Das Ende der Knappheit

Da letzte Woche in den USA Thanksgiving gefeiert wurde, möchte ich mit einer Reflexion über den Begriff der Knappheit und des Überflusses fortfahren. Viele in der Industrie arbeiten mit dem Gedanken der Knappheit und glauben, dass im Grunde alles, was uns beschäftigt, nur in begrenzter Menge vorhanden ist. Egal, ob es darum geht, einen Kunden zu gewinnen, befördert zu werden oder ein Projekt zu bekommen, um das Sie gebeten haben, die Grundannahme ist, dass entweder jemand anderes es bekommt oder Sie es bekommen. Es ist eine Win-Lose-Situation.

Der Grund dafür ist natürlich in der Evolution der Menschheit zu suchen. In den Hunderttausenden von Jahren, in denen die Vorgänger der heutigen Menschen auf der Erde lebten, war alles von Knappheit geprägt. Nahrung war knapp, sichere Orte zum Leben waren knapp, Menschen, mit denen man sicher zusammenarbeiten konnte, waren knapp, und so weiter. Und das spiegelt sich in vielen unserer heutigen Verhaltensweisen in der Gesellschaft wider. Bei Fußballspielen gewinnt die eine Mannschaft und die andere verliert. In Fernsehsendungen gibt es nur einen Gewinner. Bei Computerspielen werden in den Battle-Royale-Spielen immer neue Runden gekämpft, bis nur noch ein Spieler übrig ist.

Für praktisch alle Menschen in der westlichen Welt ist Knappheit weitgehend eine Illusion. Wir alle haben Zugang zu Nahrung, einem sicheren Ort zum Leben, Zugang zu medizinischer Versorgung, Schutz vor Bedrohungen und so weiter. Legt man die Theorie von Maslov zugrunde, so sind unsere physiologischen und Sicherheitsbedürfnisse weitgehend befriedigt, und diese Grundbedürfnisse waren historisch gesehen der Grund für die Knappheit. Unsere psychologischen und Selbstverwirklichungsbedürfnisse sind in der Regel nicht mit Knappheit verbunden. Wenn jemand anderes eine Beziehung eingeht, schmälert das nicht Ihre Möglichkeiten, eine Beziehung einzugehen. Wenn ein Kollege von mir eine Arbeit veröffentlicht, beeinträchtigt das nicht meine Möglichkeiten, eine Arbeit zu veröffentlichen.

In unserer Wirtschaft und in der Geschäftswelt herrscht die gleiche falsche Vorstellung von Knappheit. Die meisten Menschen scheinen zu übersehen, dass die Wirtschaft ständig wächst. Das BIP-Wachstum bedeutet, dass eine Wirtschaft mehr Wert, stellvertretend Geld, schafft. Dieser Wert und das Geld bedeuten nicht, dass ein Land verlieren muss, damit ein anderes Land gewinnen kann. In gewisser Weise schaffen wir Wert und Geld ‚aus dem Nichts‘ (siehe Wikipedia für eine längere Auseinandersetzung mit diesem Thema). Dank der Digitalisierung der Gesellschaft ist ein immer größerer Teil dieses Wertes digital, wie Sie an den Bewertungen von Technologiegiganten wie Microsoft, Facebook und Google sehen können. Und deshalb sind die physischen Ressourcen unseres Planeten immer weniger die Quelle der Wertschöpfung, was aus ökologischer Sicht eine gute Sache ist.

Was ich damit sagen will, ist, dass wir in einem Zeitalter des Überflusses leben. Die meisten von uns können praktisch ihre gesamte Lebensenergie in die Selbstverwirklichung und die Schaffung eines positiven Einflusses auf die Welt, in der wir leben, stecken. Wir können dies durch Arbeit, Freiwilligenarbeit, Beziehungen, gesellschaftliches Engagement, Politik oder auf andere Weise tun. Aber wir sollten die Welt um uns herum durch die Linse der Fülle betrachten und nicht durch die Linse der Knappheit.

Im Geschäftsleben bedeutet dies, dass ein Konkurrent oder Partner, dem es gut geht, nicht bedeutet, dass Sie Ihre Chancen auf Erfolg verlieren. In der Tat freuen sich einige der Startups, an denen ich beteiligt bin, wenn es Unternehmen im gleichen Bereich gut geht, denn das bedeutet, dass der Kuchen größer wird. Vor allem für neue Unternehmen ist nicht die Konkurrenz das Problem, sondern die Überwindung des Nicht-Konsums, z.B. Unternehmen, die weiterhin Stift und Papier verwenden, anstatt das raffinierte Tool, das Sie entwickelt haben. Suchen Sie also nach Möglichkeiten, Win-Win-Situationen zu schaffen, anstatt mit einer Knappheitsmentalität zu konkurrieren, und nehmen Sie eine Füllementalität an. Es ist mehr als genug für uns alle da. Ihr Wachstum hilft nur meinem Wachstum!

Viele, die dies lesen, werden zweifellos auf all den Schmerz und das Leid hinweisen, die es immer noch in der Welt gibt, und ich möchte das nicht ignorieren oder unter den Teppich kehren. Tatsache ist jedoch, dass sich praktisch jeder Maßstab für die Lebensqualität in der Welt verbessert, angefangen bei der Zahl der Kriegstoten und der in Armut lebenden Menschen bis hin zur Kindersterblichkeit und der Lebenserwartung, und die Menschheit hat noch nie in einer besseren Zeit gelebt. Wir leben im Zeitalter des Überflusses und ich glaube, dass es trotz aller Probleme in der heutigen Welt gut ist, sich daran zu erinnern und dafür dankbar zu sein.

Auf dem Weg zu sich selbst verbessernden Systemen

Diese Woche habe ich an der International Conference on Software Business(ICSOB 2020) teilgenommen und einen Vortrag über die autonome Verbesserung von Systemen gehalten. Die Kernidee ist, dass softwareintensive Systeme ihre Leistung messen können, wissen, wofür sie optimiert werden müssen und autonom mit ihrem eigenen Verhalten experimentieren können.

Die Geschichte der softwareintensiven Systeme lässt sich in drei Hauptphasen unterteilen. In der ersten Phase haben wir Systeme nach einer Spezifikation gebaut. Diese Spezifikation konnte entweder vom Kunden oder von Produktmanagern kommen, aber das Ziel des F&E-Teams war es, ein System zu bauen, das die Anforderungen in der Spezifikation umsetzt.

Entwicklung von softwareintensiven Systemen

Viele Online-Unternehmen, aber auch die ersten Unternehmen für eingebettete Systeme, befinden sich in der nächsten Phase. Hier erhalten die Teams keine Spezifikation, sondern eher eine Reihe von einem oder mehreren priorisierten KPIs, die sie verbessern sollen. Im E-Commerce ist der vorherrschende KPI oft die Konversion; bei eingebetteten Systemen wird oft eine gewichtete Mischung aus Leistung, Zuverlässigkeit und anderen Qualitätsattributen verwendet. Die Teams erhalten als Zielvorgabe, einen oder mehrere dieser KPIs zu verbessern, ohne die anderen (deutlich) zu verschlechtern. Sie müssen dazu Hypothesen entwickeln und diese in der Praxis testen, z.B. mit A/B-Experimenten.

Obwohl die zweite Stufe für viele Unternehmen ein großer Schritt nach vorn ist, besteht das Problem darin, dass das Team immer noch die ganze schwere Arbeit leisten muss. Insbesondere die Durchführung vieler A/B-Experimente kann sehr mühsam sein. Der nächste Schritt, den einige Unternehmen erforschen, besteht darin, dem System die Möglichkeit zu geben, seine eigenen Experimente zu erstellen, um zu erfahren, wie es seine eigene Leistung verbessern kann. Theoretisch fällt dies in die Kategorie des verstärkenden Lernens, aber es erweist sich als ziemlich schwierig, dies in einem empirischen, industriellen Kontext umzusetzen.

Die Entwicklung, die Unternehmen durchlaufen, um diese dritte Stufe zu erreichen, kann in einem Modell dargestellt werden, das die Aktivitäten und Technologien zeigt, die auf jeder Stufe eingesetzt werden können. Ab Stufe 2 sehen wir, wie sich das Systemverhalten autonom verbessert, z. B. durch die Hinzufügung einer intelligenten Online-Auswahl von Experimenten und durch die automatische Generierung von Experimenten. Daraus ergeben sich alle möglichen Herausforderungen, einschließlich der Vorhersage der Worst-Case-Leistung der generierten Alternativen. Wenn ein System autonom Experimente generiert und einsetzt, können einige dieser Experimente eine sehr schlechte Leistung aufweisen. Das bedeutet, dass das System Modelle benötigt, um das Worst-Case-Ergebnis für jedes Experiment vorherzusagen, sowie Lösungen, um laufende Experimente abzubrechen, wenn die Leistung negativ beeinflusst wird.

