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Das Automatisierungs-Paradoxon

Am 20. Mai 1927 startete Lindbergh zu seinem Alleinflug von New York nach Paris. Aus Gewichtsgründen hatte er zugunsten maximaler Treibstoffzuladung auf Funkgerät und Sextant verzichtet und war deshalb nur auf Karten und Kompass angewiesen. Nicht einmal hundert Jahre später haben bereits Tausende Flugzeuge den Atlantik non-stop mit Mannschaften und Passagieren sicher überquert. Voraussetzungen dafür waren zunehmend innovative Technik, gut entwickelte Sicherheitsstandards, Organisation, etc.

Wegen der Leistungsanforderungen, dem notwendigen intelligenten Betriebsverhalten und der Sicherheit steuert heutzutage mehr und mehr Software unsere Flugzeuge und andere Transportmittel. Dabei tritt zwischen Intention und angestrebter Wirkung ein Widerspruch auf, für den bereits ein Name geprägt wurde, nämlich „automation paradox“ (Automatisierungs-Paradoxon).

In der „flagship publication“ der IEEE (IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers, gegründet 1884, widmet sich dem Nutzen der Menschheit zum Erzielen von Fortschritten durch Innovation und Technologie und ist die größte technische Berufsvereinigung auf allen Gebieten der Elektrik, Elektronik und der Computer und den damit verbunden Wissenschaften und Technologien der modernen Zivilisation), dem „IEEE Spectrum magazine“, gibt es unter “Aerospace” einen Blog, der sich mit der Analyse von Computer Projekten bezüglich, Software- und Systemfehler, aber auch mit Fortschritten bezüglich Innovationen, Sicherheitsgefährdungen, etc., befasst.

Im Blog // The Risk Factor (12. Dez. 2011) geht dort R. Charette am Beispiel des Unglücksfluges „Air France 447“ auf das Automatisierungs-Paradoxon näher ein: In den frühen Morgenstunden des 1. Juni 2009 stürzte das Flugzeug mit der Flugnummer „Air France 447“ in den mittleren tropischen Atlantik, wobei 228 Menschen starben. Für fast zwei Jahre blieb die Unglücksursache ein Rätsel. Erst im Mai 2011 konnte nach langer und intensiver Suche der aus 3500 Metern Wassertiefe geborgene „Data Recorder“ bei einer Pressekonferenz gezeigt werden.

Im August 2011 veröffentlichte das französische Amt für Flugsicherheit „BEA“ ein Schriftstück mit der Transkription der Aufzeichnungen des „Voice Date Recorder“. Darauf nahm in einem neuen Buch „Erreurs de Pilotage“ der französische Fluginstruktor Jean-Pierre Otelli Bezug:

„Wir wissen nun, dass AF447 Wolken eines starken Gewitters durchflog, wobei die Geschwindigkeitssensoren vereisten, worauf der Autopilot selbsttätig ausgeschaltet wurde. Im darauffolgenden Durcheinander verloren die Piloten die Kontrolle über das Flugzeug, weil sie unrichtig auf die Instrumentenhavarie reagierten und dann unfähig schienen, das Wesen des Problems, das sie verursacht hatten, zu verstehen. Weder Wetter noch Funktionsfehler verdammten AF447 zum Absturz noch eine komplizierte Kette von Fehlern, sondern ein einfacher aber beständiger Fehler auf Seiten eines der Piloten.“

In einer Presse-Aussendung verurteilte das Flugsicherheitsamt BEA diese Bekanntmachung wegen mangelndem Respekt vor den Crew-Mitgliedern und wegen der Tatsache, dass die Untersuchung offiziell noch nicht abgeschlossen sei.

Im Sinne des Automatisierungs-Paradoxons lautet dazu die Anmerkung des Magazins „Popular Mechanics“:

„Der Absturz lässt die verstörende Möglichkeit erkennen, dass das Flugwesen ziemlich lange von einer feineren Plage bedroht werden könnte, die ironischerweise dem niemals endenden Bestreben entspringt, das Fliegen sicher zu machen. Über Jahrzehnte hinweg wurden Flugzeuge mit zunehmend automatisierten Flugkontrollfunktionen ausgestattet. Diese haben die Fähigkeit, einen Großteil an Unsicherheit und Gefahr beim Fliegen zu beseitigen. Aber sie entfernen auch wichtige Informationen aus dem Augenmerk der Besatzung.

Während die Flugzeugsausstattung entscheidungsrelevante Parameter wie Position, Geschwindigkeit und Flugrichtung ausfindig macht, kann der Mensch auf anderes achten. Aber wenn Probleme plötzlich aufkommen und der Computer entscheidet, dass er nicht länger zurecht kommen kann – in einer dunklen Nacht, vielleicht in Turbulenzen, weit vom Land – dann können sich die Menschen in einer sehr lückenhaften Vorstellung darüber wiederfinden, was vorgeht. Sie werden sich fragen: Welche Instrumente sind zuverlässig und welchen kann man trauen? Was ist die dringlichste Gefährdung? Was geht eigentlich vor?

