Ingenieurskunst

Hintergrund

• Ich beobachte immer wieder, wie Ingenieure sich teurer und aufwendiger Simulationsrechnungen bedienen, um Aussagen über die Funktionsfähigkeit ihrer Maschinen zu erlangen, die durch eine Abschätzung mit Bleistift und Papier in wenigen Minuten getroffen werden können. Hier stellt sich die Frage, wie eine gute Abschätzung getroffen werden kann und womit sie untermauert werden soll.
• Aussagekräftige Experimente sind die Grundlage für Forschung und Entwicklung. Allerdings besteht die Schwierigkeit, dass in der Praxis eine Vielzahl von Faktoren berücksichtigt werden müssen. Oft hat man es in der Praxis mit komplexen Aufgabenstellungen zu tun, bei denen der Weg und das Ziel unbekannt sind. In Anbetracht dieser Tatsache hat sich in meiner Praxis eine Vorgehensweise bewährt, die im Folgenden erläutert werden soll.
• Hilfestellung bietet hier die Definition des Experiments

Vorgehensweise beim Experimentieren

Allgemein

• Rechenexperimente und praktische Experimente werden parallel durchgeführt.
• Die praktischen Experimente sollen die Rechenexperimente verifizieren.
• Die Rechenexperimente dienen dazu, die praktischen Experimente zu planen.

Arbeitsschritte

• Im ersten Schritt wird ein Experiment durchgeführt, bei dem so gut wie alle störenden Faktoren eliminiert sind. Das Ergebnis wird dokumentiert und in einem Diagramm dargestellt.
• In den weiteren Schritten wird jeweils eine Störgröße nach der anderen in das Experiment integriert und kontrolliert. Die Ergebnisse werden dokumentiert und in das gleiche Diagramm wie das erste Experiment gezeichnet.
• Die Ergebnisse nähern sich von Schritt zu Schritt dem Parametern an, der von dem späteren Prototypen der zu entwickelnden Maschine zu erwarten sind.

Bewertung

• Die Ergebnisse der Experimente sind immer als Maßstab zu sehen, an dem der Prototyp gemessen werden kann.
• Die Ergebnisse der Experimente liefern Muster, an denen die Wirkungen physikalischer Effekte erkannt werden können. Das wiederum hilft später, den Prototypen zu bewerten.