Evolution Modell

'We need to start looking into online reinforcement learning'

Mit der zunehmenden Verbreitung von KI müssen wir anfangen, uns mit dem Online-Verstärkungslernen in softwareintensiven Systemen zu beschäftigen, da dies die autonome Verbesserung von Systemen erleichtern würde. Diese Ambition ist mit großen Herausforderungen verbunden, die wir gerade erforschen. Ich möchte Sie jedoch dazu ermutigen, zu erforschen, wo die Systeme, die Sie entwickeln, ihr eigenes Verhalten autonom verbessern könnten. Selbst wenn Sie in einer kleinen, risikofreien Ecke des Systems beginnen, kann es sehr hilfreich sein, dieses Paradigma kennenzulernen. Das übergeordnete Ziel ist, dass ich jeden Tag, an dem ich Ihr Produkt benutze, möchte, dass es besser wird!

TUE PDEng antwortet auf den Ruf, die Zukunft der Industrie voranzutreiben

Die Verbindung zwischen Industrie und Hochschulen ist entscheidend für die Vorbereitung der Arbeitskräfte von morgen. Die Industrie sucht an den TUs nach fortgeschrittenen Ingenieuren, um Führungspositionen wie die eines Systemarchitekten zu besetzen. Das PDEng-Programm der TU antwortet auf diesen Ruf, indem es die persönliche und berufliche Entwicklung der Studenten durch Schulungen fördert.

Das Professional Doctorate in Engineering (PDEng) ist nicht Ihr typischer Hochschulabschluss. In der Tat ist das Programm relativ einzigartig in den Niederlanden, denn nur wenige andere Länder bieten ähnliche Programme an. Die niederländischen Wurzeln des PDEng reichen mehrere Jahrzehnte zurück, aber 2003 erhielt der professionelle Doktortitel seinen neuen Namen und wurde von der Bologna-Erklärung als Programm des dritten Zyklus (Doktoratsstufe) anerkannt. Im Gegensatz zu einem Doktortitel erfordert der Lehrplan keine jahrelange Forschung und keine langwierige Dissertation, sondern es handelt sich um ein zweijähriges Post-Master-Programm, das darauf abzielt, das Systemwissen zu erweitern und die nächste Generation von Entwicklern zu befähigen, wertvolle praktische Erfahrungen zu sammeln und aus erster Hand Zugang zur Industrie zu erhalten, um Systemarchitekt zu werden.

Jedes Jahr nimmt die Technische Universität Eindhoven (TUE) 100-120 PDEng-Praktikanten in ihren verschiedenen Programmen auf, die die Bereiche Chemie, Maschinenbau, Elektrotechnik, Software und Medizintechnik umfassen. „Wir haben ein sehr strenges Auswahlverfahren, um sicherzustellen, dass unsere Programme ein unglaublich hohes Niveau halten“, beschreibt Peter Heuberger, der kürzlich in den Ruhestand getretene Programmmanager für die PDEng-Gruppen Mechatronik und Automotive an der TUE. „Nur um Ihnen eine Vorstellung zu geben: Jede meiner Gruppen hat nur acht Mitarbeiter. Diese 16 Plätze wurden aus einem Pool von mehr als 200 Bewerbungen besetzt, die wir aus der ganzen Welt erhalten haben.“

Peter Heuberger: „Wir suchen fortgeschrittene Ingenieure, die ein paar Schritte zurücktreten und eine Helikopterperspektive auf das Problem einnehmen.“

'Not only are they located in the neighborhood, but their extensive pool of industry-experienced engineers and experts greatly complimented our goal of getting our trainees as close to industry as possible'

Hubschrauber

Da die Technologie exponentiell komplexer wird, hängt der Erfolg in der technischen Entwicklung stark von Teams aus multidisziplinären Ingenieuren ab, die zusammenarbeiten und jeder seinen Teil dazu beiträgt. Eine Herausforderung besteht jedoch darin, dass Ingenieure von Natur aus dazu neigen, sich auf einen Bereich zu konzentrieren und nicht das Gesamtbild des Systems zu sehen. „Wenn man einem Ingenieur ein Problem stellt, fängt er normalerweise sofort an, Schrauben zu lösen und Dinge zu zerlegen, um seine eigene Lösung für das Problem zu finden“, erklärt Heuberger. „Aber wir wollen fortgeschrittene Ingenieure ausbilden, die ein paar Schritte zurücktreten und das Problem aus der Helikopterperspektive betrachten. Nicht nur, wo das Problem liegt, sondern für wen ist es ein Problem? Wird es auch nächstes Jahr noch ein Problem sein? Wie hoch sind die damit verbundenen Kosten? Wie lange ist die Lebensdauer des Produkts?“

Wie also ermutigen die Mechatronik- und Automobil-PDEng-Programme der TUE ihre Ingenieure dazu, diesen ganzheitlichen Systemansatz zu übernehmen? Sie wenden sich an die Ausbildung – besonders im ersten Jahr. „Vor ein paar Jahren, als wir an der Universität Kurse für Systemtechnik organisierten, wurde uns klar, dass wir nicht über die Ressourcen oder die Arbeitskraft verfügten, um alle notwendigen Schulungen im eigenen Haus durchzuführen“, erklärt Heuberger. „Daraufhin wandten wir uns an das High Tech Institute und baten um Hilfe bei der Durchführung von Schulungskursen. Das Institut befindet sich nicht nur in der Nähe, sondern verfügt auch über einen umfangreichen Pool an industrieerfahrenen Ingenieuren und Experten, was unserem Ziel, unsere Auszubildenden so nah wie möglich an die Industrie heranzuführen, sehr entgegenkam.“

„Nach der ersten Einführungswoche lassen wir die Teilnehmer direkt in den Kurs Systemdenken einsteigen. Hier erhalten viele der Auszubildenden ihre erste Einführung in die Industrie, die Anforderungen der Industrie und die spezifischen Methoden, mit denen man an die Systemtechnik herangeht“, sagt Heuberger. Nach der Grundausbildung verbringen die Auszubildenden die nächsten Perioden damit, die erlernten Methoden und Fähigkeiten zu verfeinern und ihren eigenen System-Engineering-Ansatz zu trainieren. „Dazu nehmen wir mehrere Beispielprojekte in Angriff, die uns von Industriepartnern wie ASML, DAF, Philips und Punch Powertrain zur Verfügung gestellt werden und bei denen die Auszubildenden verschiedene Rollen übernehmen, vom Projektmanager und Teamleiter bis hin zum Kommunikations-, Konfigurations- oder Testmanager. Diese Übungen fügen dem Training mehr praktische Werkzeuge hinzu und geben den Teilnehmern ein besseres Verständnis für das große Ganze, da sie eine neue Perspektive auf das Wesentliche ihrer Arbeit gewinnen.“

'This is precisely one of the most important aspects of training, the gained awareness and perspective'

Awareness

Während die Auszubildenden der Fachrichtungen Mechatronik und Automobiltechnik in das letzte Modul des ersten Ausbildungsjahres wechseln, wendet sich die TUE erneut an das High Tech Institute, um eine Schulung zum Thema Mechatronik-Systemdesign abzuhalten. „Dies ist ein echter Höhepunkt für unsere Auszubildenden, die sich dem Ende ihres ersten Jahres nähern, insbesondere für diejenigen, die sich für Mechatronik interessieren. In dieser Phase lernen sie von Mechatronik-Akademie-Experten wie Adrian Rankers etwas über fortgeschrittene Steuerungstheorie“, schildert Heuberger. „Etwas, das ihnen wirklich im Gedächtnis zu bleiben scheint, ist, dass man nicht immer eine sehr ausgefeilte Steuerungstheorie braucht. Sie müssen die Aufgabe erledigen. Wenn man ein Problem aus einer intelligenten Perspektive betrachtet, ist manchmal die einfachste Kontrolltheorie die beste Lösung. Aber natürlich kann es auch an der Steuerungsanwendung oder an der Hardware liegen, zum Beispiel. Das ist der Punkt, an dem alles zu passen scheint und sie wirklich das große Ganze sehen.“

„Genau das ist einer der wichtigsten Aspekte der Ausbildung, das gewonnene Bewusstsein und die Perspektive“, fügt Riske Meijer, die neue Leiterin der Programme Mechatronik und Automotive PDEng hinzu. „Das Bewusstsein, dass man, wenn man eine Arbeit beginnt, über eine Aufgabe und eine Lösung hinaus auf die Arbeit als Ganzes schauen muss. Das ist es, was man braucht, um ein erfolgreicher Systemarchitekt in der Industrie zu sein.“

Riske Meijer: „Man muss über eine Aufgabe und eine Lösung hinausblicken und die Aufgabe als Ganzes betrachten. Das ist es, was man braucht, um ein erfolgreicher Systemarchitekt in der Industrie zu sein.“

Beantworten Sie den Anruf

Heuberger und Meijer werden die Ersten sein, die Ihnen sagen, dass das TUE PDEng-Programm keine Systemarchitekten, sondern eher Systemingenieure hervorbringt. Schließlich ist es ein großer Unterschied, ob man an der Universität eine Gruppe von 3-5 Personen leitet oder eine Gruppe von 30-50 Personen am Arbeitsplatz. Um das Niveau eines echten Systemarchitekten zu erreichen, braucht man etwa 20 Jahre Erfahrung und Entwicklung in der Branche. Durch die Bereitstellung verbesserter Werkzeuge und echter, praktischer Industrieerfahrung verschafft TUE jungen Ingenieuren jedoch einen Vorsprung. Natürlich werden nicht alle Auszubildenden zu Systemarchitekten, denn nicht jeder ist gleich gebaut. Viele von ihnen finden ihren Platz in anderen Führungspositionen wie Projektmanagement, Personalmanagement oder technische Leitung.