Bedauerlicherweise wird die überwältigende Mehrheit an Piloten wenig Erfahrung bei der Antwortfindung haben.“

Leser, die die zitierten Beiträge im Original lesen wollen, finden diese unter
http://spectrum.ieee.org/riskfactor/aerospace/aviation/air-france-flight-447s-final-minutes-reconstructed

bzw. inklusive der Aufzeichnungen des Voice data recorders (französisch/engl.) unter:
http://www.popularmechanics.com/technology/aviation/crashes/what-really-happened-aboard-air-france-447-6611877

Dipl.-HTL-Ing. Alfred Kraker, war Zeit seines Berufslebens in Forschung und Entwicklung eines großen internationalen Unternehmens tätig; er war zuletzt Leiter einer Entwicklungsabteilung für digitale Signalverarbeitung. Fachspezifische Veröffentlichungen und rund 100 Patente sind mit seinen Arbeiten verknüpft.

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  11. Alfred Kraker

    Robert N. Charette beschrieb schon zwei Jahre früher den Malaysia Airlines Flug 124 von Perth nach Kuala Lumpur am Nachmittag des 1. August 2005. Damals trat an einer Boeing 777-200 Maschine ein Problem mit der Trägheits-Referenz-Einheit (ADIRU) auf, was die Flug - und Autopilot – Regelung beeinträchtigte. Die Folge des Fehlers war ein plötzlich extrem steiler Anstieg gefolgt von einem ebensolchen Abfall im Flugverlauf. Die Crew konnte damals manuell steuernd zum Flughafen rückkehren und die Passagiere unverletzt auf den Boden bringen.
    Details siehe
    http://spectrum.ieee.org/computing/software/automated-to-death
    Eine gewisse Analogie bei den Problemursachen ist zu vermerken.



  12. Vielflieger (kein Partner)

    Die Aufzeichnungen des voice data recorders unter dem angegebenen Link lassen die gesamte Szenerie vor dem Hörer dramatisch erstehen. Beeindruckend, dass das Flugzeug trotz extremer Störkräfte vor dem Aufschlag bis zuletzt intakt blieb.



  13. Kaffeehäferl

    Dieses Paradoxon wird auch sehr bald in für Privatpersonen relevante Bereiche Einzug halten, nämlich in den Straßenverkehr.

    Immer mehr Autos, PKWs wie LKWs, werden mit Helferleins ausgestattet, sogenannten Fahrer-Assistenz-Systemen. Beispiele dafür sind der Tempomat, der bald die Geschwindigkeit der umgebenden Fahrzeuge mit berücksichtigten wird und sich daran anpassen wird. Der Spurassistent, der (noch) nur warnt, wenn man von der Spur abweicht, mglw. aber irgendwann auch selbst eingreifen und korrigieren wird. Oder der Toter-Winkel-Warner. Der Bremsassistent. Usw.

    Alle diese Systeme werden mit den besten Absichten entwickelt, die Sicherheit beim Autofahren zu erhöhen. Und führen implizit dazu, daß die Fahrer ohne diese Systeme nicht mehr zurechtkommen werden. Sie verlassen sich irgendwann auf ihre Helferleins und das Lenken der Fahrzeugs verkommt zur Nebensache. Inzwischen kann man Zeitunglesen, SMS oder E-Mails schreiben, Fernsehen und alle anderen Dinge tun.

    Reagiert ein Assistenz-System mal falsch oder fällt gar aus, wird dann ähnliches passieren wie in besagtem Flugzeug.



  14. Alfred Kraker

    Zum Namen: „Automation Paradox“:
    Die Psychologin Lisanne Bainbridge führte um 1980 unter „ironies and paradoxes of automation“ aus: „Desto fortgeschrittener das automatisierte System ist, desto entscheidender wird der Beitrag des menschlichen Bedienenden zu seinem erfolgreichen Funktionieren.“



  15. Wertkonservativer

    Je mehr der Mensch der Technik vertraut und sich ihrer bis zum Exzess bedient, desto mehr muss er mit Rückschlägen, Ausfällen, Unfällen - vom kleinen Alltagsunfall bis zu Atom-, Flugzeug- und anderen Katastrophen - rechnen!

    Technik wird von (unvollkommenen, fehlbaren) Menschen entwickelt, gebaut und überwacht; kleinste Versäumnisse, Fehlhandlungen, Materialbruch usw. führen zwangsläufig zu Schäden, vom kleinen Toasterausfall bis zu Autocrashs, Flugzeugabstürzen und noch größeren bis größten Katastrophen!

    Die Technik ist der Gott unserer Zeit, einerseits uns hilfreich beistehend, andererseits jedoch das Damokles-Schwert über uns schwingend!

