Bildung 16. Aug 2018

Die Zukunft der Ingenieurwissenschaften

Wie Hochschulen und Unternehmen auf die Digitalisierung reagieren sollten, haben zehn namhafte Experten in diesem Thesenpapier formuliert.

Die Ingenieurausbildung muss neue Tools, die allgegenwärtige Wissensverfügbarkeit und neue Entwicklungsmethoden berücksichtigen.
Foto: panthermedia.net/matej kastelic

Das hohe Ausbildungsniveau ist eine Säule der Leistungsfähigkeit unserer Wirtschaft. Doch was ist zu tun, um dieses Niveau in Anbetracht der hohen Veränderungsgeschwindigkeit in Technik, Wirtschaft und Gesellschaft aufrechtzuerhalten? Diese Fragestellung wird hier aufgegriffen, um einerseits Veränderungen im Berufsbild von Ingenieuren abzuschätzen und andererseits Handlungsfelder und Akteure zu identifizieren, welche diesen Prozess gestalten müssen.

Die Autoren

Friedrich W. Hesse, Universität Tübingen, Angewandte Kognitionspsychologie und Medienpsychologie, Gründungsdirektor Leibnitz-Institut IWM

Axel Hunger, Universität Duisburg-Essen, Leiter Studienprogramm ISE – „International Studies in Engineering“– , Managing Director of MSE – Mercator Science & Education Sdn. Bhd.

Karl-Heinz Kayser, Hochschule Esslingen, Laborleiter Automatisierungstechnik

Jürgen Köhler, Siemens AG, Leiter Deutschland Vertrieb Automobil- und Fertigungsindustrie, Motion Control, Digital Factory Division, Leiter Niederlassung Stuttgart

Dorothee Pethe, Robert Bosch GmbH, Head of Product Management Passive Safety and Sensors

Peter Post, Festo AG , Vice President, Corporate Research and Technology

Corinna Salander, Universität Stuttgart Leiterin Lehrstuhl Schienenfahrzeugtechnik

Bernhard Schwarz, Hochschule Esslingen, Rektor a.D.

Winfried Speidel, Siemens AG, Leiter Betriebliche Bildung Stuttgart

Wilfried Stoll, Festo Holding GmbH, Geschäftsführender Gesellschafter

Die Diskussion über eine zukunftsorientierte Ingenieurausbildung setzt ein gemeinsam getragenes Bild über Inhalt und Ausgestaltung des künftigen beruflichen Alltags voraus. Neben Einflussgrößen wie der Globalisierung werden als wichtigste Treiber identifiziert: 1. die zunehmend kollaborative Arbeitswelt, 2. veränderte Anforderungen an Art, Umfang und Inhalt des Wissenserwerbs, 3. die Überforderung des Menschen durch immer kürzere Innovationszyklen bei gleichzeitig steigender Komplexität der Produkte und die hiermit einhergehende Entfernung des Menschen von der Technik. All diese Punkte basieren auf der rasch zunehmenden Digitalisierung des Lebens. Diese Erkenntnis alleine reicht jedoch nicht für eine proaktive Gestaltung der Veränderungen aus. Vielmehr sind die Folgen dieser Einflussgrößen zu ermitteln und hieraus Handlungsfelder und Handlungshinweise abzuleiten.

Die wichtigsten Handlungsfelder sind 1. die Aus- und Weiterbildung, 2. die Arbeitsformen, das Arbeitsumfeld und die Unternehmenskultur, 3. die Mitarbeiter selbst sowie 4. Tools.

Die Ausbildung auf die Einführung neuer Lehrformen zu reduzieren, ist deutlich zu kurz gesprungen. Vielmehr ist die inhaltliche Veränderung zu berücksichtigen, welche sich durch Tools, die jederzeit gegebene Wissensverfügbarkeit und neue Entwicklungsmethoden zur Beherrschung der steigenden Komplexität und immer kürzerer Produktzyklen bei gleichzeitiger Steigerung der Variantenvielfalt ergibt.

Tools werden eine immer wichtigere Rolle in diesem Spannungsfeld übernehmen. Dieses gilt für die Entwicklung in gleicher Weise wie für die Produktion, den Service oder die kaufmännischen und organisatorischen Prozesse. Und sie werden zunehmend über Disziplinen hinweg zusammenwirken und hierbei die menschliche Leistung deutlich erweitern. Sie werden diese jedoch in immer weitergehender Weise ersetzen, was zu einer Verschiebung der geforderten ingenieurwissenschaftlichen Kompetenzen führen wird. Verständnis für die Modellierung sowie die Fähigkeit zur Bewertung der Ergebnisse werden eine deutlich höhere Bedeutung erhalten, als die eigene Problemlösungskompetenz.

