1) Unser Verstand.

Folgen wir Immanuel Kant (1724-1804), dann ist unser Erkenntnisvermögen strikt zweigeteilt: Verstand (engl. understanding, lat. intellectus) und Vernunft (engl. reason, lat. ratio).

Da ist einmal unser Verstand, der über unsere Wahrnehmungsorgane das verarbeitet, was Erfahrung genannt wird. Der Verstand kann aber auch Begriffe bilden, die dann unsere Erfahrung bestimmen, z.B. den Begriff „Kraft“, um einen Körper in gradliniger, gleichförmiger Bewegung zu beschleunigen. Der Zusammenhang zwischen „Kraft“ und „Beschleunigung“ ist eine Verstandesleistung, die der Verstand nach Beobachtung in vielfältiger Weise in technischen Konstruktionen einsetzt. Die Gegenstände unserer Erfahrung richten sich auch nach unseren Erkenntnissen und nicht nur, wie man vor Kant glaubte, dass die Erfahrung sich ausschließlich nach den Gegenständen richtet. Der Schlachtruf der englischen Empiriker lautete: „Nothing is in the intellect that was not first in the senses“ (Latein: „Nihil est in intellectu quod non sit prius in sensu„).

Wir leben heute im Internet-Zeitalter (im Internet für Menschen und auch im Ansatz schon für leblose Dinge) und folgen in der digitaltechnischen Entwicklung seit langem (1965) den Beobachtungen von Gordon Moore (Intel), die später „Moore’s Law“ genannt wurden. „Verdoppelung der Leistungsfähigkeit unserer Rechner und Verdoppelung der Bandbreite unserer Übertragungsnetze alle 18 Monate“ lautet lapidar die Feststellung. Das führt bekanntlich zu einem exponentiellen Wachstum, das wir alle insbesondere in den letzten 25 Jahren zu spüren bekommen haben. Die Halbleiter-Industrie um Intel hat es aber nicht bei der schlichten Beobachtung eines Gordon Moore bewenden lassen, sondern hat eine „Roadmap“ für Halbleiter-Entwicklung, einen Projektplan entwickelt. Dazu gehörte aber ein gerüttelt Maß verstandesbezogener Halbleiter-Bautheorie und Begriffsbildung, um Gordon Moores Beobachtungen umzusetzen. Immanuel Kant hätte seine Freude daran gehabt. Sagt er doch in der Einleitung zu seiner Kritik der reinen Vernunft „Wenn aber gleich alle unsere Erkenntnisse mit der Erfahrung anhebt, so entspringt sie darum doch nicht eben alle aus der Erfahrung“. Kant konstatiert gegenüber den Empiristen eine Rückkopplung des Verstandes auf die Erfahrung in Sachen Erkenntnis. „Der Verstand ist durch diese Begriffe [sprich: die Begriffe der „Roadmap“] selbst Urheber der Erfahrung, worin seine Gegenstände angetroffen werden.“ Nicht die Beobachtung des Herrn Moore, sondern die Roadmap der Halbleiter-Industrie ist es, die wir täglich spüren. Die gesellschaftliche Wirkung der Roadmap im Großen ist nur schemenhaft erkannt.

Wenn wir von Vernetzung reden und vom möglichen Nutzen, der sich damit bietet, steht Moore, aber dann auch das Metcalfe-Gesetz zur Debatte. Robert Metcalfe ist einer der Herausgeber des bekannten Buches „Beyond Calculation. The next fifty years of computing“. Sein Gesetz, das man sich auch sehr leicht aus der Lehre vom Graphen ableiten kann, lautet: „Der Nutzen eines Kommunikationssystems wächst mit dem Quadrat der Teilnehmerzahl.“ Auch hier handelt sich um enorme Zuwächse, die in der Natur und in der Ökonomie allenfalls für kurze Zeit vorzufinden sind.

2) Unsere Vernunft.