„Die Industriepartner haben uns gebeten, ihnen bei der Ausbildung fortgeschrittener Ingenieure nach dem Master-Abschluss zu helfen. Sie suchen nach jungen Talenten, die in der Lage sind, als Teamleiter und in anderen Führungspositionen aufzutreten, um die Industrie voranzubringen“, schlägt Heuberger vor. „Das ist es, was wir tun wollen. Wir folgen dem Ruf der Industrie und bereiten zukünftige Ingenieure, Teamleiter, Projektmanager und Systemarchitekten darauf vor, diesen Bedarf zu decken.

Dieser Artikel wurde von Collin Arocho geschrieben, Tech-Redakteur von Bits&Chips.

Recommendation by former participants

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„Testen ist auf meine Stirn tätowiert“

Als er studierte, hatte er nicht das geringste Interesse an Chips, geschweige denn an deren Test. Heute ist Erik Jan Marinissen eine Koryphäe auf dem Gebiet der IC-Tests und des Design-for-Test und unterrichtet sogar zu diesem Thema.

Als Erik Jan Marinissen im vergangenen Jahr erfuhr, dass er mit seinen Vorträgen zum Thema Design for Test auf der IEEE International Test Conference (ITC) zum meistzitierten ITC-Autor der letzten 25 Jahre geworden war, konnte er es kaum glauben. „Ich hatte eine Plenarsitzung beim Mittagessen übersprungen, um eine Präsentation vorzubereiten, die ich später am Tag halten wollte, als Passanten anfingen, mir zu gratulieren. Wofür, fragte ich sie. Sie erklärten mir, dass gerade bekannt gegeben worden war, dass ich der meistzitierte ITC-Autor der letzten 25 Jahre bin. Nun, dachte ich, das kann doch nicht stimmen. Natürlich hatte ich im Laufe der Jahre ein paar erfolgreiche Arbeiten vorgelegt, aber die Halbgötter der Testdisziplin – die Leute, zu denen ich aufschaue – waren mir sicher meilenweit voraus“, erzählt Marinissen.

Zurück zu Hause, machte sich Marinissen an die Arbeit. Er schrieb eine Software, die die Konferenzdaten durchforstete, um eine „Hitparade“ von Autoren und Artikeln zu erstellen. Das Ergebnis war eindeutig: Er war nicht nur der meistzitierte Autor, sondern sein Vorsprung vor seinen Vorbildern war auch noch recht groß. Dass die ITC das wichtigste wissenschaftliche Forum in seinem Fachgebiet ist, stand außer Frage: Marinissen ist eine Autorität in den Disziplinen Test und Design-for-Test (DfT) (siehe Einschub „Was ist Design-for-Test?“).

Kredit: Imec

Als er sich sicher war, dass es sich nicht um einen Fehler handelte, war Marinissen „extrem stolz. Ich habe im Laufe der Jahre einige Preise für die beste Zeitung gewonnen, aber sie spiegeln in der Regel die Mode des Augenblicks wider. Was in einem Jahr populär ist, ist es im nächsten Jahr vielleicht nicht mehr. Meine Analyse bestätigt das sogar: Nicht alle ausgezeichneten Arbeiten haben eine hohe Zitationsrate. Dass ich der meistzitierte Autor bin, zeigt, dass meine Arbeit den Test der Zeit überstanden hat; es ist wie eine Auszeichnung für mein Lebenswerk.“

Was ist Design-for-Test?
Ein moderner Chip besteht aus Millionen oder sogar Milliarden von Komponenten, und schon eine einzige Fehlfunktion kann den gesamten Chip ruinieren. Aus diesem Grund muss jede Komponente getestet werden, bevor der Chip verkauft werden kann. Sie wird ein- und ausgeschaltet, und es muss überprüft werden, ob sie ihren Zustand geändert hat.

Das Schwierige daran ist, dass Sie nicht jeden Transistor mit dem Multimeter messen können, wie Sie es z.B. bei einer Leiterplatte tun würden. Tatsächlich können Sie sie nur über die E/A erreichen, und ein Chip hat viel weniger E/A-Pins als interne Komponenten. Die größte Herausforderung beim Testen besteht in der Tat darin, mit dieser begrenzten Anzahl von Pins einen Weg zu jeder Komponente zu finden.
Diese Aufgabe ist unmöglich, ohne den Chip mit Funktionen auszustatten, die das Testen erleichtern. Normalerweise sind 5-10 Prozent der Siliziumfläche eines Chips nur dafür da, das Testen zu ermöglichen: Hinzufügen von Shift-Register-Zugriff auf alle funktionalen Flip-Flops, Dekomprimierung von Teststimuli und Komprimierung von Testantworten, On-Chip-Generierung von Teststimuli und entsprechenden erwarteten Testantworten für eingebettete Speicher. Design-for-test (DfT) bezieht sich in seiner engen Definition auf die On-Chip-Designmerkmale, die in das IC-Design integriert sind, um den Testzugriff zu erleichtern.
Umgangssprachlich wird der Begriff DfT jedoch auch verwendet, um alle Testentwicklungsaktivitäten zu bezeichnen. Dazu gehört die Erstellung der Teststimulusvektoren, die in aufeinanderfolgenden Taktzyklen auf die Eingangspins des Chips angewendet werden, und der erwarteten Testantwortvektoren, mit denen die Testausrüstung die tatsächlichen Testantworten vergleicht, die an den Ausgangspins des Chips ankommen. Die Chip-Hersteller lassen diese Programme auf automatischen Testgeräten in oder in der Nähe ihrer Fabriken laufen.

'I soon realized how wrong I was about testing. It’s actually a diverse and interesting field! '

Abwechslungsreich und interessant

Die Überprüfung der Berechnungen, die ihm eine prestigeträchtige Auszeichnung eingebracht haben, könnte man als Instinkt für jemanden bezeichnen, der sein Leben der Überprüfung von Dingen gewidmet hat, aber Marinissen und das Testen waren nicht gerade eine Liebe auf den ersten Blick. „Als Informatikstudent an der Technischen Universität Eindhoven hatte ich keine große Affinität zu Chips oder Elektrotechnik. Wir CS-Studenten haben eigentlich immer auf Elektroingenieure herabgesehen. Elektroingenieure sind nur dazu da, Fahrradlampen zu reparieren, scherzten wir immer. Ich bin mir aber sicher, dass sie ähnlich über uns dachten“, lacht Marinissen.

Das Testen schien Marinissen noch weniger attraktiv zu sein, aus Gründen, die seiner Meinung nach auch heute noch zutreffen. „Wenn Sie nicht viel über das Feld wissen, könnte es den Anschein haben, dass Tester diejenigen sind, die den Dreck anderer Leute wegräumen. Das ist einfach nicht sehr sexy. Beim IC-Design oder der Entwicklung von Prozesstechnologien ist es viel einfacher, die kreativen und innovativen Aspekte zu verstehen. Selbst heute treffe ich nur sehr selten Studenten, die von dem Moment an, in dem sie einen Fuß auf die Universität setzen, den Ehrgeiz haben, eine Karriere im Testen zu machen.“

Es bedurfte einer besonderen Wendung der Ereignisse, damit Marinissen bei den Tests landete. „Ich wollte meine Abschlussarbeit bei Professor Martin Rem machen, weil ich ihn im Allgemeinen mochte und weil er in Teilzeit im Philips Natuurkundig Laboratorium arbeitete, was es ihm ermöglichte, dort Abschlussarbeiten zu arrangieren. Wie die meisten Wissenschaftler in jenen Tagen wollte ich in dem berühmten Forschungslabor von Philips arbeiten. Aber zu meiner Enttäuschung hatte Professor Rem nur ein Projekt im Bereich Testen zur Verfügung. Ich sagte widerwillig zu, aber nur, weil ich mit dem Professor im Natlab arbeiten wollte.“

„Ich habe bald gemerkt, wie falsch ich mit dem Testen lag. Es ist tatsächlich ein vielfältiges und interessantes Gebiet! Sie müssen über Designaspekte Bescheid wissen, um DfT-Hardware implementieren zu können, über die Herstellung, um zu wissen, welche Art von Defekten Sie antreffen werden, und über Algorithmen, um effektive Testmuster zu erzeugen. Es ist wirklich komisch. Anfangs konnte ich mich für das Testen gar nicht weniger begeistern, aber inzwischen ist es mir auf die Stirn tätowiert.“

Stanzformen stapeln

Nachdem er 1990 sein Praktikum im Natlab beendet hatte, zog Marinissen kurz in Erwägung, bei Shell Research zu arbeiten, entschied aber, dass es sinnvoller sei, für ein Unternehmen zu arbeiten, dessen Kerngeschäft die Elektronik ist. Er bewarb sich beim Natlab, wurde eingestellt, absolvierte aber zunächst einen zweijährigen post-akademischen Designkurs. Nachdem er diesen abgeschlossen hatte, begann Marinissens Karriere 1992 ernsthaft.

