Thema
4. Jg., Heft 1
April 1999

Gerhard Banse

Entwerfen im Spannungsfeld
von
Methodik, Heuristik und Kreativität
1

1. Von dem Zeitpunkt an, da geistige Tätigkeit, ihre "Wege" und Methoden sowie ihre Formen und Resultate reflektorischen Denkbemühungen unterzogen werden, ist ein Gegenstand des Interesses der Neues antizipierende Entwurfsprozeß im technischen wie im architektonischen Handeln, wobei sich diese Differenzierung bzw. Unterscheidung wohl erst mit der Neuzeit herausgebildet hat (- was für das Erfassen von Gemeinsamkeiten dieser gedanklichen Vorgehensweisen nicht sehr vorteilhaft war und ist). Vom "Heureka!" des Archimedes (um 250 v.u.Z) über die logische Kombinatorik in der "Ars magna" des Raimundus Lullus (um 1300) bis zur "design science" eines Vladimir Hubka und W. Ernst Eder aus den achtziger und neunziger Jahren unseres Jahrhunderts war es ein langer Weg. Im Vordergrund stand immer die Frage, wie man über Bestehendes, Gewußtes, Bekanntes hinauskommt, wie man bislang nicht (oder nicht so) Existierendes geistig hervorbringen kann, wobei gerade dieses "Hervorbringen von Neuem" thematisiert wird, genauer - um es mit Kant zu sagen - die "Bedingungen seiner Möglichkeit". Nicht anders als in jedem anderen Bereich reflektierenden Denkens war der Prozeß des "Aufdeckens" dieser Bedingungen erstens kein gradliniger Progreß, der in Form einer einfachen Wissenskumulation von einem Zustand des "Nichtwissens" zu unserem heutigen Erkenntnisstand geführt hat, sondern eingeschlossen sind (notwendige!) Irrtümer, Sackgassen, Fehldeutungen usw. Zweitens ist zu bedenken, daß an das "Erforschen" der Bedingungen der Möglichkeit von Entwurfstätigkeit nicht voraussetzungslos herangegangen wird, sondern daß bewußt, zumeist aber unbewußt "Unterstellungen" (Präsuppositionen) und "Vorurteile" vorgenommen werden, die den Erkenntnisprozeß im Sinne "relativer Apriori" in eine bestimmte Richtung lenken bzw. drängen, somit die Ergebnisse zwar nicht "vorprogrammiert" sind, jedoch nur in einer bestimmten Richtung gesucht oder in einer "vorgegebenen" Perspektive interpretiert werden. Es ist ganz offensichtlich, daß sowohl die Auffassungen über das, was "Wissenschaft" und was "Kunst" (im Sinne von techné!) seien, sowie die Vorstellungen über konstruktives Ingenieur- und gestaltend-projektierendes Architektenhandeln als auch die (wie immer auch begründeten) Annahmen über menschliches Schöpfertum (Kreativität) und den Ursprung von Ideen für Neues solche erkenntnisleitende (weg"weisende" oder weg"selektierende") Funktion ausübten und ausüben. Das Insistieren auf einem "Algorithmus des Erfindens" oder einer axiomatischen "Design Science" belegen das ebenso wie ein romantisierender "Genie-Kult" oder der Rückgriff auf ein Reich "prästabilierter Ideen". Jenseits dieser Extreme einer "entsubjektivierten", "transsubjektiven" "objektiven" (und damit wohl auch vollständig lehr- und lern- sowie "organisier"baren) "Entwurfskunde" - auch als "Heurologie" bezeichnet - und einer allein einzelnen Subjekten zuzuschreibenden "Begnadung" oder "undurchschaubaren" Fähigkeit zur Teilhabe an einem "übersubjektiven" Geschehen (für andere nicht oder nicht umfassend nachvollziehbar) findet sich ein Zugang zu den o.g. "Bedingungen der Möglichkeit" von Entwurfshandeln. (Wobei auch dabei - worauf zurückgekommen wird - unzulässige "Vereinfachungen" oder "Idealisierungen" nicht ausgeschlossen sind.)

