Was ist Systems Thinking?
Nach der neuesten Veröffentlichung der WPI-Professoren Jamie Monat und Thomas Gannon ist es ein Ansatz für die Technik, der den gesamten Kontext des jeweiligen Problems einbezieht.
Und es könnte geholfen haben, einige der berüchtigtsten Katastrophen in der Geschichte des Ingenieurwesens zu vermeiden.
Hier ist eine Zusammenfassung von fünf Katastrophen, von denen Monat und Gannon behaupten, dass sie nicht passiert wären, wenn die Beteiligten sich etwas aktiver mit dem Systemdenken beschäftigt hätten.
Der Microsoft Zune
Man mag den gescheiterten Versuch, mit Apples iPod zu konkurrieren, nicht als „Katastrophe“ betrachten, aber er kostete 289 Millionen Dollar. Stellen Sie sich vor, dieses Geld wäre stattdessen an die Bill & Melinda Gates Foundation geflossen.
Was passiert ist: Der Zune wird in der Regel eher im Marketingunterricht als als Fallstudie für die Technik zitiert und ist in der Popkultur immer noch das Ziel von Witzen – insbesondere in Guardians of the Galaxy 2 von 2017 -, weil er nicht die Ästhetik oder den „Coolness“-Faktor des iPod hat. Tatsächlich war der Zune laut dem Slate-Tech-Kolumnisten Farhad Manjoo als isoliertes Gerät „vollkommen in Ordnung“.
Leider erleben die Nutzer nichts mehr als „isoliertes Gerät“, schon gar nicht ein Pre-Streaming-Audiowiedergabegerät, das seinerzeit von den Nutzern verlangte, ihre eigene Medienbibliothek über ein Ökosystem von Geräten und Diensten zu verwalten. Microsoft hat den Zune nicht adäquat in den Kontext eines umfassenden User Experience Systems eingeordnet, während dies bei den verschiedenen iPod-Produkten von Apple der Fall war. Durch die Nutzung systemischer Vorteile wie intuitives und elegantes Design, gemeinsame Parameter für mehrere Geräte, eine Bibliothek mit lizenzierter Musik zum Herunterladen und ein leicht verständliches Preismodell machte Apple kurzen Prozess mit dem Zune, der nur fünf Jahre lang funktionierte, bevor er eingestellt wurde.
Wie Systemdenken hätte helfen können: Microsoft hätte seinen Ruf als Hardwarehersteller verbessern können, indem es den Zune als eine funktionale Komponente eines kompletten Benutzererlebnissystems und nicht als eigenständiges Gerät entwickelt hätte.
Das Wasser von Ayolé
Die neu errichtete Wasserversorgungsinfrastruktur eines kleinen westafrikanischen Dorfes brach nach drei Jahren zusammen und zwang die Bewohner, parasitenverseuchtes Flusswasser zu verwenden.
Was geschah: Das ländliche Dorf Ayolé in Togo war auf den Fluss Amou als Wasserquelle angewiesen und setzte die Bewohner Guineawürmern aus, winzigen Parasiten, die unerträgliche Schmerzen verursachen. Die Regierung und internationale Hilfsorganisationen reagierten auf die Krise, indem sie neue Brunnen gruben und installierten. Nach einigen Jahren des regelmäßigen Betriebs wurden die Brunnen stillgelegt.
Wie? Das Dorf war einfach nicht in der Lage, die normale Abnutzung der neuen Infrastruktur zu bewältigen. Es gab keine Ersatzteile, kein technisches Fachwissen, um die Pumpen zu reparieren oder zu warten, und kein Geld, um die Reparaturen zu bezahlen.
Wie hätte Systemdenken helfen können? Nachdem das anfängliche Brunnenbauprojekt das Wasserproblem als rein technisches Problem behandelt hatte, wandten die Beteiligten schließlich Systemdenken an. Togolesische Berater schulten die Dorfbewohner in der Wartung und Reparatur von Brunnen, der örtliche Eisenwarenladen baute eine Versorgungskette für Reparaturteile auf, und die Frauen des Dorfes organisierten ein landwirtschaftliches Produktions- und Verkaufssystem, um die Kosten für die Teile zu decken. Hier wird eine der wichtigsten Lehren des Systemdenkens deutlich: Probleme lassen sich am besten lösen, wenn die Wechselbeziehungen zwischen Technik, sozioökonomischen Bedingungen, Logistik und den Nutzern selbst berücksichtigt werden.
