Interview mit Martin Häuer: Open-Source-Hardware und Systems Engineering

Open Source hat bereits den Softwaremarkt umgekrempelt. Dies auch für Hardware zu erreichen ist eines der Ziele des Open Source Ecology Germany e.V. (gemeinnützig). In diesem Beitrag führte Paul Jerchel ein Interview mit Martin Häuer, dem Vorstandsvorsitzenden des Vereins. Neben dieser Rolle ist Martin Vorsitzender der DIN Young Professionals, Contributor im CEN/CENELEC-Projekt „Open Source Solutions“ und Mitinitiator und Leiter der DIN SPEC 3105 „Open-Source-Hardware“, einem Piloten für offene Standardisierung.

Gastinterview von Paul Jerchel mit Martin Häuer

Mit über 4000 Teilnehmenden war die Networks 2021 wohl mit Abstand die größte Online-Konferenz, an der ich bisher teilnehmen durfte. Bereits im Vorfeld fand mit der NetOpen21: Modeling Open Innovation Communities with Network Science eine kleine, aber feine Subkonferenz statt, die die Dynamik des Wissenstransfers von frei nutzbaren technischen Dokumentationen thematisierte. Auch für das Systems Engineering könnte es eine interessante Frage sein, welche Prozesse das Gelingen von Entwicklungsprozessen mit großen Akteurskonstellationen fördern können.

Dabei werden im Bereich der Open-Source-Hard- und Software oftmals nur die basalen Anforderungen gemeinschaftlich definiert. Durch die mögliche Spezifikation und freie Verwendung verbleiben viele der spezifischeren Anforderungen bei den Anwender:innen selber. Der Aufbau von Communities um bestimmte Projekte oder Themenfelder kann zu deren langfristigerer, strategischer Orientierung beitragen.

Über die Grundlagen von Open-Source-Hardware und aktuelle Ansätze habe ich mich mit Martin Häuer, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK in der Abteilung für virtuelle Produktentstehung und Vorstandsvorsitzender von Open Source Ecology Germany e.V. (gemeinnützig) unterhalten.

Zunächst, was ist Open-Source-Hardware?

Das ist Hardware, für die der Allgemeinheit freie Verwertungsrechte eingeräumt wurden und deren technische Dokumentation frei verfügbar ist. In der Praxis heißt das konkret, dass man Hardware nicht von Null auf entwickeln muss, sondern man sich auch an bereits extern entwickelten Modulen bedienen und diese für den eigenen Anwendungsfall dann neu rekombinieren und erweitern kann.

Das bringt potentiell eine signifikante Kosten- und Zeitersparnis in der Entwicklungsphase. Durch die breite, niederschwellige Anwendung von Open-Source-Technologien findet zudem ein dezentrales Langzeittesten mit diversen Umgebungsbedingungen statt. Im Software-Bereich ist das seit über 40 Jahren deutlich zu sehen: FOSS ist gegenüber proprietärer Software in der Regel stabiler und sicherer – neben anderen Vorzügen wie etwa hoher Kompatibilität und Langzeit-Support.

Open-Source-Lösungen sind nach ihrer Veröffentlichung nicht mehr vom ursprünglichen Entwickler abhängig. So könnte ich bspw. einen Open-Source-Schweißroboter auch in 20 Jahren noch warten, erweitern und nach den Bauplänen sogar Ersatzteile unabhängig vom Hersteller besorgen.

Habe ich einen Trend verpasst? Wie soll sich das für Unternehmen rechnen?

In der Groß- und Grundlagenforschung ist Open-Source-Hardware tatsächlich schon „ein Ding“. Das CERN ist hier einer der großen Treiber und unterhält mit dem Open Hardware Repository eine eigene Instanz für elektronische Open Hardware. Eines der prominentesten Projekte dort ist White Rabbit, ein System für hochsynchrone Datenübertragung in einem geografisch verteilten Computernetz funktioniert. Da die Forschenden das Projekt schon in der Entwicklung Open-Source betreiben, wird die Lösung inzwischen in Bereichen wie dem Finanzsektor, der Telekommunikation, der Energiewirtschaft, dem IoT-Bereich, der Luftverkehrskontrolle und anderswo angewandt. Außerdem ist Open-Source-Hardware auch in Branchen verbreitet, die mit reiner R&D „mehr als genug“ beschäftigt sind und sich mit hohen Anforderungen bezüglich IT-Sicherheit, Komplexitätsreduktion und Umweltschutz konfrontiert sehen.

In der Groß- und Grundlagenforschung ist Open-Source-Hardware tatsächlich schon „ein Ding“.