2. In Zedlers "Grossem vollständigen Universal-Lexicon aller Wissenschafften und Künste ..." aus dem Jahre 1734 kann man lesen: "... es sind nicht alle Gemüther derer Menschen geneigt, nur demjenigen nachzusinnen, was sie von andern gelernt haben: es sind auch einige beflissen, vermöge der Weite ihres Verstandes, auf etwas neues zu gedencken, und ihren Verstand nach der rechten Weise zugebrauchen; und diese, die solches thun, werden die Erfinder genannt" (Lexikon 1734, Sp. 1600). Diesem " auf etwas neues zu gedencken", indem man den "Verstand nach der rechten Weise" gebraucht, also dem, was man als Entwurfs, Erfindungs- oder Konstruktionshandeln bezeichnet, soll etwas näher nachgegangen werden.
Zur Charakterisierung des erfinderischen Handelns schreibt Helge Wendt: "Erfinden heißt, den Entwurf für ein technisches Gebilde oder Verfahren in bezug auf Struktur und Funktion gedanklich zu antizipieren bzw. für die im nachhinein durch praktische menschliche Tätigkeit zu vollziehende Realisierung den gedanklichen Plan (ein System von Handlungsvorschriften) aufzustellen. Das mit der E. zu lösende Entwurfsproblem zielt letztlich auf die Beantwortung der Fragen, was und wie etwas zu machen ist." (Wörterbuch 1991b, S. 271)
"Erfinden" (und auch "Entwerfen") bezieht sich somit auf jene Handlungen oder Tätigkeiten, deren Ziel die Antizipation, d.h. die ideelle, gedankliche Vorwegnahme (vor allem neuer, aber auch wesentlich verbesserter) technischer ("künstlicher") Systeme ("Artefakte" in Form von Maschinen, Anlagen, Bauwerken, Bauwerksensembles u.ä.) unter Einschluß der Möglichkeit ihrer praktischen Realisierbarkeit bzw. zukünftigen Realisierung ist (womit nicht die ökonomische Verwertung oder Verwertbarkeit, sondern lediglich die materielle Herstellung bzw. Herstellbarkeit - die mögliche Materialisation - gemeint ist). Ausgehend von einer (vorgegebenen) Zwecksetzung bzw. Aufgabenstellung (die als Funktion, Verhalten, Anforderung o.ä. möglichst präzise formuliert werden muß), besteht die Aufgabe des Entwerfens (systemtheoretisch) in der Synthese einer Menge von geeigneten Elementen zu einem System mit einer Struktur, das diese Funktion, dieses Verhalten oder diese Anforderungen (bei Beachtung vielfältiger Randbedingungen) zu erfüllen bzw. zu realisieren gestattet (funktionserfüllende Struktur). Dazu schreibt der schweizerische Konstruktionswissenschaftler Albert Leyer (der mit Konstruieren wesentlich Entwerfen meint): "Wirklich Neues entsteht nur in der Konstruktion, denn was nie jemand gesehen, gewusst oder gedacht hat, weil es nicht existierte, wird hier durch geistige Anstrengung erstmals hervorgebracht, nämlich die klare Vorstellung - durch Zeichnungen, allenfalls auch Modelle unterstützt - von einem bestimmten Objekt bestimmter Gestalt, Grösse und sonstiger Beschaffenheit." (Leyer 1963, S. 7). Für ein derartiges hervorbringendes Handeln (bzw. - um in der Terminologie von Wendt zu bleiben - für das Lösen von Entwurfsproblemen) gibt es - wie die Geschichte der Beschäftigung mit dieser Handlungsart belegt, wie aber auch durch systematische Ableitungen gezeigt werden kann - keine eineindeutige - und damit "logisch zwingende" bzw. exakt herleit- und somit zweifelsfrei belegbare - Zuordnungsmöglichkeit von Funktion und Struktur eines technischen Systems. Systematisch ist das darin begründet, daß es sich beim Lösen von Entwurfsproblemen vorrangig um reduktive Schlüsse von der Folge auf den Grund handelt, für die kein allgemeines Lösungssschema existiert. Damit verbunden gilt, daß es keinen "one best way", sondern unterschiedliche Lösungsmöglichkeiten oder Varianten gibt (die übrigens individuell unterschiedlich "ausgezeichnet" sein können). Diese Situation kann philosophisch als "Unterbestimmtheit" oder "Unterdeterminiertheit" des Zusammenhangs von Struktur und Funktion charakterisiert werden. Zur Verdeutlichung: Bei einer Aufgabenstellung mit 6 Variablen und jeweils 3 möglichen Variationen sind 36 = 729 mögliche Systemvarianten gegeben. Dabei wird diese Gesamtzahl von Lösungsmöglichkeiten durch miterfaßte sinnlose und äquivalente Lösungen, aber auch durch (noch) nicht ausführbare Varianten infolge Verstoßes gegen externe Forderungen und Restriktionen praktisch stark verringert. Infolgedessen läßt sich für das Entwurfshandeln auch keine allein schematisch oder algorithmisch abarbeitbare Schrittfolge angeben, die mittels gegebener Informationen mit Sicherheit zum beabsichtigten Ziel, eben einer funktionserfüllenden Struktur führt.
Als Charakteristika dieses Prozesses kann man folgende Einsichten ansehen: Das Entwurfshandeln ist erstens ein bewußtes, zur Zielerreichung notwendiges "Überschreiten" des Vorhandenen (sowohl des "Arte-Faktischen" wie des "Wissensmäßigen") in Form eines (planmäßigen, intuitiven, methodenbasierten, heuristischen, ...) "Suchprozesses". Zweitens wird dieser Lösungsprozeß als eine konkretisierende Vorgehensweise gefaßt: vom abstrakten Prinzip (funktionserfüllende Struktur) ausgehend wird gestaltend, dimensionierend, bemessend und optimierend zum funktionsfähigen technischen (Sach-)System bei Berücksichtigung vielfältiger "Randbedingungen" vorangeschritten. Drittens erfolgt dieser Prozeß in der Regel unter Informationsmangel bzw. bei unvollständiger oder "unscharfer" Information, d.h. zu Beginn des (als Planungsvorgang verstandenen!) Entwurfsprozesses sind z.B. nicht alle relevanten Informationen verfügbar, man muß sich auf sich verändernde (einschließlich neue!) Zielvorgaben oder "Rand"bedingungen vor allem wissenschaftlicher, technischer, politischer, ökonomischer oder juristischer Art einstellen bzw. muß darauf (angemessen) reagieren (eine Situation, die man als "Dynamisierung der Begleitumstände" bezeichnen kann - vgl. Pahl 1997, S. 40). Hinzu kommt viertens, daß selbst die Vielzahl der zu Beginn des Entwurfsprozesses verfügbaren Informationen (fast stets) reduziert werden muß, um sie "operationalisierbar" zu machen. Diese "Komplexitätsreduktion" enthält einerseits eine wissenschaftliche Komponente ("Welche Reduktion ist vom gegenwärtigen wissenschaftlichen und technischen Entwicklungsstand her gerechtfertigt und legitim, d.h. führt - absehbar - zu keiner "Verzerrung" des technischen Erscheinungsbildes bzw. relevanter Zusammenhänge?"). Andererseits basiert sie auf einem individuellen "Zugriff", vor allem auf dem Auswahl-, Bewertungs- und Entscheidungsverhalten des Bearbeiters, d.h. auf dem bewußten oder spontanen, reflektierten oder unreflektierten "Ausfüllen" oder "Ausschreiten" vorhandener (auch normativer) Räume innerhalb des Problembearbeitungs- und -lösungsprozesses. Dieser Problemlösungs- und Planungsprozeß im Bereich des Entwurfshandelns ist fünftens mit folgender (erschwerender) Besonderheit konfrontiert: Entwurfs- und Planungsprobleme sind häufig nicht vollständig, sondern oft nur unvollständig formulierte, nicht "exakt" oder "wohldefinierte", sondern "schlecht" definierte (Ropohl), "bösartige", "verzwickte" ("wicked" - Buchanan; Rittel) Probleme, d.h. es liegen "verschwommene Ziele" und "unklare Bedingungen" (Pahl) vor. Damit ist eine "Intransparenz von Bearbeitungsvorgängen" (Eder; Hubka) verbunden, die in "unscharfen Entscheidungen" (Müller) sowie einer "Hypothetizität" (Banse; Häfele) des Ergebnisses des Problemlösungsprozesses ihren Niederschlag findet.
Für den methodisch und wissenschaftstheoretisch Interessierten sind mit dieser Situation mindestens folgende zwei "Effekte" verbunden: Auf den ersten Blick erscheint das entwerfende wie erfinderische Vorgehen häufig - phänomenhaft charakterisiert - als "chaotisch" (Rapp 1996, S. 426), präziser umschrieben als "unlogisch" oder "logisch nicht zwingend" (vgl. Draeger 1991; Müller 1990; Pahl 1994). Die gedankliche Genese von Neuen ist kaum nachvollziehbar (im Sinne von Erklärbar- bzw. Verallgemeinerbarkeit, nicht von Beschreibbarkeit!). Auf den zweiten, stärker "analytischen" bzw. "analysierenden" Blick wird jedoch deutlich, daß sich dahinter ein kompliziertes, individuell durchaus unterschiedliches Wechselspiel von vorhandenem Wissen, gespeicherten Erfahrungen, formulierter Problemsituation und erkannten Wissensdefiziten, von methoden- oder regelbasiertem und heuristischem Vorgehen, von Routine und Schematismus sowie von Phantasie und Intuition, von langer, bewußter und unterbewußter Beschäftigung mit dem zu lösenden Problem, eingebettet in vielfältige Informations- und Kommunikationsprozesse, und der Analyse bisher verfolgter Lösungsrichtungen oder -ansätze verbirgt (vgl. z.B. Dylla 1990; Schregenberger 1982).