„Bei Philips habe ich mich vor allem mit dem Testen von Systems-on-Chip mit eingebetteten Kernen beschäftigt. Ein SoC kombiniert mehrere Kerne, wie z.B. Arm- und DSP-Mikroprozessorkerne, und das erhöht die Testkomplexität. Ich war an der Entwicklung des DfT für diesen Bereich beteiligt, der nun in den IEEE 1500 Standard für den Test eingebetteter Kerne aufgenommen wurde. Als der Standard 2005 verabschiedet wurde, sagten viele, es sei zu spät. Sie dachten, dass die Unternehmen bereits in ihren Gewohnheiten gefangen wären. Das war aber nicht der Fall. Langsam aber sicher ist IEEE 1500 zum Standard der Branche geworden.“

Marinissen ist zuversichtlich, dass dies auch bei einem anderen Standard der Fall sein wird, den er mitentwickelt hat. Daran hat er gearbeitet, nachdem er 2008 von Philips, dessen Halbleitersparte inzwischen als NXP ausgegliedert worden war, zu Imec in Leuven gewechselt war. Die Initiative für den IEEE 1838-Standard für die Testzugriffsarchitektur für dreidimensional gestapelte integrierte Schaltkreise hat er selbst ergriffen. Er führte jahrelang den Vorsitz der Arbeitsgruppe, die den Standard entwickelte, bis er seine maximale Amtszeit erreichte und jemand anderes das Ruder übernahm. Der Standard wurde letztes Jahr verabschiedet.

„Als ich bei Imec anfing, war das Stapeln von Chips ein heißes Thema. Vom Konzept her sind 3D-Chips den SoCs nicht unähnlich: mehrere Komponenten werden kombiniert und müssen zusammenarbeiten. Im Jahr 2010 hatte ich mir überlegt, wie der Standard aussehen sollte, ich hatte ein Papier darüber veröffentlicht und dachte: Lass uns diesen Standard schnell zusammenstellen. Diese Dinge dauern immer viel länger, als man will“, seufzt Marinissen.

Seine harte Arbeit hat sich jedoch ausgezahlt. Noch bevor der Standard endgültig verabschiedet wurde, erhielt der wissenschaftliche Direktor von Imec den IEEE Standards Association Emerging Technology Award 2017 „für seine Leidenschaft und Initiative bei der Schaffung eines 3D-Teststandards.“

Kredit: Imec

Durch die Folien blättern

Wie viele Forscher unterrichtet auch Marinissen gerne. Er nahm eine Stelle als Gastwissenschaftler an der TUE an, um Studenten zu betreuen, die sich – anders als er selbst in ihrem Alter – für DfT interessieren. Frühzeitig engagierte er sich auch für den Test- und DfT-Kurs im internen Schulungszentrum von Philips, dem Centre for Technical Training (CTT). „Ursprünglich wurde der Kurs größtenteils von Ben Bennetts, einem externen Lehrer, unterrichtet, aber ich übernahm ihn, als er 2006 in den Ruhestand ging. Ich erinnere mich, dass ich einen Kurs unterrichtet habe, als ich noch bei NXP war, aber danach jahrelang keinen einzigen mehr – obwohl Imec mir das erlaubte. Es gab einfach keine Nachfrage danach.“

„Dann, im Jahr 2015, wurde ich plötzlich gebeten, ihn zweimal in einem Jahr zu unterrichten. Seitdem gibt es etwa einmal im Jahr einen Kurs.“ Zu diesem Zeitpunkt war die Schulung „Test und Design-for-Test für digitale integrierte Schaltungen“ Teil des Angebots des unabhängigen High Tech Institute geworden, auch wenn es nicht überrascht, dass viele der Kursteilnehmer bei Unternehmen arbeiten, die aus Philips Semiconductors hervorgegangen sind. „Viele Teilnehmer haben einen Hintergrund im analogen Design oder Test und müssen sich zunehmend mit digitalen Komponenten beschäftigen. Ich nehme an, das ist verständlich, wenn man das umfangreiche Mixed-Signal-Fachwissen in der Brainport-Region bedenkt.“

„Ich bin zwar der Lehrer, aber es ist toll, in einem Raum mit so viel geballter Halbleitererfahrung zu sein. Ständig tauchen interessante und intelligente Fragen auf – oft solche, über die ich ein wenig schlafen muss, bevor ich eine gute Antwort habe. Es ist eine ziemliche Herausforderung, aber es macht mir sehr viel Spaß. Und ich kann mir vorstellen, dass die Studenten das auch tun. Ich bin mir sicher, dass sie herausfordernde Interaktionen dem Durchblättern meiner Powerpoint-Folien vorziehen.“

Der junge Erik Jan Marinissen hätte es nie geglaubt, als er zähneknirschend eine Aufgabe im Rahmen seines Studiums annahm und sein fundiertes DfT-Fachwissen in der Klasse vermittelte.

Recommendation by former participants

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So viele Daten, so wenig Wert

Als ich vor kurzem mit einem Unternehmen darüber sprach, wie es datengesteuert werden kann, stieß ich auf die gleiche Herausforderung wie schon oft zuvor: Das Unternehmen behauptet, so viele Daten zu sammeln, aber der aus diesen Daten generierte Wert ist sehr gering. Man fragt sich, was hinter diesen Mustern steckt, bei denen scheinbar enorme Datenmengen gesammelt werden, aber nur sehr wenig von diesen Daten genutzt wird, um etwas von Wert zu schaffen. Meiner Erfahrung nach spielen mindestens drei Faktoren eine Rolle: das Gefühl der Eigenverantwortung, die lokale Optimierung und die Kosten der „Produktivierung“ von Daten.

Ein typisches Muster in vielen Organisationen ist, dass Teams, die Daten für ihre Zwecke erzeugen und sammeln, sich als Eigentümer dieser Daten fühlen und nicht wollen, dass andere mit ihren dicken, fetten Fingern an „ihren Daten“ herumstochern. Es sind ihre Daten und wenn jemand anderes ähnliche Daten benötigt, kann er sie selbst sammeln, anstatt sie kostenlos vom Team zu erhalten.

Dies führt zu vielen kleinen Dateninseln, die völlig unzusammenhängend sind und sich nicht zu etwas zusammenfügen, das wertvoller ist als die Summe der einzelnen Teile. Teams mögen mit all ihren Daten prahlen, aber niemand sonst kann sie nutzen.

Jedes Team, das beschließt, dass es Daten benötigt, um die Qualität seiner Entscheidungen zu verbessern, wird sich auf seine eigene Herausforderung konzentrieren und nur die Daten sammeln, die es in der erforderlichen Detailtiefe, Häufigkeit und Aggregation benötigt. Darüber hinaus können sie kurzfristig beschließen, die Art und Weise der Datenerfassung sowie die erfassten Daten grundlegend zu ändern.

Die Folge ist, dass die Daten außerhalb des unmittelbaren Kontexts, für den sie erzeugt wurden, nur schwer zu verwenden sind. Dies führt dazu, dass verschiedene Teams aufgrund der mangelnden Koordination sehr ähnliche Daten sammeln. Und da nur wenige über eine breitere Verwendung nachdenken, können Teams, die erkennen, dass sie Daten benötigen, die vorhandenen Daten nicht wiederverwenden, da sie so spezifisch für den Anwendungsfall sind, für den sie gesammelt wurden.

Wenn ein Team beschließt, seine Daten anderen zur Verfügung zu stellen, muss es die Semantik der Daten dokumentieren, ein System zum Auffinden und Herunterladen von Datensätzen einrichten, sicherstellen, dass Änderungen an der Art und Weise der Datenerfassung, der Semantik usw. sorgfältig an die Beteiligten kommuniziert werden, und natürlich auf Anfragen dieser Beteiligten reagieren und Änderungen an den Datenerfassungsprozessen vornehmen, nicht um sich selbst, sondern um anderen im Unternehmen zu helfen. Und nicht zuletzt kann das Team leicht für Datenschutz, GDPR, Sicherheit und andere Bedenken, die Unternehmen im Zusammenhang mit den gespeicherten Daten haben, zur Rechenschaft gezogen werden.