Kompakt: Sieben Thesen zur Weiterentwicklung der Ingenieurwissenschaften

  • Die Speicher- und Leistungsfähigkeit des Gehirns kann mit dem exponentiellen Wissens- und Komplexitätszuwachs in keiner Weise Schritt halten.
  • Tools werden die menschliche Leistungsfähigkeit erweitern und ersetzen.
  • Tools bedingen ausgeprägtere Definitionsphasen (Requirement-Engineering) mit nachfolgend automatisierter Problemlösung.
  • Verständnis für die Modellierung sowie die Fähigkeit zur Bewertung der Ergebnisse werden oft eine höhere Bedeutung haben als die eigene Problemlösungskompetenz.
  • „Können, nicht Wissen“ umschreibt den sich verändernden Bedarf an Wissen und Qualifikation sowie die resultierenden radikalen Veränderungen in der Ausbildung hinsichtlich Form und Inhalt.
  • Die Vermittlung theoretischen Grundlagenwissens wird sich deutlich spezifischer als heute am späteren Berufsfeld orientieren.
  • Die Weiterbildung der berufstätigen Ingenieure stellt eine größere Herausforderung dar als die Ausbildung der (relativ) wenigen Studierenden.

Weitergehende Informationen zum Thema: http://www.hs-esslingen.de/~bschwarz

Vertreter unterschiedlicher Disziplinen werden sich dennoch – oder gerade deshalb – austauschen müssen, was die Entwicklung einer übergreifenden und Missverständnisse vermeidenden Ingenieursprache wichtig erscheinen lässt.

Tools sind zu konfigurieren und mit Daten zu füllen, auch ohne vertieftes Wissen der internen Arbeitsweise. Mit diesen erledigen sie immer komplexere und interdisziplinäre Aufgaben, welche früher – soweit möglich – von Menschen durchgeführt wurden. Muss hieraus gefolgert werden, dass Ingenieure künftig in zunehmendem Maße mit der Bedienung von Tools beschäftigt sein werden, dass sie diese also nur noch mit Anforderungen und Daten füllen?

Deutlich sichtbar wird der Trend im Anforderungsmanagement, in dem alle späteren Eigenschaften komplexer Systeme als Grundlage der Entwicklung festgelegt werden. Die wachsende Zahl sehr leistungsfähiger Requirement-Tools zeigt dort die Verschiebung der Aufgaben im Ingenieurbereich hin zu ausgeprägteren Definitionsphasen und anschließender automatisierter Problemlösung. Limitierend scheint hierbei immer wieder die fehlende (menschliche) Kreativität der Maschinen zu sein. Doch sind wir sicher, dass diese nicht bald selbstverständlicher Teil dieser Tools werden wird?

Die in Breite und Tiefe rasch steigende Leistungsfähigkeit von Simulationswerkzeugen lässt die Vision einer rein virtuellen Entwicklung näher rücken. Und sie regt an, klassische Übungslabors und Maschinenparks aus Hochschulen zu entfernen, der Simulation in allen Disziplinen einen noch höheren Stellenwert einzuräumen sowie die Ergebnisse in wenigen, dezentral verteilten Labors zu verifizieren, welche ihre Nutzung per Web-Zugriff anbieten. Die Anwendung des Wissens sowie der Erwerb von Zusatzqualifikationen erfolgt dann in sehr agilen Projektlabors, im Idealfall an realen Themen der Industrie.

Während dieser Trend den Bedarf an theoretischem Wissen eher rückläufig erscheinen lässt, werden Ingenieure erforderlich sein, welche Systeme qualifizieren und die Ergebnisse der automatisierten Entwicklung validieren. An diese Art der „Systemingenieure“ werden hingegen höchste Anforderungen an deren disziplinübergreifendes Verständnis und somit an deren Wissen gestellt werden. Da schon diese Unterscheidung zu deutlichen Unterschieden in der Grundlagenausbildung führt, kann abgeleitet werden, dass Ausbildung deutlich spezifischer als heute auf ein Berufsfeld vorbereiten muss und wird.

Ein entscheidender Faktor der Weiterentwicklung ist das menschliche Gehirn, dessen Speicher- und Leistungsfähigkeit mit dem exponentiellen Wissens- und Komplexitätszuwachs in keiner Weise Schritt halten kann. Dies scheint auch nicht erforderlich zu sein, da Wissen weltweit und jederzeit verfügbar ist. Die zunehmende Herausforderung wird sein, aus der Menge des verfügbaren Wissens die jeweils relevanten Informationen zu extrahieren. Einmal mehr könnten KMU hierbei benachteiligt sein, da diese besondere Art des Data Mining spezialisierte Personen bedingen könnte.