3. Werden beide "Blicke" nicht als gleichartige "Momentaufnahmen" gewertet, sondern als Ausdruck unterschiedlich tiefen theoretischen "Eindringens" in das "Phänomen" Entwerfen, dann kann eine Aufgabe darin bestehen, den "Übergang" von dem einen zum anderen Blick zu verdeutlichen. Das kann im Folgenden lediglich angedeutet werden.
Um das mit "dem ersten Blick" wahrnehmbare "Chaos" zu strukturieren bzw. zu ordnen, wurde aus mehr konstruktionsmethodischer bzw. -wissenschaftlicher Sicht für die Abfolge der Gedankenschritte, in die das Entwerfen eingebettet ist, folgendes Schema vorgeschlagen (vgl. Bild 1 und 2).
Gegen dieses Ablaufschema - zumal, wenn es als einfach abarbeitbare Reihenfolge interpretiert wird - sind vor allem von der Seite der mit dem architektonischen Entwerfen Befaßten bedenkenswerte kritische Einwände vorgebracht worden. Haupteinwand ist, daß das o.g. Schema ein lineares, "step-by-step"-Vorgehen nahelegt, bei dem der Entwurfs-Prozeß als in zwei voneinander getrennte Phasen, die Problemdefinition als eine analytische und die Problemlösung als eine synthetische Sequenz unterstellt wird (vgl. Buchanan 1992, p 13). Nigel Cross und Norbert Roozenburg heben hervor, daß in der Entwurfstätigkeit - entgegen dem Ablaufschema, "working from abstract problem formulations to concrete solutions ans splitting problems into subproblems are iterative and recursive processes that rely upon anticipations of possible solutions." Und sie schreiben weiter: "As such these observations do not disqualify the model, because it is a prescriptive model that intends the structure, and not to predict, design behaviour, but there is no much sense in prescribing 'impossible' behaviour." (Cross, Roozenburg, 1992, p. 333) Die Autoren plädieren für einen "basic design cycle" als ein Modell des Prozesses des Lösens von Entwurfsproblemen (siehe Bild 3)2. In diesem "Basis-Zyklus" ist ein Set von Entwurfs-Aktivitäten mit einem Set von Entwurfs-Methoden verbunden (vgl. Cross, Roozenburg 1992, p. 334f.)3. Vor diesem Hintergrund ist die Vorstellung eines sich vorrangig linear vollziehende Ablaufs des Entwurfshandelns sowie der Möglichkeit der Aufstellung eines Plans als eindeutige Festlegung (Handlungsanweisung) bzw. der Planung als "geordneter" (möglichst algorithmischer) Ablauf für das Entwurfshandeln (mindestens) zu relativieren, denn es ist von einem iterativen und rekursiven Vorgang mit Rückkopplungsschleifenen auszugehen, für den es nur eine "Rahmen"planung geben kann. Mit Eder bedeutet eine iterative Arbeitsweise, wenn eine Aufgabe mehrmals (systematisch, intuitiv oder in einer gemischten Weise) durchlaufen wird, mit jeweils besserem Verständnis und Wissen über die Umstände und vorgeschlagenen Lösungen, eventuell mit verschiedenartigen Modellen (Strukturen), womit man sich einer bevorzugten Lösung annähert; rekursiv ist eine Arbeitsweise dann, wenn eine Aufgabe in kleinere Teile zerlegt, jede Teilaufgabe für sich behandelt (aber unter Bedacht der anderen Teile) und dann der Versuch unternommen wird, die resultierenden Teillösungen zu vereinen (vgl. Eder 1999).