'Teams will actively try to not share data'

Die Folge ist, dass die Teams, sofern keine Gegenkraft vorhanden ist, aktiv versuchen werden, keine Daten auszutauschen, weil der Aufwand und die Kosten für den Austausch mit anderen im Unternehmen zu hoch sind. Das wiederum führt dazu, dass viele Daten erfasst, gespeichert und für bestimmte, eng begrenzte Anwendungsfälle genutzt werden, aber keine Synergien entstehen, kein umfassendes Verständnis der Systeme im Feld und der Art und Weise, wie die Kunden sie nutzen, usw.

Die Lösung für diese Herausforderungen ist ein hierarchischer Wertmodellierungsansatz, bei dem Sie Top-Down-Geschäfts-KPIs mit Metriken auf unterer Ebene verbinden, die direkt vor Ort gesammelt werden können. Indem wir diesen hierarchischen, azyklischen, gerichteten Graphen aufbauen und die Beziehung zwischen über- und untergeordneten Faktoren quantitativ bestimmen, können wir endlich damit beginnen, aus allen gesammelten Daten einen geschäftlichen Wert zu generieren.

Es ist nicht einfach, vom aktuellen Zustand zu diesem hierarchischen Wertmodell zu gelangen, und sei es nur, weil es für die meisten Menschen in den Unternehmen, mit denen ich zusammenarbeite, extrem schwierig ist, die quantitativen Faktoren zu bestimmen, für die wir optimieren, und wenn wir es doch wissen, ist die relative Priorität dieser Faktoren eine Quelle erheblicher Diskussionen. Es bietet jedoch enorme Vorteile, da Sie die Datenerfassung auf die Dinge konzentrieren können, auf die es ankommt, die Daten nutzen können, um hochwertigere Entscheidungen zu treffen und datengesteuerte Angebote für Kunden zu erstellen, die Sie sonst nicht hätten erstellen können. Wie das Sprichwort sagt: Es kommt nicht darauf an, was Sie haben, sondern wie Sie es nutzen!

Was ist die Grundlage einer guten Kommunikation?

Trainer Kommunikation und Führung

Ein Ingenieur fragt:

Ich arbeite seit vielen Jahren als Chefkonstrukteur. Dennoch wird mir regelmäßig gesagt, dass ich besser kommunizieren muss. Inzwischen bin ich an einem Punkt angelangt, an dem ich mich verbessern möchte. Aber was genau meinen sie mit „besser kommunizieren“ und wie kann ich das tun?

Der Kommunikationstrainer antwortet:

Gute Kommunikationsfähigkeiten sind notwendig, um in komplexen Projekten gut zusammenzuarbeiten. Im Grunde geht es darum, dass Sie wissen, wie Sie eine Nachricht übermitteln und wie Sie die Informationen, die Ihnen jemand anderes gibt, richtig empfangen. Die Voraussetzung dafür, dass dies gelingt, ist der Kontakt zwischen Absender und Empfänger.

Der Kontakt wird hergestellt, indem Sie Ihrem Gesprächspartner Aufmerksamkeit schenken. Sie müssen also Interesse an der anderen Person zeigen. Wenn die andere Person Ihnen ebenfalls Aufmerksamkeit schenkt, ist der Kontakt hergestellt. Vergleichen Sie es mit einem Anruf bei einem Kollegen. In dem Moment, in dem die Verbindung besteht und die Leitung geräuschlos ist, können Sie anfangen, Dinge zu besprechen.

Durch aktives Zuhören stellen Sie sicher, dass Sie die Botschaft Ihres Gesprächspartners verstehen. Sie tun dies, indem Sie Folgendes anwenden: zuhören, zusammenfassen und Folgefragen stellen. Zuhören bedeutet, der anderen Person Aufmerksamkeit zu schenken. Sie fassen zusammen, indem Sie z.B. sagen: „Okay, ich verstehe, dass …“ oder „Okay, ich habe gehört, dass Sie dies und das gesagt haben, ist das richtig? Die andere Person hört, was Sie gelernt haben und erhält die Bestätigung, dass Sie richtig verstanden haben, oder sie hat die Möglichkeit, einige Korrekturen vorzunehmen oder das Niveau seiner Erklärung an das Niveau Ihres Verständnisses anzupassen. In beiden Fällen ist dies für denjenigen, der erzählt, angenehm und schafft Klarheit.

Wenn Sie Ihre Botschaft senden, ist es wichtig, so konkret wie möglich zu sein. Quantifizieren Sie, wo Sie können. Das macht Ihre Geschichte immer besser. Stimmen Sie Ihre Geschichte auf das Verständnis und den Fokus Ihres Gesprächspartners ab. Was will die andere Person wissen? Wahrscheinlich interessiert sich Ihr Projektleiter in erster Linie für den Zeitplan, die Risiken oder die Kosten und weniger für die technischen Details. Der Vertriebsleiter interessiert sich wahrscheinlich mehr für die Folgen für seinen Kunden als für das Problem selbst. Sie können dies im Voraus abschätzen und in Ihrer Geschichte berücksichtigen.

'The game of sending and receiving rarely runs smoothly'

Aber jetzt das Wichtigste. Das Spiel des Sendens und Empfangens verläuft selten reibungslos. Ganz einfach, weil wir alle unseren eigenen Bezugsrahmen haben und uns daher nicht sofort verstehen. Es ist daher äußerst wichtig, dass Sie jederzeit darauf achten, ob Ihre Botschaft ankommt und dass Sie reagieren, wenn dies nicht der Fall ist.

Sie merken, dass Ihre Botschaft ankommt, wenn Ihr Gesprächspartner Ihnen aufmerksam zuhört und vielleicht ab und zu zustimmend nickt. Wenn die andere Person jedoch plötzlich ihre Haltung ändert, die Stirn runzelt oder etwas zu sagen beginnt, könnte dies ein Zeichen dafür sein, dass Ihre Botschaft nicht gut ankommt. Es könnte sein, dass die andere Person etwas nicht versteht, eine interessante Assoziation hat oder nicht einverstanden ist. Das wissen Sie erst, wenn Sie nachfragen.

Und genau das sollten Sie tun. Mit Ihrer eigenen Geschichte fortzufahren, während die andere Person in ihren eigenen Gedanken abschweift, bringt wenig. In dem Moment, in dem Sie bemerken, dass etwas mit der Aufmerksamkeit Ihres Gesprächspartners passiert, dreht sich die Kommunikation um hundertachtzig Grad und Sie wechseln vom Senden zum Empfangen. Sie fragen: „Ich sehe, dass Sie die Stirn runzeln, sagen Sie …“ oder „Sie wollen etwas sagen, sagen Sie …“. Auf diese Weise oszilliert die Kommunikation hin und her und Sie kommen schnell zu Klarheit.

Sollten Sie Ihre Geschichte bei jedem Muskel, der die andere Person verlässt, sofort unterbrechen? Nein, aber es ist empfehlenswert, sich immer bewusst zu machen, wie die andere Person auf Ihre Geschichte reagiert, während Sie sie erzählen. Überprüfen Sie sie zumindest ab und zu, indem Sie fragen: „Wie klingt es bis jetzt? Auf diese Weise laden Sie den Empfänger Ihrer Nachricht ein, zu antworten, und Sie erhalten eine Rückmeldung darüber, wie Ihre Geschichte angekommen ist.

 

Fallen Sie nicht auf Symptome herein

In den letzten Wochen habe ich Gespräche mit mehreren Unternehmen geführt, und dabei trat immer wieder dasselbe Problem auf: Meine Gesprächspartner brachten eine Veränderung zur Sprache, die sie in ihrem Unternehmen umsetzen wollten, und baten mich um Hilfe bei der Umsetzung. Als ich sie fragte, wie sie in die Situation geraten waren, die diese Veränderung erforderlich machte, waren die meisten ratlos – es war klar, dass ihnen das nicht in den Sinn gekommen war.

Natürlich sind wir als Ingenieure darauf trainiert, in Lösungen zu denken, und viele von uns folgen dieser Ausbildung auf den Punkt genau. Eine Lösung für ein Problem zu entwickeln, das eigentlich ein Symptom und die Folge von etwas anderem ist, ist jedoch völlig nutzlos, da die Wahrscheinlichkeit, dass die Lösung irgendetwas löst, ungefähr so hoch ist wie die Überlebenschancen einer Schneeflocke in der Hölle.

Mehrere F&E-Abteilungen möchten beispielsweise eine kontinuierliche Bereitstellung oder DevOps in ihrem Unternehmen einführen, stoßen aber auf starken Widerstand seitens des Vertriebs und des Kundensupports. Viele beklagen, dass die Leute auf der anderen Seite des Zauns es einfach nicht verstehen. Bei einer Analyse der Situation wird jedoch deutlich, dass die Einführung mit erheblichen Kosten und einer grundlegend anderen Beziehung zu den Kunden verbunden ist. Und ohne ein Geschäftsmodell zur Monetarisierung der kontinuierlichen Wertschöpfung hat die Einführung von DevOps keinen Sinn. Anstatt also zu betonen, dass die Leute auf der Geschäftsseite Idioten sind, sollten Sie mit ihnen zusammenarbeiten, um herauszufinden, wie man Geschäftsmodelle und Kundenbindungsmodelle schafft, die Sinn machen, und dann mit den führenden Kunden zusammenarbeiten, um mit diesem neuen Modell zu experimentieren.

