Interview mit Joachim Schlosser

Dr. Joachim Schlosser führt bei Elektrobit Automotive ein Team von Informatikern und Ingenieuren, die Automobilhersteller und Automobilzulieferer zu Themen wie Agile Entwicklungsmethoden, Funktionale Sicherheit und Autonomes Fahren beraten. Bekannt ist er auch durch seinen Blog, seine Arbeit für MathWorks (MATLAB/Simulink) in der Lehre, sowie sein Lehrbuch zu LaTeX.

Zwischen den Jahren führte ich ein Gespräch über Modellierung in der Lehre, autonomes Fahren und Systemdenken.

Du schreibst auf Deiner Webseite, dass Du Professoren und anderen Lehrenden bezüglich MATLAB und Simulink hilfst. Wie sieht das denn genau aus?

Das habe ich bis jetzt gemacht, allerdings habe ich zum Ende des Jahres aufgehört und fange zum Jahresanfang bei Elektrobit Automotive Consulting an. Dort bin ich dann noch mehr in den Themen agile Entwicklungsmethoden und funktionale Sicherheit, sowie autonomes Fahren. Das sind Themen, die mich in der Vergangenheit schon beschäftigt haben.

Aber was ich bislang gemacht habe, und was beim Team von MathWorks weitergeführt wird, ist die Beratung von Lehrenden, wie sie MATLAB und Simulink in der Lehre einsetzen können. Entstanden ist das aus dem Wunsch vieler Professoren, diese Werkzeuge einzusetzen, die sie oft aus ihrem industriellen Umfeld schon kennen. Die sind dann unsicher, ob es nicht zu schwierig ist, und wie weit es mit dem Mandat, Theorie zu vermitteln, vereinbar ist. Gleichzeitig möchten sie den Studenten auch Praxisbezug geben und suchen nach Herangehensweisen. Mit diesen Fragen treten die oft an MathWorks heran. Als Reaktion darauf haben wir dann dieses europaweite Team aufgebaut und sind durch die Länder gezogen. Wir haben Wissen von A nach B getragen, Anwendungsbeispiele aus der Industrie gegeben und Leute verknüpft. Das Ganze immer unter dem Gesichtspunkt, dass Studenten noch mal einen anderen Zugang zum Thema finden, wenn sie es selbst anwenden. Grau ist alle Theorie, und in der Praxis kommt der Aha-Effekt: „So muss die Mathematik sein, sonst geht es nicht“.

Grau ist alle Theorie, und in der Praxis kommt der Aha-Effekt: „So muss die Mathematik sein, sonst geht es nicht“ Twittern

Bei mathematischen Dingen funktioniert das wunderbar, also bei Steuerung, Regelung oder Signalverarbeitung. Da liefert das noch mal einen ganz anderen Zugang. Die lernen Schöne Dinge wie Nyquist-Frequenzen und ähnliches. Es ist schön, so etwas rechnen zu können; wenn ich das aber irgendwann selbst anwende, und wirklich sehe, wie die Abtastrate das Rauschen beeinflusst, und dann muss ich Dieses und Jenes machen, dann wird plötzlich klar, warum man das alles lernen muss.

Mit anderen Worten, Du hilfst den Lehranstalten, die Brücke zwischen Theorie und Praxis zu schlagen.

Genau. Das ist ja auch das Thema in der Lehre: Dort wird gesagt, wir sollen den Studenten Konzepte und Theorie, und keine Tools beibringen. Aber da sage ich: Ja, es ist zumindest bei Universitäten nicht unbedingt der Anspruch, dass die Absolventen Werkzeugkenntnisse haben – aber es ist schön. Und bei Fachhochschulen sieht das noch mal anders aus. Weiterhin haben Forschungsgruppen das gern, wenn die Leute die Werkzeuge schon kennen – und Industrie sowieso. Aber letzten Endes ist das Tool in der Lehre ja auch ein Werkzeug, um die Theorie besser begreifen zu können. Das Werkzeug darf also nie Selbstzweck sein.