4. Problemtheoretisch wird davon ausgegangen, daß Entwurfshandeln einen Prozeß darstellt, der wesentlich mit dem Lösen von Problemen zusammenhängt ("problem solving process"), und zwar vorrangig mit dem Lösen von Entwurfsproblemen: "Ein Entwurfsproblem liegt immer dann vor, wenn bekannten Funktionen funktionserfüllende Strukturen zuzuordnen sind. ... Ein echtes Entwurfsproblem liegt dann vor, wenn im technischen Abbildbereich keine funktionserfüllende Struktur bekannt ist. ... Beim heutigen Entwicklungstempo und Niveau der Technik wird die Lösung von Entwurfsproblemen zunehmend abstrakt vollzogen. Der Intuition und dem Zufall gedanklicher Kombinationen ist dabei ein erheblicher zahlenmäßiger Anteil der Lösung von Entwurfsproblemen zuzuschreiben" (Parthey, Schlottmann 1986, S. 53).
Das Lösen von Entwurfsproblemen ist vorrangig zunächst mit dem "Erfassen" der Aufgabenstellung, sodann mit dem Finden des Grund-, Arbeits- und Bauprinzips, dem Auswählen, dem Dimensionieren und dem Bemessen, dem Projektieren und dem Optimieren der (neuen, veränderten, ...) technischen bzw. architektonischen Lösung verbunden. Da man Problemsituationen als Ausdruck vorhandener Wissens- bzw. Informationsdefizite verstehen kann, ergibt sich folgende Frage: Auf welche Weise können diese Defizite verringert bzw. beseitigt werden? (Womit wir uns dem annähern, was oben mit dem "zweitem Blick" gekennzeichnet wurde.) Generell läßt sich antworten, daß das im Bereich der Wissenschaft vorrangig in einem methodischen (d.h. auch weitgehend geplanten bzw. planmäßigen) Vorgehen erfolgt, in dem unterschiedliche praktische und geistige Aktivitäten verbunden sind. Da im Folgenden die Aufmerksamkeit vor allem auf die geistigen Aktivitäten gerichtet wird, sind die beim Problemlösen und -bearbeiten ablaufenden gedanklichen Prozesse weiter zu differenzieren, unter dem Aspekt ihrer Planbarkeit sinnvollerweise dergestalt, wie es die Übersicht in Bild 4 zeigt.

