Erfinden mit Kopf und Computer

Forscht ein Leben lang: Dieter HerrigDörte Rahming
Forscht ein Leben lang: Dieter HerrigDörte Rahming

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07. Mai 2013, 09:43 Uhr

Rostock | Wenn im Studienplan der Ingenieursausbildung "Erfinden" auftaucht, mag das manchen verwundern. Aber man kann es tatsächlich lernen. Meint zumindest Dr. Dieter Herrig, ein bekannter Problem-Analytiker Mecklenburg-Vorpommerns. Sein ganzes Arbeitsleben lang war er daran interessiert, Neuerungen zu erdenken und für die Lehre nutzbar zu machen. Eine seiner zahlreichen Ideen war zum Beispiel "ein Wecker, der nur mich weckt, nicht auch meine Frau", wie der inzwischen 73-Jährige lachend sagt. "Das könnte stofflich funktionieren, also indem wir getrennte Schlafzimmer haben. Oder energetisch - zum Beispiel mit einem Gerät, das mich über einen Elektroimpuls aus einer Armbanduhr weckt oder nur mein Bett wackeln lässt."

Einen solchen Wecker hat Herrig dann doch nie gebaut, dafür aber eine Reihe anderer technischer Lösungen entwickelt. Und er hat das Erfinden an sich betrachtet.

"Jeder kann Erfinder werden. Denn es kann ganz einfach sein: Vorhandenes wird verallgemeinert und neu kombiniert. Wenn es wirklich vollkommen neu und auch praktisch umsetzbar ist, gibt es ein Patent darauf."

Immer neue Aufgaben für den Wissenschaftler

Dieter Herrig stammt aus der Nähe von Chemnitz, absolvierte eine Lehre als Maschinenbauschlosser und wurde danach Diplomingenieur für Verarbeitungsmaschinenbau. Er unterrichtete in Wismar Maschinenbaustudenten. "Alles was wackelt, das waren meine Themen", sagt er noch heute. "Ich war der Getriebe-Herrig."

1986 begann er als Problemanalytiker in der Bezirks-Nervenklinik Schwerin, wurde später deren Verwaltungsdirektor. Nicht eben ein naheliegender Wechsel, aber Herrig konnte seine Erfahrungen durchaus auch hier nutzen. "Da war zum Beispiel die tägliche Temperaturkurve der Patienten, die auf- und absteigt wie eine Sinuskurve. Am späten Nachmittag ist sie am höchsten, spät in der Nacht am niedrigsten. Bei manchen psychischen Krankheiten ist diese Kurve jedoch verschoben, de synchronisiert - das hat mich an die Schwingungsanalyse von Kranen erinnert. Das Analyse-Ergebnis ist eine Zahl, die mit einem normalen Verlauf verglichen werden kann. So kann der Psychiater besser entscheiden, welche Therapie der Patient benötigt oder ob er entlassen werden kann. Das war natürlich nur eine Zusatzinformation für ihn, aber eine hilfreiche."

Dieser Wechsel bestätigte auch, was Herrig über Enrico Fermi, den Erfinder des Kernreaktors, gelesen hatte: "Der meinte, ein Wissenschaftler solle alle zehn Jahre sein Arbeitsgebiet wechseln. Dann könne er seine Methoden auf ein neues Gebiet anwenden, und damit wäre die Wahrscheinlichkeit groß, etwas Neues zu finden."

Ideen für Lok und Kirschbaum

Als die elektronische Datenverarbeitung aufkam, begann Herrig mit rechnerunterstütztem Konstruieren. Und es dauerte nicht lange, dann entwarf er auch für das Erfinden ein Computerprogramm. Dafür fasste er diesen Prozess in wenigen Schritten zusammen: "Zum Erfinden braucht man eine Aufgabe, für die man entweder viele Lösungen generiert und die guten davon auswählt. Oder man stellt so viele Bedingungen, dass am Ende nur eine Variante in Frage kommt."

Beispiel: Eine Lok, die eine hohe Effektivität haben soll, müsste leicht sein und gleichzeitig eine hohe Zugkraft entwickeln. Die Frage ist, von welchen Faktoren welche Effekte abhängen. Eine kleine Masse bedeutet geringere Zugkraft - wäre die Lok aus Papier, könnte sie nichts vom Fleck bewegen. Dieser Widerspruch muss gelöst werden. Man kann ihn quasi-mathematisch formulieren, in Formeln schreiben. Und es zeigt sich: Man muss die Lok leicht bauen und durch elektromagnetische Räder beim Anfahren und Abbremsen auf den Schienen halten. Während sie rollt, wird der Magnet abgeschaltet. Sie bleibt also leicht, zieht aber ihre Last konstant. So sind alle Bedingungen erfüllt.

Beim Erfinden hilft der sogenannte Morphologische Kasten, ein Schema, in dem alle Faktoren, Funktionen und Materialien des jeweiligen Themas in einer Tabelle angeordnet werden. Dann fragt sich der Erfinder, wie einzelne Funktionen realisiert werden können und kombiniert die Teilfunktionen miteinander. "Dabei gibt es unter Umständen Millionen Möglichkeiten, aber 99 Prozent davon sind schlecht, nur ein Prozent gut - und das ist dann immer noch viel", weiß Herrig. "Die Frage ist: Gibt es sinnvolle, aber bisher unbekannte Varianten?"

Hilfreich sind die Prinzipien, die der sowjetische Gewerkschafter Genrich Altschuller im letzten Jahrhundert aufstellte. Er saß in der Verbannung und nutzte die Zeit, um rund 40 000 Patente zu sichten. Daraus extrahierte er vierzig Regeln zum Erfinden. Herrig hat sie weiterentwickelt. Eine davon lautet sinngemäß "in Gegensätzen denken", also: Wenn etwas nicht hier funktioniert, dann woanders; wenn nicht auf einmal, dann in Teilschritten; wenn nicht komplex, dann mit Vereinfachungen; wenn nicht ganz, dann abgetrennt; wenn nicht mit etwas, dann ohne - und umgekehrt. Ein Beispiel ist der Kirschbaum in Herrigs Garten: "Um die Stare fernzuhalten, siedelte ich einen einzelnen Star in dem Baum an. Das ist sein Revier, und er vertreibt die meisten anderen Stare. Er nimmt sich natürlich seinen Teil der Kirschen, das ist ja nicht so viel. Aber die großen Schwärme sind ausgeblieben. Ich bin zufrieden mit ihm."

1984 hielt Herrig einen ersten Vortrag über rechnerunterstütztes Erfinden. Fünf Jahre später, also kurz vor der Wende, fragte die Universität Hamburg an, ob der Schweriner Ingenieur eine Vorlesung für Informatikstudenten über dieses Thema halten könne. "Mein Antrag bei den hiesigen Behörden, das Angebot aus Hamburg annehmen zu dürfen, wurde zunächst abgelehnt - die Gefahr sei zu groß, dass man mich westlich infiltrieren würde", erinnert sich Herrig. "Aber ich konterte, dass der Klassenfeind nur mich als Einzelperson beeinflussen könne, ich aber sehr viele Studenten zum östlichen Infiltrieren vor mir hätte."

Das Argument zog - mehrere Jahre lehrte Herrig in Hamburg und konnte sein Fach später auch an "seiner" Hochschule in Wismar anbieten. Das Computerprogramm zum Thema ist heutzutage natürlich nicht mehr ganz aktuell, aber die Grundlagen des Erfindens gelten nach wie vor.

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