Viele kennen die „5-Warum-Regel“: die Vorstellung, nach der Beobachtung eines Problems fünfmal nach dem „Warum“ zu fragen, um von den beobachteten Symptomen zu den eigentlichen Ursachen zu gelangen. Das Problem ist, dass diese Regel in der Praxis nicht annähernd so oft befolgt wird, wie sie es verdient.

Eine damit zusammenhängende und sich anschließende Herausforderung besteht darin, dass, selbst wenn wir die Ursache identifiziert haben und eine Idee zur Lösung des Problems haben, in der Organisation ein enormer Widerstand besteht, alles, was nötig ist, um tatsächlich Fortschritte zu erzielen, auch umzusetzen. Stattdessen neigt man dazu, die Umsetzung von Maßnahmen zu unterstützen, die klein genug sind, um sie allen im Unternehmen schmackhaft zu machen. Das Ergebnis ist häufig ein verwässerter und verkleinerter Vorschlag, der zwar breite Unterstützung findet, aber kaum mehr als eine symbolische Anstrengung mit wenig echten Auswirkungen auf das Unternehmen darstellt. Generell habe ich die Erfahrung gemacht, dass je stärker ein Unternehmen politisiert ist, desto mehr neigt es dazu, sich auf die Symptome statt auf die Ursachen zu konzentrieren und desto mehr neigt es dazu, sich auf verwässerte Veränderungsinitiativen zu konzentrieren, die zwar die Illusion von Aktion erzeugen, aber keine wirkliche Veränderung bewirken.

'Build a common platform of a root cause focused understanding'

Mein Rat ist offensichtlich. Nutzen Sie zunächst Ihre Intelligenz und Erfahrung, um ein solides Verständnis der Ursachen zu entwickeln, die den beobachteten Phänomenen zugrunde liegen. Tappen Sie nicht in die Falle, das zu glauben, was alle anderen glauben. Zweitens: Nutzen Sie Ihre sozialen und interaktiven Fähigkeiten, um Ihr Verständnis mit anderen zu bestätigen und eine gemeinsame Plattform für ein ursachenorientiertes Verständnis zu schaffen. Drittens: Sobald Sie sich auf ein gemeinsames Verständnis geeinigt haben, erkunden Sie mehrere (und nicht nur eine) Möglichkeit, die identifizierte Ursache zu beseitigen, und bauen Sie eine Plattform für diejenige auf, die die erforderliche Wirkung hat und gleichzeitig den Kollateralschaden minimiert. Viertens: Wenn eine ausreichende Einigung erzielt wurde, gehen Sie bei der Umsetzung iterativ und experimentell vor, d.h. Sie führen die Veränderung in einem Teil des Unternehmens durch, beobachten und messen die Auswirkungen, passen sie entsprechend an und fahren mit dem nächsten Teil fort. Bei all dem sollten Sie das richtige Gleichgewicht zwischen dem Engagement für die Umsetzung der Veränderung und einer objektiven, reflektierenden Haltung finden, die es Ihnen ermöglicht, die Nachteile der Veränderung zu erkennen und gegebenenfalls Anpassungen vorzunehmen.

Wie die Buddhisten sagen, liegt der Unterschied in dem kleinen Fenster zwischen Auslöser und Reaktion. Anstatt instinktiv auf alles zu reagieren, was das Leben Ihnen in den Weg stellt, halten Sie inne, denken Sie nach und entscheiden Sie sich für eine Vorgehensweise, die tatsächlich zu dem führt, was Sie erreichen wollen. Mit anderen Worten: Denken Sie nach, statt zu reagieren.

Datengesteuerte Realität schaffen

Kürzlich leitete ich als Experte einen Workshop bei einem Unternehmen, das datengesteuert werden wollte. Anders als die Produktunternehmen, mit denen ich normalerweise zusammenarbeite, ist dieses Unternehmen ein Dienstleistungsunternehmen mit einer großen Anzahl von Mitarbeitern, die den Kunden Dienstleistungen anbieten. Zu den Workshop-Teilnehmern gehörten der CEO und der Leiter der Geschäftsentwicklung sowie mehrere andere, die zum Führungsteam des Unternehmens gehören oder ihm nahe stehen.

In vielerlei Hinsicht scheint dies die ideale Konstellation zu sein, da man davon ausgehen kann, dass wir die nötige Unterstützung des Managements und einige der klügsten Köpfe des Unternehmens bei uns haben. Dies wurde sogar noch dadurch verstärkt, dass einige im Unternehmen erzählten, dass sie schon seit langem mit Daten arbeiten. Dennoch stießen wir auf eine Reihe von Herausforderungen und kamen nicht annähernd so weit, wie wir gehofft hatten.

Die erste Herausforderung bestand darin, sich auf bestimmte Hypothesen festzulegen, die getestet werden sollten. Obwohl wir zu Beginn des Brainstormings und der Teamarbeit konkrete Beispiele für Hypothesen und damit verbundene Experimente vorgestellt hatten, fiel es allen unglaublich schwer, von einem übergeordneten Ziel, nämlich der Steigerung einer bestimmten Unternehmenskennzahl, z.B. der Kundenzufriedenheit, zu einer spezifischen Hypothese und einem damit verbundenen konkreten Experiment überzugehen. Hierfür gibt es viele Gründe. Ein offensichtlicher Grund ist, dass viele Menschen das Gefühl haben, dass „jemand“ etwas gegen die Sache tun sollte, die ihnen Sorgen bereitet, aber nie viele Gehirnwindungen darauf verwenden, darüber nachzudenken, wie das aussehen könnte.

Die zweite Herausforderung bestand darin, dass trotz der vielen Daten, über die das Unternehmen verfügte, die für die jeweilige Situation relevanten Daten häufig nicht verfügbar waren. Viele Unternehmen, mit denen ich zusammenarbeite, behaupten, sie hätten jede Menge Daten, und viele in der Organisation sind sehr überrascht, dass ’nur‘ die Daten, die sie brauchen, nicht erfasst wurden. Wenn man darüber nachdenkt, liegt es auf der Hand, dass dies der Fall ist, denn die Anzahl der Hypothesen, die man formulieren kann, ist praktisch unendlich und folglich ist die Wahrscheinlichkeit, dass Daten nicht verfügbar sind, ziemlich groß.

Die dritte Herausforderung, auf die wir gestoßen sind, war, dass selbst in den Fällen, in denen die Daten verfügbar waren, sich herausstellte, dass sie aggregiert waren und/oder eine zu geringe Aufzeichnungshäufigkeit aufwiesen, um für den vorliegenden Zweck relevant zu sein. Wir haben also die Daten, aber sie liegen in einer Form vor, die die von uns gewünschte Analyse nicht zulässt.

Die Antwort auf diese Herausforderungen ist, wie nicht anders zu erwarten, das Sammeln der Daten, die wir für das Experiment benötigen, um die Hypothese zu bestätigen oder zu verwerfen. Die lustige Erkenntnis, die ich dabei gewonnen habe, ist, dass je relevanter und wichtiger die Hypothese aus geschäftlicher Sicht ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie mit regulatorischen Einschränkungen verbunden ist, die das, was gesammelt werden kann, einschränken, ohne dass wir eine Vielzahl von Haftungsausschlüssen und Genehmigungen einholen müssen. Wir kamen also in die Situation, dass mehrere der vielversprechendsten Hypothesen aufgrund rechtlicher Einschränkungen nicht getestet werden konnten.

Und selbst wenn wir eine bestimmte Hypothese und ein entsprechendes Experiment hatten und die benötigten Daten sammeln konnten, war es unglaublich schwierig, die statistische Signifikanz zu erreichen. Die Durchführung eines groß angelegten Experiments, bei dem die Wahrscheinlichkeit des Scheiterns groß ist, das aber sehr teuer und risikoreich ist, verfehlt irgendwie den Zweck eines Experiments.

Ein datengesteuertes Unternehmen zu werden, ist eines der vorrangigsten Ziele, die jedes Unternehmen verfolgen sollte. Es ermöglicht eine wesentlich bessere Qualität der Entscheidungsfindung und der Abläufe und bereitet gleichzeitig auf die Nutzung von KI als wichtiges Unterscheidungsmerkmal und Wegbereiter vor. Der Weg von den Worten zu den Taten ist jedoch eine anspruchsvolle Reise, bei der Sie idealerweise aus den Fehlern anderer lernen, bevor Sie selbst neue machen. Wir brauchen die Daten, aber wir müssen bei der Ausführung klug sein.