5. Aus dieser Übersicht wird deutlich, daß neben den stereotypen bzw. routinierten Vorgehensweisen beim Entwurfshandeln drei Gruppen von Vorgehensweisen bedeutsam sind, die sich vielfach überlagern: methodische ("logische", "algorithmische", "streng planbare", "zwingende", meist "überindividuelle"), heuristische ("nicht-algorithmische", "unscharf planbare", häufig "individuelle") und kreative (intuitive, auf "gelenkter" Phantasie beruhende, oftmals unterbewußt sich vollziehende und als "Gedankenblitz" sich darstellende) gedankliche Prozeduren.
Formal-systematische Vorgangsweisen, wie etwa nach dem oben beschriebenen Ablaufschema, sind heute eher selten anzutreffen, was nicht bedeutet, daß der Entwurfsprozeß ungeplant oder gar planlos erfolgt. Hierbei ist zweierlei zu berücksichtigen. Erstens machte die Charakterisierung des Entwurfshandelns deutlich, daß nur in einem geringen Maße algorithmisch abarbeitbare Phasen zu erwarten sind. Als Algorithmus bezeichnet man ein eindeutiges gedankliches Verfahren zur Transformation einer gegebenen Größe in eine gesuchte bzw. angestrebte Größe: ein Algorithmus ist ein Verfahren, "das für eine endliche Menge von Eingangsdaten E ... die Transformation in eine endliche Menge von Ausgangsdaten A ... eindeutig liefert. Er beruht auf einer endlichen Menge R von Regeln, die eine nach der anderen nach zugehörigen ... Vorschriften über ihre Reihenfolge endlich oft ... angewandt werden." (Wörterbuch 1991a, S. 45f.) Mit anderen Worten: mittels der algorithmischen Methode wird ein angestrebtes und gewolltes Ergebnis von gegebenen Anfangsbedingungen her in "normierter" Weise - und vorhersagbar - in einer endlichen Anzahl von Schritten erreicht. Zweitens gilt es mit Johannes Müller, "einer Verabsolutierung des Rationalitätspostulats entgegenzutreten, in der nicht nur unterstellt wird, das alles, was beim Konstruieren abläuft, einmal definitiv beschreibbar sein wird, sondern auch, daß der Mensch am effektivsten arbeitet, wenn er methodenbewußt arbeitet, wenn er also all sein Wissen rational verwaltet einsetzt." (Müller, Franz 1990, S. 65) Indiz dafür ist eventuell auch, daß eine gewisse Abneigung, sogar eine Akzeptanzbarriere (vgl. Müller 1991) gegen Konstruktionsmethodiken existiert. Kenntnis von methodischen Vorgehensweisen kann systematisches Entwurfshandeln befördern, löst jedoch herkömmliche erfahrungsbasierte Arbeitsweisen nicht ab. Dies ist besonders der Fall für Routineaufgaben. Erst wenn die Problemstellung oder Teilaufgabe ungewöhnlich schwierig bzw. radikal neu ist, wird die Notwendigkeit der Anwendung einer methodengestützten Vorgehensweise, also die Verfolgung von Anweisungen und "Rahmenplänen" von Vorteil sein, indem ein um vieles erweitertes Feld von Lösungsmöglichkeiten aufgedeckt und systematisch eingeschränkt wird.
Die bereits angedeutete Besonderheit des Entwurfsprozesses, seine - wie es Buchanan nennt - "indeterminacy", die "no definitive conditions or limits to design problems" bedeute (Buchanan 1992, p. 16), bringt einen heuristischen Akzent in das Entwurfshandeln. Ein Heurismus unterscheidet sich vom Algorithmus dadurch, daß ihm die Garantie für das Lösen bzw. Finden der Lösung einer gegebenen Aufgaben- oder Problemstellung fehlt. Er ist eine endliche, geordnete Menge von Vorschriften, die, adäquat angewendet, das anzustrebende Ergebnis zwar nicht sicher erreichen läßt, aber doch bewirkt, daß der Bearbeitungsprozeß zielstrebiger, sicherer bzw. effektiver verläuft. Das heuristische Vorgehen stellt somit den Versuch dar, Probleme im Entwurfshandeln methodenbewußt (oder besser: methodengeleitet) auch dort zu lösen, wo ein strikt algorithmisches Vorgehen nicht mehr (oder noch nicht?) möglich ist, wo (noch?) keine streng deduktiven Begründungs- und Entscheidungsverfahren bekannt sind oder vorliegen bzw. wo diese aus "in der Sache selbst liegenden" Gründen nicht genutzt werden können (z.B. infolge "unscharfer" Problemstellungen, "unvollständiger" Information oder irreduzibler lebensweltlicher Komplexität). Heuristiken gelangen dort zur Anwendung, wo das problembearbeitende bzw. -lösende Vorgehen nicht "zwingend", "deterministisch" oder "vorgegeben", wo es nicht bereits im Voraus festgelegt ist (bzw. festgelegt werden kann). Dabei fällt es dem "Bearbeiter" zu, die möglichen und notwendigen Schritte und Abläufe selbst zu wählen - mithin ist dieser Auswahl- und Entscheidungsprozeß individuell beeinflußt.
Für den Problemlösungsprozeß sind Phantasie und Intuition unabdingbar. Phantasie betrifft geistige Vorstellungen für etwas Neues, gedankliche Vorleistungen für schöpferische, kreative Ideen. Aus individual- und denkpsychologischer Sicht ist Phantasie offensichtlich mit Analogiebeziehungen, mit anschaulichem ("bildhaftem") Denken, mit dem freien Assoziieren von Begriffen und Vorstellungen sowie mit der Fähigkeit zur Erfassung des (für den interessierenden Zusammenhang!) Wesentlichen bzw. zum Absehen vom (für den interessierenden Zusammenhang!) Unwesentlichen verbunden. Hinzu kommen Neugier und (produktiver) Zweifel, die Fähigkeit zum Sich-Wundern und zum Erkennen von Widersprüchen (z.B. zwischen Theorie und Praxis, zwischen Wirklichem und Möglichem oder zwischem gegenwärtig Realisiertem und zukünftig Erforderlichem).
Aufbauend auf den Denkergebnissen einer (tiefgründigen) Verarbeitung vorhandener Wissensbestände und gestützt durch vielfältige Erfahrungen läßt sich durch "gelenkte" Phantasie (vgl. Wendt 1982) ein Ziel zur Problemlösung antizipieren (siehe auch Hörz 1986). Dieses Ziel gibt jedoch lediglich eine "Grob"orientierung für dann zu leistende weitere gedankliche Arbeit, die durch die in Experimenten, in analogen Situationen, aus der technischen Praxis u.ä. gesammelten Erfahrungen unterstützt wird. Dabei zeichnet sich das Feld möglicher Problemlösungen immer konkreter ab. Das analytische Zerlegen der interessierenden Strukturen und Prozesse in elementare(re) Bestandteile ist die Voraussetzung dafür, daß durch Neu- bzw. "Um"kombination dieser Elemente neue Prinziplösungen zustande kommen, "ge-" bzw. "er"funden (mithin "entworfen") werden. Sowohl das (analysierende) Zerlegen als auch das (synthetisierende, konstruierende) Neukombinieren kann durch vielfältige methodische Hilfsmittel unterstützt und "rationalisiert" werden, es kann spontan oder planmäßig, weniger oder mehr systematisch, unsicher oder routiniert erfolgen: ein allgemeingültiger, für alle situativen und individuellen Gegebenheiten geltender oder gültiger Weg ist sicherlich nicht angebbar, denn die Vorgehensweise beim (technischen) Problemlösen, beim Erfinden und Entwerfen generell ist sowohl vom (zu schaffenden, zu verändernden, zu verbessernden) Gegenstand als auch von den Besonderheiten des Akteurs abhängig. Die umfangreiche gedankliche Leistung im Wechselspiel von analysierendem und synthetisierendem Denken mit Phantasie, von Problemerkenntnis, Problemformulierung und Problembearbeitung ist eine Voraussetzung für den "Gedankenblitz", für die Intuition (vgl. näher dazu z.B. Hubka 1975; Mehlhorn, Mehlhorn 1986; Nalcadzjan 1975; Pahl 1972). Sie ist die (prinzipielle) Problemlösung in Form des Entwurfs, der in einem weiteren - oftmals sehr umfangreichen und zeitlich "gestreckten" - gedanklichen Prozeß "konkretisiert" und "detailliert", gestaltet und dimensioniert, d.h. praktisch realisierbar bzw. umsetzbar gemacht werden muß. Damit wird vom Aspekt des Entwurfs auf den Aspekt Materialisation übergeleitet.