„Industrie 4.0“ ist eine Idee. „Idee“ ist nach Kant ein Vernunftbegriff. Alle Personen und Dinge könnten nach dieser Idee heute vernetzt werden, sind im gegenseitigen Dialog und steuerbar, auch in der Bewegung. Die Vernunft ist spekulativ (ausspähend) und kann auch über den Rand der Erfahrung weit hinaus denken, was wir in Ansehung von Industrie 4.0 auch tun müssen. Die Vernunft ist nach Kant reflektierend und kann sich ständig mit sich selbst befassen. Denn, so Kant in der Vorrede zur Kritik der reinen Vernunft, „die Vernunft sieht nur das ein, was sie selbst nach ihrem Entwurf hervorbringt“. Kant hat den Verstand, der sich mit der Erfahrung befasst, bildhaft als „Angestellten“ der Vernunft bezeichnet. Man könnte fast meinen, Kant hätte moderne Managementlehren studiert, insbesondere natürlich das Management im Sinne einer Delegation von Verantwortung. Denn die Vernunft ist nur regulativ und sollte ihr Regelwerk laufend verbessern. Die Vernunft ist nicht konstitutiv, d.h. sie bestimmt nicht Gegenstände der Erfahrung. Das ist die von der Vernunft delegierte Angelegenheit des angestellten Verstandes. Vernunft und Verstand stehen bei Kant in einer Beauftragungsrelation, d.h. die Vernunft beauftragt den Verstand, sich mit den Gegenständen der Erfahrung zu befassen. Die Vernunft übernimmt prüfend (kritisch) vom Angestellten „Verstand“ Erfahrungsregeln, die ihr vorgetragen werden. Die Vernunft kann diese Regeln auch ablehnen, denn sie sieht nur ein, was sie auch nach ihrem Entwurf hervorbringt. Man sagt auch, Kant folgend, die Vernunft ist praktisch und setzt in ihrem Regelwerk Zwecke und Ziele, der Verstand ist theoretisch. Man spricht, auch was das Angestelltenverhältnis betrifft, bei Kant vom Primat der praktischen, ziel- und zweckorientierten Vernunft gegenüber dem sich mit der Erfahrung beschäftigenden Verstand. Sollten Vernunftregeln und Erfahrungsregeln kollidieren, obsiegen die Vernunftregeln. Wehe, die Vernunft reflektiert nicht und ist unkritisch. Dann wird sie dogmatisch und richtet Unheil an. Oder sie ist naiv, d.h. kindlich geblieben, was auch schlimme Folgen hat.

Der Zusammenhang lässt sich grafisch darstellen. (Bemerkung: Die Vernunft hat keinen unmittelbaren Zugang zur Erfahrung.)

Kant gilt als der große „Entmischer“ von Begriffen mit ihren Zusammenhängen.

• a: Vernunft als Vorgesetzter des Verstandes. Der Verstand ist der Angestellte der Vernunft.
• b: Die reflektierende Vernunft, die sich selbst überprüft.
• c: Der Verstand übermittelt Erfahrungsregeln an die Vernunft.
• d: Die Erfahrung als Erkenntnisquelle für den Verstand.
• e: Der Verstand als Urheber von Gegenständen der Erfahrung.

3) Die Möglichkeit von Industrie 4.0

Wenn Ideen Vernunftbegriffe sind, dann entsteht für uns die Frage, wie die Idee „Industrie 4.0“ in dem kantischen Geflecht verarbeitet wird. Denn bei der hochtrabenden Idee, industriell alles mit allem dialogisch und steuernd zu vernetzen, wird es nicht bleiben können. Freischwebend ohne Selbstreflektion und Erfahrungsregeln gerät der Mensch nach Kant in die Schwärmerei und produziert Worthülsen. „Und so zerstört Freiheit im Denken, wenn sie so gar unabhängig von den Gesetzen der Vernunft verfahren will, endlich sich selbst“ sagt Kant in seinem Aufsatz „Was heißt sich im Denken orientieren“ (1786). Geh mit deiner Vernunft redlich um, fordert er, und lass das Schwärmen. Die Wortverwendung xxxxx_4.0 nimmt epidemische Ausmaße an. Es wurden 135 „4.0-Wortverwendungen!“ gezählt, darunter „Denken 4.0“ (Persönliche Mitteilung von Peter Mertens/ Dina Barbian). Das ist unredlich im kantischen Sinne. Redlichkeit kann man verantworten, Unredlichkeit nicht. Auch „Verantwortung“ ist ein Vernunftbegriff im kantischen Sinne.

Der Verstand muss in Gang gesetzt werden. Aus Erfahrung weiß er, dass Strukturen in der Vernetzung erforderlich sind. Und auf diesem Gebiete hat der Verstand industriell schon einiges geleistet. Ohne diese Vorerfahrung könnten wir auch gar nicht vernünftig über Industrie 4.0 sprechen. Das Thema „Industrie 4.0“ ist auch politisch sehr hoch aufgehängt worden.

Historisch gesehen hat „Industrie 4.0“ einen Vorgänger. Es sind die „Flexiblen Fertigungssysteme“ (FFS) für Stückprozesse, die die Fertigungsautomatisierung seit den 80-ger Jahren intensiv beschäftigt hat. FFS, das ist eine beachtliche Erfahrung, die vorliegt, aber ohne Internet, das es noch nicht gab. FFS, das sind nur kleine Zonen innerhalb einer „connected world“. Aber begrifflich verbinden die FFS mit Industrie 4.0 einiges. So zum Beispiel die Forderung, „Losgröße = 1“ (lot size one) realisieren zu können, um möglichst eine kostspielige Lagerhaltung zu vermeiden. Für ein „lot size one“ sind extrem niedrige Rüst- und Umrüstkosten, also hoch automatisierte Rüst- und Umrüstzeiten erforderlich. Die Kosten müssen deutlich unter den Lagerhaltungskosten liegen, was jede Losgrößenformel bei niedrigen Loszahlen aufzeigt. Als ein weiterer Vorgänger in Sachen Erfahrung darf das Smart Grid Architecture Model (SGAM) für intelligente Stromnetze angesehen werden. Dieses Architekturmodell wurde im Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) des VDI/VDE in wesentlichen Teilen übernommen. Die Essenz dieses Modells ist im Bild 1 zu sehen.