    (mail to: gerhard@michler.at)



    • Boethius (kein Partner)

      Sehr geehrter Wertkonservativer,

      mein erster Impuls war, Ihnen meine völlig andere Meinung in einer langen Epistel zur Verteidigung der Technik auseinandersetzen zu müssen. Bei nochmaligem Durchlesen Ihres Kommentars habe ich dann aber festgestellt, dass ich eigentlich nur mit Ihrem letzten Satz überhaupt nicht einverstanden bin: für mich ist

      "in unserer Zeit Technik der Knecht, der uns das Leben erleichtert, bei unsachgemäßer Behandlung aber außer Kontrolle geraten und dann enormes Unheil anrichten kann."

      Das Damokles-Schwert wird nicht von der "Technik" geschwungen sondern von Managern, Politikern etc., die technikfremde Faktoren bei der Technikanwendung ins Spiel bringen: Gewinnorientierung (> minderwertige Materialien, unzureichende Wartung, Pestigeüberlegungen, ...).

      Ich möchte nicht mißverstanden werden. Ich bin nicht dafür, daß man alles was technisch machbar ist (besser: machbar zu sein scheint) auch machen darf. Auch bin ich heute gegen den Ausbau der Atomenergie, weil ich davon überzeugt bin das der Risikofaktor 'menschliches Fehlverhalten der Kraftwerkbetreiber' selbst im sichersten AKW unkalkulierbar ist.

      Andererseits halte ich aber eine Verteufelung der Technik (hätte in Ihrem letzten Satz nicht besser 'Teufel' an Stelle von 'Gott' gestanden?) nicht für sinnvoll, denn werden wir 7 Mrd. Menschen ohne neue Techniken ernähren können?

      Mit freundlichen Grüssen
      ein recht alter Chemiker.

    • Wertkonservativer

      Das ist ein Wort, das ich mir gerne "hinter die Ohren schreiben werde"
      Den letzten Satz nehme ich zwar nicht zurück, bin jedoch gerne bereit, ihn nun in Ihrem Sinne in mein altes Hirn zu verpflanzen!

      Dank für die Aufmerksamkeit;
      beste Grüße und Wünsche
      von Ihrem ebenfalls recht alten Wertkonservativen!

      (mail to: gerhard@michler.at)

    • Alfred Kraker

      @ Wertkonservativer und Boethius
      Es freut mich, daß „Wertkonservativer“ und „Boethius“ - durch meinen Gastkommentar „Das Automatisierungs-Paradoxon“ - zu einem Meinungsaustausch über „Technik“ angeregt wurden.
      Allein schon beide „Alias“-Namen sind eine Freude! Zu Boethius: „Neues Theologisches Wörterbuch“, H. Vorgrimler:
      Boethius (ca. 480 geboren, um 525 (Pavia), von Theoderich hingerichtet) definierte:
      „Person ist die individuelle Substanz einer geistbegabten Natur.“

  16. libertus

    Wie uns immer vermittelt wird, lernt die Flugzeugindustrie aus jedem Absturz, so grausam das auch klingt.

    Die Lehre aus diesem Unglücksflug muß sein, daß gut ausgebildete Piloten genau solche Situationen (nämlich Ausfall des automatischen Flugsicherungssystems) am Flugsimulator trainieren müßten und zwar in regelmäßigen Abständen, dafür wurde dieses Gerät überhaupt erfunden.

    Allerdings kann uns kein automatisiertes System der Welt vor menschlichem Versagen schützen und sich ganz allein auf Automation zu verlassen, wäre sowieso grob fahrlässig!



  17. Observer

    Die Automation hat uns viele Entscheidungen bei der Verbindung Mensch-Maschine abgenommen. Vom einfachen Regelkreis eines Thermostaten bis zur viel komplexeren Raumfahrt. Trotz modernsten Technologien wird der Faktor Mensch bei der Bedienung aber nicht gänzlich überflüssig, denn Systeme bzw. deren Einzelkomponenten können versagen bzw. erst (zu) spät erkannte Fehler aufweisen. Vielfach werden auch Kontrollsysteme eingesetzt welche wiederum die Detailsysteme überwachen. Und aus jedem bedauerlichen Zwischenfall - wie auch dem Unglücksflug AF 747 - werden sowohl bei den Fluggeräteherstellern als auch bei der Pilotenaus- und weiterbildung Konsequenzen gezogen. So ist die heute übliche Sicherheit im weltweiten Flugbetrieb vielfach auch "teuer erkauft" worden.

    Moderne Regelsysteme und deren Rechner arbeiten ausschliesslich nach vom Mensschen gesetzten Vorgaben, können tausende Entscheidungen blitzartig treffen, trotzdem werden sie nie völlig an die menschliche Intelligenz herankommen. Daher ist es immer gut, wenn auch der Mensch noch im Hintergrund steht und bei Notsituationen den "autopilot" ausschalten und alles manuell steuern kann. Sogar bei meiner Raumheizung ist mir manchmal "subjektiv" kalt, dies kann auch das beste Regelsystem nicht automatisch kompensieren.







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