6. Deutlich wurde, daß es auf der einen Seite ein methodisches Arsenal gibt, mit dem regel- bzw. aufforderungsbasiert in einem nichttrivialen Prozeß Lösungsmöglichkeiten hergeleitet werden können. Auf der anderen Seite erfolgt das Herangehen an den Entwurfsprozeß generell und die Nutzung von Methoden für das Bearbeiten und Lösen von Entwurfsproblemen speziell je individuell ("subjektiv") und erfahrungsgestützt. Für die Konstruktionswissenschaft ist das zunehmend mit folgender Einsicht verbunden: "Die Wissenschaft wird davon profitieren, daß sie lernt, daß Problemlösungsprozesse nicht nur logisch sequentiell ablaufen, sondern daß sie außerordentlich stark von dem Individuum, d.h. seinen Veranlagungen, seinen Kenntnissen, seiner Motivation und dergleichen abhängt." (Pahl 1993, S. 4f.) Das (oder ein?) "Verbindungsglied" zwischen der "allgemeiner Methodik" und dem "individuellem Vollzug" des Entwurfshandelns könnte die damit angesprochene, durch Ausbildung, praktische Erfahrungen usw. je individuell geformte bzw. ausgeprägte "heuristische Kompetenz" sein. Darunter wird die Fähigkeit verstanden, "das Handeln den Bedingungen jeweils anzupassen. Erkennen von Wichtigkeit, Erfolgswahrscheinlichkeit und Dringlichkeit sowie Prozeßkontrolle und Kontrolle des Anspruchsniveaus sind dabei wichtige Komponenten." (Pahl 1994, S. 15)
Über diese heuristische Kompetenz ließen sich dann sicherlich auch Gemeinsamkeiten im Entwurfshandeln von Ingenieuren und Architekten deutlich(er) machen, auch mit unterschiedlichen "designing styles", die ansonsten - wohl idealtypisch überhöht und mehr der Tradition verhaftet - auf die solche Gegensätze wie "science-based, problem-focused" und "art-based, solution-focused" oder "serialist vs holist" reduziert werden (vgl. Cross, Roozenburg 1992, p. 332). Mein Plädoyer ist also, über die vorhandenen Differenzierungen und Sektoralisierungen im Entwurfshandeln deren Einheit (oder Synthese?) nicht aus dem Blick zu verlieren.