Schulung ist der Schlüssel zu überlegenem Chip-Wissen bei NXP

Da die Elektronik- und Halbleiterbranche immer komplexer wird, müssen Ingenieure ihre Komfortzone verlassen und neue Aufgaben übernehmen, um mit den steigenden Anforderungen an die Chipleistung Schritt zu halten. Für die Abteilung für Fehleranalyse des Halbleitergiganten NXP ist die Schulung der Mitarbeiter und die Erweiterung der Wissensbasis entscheidend, um die Führung zu behalten.

Seit fast 25 Jahren weiß Johan Knol genau, wo er hinwollte. Im Jahr 1996, als er gerade seinen Master-Abschluss in Elektronik mit Schwerpunkt Analogdesign und Halbleiterverarbeitung an der Universität Twente gemacht hatte, wollte er in die Halbleitersparte von Philips einsteigen – die später zu NXP ausgegliedert wurde. „Ich habe gesehen, was Philips damals in der Halbleiterindustrie erreicht hat, und das war ziemlich beeindruckend. Aber schon damals war mir klar, dass die Branche einen großen Nachholbedarf hatte, vor allem in der Welt der analogen Chips“, erinnert sich Knol, Manager der Fehleranalyse für Sicherheit und Konnektivität bei NXP. „Ich kam nach Nijmegen, um die hochmoderne MOS-4-Fertigung zu besichtigen, und das hat mein Interesse geweckt. Ich wusste, dass dies ein Ort ist, an dem echte Innovation möglich ist, und ich wollte daran teilhaben.“

In seinen 25 Jahren bei NXP hat Knol verschiedene Positionen bekleidet. Zunächst als Ingenieur für Gerätephysik, dann als Ingenieur für Prozessintegration – er arbeitete an der Verbesserung des Gesamtprozesses von der Entwicklung bis zur Fertigung – bevor er sich für einen Wechsel in die Abteilung für Fehleranalyse (FA) von NXP entschied. „Ich habe mich für die Fehleranalyse entschieden, weil sie alle Ecken von NXP vereint. Im Wesentlichen arbeiten wir in einem hochmodernen Silizium-Debug-Labor, in dem meine Gruppe dafür verantwortlich ist, elektrische Fehler in allen neuen Produkten, die NXP auf den Markt bringt, zu identifizieren und sicherzustellen, dass alle unsere Produkte den höchsten Qualitätsstandards entsprechen“, beschreibt Knol. „Wir helfen den Design-Teams, Probleme in der Design- und Fertigungskette zu identifizieren. Zu diesem Zweck stellt uns NXP Spitzengeräte zur Verfügung, mit denen wir alle Analyseanforderungen erfüllen können, von Mixed-Signal-Verarbeitungstechnologien bis hinunter zu 16nm, und wir verwenden Techniken wie Laser Voltage Probing, Laser Frequency Mapping und Nanoprobing – wir machen alles.“

Entwickeln

Ein Aspekt des Siliziumbereichs, den Knol in seinen 2,5 Jahrzehnten im Dienst kennengelernt hat, ist, wie schnell sich die Branche zu entwickeln scheint. Seiner Meinung nach müssen die Ingenieure, zumindest in seiner Abteilung, weit über ihr Fachgebiet hinausgehen und ihr Verständnis für die gesamte Produktionskette von NXP erweitern, zumal die Komplexität der Chips immer weiter zunimmt. Ein wichtiges Instrument, auf das er sich verlässt, um sein Team auf dem Laufenden zu halten, sind Schulungen und persönliche Entwicklung.

„Fast niemand kommt von der Universität oder gar aus einer anderen Abteilung und hat einen soliden Überblick über den gesamten Bereich bei NXP. Wenn jemand zu unserem Team stößt, muss er mindestens 4-5 verschiedene Bereiche der Produktionskette kennenlernen“, schildert Knol. „Nur mit diesem Wissen kann man die Probleme lösen, die uns geschickt werden – z.B. dass ein Chip nicht funktioniert, aber man keine Ahnung hat, warum. Normalerweise haben neue Mitarbeiter einen Hintergrund in Physik, Chemie oder Elektronik und vielleicht sogar Erfahrung im analogen oder digitalen Design, aber jemanden mit Expertenwissen im Mixed-Signal-Design und diesen anderen Disziplinen einzustellen, kommt nicht wirklich vor.“

Für Knol ist jedoch genau dieses Verständnis für verschiedene Aspekte und Disziplinen entscheidend für den Erfolg des FA-Labors von NXP, und deshalb glaubt er fest an die technische Ausbildung. Knol: „Unser Kompetenzprogramm ist in erster Linie darauf ausgerichtet, das Wissen unserer Ingenieure zu erweitern. Sie müssen einen umfassenden Überblick über alles haben, was mit der Entwicklung eines Chips zu tun hat.“

'At NXP, we’ve had a shift from truly analog design to embedding digital more and more – so mixed-signal designs – and it’s happening ridiculously fast'

Digitaler Übergang

Eine treibende Kraft, die Knol und NXP im Halbleiterbereich erlebt haben, ist der Übergang von analogen zu digitalen Chips oder zumindest eine Kombination aus beidem. „Bei NXP haben wir eine Verschiebung von wirklich analogen Designs hin zu immer mehr digitalen Designs – also Mixed-Signal-Designs – erlebt, und das geschieht lächerlich schnell“, sagt Knol. „Aber selbst Produkte, die in der Vergangenheit aus guten Gründen zu 100 Prozent analog waren, enthalten jetzt mehr digitale Kerne.“

Knol führt als Beispiel die Produktlinie der intelligenten Antennenlösungen von NXP für 5G-Anwendungen an. Früher lieferte NXP einzelne HF-Transistoren oder rauscharme HF-Verstärker, aber jetzt hat man begonnen, digitale Inhalte in diese Chipreihe einzubetten. „Diese Chips sind jetzt viel komplexer, und die Ingenieure, die jahrelang an der Perfektionierung des analogen Designs gearbeitet haben, sehen sich jetzt plötzlich mit Produkten mit digitalen Inhalten konfrontiert. Am Anfang wussten sie nicht, wie sie damit umgehen, wie sie das interpretieren oder gar testen sollten.“

Daraufhin wandte sich die FA-Abteilung von NXP an das High Tech Institute und arrangierte eine firmeninterne Schulung zum Thema „Test and design-for-test for digital integrated circuits“. „Die Umstellung auf digitale Schaltungen wird nicht verschwinden, sondern sich nur noch weiter durchsetzen. Als Einheit haben wir beschlossen, dass wir neue Kompetenzen in diesem Bereich aufbauen müssen, und diese Schulung war eine perfekte Gelegenheit“, betont Knol. „Wir haben uns für das High Tech Institute entschieden, weil es eine unbestreitbare Verbindung zur High-Tech-Industrie hat. Sie kennen sich in diesem Bereich sehr gut aus, da die Ausbilder selbst aus der Branche kommen. Und was noch wichtiger ist: Wir konnten direkt mit ihnen zusammenarbeiten, um die Inhalte der technischen Schulungen auf unsere speziellen Bedürfnisse abzustimmen. Das war die wahre Stärke, die wir beim High Tech Institute sahen.“

 

Zeitmanagement

Natürlich hängt der Erfolg eines jeden Technologieunternehmens von hochqualifizierten und hochtechnischen Mitarbeitern ab. Manchmal hängt der Erfolg aber auch von den Soft Skills der Mitarbeiter ab – wie z.B. gute Kommunikation, Stakeholder-Management und eine möglichst effiziente Zeitnutzung. Aber da die Komplexität weiter zunimmt und die Ingenieure mehr Verantwortung übernehmen, können die Soft Skills manchmal eine Herausforderung darstellen. „Wir haben einige wirklich herausragende Köpfe bei NXP. Unsere Ingenieure gehören zu den besten der Welt. Aber wir haben festgestellt, dass es den technisch hochspezialisierten Leuten oft an Soft Skills mangelt“, beschreibt Knol. „Effizienz ist in einem solchen Umfeld der Schlüssel, und das bedeutet, dass Sie jeden Tag gefordert sind, mehr zu leisten.“

Das kann ein wenig schwierig sein, wenn man versucht, Arbeit, Meetings, Planung und die vielen Persönlichkeiten, denen man am Arbeitsplatz begegnet, unter einen Hut zu bringen. Aus diesem Grund hat NXP eine weitere technische Schulung des High Tech Institute übernommen: „Zeitmanagement in der Innovation„. „Wir haben gesehen, dass die Leute mit dem Zeitmanagement zu kämpfen hatten. Um ehrlich zu sein, war ich selbst einer von ihnen. Also nahmen wir dieses Training und machten es zu einem Standardkurs für unsere Mitarbeiter – das heißt, irgendwann sollte jeder daran teilnehmen. Und aus persönlicher Erfahrung kann ich sagen, dass diese Technikschulung extrem hilfreich ist“, erklärt Knol. „Die Mitarbeiter kamen von diesem Kurs zurück, weil sie neue Werkzeuge für eine bessere Planung ihrer Arbeit kennengelernt haben, weil sie gelernt haben, wie sie am besten Grenzen setzen können und wie sie Probleme bei der Kommunikation mit anderen angehen können. Ja, das ist ein weiteres Standardmodul geworden, das wir unseren Mitarbeitern anbieten. Zeitmanagement, Bildung, Selbstreflexion, Übernahme von Führungsaufgaben und Arbeit in Projektteams auf globaler Ebene. Diese Art von Kursen ist für uns sehr wichtig geworden. Wir glauben, dass wir durch die Investition in diese Schulungen, die unseren Mitarbeitern helfen, sich persönlich weiterzuentwickeln, eine stärkere Abteilung bei NXP werden.“

Dieser Artikel wurde von Collin Arocho, Tech-Redakteur von Bits&Chips, geschrieben.

