Pontifikationen: „Der Bedarf an radikalen Kraftstoffverbesserungen wird mit der Zeit nur zunehmen.“

Apr 09, 2023

@ claes OK, das liegt also genau in meinem Steuerhaus. Ich betone immer wieder die Bedeutung der Kompetenz im Umgang mit Komplexität. Das ist eine Abkürzung für viele Dinge, und wir könnten einen ganzen Studiengang lang über dieses Thema diskutieren und schreiben. Es ist riesig.

Für den Menschen ist es selbstverständlich, unsere neuesten, heißen Technologien zu überbeanspruchen und sie nicht mit Bedacht einzusetzen. Es gibt solide archäologische Beweise für dieses Verhalten, die mindestens 9500 Jahre zurückreichen. Dass wir dies mit Computerchips und Software tun würden, sollte nicht überraschen.

Warum dauert es so lange, Avioniksysteme zu zertifizieren (Hardware- und Softwarekombinationen – es ist NICHT nur Software!!!!! – hören Sie, wie ich in diesem Punkt auf den Tisch klopfe)?

Auf der Verteidigungsseite haben wir einen Prozess namens Fehlermöglichkeitsanalyse. In der Wirtschaft wird genau derselbe Prozess gerne als Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse bezeichnet. Was Sie tun, ist, einen Prozess zu durchlaufen, bei dem Sie genau dokumentieren, wie etwas funktioniert, und jeden Schritt und jede Reihe von Schritten analysieren, um alles zu identifizieren, was schief gehen kann. Dies beginnt mit Hardwarefehlern, die dazu führen, dass eines oder beide einfach nicht mehr funktionieren oder fehlerhafte Daten in die Software eingespeist werden.

Um 1980 verfügten Ihre typischen kostengünstigsten Chips (wir sprechen hier über die Kapazität der Fabrik, nicht über den Chiptyp) über knapp eine Million IC-Komponenten, von denen etwas mehr als 25 % Transistoren waren. Sie waren in ähnlichen Arrays angeordnet, sodass es für den durchschnittlichen EE, der einen Entwurf erstellte, möglich war, einen ziemlich guten Überblick darüber zu bekommen, wie ein bestimmter Chip genau funktionierte, obwohl es sich um große Zahlen handelte. Bis 1995 war diese Fähigkeit verloren gegangen. Die Anzahl der wirklich guten, erstklassigen EEs, die nötig waren, um einen kostengünstigsten Chip vollständig zu verstehen, betrug wahrscheinlich drei oder vier, aber man könnte immer noch ein Team in einem Luft- und Raumfahrtunternehmen zusammenstellen, das dies tun könnte. Bis zum Jahr 2000 war es aus drei Gründen unmöglich geworden, ein solches Team zusammenzustellen. Einer davon war die explodierende Zahl von IC-Komponenten (oft als Moores Gesetz bezeichnet). Ein weiterer Grund waren einige der erstaunlichen Technologien, die in einige Chips integriert waren, wie etwa die Selbstheilung und das immer noch erstaunliche Field Programmable Gate Array (FPGA). Und der dritte Grund war die rasche Abwanderung erstklassiger Talente aus der Luft- und Raumfahrt hin zu Technologieunternehmen. Und das ist nur die Hardware.

Die Software sah das Gleiche: explosive Komplexität, das Überschreiten der Schwelle der Verständlichkeit durch ein Team, das zusammengestellt werden kann, und die Abwanderung von Talenten aus der Luft- und Raumfahrt in die Technik.

Als Condit Boeing Mitte der 1990er-Jahre zu einer wirklich guten M&A-Aktion mit North American Rockwell und dann zu einer katastrophalen M&A-Aktion mit MD führte, stand die Frage ganz klar im Raum: Wie bewältigen wir diese explodierende Komplexität und den Talentrückgang? Problem in der Luft- und Raumfahrt-Avionik? Wie machen wir unsere Designs überhaupt so, dass eine kompetente FMA (auch bekannt als FMEA) überhaupt möglich ist?

Es gibt einen Weg, dies zu erreichen, aber es erfordert eine ausgereifte und einsichtige technische Führung, die die Herausforderung versteht und weiß, was getan werden muss. Und diese technische Führungsrolle muss von der Unternehmens- und Investmentgemeinschaft voll und ganz unterstützt werden. Im Fall von Boeing geschah nichts davon, sodass neue Produkte nicht funktionierten und Menschen getötet wurden. So einfach ist das.

Dieser nächste Teil wird eine VIEL zu starke Vereinfachung sein. Was getan werden muss, ist die Verwendung einfacherer IC-Fabs in diskreten Funktionsmodulen mit genau definierten Interaktionen untereinander, damit die Menschen isolieren und verstehen können, was sie tun sollen, und die Risiken identifizieren können, die besondere Aufmerksamkeit erfordern.

Was bei Boeing und in der Missionsavionik der Lockheed-Kampfflugzeugprogramme immer wieder passiert ist, ist, dass die Fähigkeit der Chipfabriken, eine unvorstellbar große Anzahl von Funktionen zu beherbergen, und Softwaretools, die diese große Anzahl nutzen können (wir sind gut damit vertraut). 9 Größenordnungen und mehr hier) wurden ohne Ermessen verwendet. Daher sind die Ingenieurteams nahezu völlig blind dafür, was in ihren vermeintlich eigenen Entwürfen vor sich geht. Und das, ohne generative KI-Tools hinzuzufügen.

Die richtige Antwort besteht darin, mit den Technologieunternehmen zusammenzuarbeiten, wahrscheinlich im Rahmen staatlich finanzierter Programme, und völlig andere Chips und Softwareentwicklungstools für Steuerungssystemanwendungen zu entwickeln.

Abgesehen davon ist die Wikipedia-Definition eines Kontrollsystems vor ein paar Jahren stark vom Kurs abgekommen, also muss man damit vorsichtig sein. Es enthält viele gute Informationen, aber die Definition auf hoher Ebene ist einfach falsch. Es handelt sich um einen relativ engen Fall, in dem Feedbackschleifen ein entscheidender Teil sind, und das ist eigentlich nur ein kleiner, aber wichtiger Prozentsatz des gesamten Themas.