Bild 1: Abfolge der Gedankenschritte, in die das Entwerfen eingebettet ist (nach Eder 1999; VDI 1977, 1985)

(I) Klärung der Aufgabenstellung
(II) Konzipieren
(II1) Funktionsstrukturen erstellen und auswählen, unter Berücksichtigung der zu erfüllenden Transformationsprozesse, der anwendbaren Technologien sowie der Aufteilung der Prozeßführung (Lieferung der notwendigen Effekte) zwischen den Menschen (als Operatoren) und dem zu konstruierenden technische System
(II.2) Organstrukturen (schemenhafte Konzepte) erstellen und auswählen, unter Berücksichtigung der Wirkprinzipien und -weisen, der möglichen Organe und der grundsätzlichen Anordnungen
(III) Entwerfen
(III.1) Grobentwürfe erstellen und auswählen, unter Berücksichtigung der allgemeinen Eigenschaften und Arten der Werkstoffe und Herstellungsverfahren
(III.2) Hauptentwurf erstellen, mit allgemein maßstäblicher Darstellung in einer vorläufigen Zusammenstellung, z.B. als Zeichnung mit zugehörigen Nachrechnungen auf Funktionsfähigkeit unter Anwendung der Ingenieurwissenschaften
(IV) Ausarbeiten
Detaillieren, Stücklisten erstellen, Zusammenstellungen erarbeiten, Konstruktionsbericht aufbereiten usw.

 

Bild 2: Vorgehensweise beim Entwurfshandeln (in Anlehnung an VDI 1977)

 

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Bild 3: Schema des "basic design cycle" (nach Cross, Roozenburg 1992, p. 334)

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Bild 4: Planbarkeit von Operationsklassen beim Entwurfshandeln (nach Müller 1986, S. 82)

Operations-

klassen

Betrachtungs-

Gesichtspunkt

Stereotyp,

Routine

planbare / geplante

strikt algorithmisch

Operationsfolgen

unscharf

Intuition
Grad der Plan-

barkeit

nicht sinnvoll

zu untersetzen

logisch-mathematisch

planbar

heuristisch

planbar

nicht planbar
Mittel zur Leitung

der Operation

Aufruf (Name)

Abruf (Adresse)

Programmablaufplan

Algorithmus

Vorschriftenfolge

Muster

Vorschriften zur Problem-
formulierung

 

Anmerkungen:

1 Vgl. ausführlicher dazu Banse 1997, 1999.

2 Allerdings trifft auf dieses Modell die Kritik von Buchanan ebenfalls zu!

3 Den Überlegungen von Cross und Roozenburg hinsichtlich des Vergleichs der Entwurfstätigkeit in den Technikwissenschaften und in der Architektur liegt die Annahme unterschiedlicher "designing styles" zugrunde, ein Gedanke, der weiterer Überlegungen harrt (vgl. Cross, Roozenburg 1992, p. 332).

 

Literatur

Banse, G. (Hrsg.) (1997): Auf dem Wege zur Konstruktionswissenschaft. Recherchen im Bereich der Konstruktionstheorie und -methodologie aus der Sicht der Technikphilosophie. Cottbus (BTU) 1997 (Lehrstuhl für Technikphilosophie, Berichte, Nr. PT-03/1997).

Banse, G. (1999): Erfinden im Spannungsfeld von Methodik, Heuristik und Kreativität. In: Banse, G.; Müller, H.-P. (Hrsg.): Erfindungen - Versuch der historischen, theoretischen, empirischen Annäherung an einen vielschichtigen Begriff. Münster, New York, München, Berlin 1999 (vor Drucklegung).

Buchanan, R. (1992): Wicked Problems in Design Thinking. In: Design Issues, no. 2/1992, pp. 5-21.

Cross, N.; Roozenburg, N. (1992): Modelling the Design Process in Engineering and in Architecture. In: Journal of Engineering Design, no. 4/1992, pp. 325-337.

Draeger, W. (1991): Innovation - Invention - Kreativität. Durch Erneuerung zum Erfolg. Düsseldorf 1991.

Dylla, N. (1990): Denk- und Handlungsabläufe beim Konstruieren. München, Wien 1990.

Eder, W. E. (1999): Konstruieren aus der Sicht eines Konstruktionswissenschaftlers. In: Banse, G.; Friedrich, K. (Hrsg.): Konstruieren zwischen Kunst und Wissenschaft. Idee - Entwurf - Gestaltung. Berlin 1999 (vor Drucklegung).

Hörz, H. (1986): Analytisch-synthetisches Denken, Phantasie und Intuition in der technischen Forschung. In: Banse, G.; Wendt, H. (Hrsg.): Erkenntnismethoden in den Technikwissenschaften. Eine methodologische Analyse und philosophische Diskussion der Erkenntnisprozesse in den Technikwissenschaften. Berlin 1986, S. 36-43.

Hubka, V. (1975): Intuition und Konstruktionsgefühl. In: Schweizer Maschinenmarkt, Heft 50/1975, S. 42-45.