Klaus Werner kocht ein neues Solid-State-RF-Training

HF-Energiesysteme haben sich seit den frühen Tagen der röhrenbasierten Magnetrons stark verändert. Laut Klaus Werner, Trainer am High Tech Institute, ist die grobe Leistung der Röhre zwar nur schwer zu übertreffen, aber die neue Generation der integrierten Festkörper-HF-Schaltungen bietet eine noch nie dagewesene Kontrolle, Effizienz und Reproduzierbarkeit.

Klaus Werner hatte keinen gewöhnlichen Start auf dem Gebiet der HF-Energielösungen. Nach seinem Physikstudium an der Universität Aachen kam er an die Technische Universität Delft, um CVD-Anlagen für die Halbleitertechnologie weiterzuentwickeln. „Damals war ich nur für sechs Monate dort vorgesehen“, erinnert sich Werner. Aber acht Jahre und einen Doktortitel über das Wachstum von Silizium-Germanium in CVD-Anlagen später, fand sich Werner immer noch in Delft wieder. „Es war definitiv Zeit für eine neue Herausforderung“, erinnert er sich. 1995 wechselte Werner für 10 Jahre in die MOS-3-Fabrik in Nijmegen, bevor er nach Eindhoven in das Philips-Team ging, das für Laser-Wegsensoren zuständig war, die noch heute in Computermäusen verwendet werden.

Das passte nicht ganz zu Werner, und das tägliche Pendeln von mehr als 3 Stunden zur Arbeit war einfach nicht zu schaffen. Also ging er zurück nach Nijmegen und wurde Teil der RF Power Group bei NXP. „Die Gruppe befasste sich hauptsächlich mit der Entwicklung von Halbleitertechnologien und -geräten für Hochleistungs- und Hochfrequenzanwendungen im HF-Bereich. Vor allem in den Bereichen Basisstationen für das zellulare Netzwerk, Telefon, Radarsysteme und zu einem großen Teil für die Radio-TV-Übertragung“, beschreibt Werner. Aber während seiner Zeit bei NXP sah er, dass man die elektromagnetischen Wellen nicht für die Kommunikation und die Datenübertragung einsetzte, sondern ihre schiere Energie nutzte, um Plasmen für Laser, Leuchten und sogar medizinische Anwendungen zu betreiben, zum Beispiel bei der Unterkühlung.

Weiße Ware

Plötzlich begannen sich die Aktivitäten im Bereich der Festkörper-HF-Energie zu verstärken, insbesondere durch Unternehmen der Weißen Ware, die ihren Namen vom Standard der weiß beschichteten Außenflächen von Haushaltsgeräten haben. „Whirlpool und andere Unternehmen sahen die Möglichkeit, die Art und Weise, wie Mikrowellenherde Lebensmittel erhitzen, zu verbessern“, erklärt Werner. „Daraufhin gründeten wir die RF Energy Alliance, ein Industriekonsortium, das sich zum Ziel gesetzt hat, Standards festzulegen, Roadmaps zu erstellen und neue Generationen der Technologie zu entwickeln, um einen Konsens zu schaffen und die Kosten zu senken.“ Aber nach ein paar Jahren zogen sich die Weißwarenhersteller zurück, da es für sie einfach zu lange dauerte, die Kosten zu senken, um ein konkurrenzfähiges Angebot gegenüber den Magnetron-betriebenen Öfen zu haben.

„NXP wollte sich als Halbleiterunternehmen auf Komponenten und die Technologie hinter den Komponenten konzentrieren. Gleichzeitig wollte ich das Wissen und das Interesse an der Technologie und ihren Anwendungen weiter verbreiten, und schließlich beschlossen wir, uns zu trennen“, sagt Werner. „Damals beschloss ich, in die Lücke zu springen, die ich auf dem Gebiet der HF-Energie sah, und gründete Pink RF – wobei ich den Namen ‚Pink‘ als Anspielung auf die Brustkrebshilfeorganisation Pink Ribbon übernahm – mit dem allgemeinen Wunsch, die Technologie für einen breiten Einsatz in Bereichen zu entwickeln, die den Menschen wirklich helfen könnten, zum Beispiel in der Medizin.“

'One of the major hurdles in getting this technology known and used by broader audiences is sharing the knowledge about it'

Wissen teilen

Trotz des Scheiterns der RF Energy Alliance glaubte Werner fest an das Versprechen der Technologie und wusste, dass die Bemühungen des gescheiterten Konsortiums einen echten Wert hatten. „Eine der größten Hürden bei der Verbreitung dieser Technologie ist die Weitergabe des Wissens darüber“, erklärt Werner. „Ich habe Artikel geschrieben, Workshops und Schulungen vorbereitet, alles, um das Wissen zu erweitern. Ich stellte fest, dass viele Menschen einfach keine solide Vorstellung davon hatten, wie man mit dieser ungewöhnlichen Wärmequelle umgehen sollte.“ Als Werner nicht aufgeben wollte, stieß er auf das International Microwave Power Institute (IMPI), das viele der Aufgaben übernahm, nach denen er in der alten RF Energy Alliance gesucht hatte. Heute ist er Vorsitzender der IMPI-Sektion für HF-Energie und verantwortlich für die Verbreitung von Informationen über diese einzigartige Technologie und die Schaffung von Schulungsmöglichkeiten, um sein Wissen weiterzugeben.

„Das ist einer der Gründe, warum ich dem High Tech Institute beitreten wollte. Es ist eine echte Institution, die mehr als nur Workshops anbietet. Es ermöglicht uns, technische Leute besser zu erreichen und mit einem bestimmten Publikum in Kontakt zu treten und auf dessen spezifische Bedürfnisse einzugehen“, sagt Werner begeistert. „Einer der besten Aspekte ist, dass viele Teilnehmer bereits ein gutes Verständnis für die Technologie haben. Alles, was sie bereits in der Schule über das Verhalten von Wellen, Beugung und Brechung gelernt haben, ist immer noch absolut zutreffend. Allein dieser Gedanke hat große Auswirkungen, und zwar in grundlegender Hinsicht. Es hilft, die Gedanken zu lockern und eine Perspektive für diese Technologie zu schaffen.“

Neue Ausbildung

Werners erste Ausgabe der neuen Schulung „Solid-state generated RF and applications“ hat genau das zum Ziel. Der dreitägige Kurs gibt den Teilnehmern einen Einblick in die Entwicklung der Technologie, von der früheren Generation der röhrenbasierten Hochfrequenz-Magnetrons bis hin zur modernen, auf Festkörperelektronik basierenden Energiequelle. „In Bezug auf die Rohleistung sind die Magnetrons kaum zu schlagen. Das Problem liegt jedoch in der mangelnden Optimierung und Kontrolle der Röhre und der Verschlechterung des Signals im Laufe der Zeit“, erläutert Werner. „Die neue Generation von Festkörper-HF wird vor allem durch die Mobilkommunikation vorangetrieben, wo eine hohe Leistungslinearität erforderlich ist, die durch Transistoren und Halbleiter erzeugt wird. Diese Methode erzeugt ein stabiles, effizientes und, was noch wichtiger ist, kontrollierbares und reproduzierbares Signal, das mit einem Magnetron niemals realisiert werden könnte.“

„Es gibt viele Faktoren, die eine Rolle spielen, wenn es darum geht, wie man HF-Energie am besten einsetzt, und wir werden viele davon in der neuen Schulung behandeln. Wir werden eine Mischung aus Theorie und Praxis verwenden, um die Technologie tiefer zu ergründen. Von Sicherheitsaspekten wie Strahlenbelastung – die es nicht gibt – bis hin zu Frequenzen, Verhalten und Interaktion mit Materie“, beschreibt Werner. „Die Realität ist, dass diese Technologie extrem nützlich und vollständig skalierbar ist. Vom Erhitzen kleinster Flüssigkeitsmengen unter sehr gut kontrollierten Bedingungen für Covid-Tests bis hin zum Kochen von 1.000 Litern Suppe pro Stunde. Diese modulare Technologie ist von Mikrojoule bis hin zu Megajoule anwendbar, mit nahezu unendlichen Möglichkeiten.“

Dieser Artikel wurde von Collin Arocho geschrieben, Tech-Redakteur von Bits&Chips.