Die drei Achsen des Würfels stellen in der horizontalen x-Achse die Produktentwicklung mit anschließender Produktion als Schema (Typ) und Ausprägung (Instanz) dar. Jetzt stehen nicht mehr nur Stückprozesse, sondern erweitert auch Fließ- und Chargenprozesse z.B. in der Chemie- und Stahlindustrie zur Debatte. Man verallgemeinert Produktion begrifflich zu „Value Stream“, normiert nach ICE 62890 . Die y-Achse behandelt die Zonen à la SGAM als Teil-Ganze-Hierarchie nach ICE 62264 und 62512. Der Wurzelknoten der Teil-Ganze-Hierarchie ist die „connected world“ des Internets der Menschen und der leblosen Dinge, ein fantastisches Universum, das wir in unserer Vernunft spekulativ erstmal nur als Möglichkeit sehen. Die Vernunft darf spekulieren oder ausspähen, um für die Erfahrung den Boden zu bereiten.

Kommen wir zur z-Achse, sie wird auch IT-Achse genannt. Manchmal spricht man auch von vertikaler Integration. Das ist auch berechtigt, weil hier eine Abstraktionshierarchie vorliegt, mit der wir uns in diesem Blog schon ausführlich befasst haben. Wir geraten hoffentlich in die Höhen einer Abstraktion und nicht in den grässlichen Sumpf der Informatik-Lehrmeinungen. (Das Bild stammt von Paul Lorenzen, in: „Rationale Grammatik“.) Den Sumpf erklärt man u.a. immer noch damit, dass Informatik ein junges Fach sei. Es wird aber langsam Zeit, erwachsen zu werden. „Abstraktive Informationstechnologie“ heißt hier im Blog u.a. das Thema und die berühmte ISO/OSI Abstraktionshierarchie wurde exemplarisch vorgestellt. Ebenfalls wurde hier eine Abstraktionshierarchie für Flexible Fertigungssystem (FFS) behandelt, die bei Zörntlein (1987) schon ausgiebig erörtert wurde. Das Referenzmodell in Bild 1 weist sechs Schichten (layers) auf. Im Sinne einer Abstraktion ist es ein Grundprinzip, dass eine obere Schicht gegenüber einer unteren Schicht unverändert (invariant) bleibt, auch wenn die untere Schicht verändert wird. Man kann z.B. die Schicht „Asset“ verändern, ohne die darüber liegende Schicht „Integration“ zu beeinflussen. Die Schicht „Integration“ bleibt invariant (unverändert) als ein Abstraktum. Demgegenüber heißt „Asset“ wissenschaftstheoretisch „Konkretum“. Nach dem Referenzmodell umfasst „Asset“ (Vermögen) die folgende Begriffe (Seite 9): „Physische Elemente wie Linearachsen, Blechteile, Dokumente, Schaltpläne, Ideen, Archive usw. Der Mensch ist ebenfalls Bestandteil des Asset Layers und ist über den Integration Layer an die virtuelle Welt angebunden. Usw.“ „Idee“ wird hier nicht im kantischen Sinne verwendet, sondern mehr in der Bedeutung von „Vorstellung“, „Skizze“, etc. In diesem Blog wurde das Thema „Invarianz“ unter der Überschrift „Das Invariante bleibt: Eine Studie zum Begriff der Nachhaltigkeit“ ausgiebig behandelt. Was aber auch als eine Hauptaufgabe bleibt, ist eine möglichst vollständige Fehlerbehandlung, also: ein Erkennen, eine Eindämmung, eine Klassifikation, und eine Behebung von Fehlern. Die bekannte Fehlermeldung „error =9999, unspecified error“, weil z.B. Erfahrung fehlt, ist auch im Zeitalter „Industrie 4.0“ unerträglich. Man entlässt die Menschen mit „error =9999“ in die Hoffnungslosigkeit.

Invarianz ist ein Vernunftbegriff im kantischen Sinne. Die großen drei Fragen Kants lauten: Was kann ich wissen (Erkennen)? Was soll ich tun (Handeln)? Was darf ich hoffen (Glauben)? Die Antwort, die nicht überraschen darf, lautet: Wenn es den Menschen gelingen soll, das Leben zu bewältigen, dann kann das nachhaltig oder invariant, also in der Frage nach dem „Was-bleibt“, nur über Bildung und Ausbildung gelingen. Und wieder ist Vaclav Havel (1936-2011), der ehemalige Präsident der Tschechischen Republik zu zitieren, wenn er sagt: „Hoffnung ist eben nicht Optimismus. Es ist nicht die Überzeugung, dass etwas gut ausgeht, sondern die Gewissheit, dass etwas Sinn hat, ohne Rücksicht darauf, wie es ausgeht.“ War Vaclav Havel ein Kantianer?

Industrie 4.0 hat Sinn!