Lexikon (1734): Erfindung. In: Grosses vollständiges Universal-Lexicon aller Wissenschafften und Künste... Hrsg. v. H. Zedler. Achter Band. Halle und Leipzig 1734, Sp. 2600-2602.

Leyer, A. (1963): Maschinenkonstruktionslehre. Heft 1 Allgemeine Gesichtspunkte. Basel, Stuttgart 1963.

Mehlhorn, H.-G.; Mehlhorn, G. (1986): Intuitive Komponenten im schöpferischen Prozeß. In: Maschinenbautechnik, Heft 6/1986, S. 259 - 263.

Müller, J. (1986): Charakter der gedanklichen (intelligenten) Bearbeitungsprozesse in den Technikwissenschaften. In: Banse, G.; Wendt, H. (Hrsg.): Erkenntnismethoden in den Technikwissenschaften. Berlin 1986, S. 75-85.

Müller, J. (1990). Arbeitsmethoden der Technikwissenschaften. Systematik, Heuristik, Kreativität. Berlin, Heidelberg 1990.

Müller, J. (1991): Akzeptanzbarrieren als berechtigte und ernst zu nehmende Notwehr kreativer Konstrukteure - nicht immer nur böser Wille, Denkträgheit oder alter Zopf. In: Hubka, V. (ed.): WDK 20 - Proceedings of ICED 91 Zürich. Zürich 1991, S. 769-776.

Müller, J.; Franz, L. (1990): Zur dialektischen Wechselwirkung von methodenbewußtem Denken und Operationen im beruflichen Alltagswissen in Problemlösungsprozessen beim Konstruieren. In: Wissenschaftliche Zeitschrift der Technischen Universität Magdeburg, Heft 4/1990, S. 63-66.

Nalcadzjan, A. A. (1975): Intuition im wissenschaftlichen Schöpfertum. Psychologische und philosophische Probleme der intuitiven Erkenntnis. Berlin 1975.

Pahl, G. (1972): Intuitiv betonte Methoden zur Lösungsfindung. In: Konstruktion. Zeitschrift für Entwicklung, Konstruktion und CAD im Maschinen-, Apparate- und Gerätebau, Heft 9/1972, S. 373-376.

Pahl, G. (1993): Manchmal sind die Regeln 'zu logisch'. Der Ladenburger Diskurs "Psychologische und pädagogische Fragen beim methodischen Konstruieren" - Interview mit Prof. Dr.-Ing. Gerhard Pahl. In: Gottlieb Daimler- und Karl Benz-Stiftung. Info, Nr. 3/1993, S. 4-5.

Pahl, G. (1994): Psychologische und pädagogische Fragen beim methodischen Konstruieren: Ergebnisse des interdisziplinären Diskurses. In: Pahl, G. (Hrsg.): Psychologische und pädagogische Fragen beim methodischen Konstruieren. Köln 1994, S. 1-40.

Pahl, G. (1997): Wissen und Können in einem interdisziplinären Konstruktionsprozeß. In: Putlitz, G. Frhr. zu; Schade, D. (Hrsg.): Wechselbeziehungen Mensch - Umwelt - Technik. Stuttgart 1997, S. 35-65.

Parthey, H.; Schlottmann, D. (1986): Problemtypen in den Technikwissenschaften. In: Banse, G.; Wendt, H. (Hrsg.): Erkenntnismethoden in den Technikwissenschaften. Eine methodologische Analyse und philosophische Diskussion der Erkenntnisprozesse in den Technikwissenschaften. Berlin 1986, S. 44-53.

Rapp, F. (1996): Technik und Naturwissenschaft. In: EuS - Ethik und Sozialwissenschaft. Zeitschrift für Erwägungskultur, Heft 2-3/1996, S. 423-434.

Schregenberger, J. W. (1982): Methodenbewußtes Problemlösen. Bern, Stuttgart 1982.

VDI (1977): VDI-Richtlinie 2222 "Konstruktionsmethodik: Konzipieren technischer Produkte". Düsseldorf (VDI) 1977.

VDI (1985): VDI-Richtlinie 2221 "Methodik zum Entwickeln und Konstruieren technischer Systeme und Produkte". Düsseldorf (VDI) 1985.

Wendt, H. (1982): Gezügelte Phantasie. Intuition, Phantasie und Schöpfertum in den Technikwissenschaften. In: Wissenschaft und Fortschritt, Nr. 8/1982, S. 311-316.

Wörterbuch (1991a): Algorithmus. In: Hörz, H., Liebscher, H., Liebscher, H., Löther, R., Schmutzer, E., Wollgast, S. (Hrsg.): Philosophie und Naturwissenschaften. Wörterbuch zu den philosophischen Fragen der Naturwissenschaften. Neuausgabe 1991. Bd. 1. S. 45-47.

Wörterbuch (1991b): Erfindung. In: Hörz, H., Liebscher, H., Liebscher, H., Löther, R., Schmutzer, E., Wollgast, S. (Hrsg.): Philosophie und Naturwissenschaften. Wörterbuch zu den philosophischen Fragen der Naturwissenschaften. Neuausgabe 1991. Bd. 1. S. 271-273.

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