Prüfingenieur Ausgabe 26 - BVPI - Bundesvereinigung der ...

ENTWURFSTHEORIE
Entwurfsgrammatiken –
Ein Paradigmenwechsel?
Die Konstruktionsmethodik sucht
nach Wegen zur Systematisierung
des ingeniösen Entwurfsprozesses
So, wie die Sprache aus Vokabeln besteht, so kann
auch der Ingenieurentwurf in Einzelteile zerlegt
und untersucht werden. Die Konstruktionsmethodik,
die den „normalen“ Prozess des Entwerfens
analysiert, um Erkenntnisse für die Theorie des
Entwerfens zu gewinnen, ist derzeit dabei, Methoden
zu entwickeln, mit denen Entwurfsgrammatiken
bestimmt werden können, die das Entwerfen
eines Tages systematisieren können. Im folgenden
Beitrag werden einige Grundpostulate dieses Vorgehens
erläutert, die darauf hinauslaufen, dass der
Entwurf des Ingenieurs als eine Anordnung von
Vokabeln betrachtet werden kann, die semantische
„Bau-Sätze“ ergeben, um den Entwurf nach einem
festliegenden System rationell ändern zu können.
Prof. Dr.-Ing. Bernd Kröplin
promovierte 1977 an der Universität
Braunschweig zum
Dr.-Ing., erhielt 1979 als erster
Ingenieur den Heisenberg-Preis
der Deutschen Forschungsgemeinschaft
(DFG), wurde 1982
Professor für Numerische Methoden
an der Universität Dortmund
und ist seit 1988 Leiter
des Instituts für Statik und Dynamik
der Luft- und Raumfahrtkonstruktionen
der Universität Stuttgart.
Priv.-Doz. Dr.-Ing. Stephan Rudolph
studierte Luft- und Raumfahrttechnik
an der Universität
Stuttgart, ging nach der Promotion
ans Massachusetts Institut
of Technology (MIT); Habilitation
in 2002 auf dem Lehrgebiet
der „Entwurfsmethodik“ als
Leiter der Arbeitsgruppe „Ähnlichkeitsmechanik“
am Institut
für Statik und Dynamik der
Luft- und Raumfahrtkonstruktionen
an der Universität Stuttgart.
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Der Prüfingenieur April 2005
1 Einführung
Entwerfen ist ein Prozess, der etwas Neues
kreiert, etwas, was in dieser Form, seiner Wesensart
und Funktionalität vorher so noch nicht bestand. Es
lebt daher von seiner schöpferischen Komponente, ist
dem Wesen nach kreativ und bringt ständig Neues
hervor, das in seiner Originalität bewegt.
Wissenschaftlich kann ein so gearteter Prozess
nicht notwendigerweise systematisierbar sein und als
sicheres Wissen wiederholbar gemacht werden. Er ist
unabhängig vom Entwerfer nicht verstehbar. So hat
insbesondere die deutsche Konstruktionsmethodik ab
den frühen siebziger Jahren mit der Handlungsabfolge
von Anforderungs-, Funktions- und Gestaltanalyse
zwar eine der ersten umfassenden und systematisierten
Vorgehensanweisungen [3] für den Ingenieurentwurf
erarbeitet, die auch in die Normung übernommen
wurde (VDI-Norm 2221), jedoch das eigentliche
methodische Problem des Entwerfens selbst nicht lösen
können.
Da die erreichbare Lösung eines Entwurfsproblems
maßgeblich von den vom Entwerfer gewählten
Entwurfsparadigmen abhängt, folgen aus der Wahl
unterschiedlicher Entwurfsparadigmen unterschiedliche
Entwurfsverfahren und -schritte für an sich ein
und dasselbe Entwurfsproblem.
Eine methodische Systematisierung erscheint
somit zunächst unmöglich, da jeder Automatismus den
Entwerfer in seiner Freiheit einschränkt. Es gilt also,
einen Weg zu finden, der dem Entwerfer die Gestaltungsfreiheit
möglichst weitgehend erhält, ihn aber
gleichzeitig von den zeitraubenden Überprüfungen der
Kompatibilität und Konsistenz des entstehenden Entwurfs
durch Berechnungen und von geometrischen
Verträglichkeitsprüfungen befreit. Ähnlich wie in der
menschlichen Sprache, in der komplizierte Sachverhalte
mit großer Gestaltungsfreiheit durch Sätze aus
Wörtern beschrieben werden, wird hier der Entwurf
als eine Anordnung von Vokabeln betrachtet. Die Vokabeln
werden syntaktisch zusammengefügt und ergeben
semantische „Bau-Sätze“, bei denen durch Austausch
der Vokabeln der Sinn geändert werden kann.
Im Gegensatz zur menschlichen Sprache sind
die hier möglichen Konstrukte nicht nur sequenziell