Die Entwicklungen verändern auch den Bedarf an Wissen und Qualifikation, was schlagwortartig mit „Können, nicht Wissen“ umschrieben werden könnte und radikale Veränderungen der Ausbildung hinsichtlich Lehrformen und Lehrinhalten nach sich zieht. Hierbei wird sich die Informationstechnik als „Kulturdisziplin“ aller Ingenieurwissenschaften fest verankern.

Die vorausschauende Veränderung im Bereich der Hochschulen ist sicher wichtig, ein Vergleich der aktiven Ingenieure mit der erheblich geringeren Zahl der zugehörigen Studierenden zeigt jedoch ein weiteres, sehr dringendes Handlungsfeld auf: die lebenslange Weiterbildung in Zeiten immer schnelleren Wandels.

Grundsätzlich kann die Weiterbildung als Untermenge der Ausbildung angesehen werden, sie weist jedoch einige Besonderheiten auf. Masterstudiengänge mögen zwar in der Frühphase der Berufstätigkeit ein wichtiges Instrument der fachspezifischen Vertiefung oder des Zugangs zu neuen Themenbereichen sein, in späteren Jahren wird die dringend erforderliche Weiterbildung jedoch berufsbegleitend in kleinen Einheiten anzubieten sein.

Die schon jetzt vielerorts begonnene Zusammenarbeit zwischen Unternehmen und Hochschulen ist hierbei ein richtiger und wichtiger Weg. Es wird sich jedoch zeigen müssen, ob Hochschulen gegenüber der steigenden Zahl privatwirtschaftlicher Anbieter von Weiterbildungsangeboten wettbewerbsfähig sind. In Anbetracht der wachsenden Bedeutung der Weiterbildung muss von allen Beteiligten ein Beitrag erbracht werden. Insbesondere müssen sich die Mitarbeiter ihrer Mitverantwortung bewusst sein und Weiterbildung als Selbstverständnis leben.

Eine besondere Herausforderung wird bei den Unternehmen liegen, welche den Wandel von den Arbeitsformen bis hin zur Unternehmenskultur begleiten werden. Dies gilt für die Förderung neuer Formen der Zusammenarbeit, die Bündelung von Kompetenzen in dynamischen Teams, die weitere Unterstützung der Mitarbeiter im komplexer werdenden Umfeld bis hin zu neuen Regelungen des Umgangs mit Wissen, dessen Beschaffung und der Teilhabe hieran.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass insbesondere die begrenzten Fähigkeiten des menschlichen Gehirns bei gleichzeitig starker Zunahme der Komplexität in Technik und Organisation sowie der massiven Leistungssteigerung von Tools bei ständiger weltweiter Wissensverfügbarkeit, zu grundlegenden Veränderungen in der Arbeitswelt von Ingenieuren führen wird. Dies muss sich in einer Anpassung der Ausbildung, der Arbeitswelt sowie der Weiterbildung von Ingenieuren widerspiegeln.

Stellenangebote

Panasonic Industrial Devices Europe GmbH

Functional Safety Engineer (m/w/d) mit Fokus Software im Embedded-System

Lüneburg,Hannover,Hamburg
Deutsche Post DHL Corporate Real Estate Management GmbH

Architekt / Bauingenieur (m/w/d) Hochbau

Bonn
Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth

Professur W2 (m/w/d) für das Gebiet Baukonstruktion

Oldenburg
Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth

Professur W2 (m/w/d) für das Gebiet Medizintechnik und Regulatory Affairs

Wilhelmshaven
Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth

Professur W2 (m/w/d) für das Gebiet Baubetrieb

Oldenburg
Hochschule Aalen

Stiftungsprofessur der Carl-Zeiss-Stiftung (W3) Digitale Methoden in der Produktion

Aalen
htw saar

W2-Professur für Konstruktion und Bauteilfestigkeit

Saarbrücken
htw saar

W2-Professur für Bio- und Umweltverfahrenstechnik

Saarbrücken
Hochschule Offenburg

Professur (W3) für Medizintechnik

Offenburg
Technische Universität Kaiserslautern

W3-Professur für "Elektromobilität" (m/w/d)

Kaiserslautern
Zur Jobbörse

Das könnte Sie auch interessieren

Empfehlungen der Redaktion

Top 10 aus der Kategorie Technik