Weise verschwanden auch nahezu alle Gelder, die für die Entwicklung eines Nachfolgemodells erforderlich gewesen wären, in den Betriebskosten.

Nach dem letzten Flug der Atlantis stehen die USA heute ohne eigene Möglichkeit da, einen Astronauten in den Weltraum zu transportieren und es wird mehrere Jahre dauen, bis mit den Geldern, die nach Einstellung des Shuttleprojekts frei werden, ein neues Transportsystem zum Einsatz gelangen wird.

Aber es gibt viel näherliegende Beispiele. Sehen wir uns einmal die Mechanisierung der Landwirtschaft an. Zur Mitte des letzten Jahrhunderts besaßen viele Bauern kleine Höfe, auf denen sie auf ein paar Hektar Getreide anbauten oder einige Kühe hielten. Sie hatten damit zwar keinen besonders hohen Lebensstandard, aber mit einem relativ hohen Anteil an Eigenproduktion von Lebensmitteln kamen sie zurecht.

 

Moderne Traktoren, Dreschmaschinen oder Melkmaschinen konnten diese Arbeit in kürzerer Zeit erledigen, oder sie ermöglichten die Erweiterung der Produktion auf größere Anbauflächen oder größere Stückzahlen an Vieh. Diese Erweiterung war aber auch notwendig, da nun die Zinskosten und die Abschreibungskosten für die neuen Maschinen zusätzlich erwirtschaftet werden mussten. Zunächst blieb ein Plus, aber das sollte sich bald ändern. Es kam zu einer Rückkopplung im Produktionsprozess, da eine allgemein erhöhte Produktion über ein erhöhtes Angebot niedrigere Preise zur Folge hatte. Der Zugewinn an Produktivität hatte kaum noch einen Zugewinn an Profiten zur Folge, dahingegen aber eine schlechtere Lebensqualität durch Verschuldung, mehr Verantwortung und Abhängigkeiten von außen.

Die Lösung aus diesem Dilemma schien wie beim Militär die Erhöhung der Kampfkraft oder in diesem Falle der Produktivität zu sein. Die Industrie hielt die Lösung bereit in Form der nächsten Generation von Maschinen. Diese waren noch größer, stärker, effektiver aber auch wesentlich teuerer als die alten. Wer den Krieg oder in diesem Fall den Konkurrenzkampf mit anderen Bauern nicht verloren geben wollte, musste wohl oder übel zu dieser Technologie greifen. Mit neuen Maschinen konnte man noch größere Flächen bearbeiten, die nun auch zur Verfügung standen, da viele Bauern in der Nachbarschaft ihren Beruf aufgaben.

Aber wie beim Militär ging die Aufrüstung nur wieder in die nächste Runde, ohne dass dies für viele zu einer Verbesserung der Lebensqualität geführt hätte. Im Gegenteil mussten viele Bauern sich einen zweiten Erwerbszweig, wie den Tourismus zulegen, oder sie gingen zusätzlich in der Industrie arbeiten, um zu überleben. Die Vision einer höheren Lebensqualität durch Technik über mehr Wohlstand, Freiheit und Freizeit erfüllt sich nicht. Eine Negative Rückkopplung des Entwicklungsprozesses zwischen technologischem Fortschritt und Kosten, ausgelöst durch eine technologische Hürde, die bremst sowie eine zusätzliche positive Rückkopplung zwischen Produktivität und Marktpreis, die auf Beschleunigung der Entwicklung drängt, können sogar zu einer Kehrtwendung auf dem Weg zu einer Zukunft mit höherem Wohlstand und mehr Lebensqualität führen.

Aber was genau ist es, dass solche Effekte auslöst?   Je weiter man sich auf die technologische Hürde zu bewegt, desto schwieriger werden die Aufgaben, die mit den vorhandenen Technologien, Kenntnissen und Lösungsmethoden gelöst werden müssen. Ein häufig gewählter Weg ist es, dass Problem dadurch zu lösen, dass man die zu lösende Teilaufgabe, die Schwierigkeiten bereitet, solange atomisiert d.h. in viele kleine Teilprobleme zerlegt, bis jedes Einzelne dann für sich mit bekannten Mitteln zu lösen ist, indem man die Anzahl der bekannten Komponenten vervielfältigt oder vergrößert. Zur Lösung des übergeordneten Problems müssen diese Komponenten dann miteinander gekoppelt und vernetzt werden.   Auf diese Art und Weise gelingt es, sich der technologischen Hürde weiter zu nähern, aber mit einer wachsenden Anzahl Komponenten, die vernetzt, getestet und kontrolliert werden müssen, wächst auch die Komplexität des Gesamtsystems.

 

Je komplexer, bzw. je mehr vernetzte Komponenten, desto teuerer, desto anfälliger, desto schwieriger zu kontrollieren, könnte man sagen. Der Lieblingsspruch des Vaters der sowjetischen Raumfahrt und dessen Chefkonstrukteurs Sergej Koreljew lautete: „Kompliziert bauen kann jeder!“. Damit provozierte er ständig seine Mitarbeiter, die von ihm vorgeschlagenen einfacheren und robusteren Lösungsalternativen zu wählen und einfacher zu denken.   Notfalls setzte er seine einfachen Lösungen mittels seiner Stellung als Chefkonstrukteur durch, indem er dann zu sagen pflegte: „Machen wir einen Kompromiss. Machen wir es so, wie ich es sage!“.

Seine Konstruktionen sehen schon rein äußerlich anders als amerikanische und europäische Raketen aus. So bündelte er mehre kleinere Rakete zu einer ersten Stufe, von denen jede selbst wieder eine Bündelung mehrere Raketenmotoren enthielt. Diese Technik hat sich als besonders zuverlässig erwiesen, da sie selbst den Ausfall von einzelnen Triebwerken beim Start verkraften kann. Diese Eigenschaft ist offensichtlich besonders wichtig für die bemannte Raumfahrt. Selbst die modernen Sojus FG Raketen, die heute die Sojus Raumschiffe transportieren, haben immer noch das gleiche Design.

 

Das Spaceshuttle ist ein Beispiel für ein relativ komplexes System. Als erstes System seiner Art mussten bei ihm viele Lösungen erstmalig entwickelt und erprobt werden. Offensichtlich setzte man hierbei auf viel Hightech und komplexere Lösungen. So besteht allein ein Haupttriebwerk des Shuttles aus 70 000 Einzelteilen und das Shuttle hat drei davon.   Das Space Shuttle selbst besteht aus ca. 2,5 Millionen Einzelteilen. Hier finden wir sicher einen der Gründe für hohe Entwicklungs-, Betriebs- und Wartungskosten, wodurch viele kommerzielle Hoffnungen, die in diese Technologie gesetzt wurden, niemals erfüllt werden konnten.  

Nun dürfen wir aber die Begriffe komplex und kompliziert nicht miteinander verwechseln. Etwas kann auch komplex sein, ohne die Probleme einer komplizierten Konstruktion zu haben.

Ein Handy ist ein komplexes Gerät. Viele Handybesitzer können zwar erklären, wie man es bedient, aber nicht wie seine Technik funktioniert. Wenn man ein Handy öffnet, so findet man nur eine kleine Anzahl von Komponenten, deren Aussehen aber keinerlei Hinweis auf deren Funktionsweise gibt. Es sind miteinander vernetzte integrierte, Schaltkreise, Speichermoduln und eine CPU, die  ... ..  weiter gehts im Buch!