20 Fenchurch Street, London
Die geschwungenen Fassaden dieses Bürohochhauses bündeln die Sonnenreflexion an den Fenstern zu einem konzentrierten „Todesstrahl“
Was geschah: Die parabolische Form dieses 38-stöckigen Londoner Bürokomplexes, der von Rafael Viñoly entworfen und 2014 fertiggestellt wurde, reflektiert jeden Tag mehrere Stunden lang eine riesige Menge Sonnenlicht auf einen kleinen Bereich auf Straßenniveau, was zu Temperaturen von über 200°F in den Schaufenstern führte. Ein Auto wurde teilweise geschmolzen, und ein Reporter briet ein Ei auf dem Bürgersteig. Das thermische Verhalten veranlasste die Anwohner, dem Gebäude den Spitznamen „Fryscraper“ zu geben.
Wie Systemdenken hätte helfen können: Systemdenken bedeutet, die Wechselbeziehungen zwischen relevanten Umweltkomponenten – wie „die Sonne ist heiß“ – in die Planung einzubeziehen. Das Versäumnis, dies zu tun, war in diesem Fall besonders ärgerlich, da Viñoly nur sechs Jahre vor dem Fryscraper an dem ähnlich heißen Vdara-Hotelentwurf in Las Vegas beteiligt war.
Die russische K-141 Kursk-U-Boot-Katastrophe
Bei einer Trainingsübung im August 2000 kam es zur größten Tragödie in der Geschichte der russischen Marine, bei der 118 Besatzungsmitglieder ums Leben kamen.
Was geschah: Ein Leck von Wasserstoffperoxid (H2O2) aus einem der Torpedos des Schiffes reagierte mit Verunreinigungen im Torpedorohr und löste eine Explosion der Schiffsmunition aus. Das U-Boot wurde geflutet und sank innerhalb weniger Minuten, was die wenigen Besatzungsmitglieder, die die erste Explosion überlebt hatten, zu einem schrecklichen Schicksal verdammte.
Wie Systemdenken geholfen hätte: System Thinking beinhaltet eine Vorausplanung für die späteren „Controller“ und „Maintainer“ eines Systems, was in diesem Fall die knappe russische Marine der frühen 2000er Jahre gewesen wäre. Die mit dem Wasserstoffperoxid-Antrieb von Torpedos verbundenen Risiken waren bekannt und gut dokumentiert, aber die Kosten für die Beseitigung oder Sanierung erwiesen sich als unerschwinglich. Anstatt einen Alarm auszulösen, um die Aktivitäten der Marine einzuschränken oder U-Boote, die H2O2 enthielten, außer Dienst zu stellen, wurde die Gefahr einfach ignoriert.
„Galloping Gertie“, alias die Tacoma Narrows Bridge
Jeder hat die ikonischen Aufnahmen dieser bekannten technischen Katastrophe gesehen.
Was geschah: Die Windböen, die durch die Tacoma Narrows strömten, führten zu extremem aerolastischen Torsionsflattern (ein Synonym für „Wackeln wie in einem Zeichentrickfilm“) auf dieser unglücklichen Hängebrücke. Leichte Schwankungen vergrößerten die Fläche, die den Windböen ausgesetzt war, und wirkten wie ein Kraftmultiplikator, der die Brücke weiter verdrehte und eine größere Elastizität erforderte, damit sie in ihre ursprüngliche Form zurückkehrte.
Die Schwingungen wurden durch zwei wichtige Faktoren verstärkt: eine Deckkonstruktion, die nicht steif genug war, um die Verdrehung zu dämpfen, und Wirbel in Windrichtung der Brücke, die sie im Wesentlichen in einen riesigen, schlagenden Flugzeugflügel verwandelten. Nachdem schließlich ein Kabel gerissen war, hatte Gertie ihren letzten Galopp und stürzte nur zwei Jahre nach ihrer ursprünglichen Konstruktion von 1938 ein.
Wie Systemdenken geholfen hätte: „Umwelt“ ist ein Schlüsselelement des Systemdenkens, und in diesem Fall handelte es sich bei dieser Umwelt um vorhersehbare Kräfte, die mit ausreichender Wucht auf Systemkomponenten einwirkten, um ein strukturelles Versagen zu verursachen. Kostenerwägungen führten zu Abstrichen am ursprünglichen Entwurf, der Fachwerke vorsah, die den Einsturz hätten verhindern können. Aber das Versäumnis, die Interdependenz der Systemkomponenten zu bewerten, führte letztlich zum Untergang der Brücke.