Das Werkzeug in der Lehre ist ein Werkzeug, um die Theorie besser zu begreifen Twittern

Oder wenn die Studenten Modellieren lernen, dann können die am Ende Simulink modellieren. Aber der Hauptpunkt ist, dass sie ein Systemverständnis bekommen: Sie lernen, dass man ein dynamisches System auch als solches verstehen muss, dass man sich Gedanken über die Struktur, Zerlegung, Systemgrenzen und Zusammenhänge machen muss. Dabei lerne ich das systemische Denken, oft gar nicht explizit. Diese ganzen Fragestellungen, die man später als Ingenieur eigentlich auch beantworten müsste, muss ich auch beantworten, wenn ich modelliere. Das Werkzeug erlaubt keine Prosa, sondern zwingt einen, diese Fragen als präzise Eingaben zu beantworten.

Mir gefällt dabei natürlich der Systemgedanke, da dies einen Schritt nach oben darstellt, um den Gesamtkontext zu sehen.

Hier ist auch die Brücke zu meiner zukünftigen Arbeit, bei der es um das autonome Fahren geht: Da kann ich ja auch nicht auf Schaltkreisebene denken, sondern muss mich auch auf Systemebene bewegen, also mit Themen wie Systemgrenzen, Wechselwirkungen und ähnlichem Auseinandersetzen. Da komme ich nur mit Modellierung hin.

Autonomes Fahren ist sicher ein gutes Beispiel für die Relevanz meiner nächsten Frage: Wie kann uns die Mathematik helfen, systemische Herausforderungen wie Komplexität, Nichtdeterminismus und Sicherheit in den Griff zu bekommen?

Das schöne beim autonomen Fahren ist: Es bewegt sich irgendein Objekt, das sich mit Gesetzen der Physik beschreiben lässt, durch eine Welt, die sich ebenfalls mit Gesetzen der Physik beschreiben lässt. Aber wir können nicht bei Adam und Eva anfangen, sondern müssen uns auf das beschränken, was wir wirklich brauchen, also Abstraktionen. Die Mathematik, und die Informatik im Speziellen, hat da ganz schöne Modelle über den Umgang mit Abstraktionsebenen. Diese helfen zu entscheiden, wie weit Zeit, Daten oder auch Berechnungsschritte abstrahiert werden können, und welche Wechselwirkungen bestehen. Und im technischen Modell gibt es natürlich viel Mathematik bei physikalischen Aspekten wie Trajektorien, Bremskurven und ähnlichem, und natürlich bei der Wahrnehmung der Umgebung. An der Stelle wird es dann auch problematisch, wie wir letztes Jahr gesehen haben bei Vorfällen im teilautonomen Fahren.

… wobei diese Vorfälle zum Teil auch von Menschen verursacht wurden.

Ja, und das ist teilweise sicher auch ein Marketingproblem: Wenn irgendwo „Autopilot“ drauf steht, dann denken die Leute, das ist auch einer.

Ich möchte die Themen Abstraktion und Kapselung noch einmal aufgreifen, welches ja in Sprachen wie bspw. SysML eine große Rolle spielen, Stichwort Skalierung

Ich sehe hier Wellenbewegungen und Trends im Ingenieurwesen und der Informatik. Mal wird gesagt: Wir bauen perfekt integrierte Systeme, wo alles mit allem zusammenarbeitet; das geht eine Weile gut, bis die Notwendigkeit aufkommt, dass das gründlich Verifiziert werden muss. Dann kommt die Katerstimmung, und es wird auf Modularität mit loser Kopplung Wert gelegt, mit syntaktisch und semantisch sauberen Schnittstellen. Das ermöglicht dann, die Module einzeln gründlich verifizieren kann um sicherzustellen, dass sie sich einzeln richtig verhalten, um damit Rückschlüsse auf das Gesamtsystem zu ermöglichen. Seit ich das Studium abgeschlossen habe, hatten wir zwei oder drei solcher Wellen. Ich nehme es aber nicht nur als Welle da, sondern auch als Spirale nach oben.

Das erinnert mich an meine eigene Promotion, bei der es um die Industrietauglichkeit von Architekturmodellen. Das war als Gedanke zwar in Ordnung, funktioniert aber dann nicht, wenn die Modelle vom Abstraktionsgrad her den Fragestellungen nicht entsprechen. Wenn die Fragestellung ein oder zwei Abstraktionslevel detaillierter fragt als das Modell beantworten kann, dann gibt es das konzeptionell einfach nicht her. Seit dem bin ich hellhörig, wenn Leute ein Komplettmodell entwickeln wollen. Oft ist unklar, was mit dem Modell eigentlich gemacht werden soll.