Martin Häuer

Open-Source-Lösungen lassen sich daneben als Methode der technischen Regelsetzung nutzen – quelloffene De-facto-Standards sozusagen. Mit Open-Source-Lösungen lassen sich historisch gewachsene Inkompatibilitäten elegant aushebeln, schließlich ergibt die Entwicklung paralleler Lösungen für identische oder sehr ähnliche Problemfälle nur noch wenig Sinn. Es setzt sich letztlich die bessere Lösung mit niederschwelliger Anwendbarkeit durch. Gibt es dann in der praktischen Anwendung ein Problem oder einen Verbesserungsvorschlag für die Kerntechnologie, fließen diese Verbesserungen dort ein und kommen automatisch allen “darunter” gelegenen Anwendern zugute.

An der Physikalisch-Technischen-Bundesanstalt entwickelt man derzeit ein Open-Source-MRT. Man kann sich die umwälzende Wirkung für diesen Sektor in etwa vorstellen. Kleinere Unternehmen profitieren von niedrigen Hürden beim Einstieg in neue Branchen und können durch Spezialisierungen Products-as-a-Service oder passgenaue Dienstleistungen anbieten. Startups können schnell Aufmerksamkeit finden und durch Tech-Communities ihre Arbeitskraft künstlich steigern. Unternehmenskunden kann im Idealfall ein Endlos-Support angeboten werden.

Wo liegen Schnittmengen zwischen Fragen des Systems Engineering und Open-Source-Hardware?

Bei unseren Beratungen treffen wir immer wieder auf Ingenieure aus dem Maschinenbau und anderen Sphären, denen die Entwicklung in nicht-linearen Plattformen wie git-basierten Systemen schlicht nicht geläufig ist. Hatte ich damals im Studium auch nicht – hätte ich aber sollen! Systems Engineers bringen dagegen sicher eine ganze Reihe von Skills mit, die bereits eng mit dem für Open-Source-Hardware erforderlichen Kompetenzprofil verbunden sind.

Nicht-lineare Plattformen wie git sind außerhalb der Softwareentwicklung kaum bekannt

Martin Häuer

Kollaboration und Kommunikation ist in beiden Sparten integraler Bestandteil des Ingenieurwesens. Professionals beider Felder wissen meist um die Relevanz, einzelne Entwicklungsleistungen zusammenzuführen und in unterschiedlichen „Sprachen“ zu denken. Das Netzwerkdenken und die (positive) Einbeziehung von Emergenz ist bei Open-Source-Hardware fester Teil jeder Überlegung. Zudem ist Modularität ein Kernkonzept in beiden Disziplinen – Systemingenieure mit Erfahrung im Produktdaten- und Contribution Management sind deshalb oft schon mit unseren Fragen vertraut und können zentrale Verantwortungsträger bei Pilotprojekten sein.

Wie können Systems Engineers ihre Fähigkeiten für „Open-Source-Ökologien“ einsetzen?

Zuallererst gilt das Prinzip „We are standing on the shoulders of giants“. Es gilt also, die Arbeit der temporären Allianzen und Unternehmenskooperationen dauerhaft zu erschließen. Eine entsprechende Potentialanalyse sollte also mit einer eingängigen Technologierecherche, strategischen Bewertung, Integration in bestehende Prozesse und der Kontaktaufnahme zu entsprechenden Communities erfolgen.

Im laufenden Vorhaben sind Traceability, Änderungsmanagement und Validierung zentrale Themen – für Systems Engineers also nur ein kleiner Schritt, der für das Unternehmen aber ein gewaltiges Aushängeschild werden kann. Stell‘ Dir vor, Du hättest den Linux Kernel erfunden!

Wo kann ich mich also weiter informieren?

Ganz aktuell empfehle ich allen den neuen EU-Report zur wirtschaftlichen Bedeutung von Open-Source-Lösungen. Daneben ist die Open Source Business Alliance eine gute erste Anlaufstelle für große wie kleine Unternehmen mit Software-Fokus. Und wer ganz konkret Ratschläge zu Open-Source-Hardware und Standardisierung möchte, kann sich auch gern per Mail an uns direkt wenden.

Paul Jerchel führte dieses Interview

Paul Jerchel studiert Mechatronik an der Berliner Hochschule für Technik (BHT) und arbeitete in der mikroelektronischen Zuverlässigkeitsprüfung, Prozess- und Strategieentwicklung bei verschiedenen Wissenschaftsorganisationen und Instituten. Michael Jastrams Beitrag zur Kreislaufwirtschaft hat ihn zu diesem Beitrag inspiriert.

Bildquellen: Timm Wille (Portrait von Paul Jerchel) und Martin Häuer (CC-BY-ND-4.0)