Wenn die Fragestellung auf einer anderen Abstraktionsebene ist, kann das Modell diese konzeptionell nicht beantworten (Joachim Schlosser) Twittern

Aber das ist eine Frage, die immer beantwortet werden sollte: Was ist der Zweck des Modells. Das artet oft in Aktionismus aus, und man kann wunderschön Budget damit verbraten, und man kann auch viel zeigen. Aber wenn ich vorher keine vernünftige Fragestellung formuliert habe, die das Modell beantworten soll, dann ist das Modell ein Artefakt, das betriebswirtschaftlich gesehen nichts bringt, und sicherheitstechnisch schon gar nicht.

Solche Projekte bringen dann auch die Informatik und Teile vom Ingenieurwesen in Misskredit bringt.

Die Mathematik wird ja auch über den Einsatz von Calculi eingesetzt, um eine unter Umständen beweisbare Beziehung zwischen den Abstraktionsebenen herzustellen.

Das haben wir mit Simulink im industriellen Kontext sowohl mit Modelchecking als auch mit formalen Methoden und Beweisern gemacht, also bspw. die Überprüfung von sicherheitsrelevanten Invarianten. Das funktioniert auch ganz gut, wenn es einmal auf den Algorithmus herunter gebrochen ist. Das hilft allerdings nur dann, wenn die Umgebung auch richtig erfasst ist, also zum Beispiel die Geschwindigkeit. Sobald die Daten nicht verlässlich sind, hilft mir auch die beste Aussage nichts.

Was sind Deine Pläne für 2017?

Durch meine neue Stelle bin ich da natürlich gut ausgelastet. Die Herausforderung ist: Wie bringe ich Automobilherstellern und -zulieferern das Thema „agile Methoden“ näher. Denn die merken, dass sie sich schneller auf dem Markt orientieren müssen. Der Wind von den Unterhaltungs- und Kommunikationsherstellern weht inzwischen recht eisig, das Rad dreht sich halt deutlich schneller als das Automobilrad. Die Integrationszyklen sind kürzer, obwohl die Zyklen im Automobilbereich auch schon deutlich kürzer geworden sind. Die OEMs haben die Herausforderung, dass sie an den Kontext von sicherheitsrelevanten Themen gebunden sind und zeitaufwändige Zulassungsverfahren durchlaufen müssen, die teilweise ein wasserfallartiges Vorgehen (vermeintlich) fordern. Und das dann unter Umständen noch mit der Frage: Wie bekomme ich den Fahrer aus der Verantwortung heraus.

Ansonsten schreibe ich noch an einem Buch über Vortragen im Dialog, für das es aber noch keinen Termin gibt. Das ist entstanden aus der bisherigen Tätigkeit. Denn bei Vorträgen im Vertrieb war ich noch nie ein Freund von Frontalvorträgen. Zu dem Thema gibt es zwar Literatur, auch gute. Aber ich habe nichts zu dem Thema „Dialog“ gefunden. Oft geht es leider darum, einen „Gegner“ zu überzeugen, also „wir gegen die anderen“. Aber ich kann doch nicht gegen jemanden vortragen, sondern muss es für jemanden tun. Und den Gedanken habe ich bislang noch nicht gefunden.

Ich habe ja selbst schon lange Veranstaltungen mitorganisiert, in letzter Zeit insbesondere Barcamps. Und das Barcamp-Format scheint ja genau diesen Dialog-Gedanken zu fokussieren.

Im Rückblick kann ich feststellen, dass so manche Veranstaltung – vor allem interne – schon ziemlich nahe dran war. Ich war im November zum ersten mal auf einem PM-Camp in Dornbirn, was ich ganz hervorragend fand. Die klassischen Konferenzen werden natürlich nach wie vor ihre Berechtigung haben. Zum einen, wenn es um Veröffentlichungen geht, aber viele Konferenzen lassen auch genug Platz für den individuellen Austausch. Das hängt natürlich oft auch am Veranstalter, und auch am Session-Chair.

Das sind alles spannende Themen, die mich auch die letzten Jahre schon begleitet haben. Da bin ich gespannt, was da auf mich zukommt.

Bild: Joachim Schlosser