Gastbeitrag zur Geschwindigkeit

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Die Liebe Müh mit der Produkteinführungszeit

Die steigende Geschwindigkeit des Produktzykluses in der Automobilindustrie führt zu einer Produkteinführungszeit von durchschnittlich nur noch drei Jahren. Ein Fahrzeugmodell wird eingeführt, erfährt eine Modellpflege und wird bis zum letzten Tag der Produktion kostenoptimiert. Dieser Trend zeigt sich auch in dem Modellzyklus des VW-Golfs der letzten 40 Jahre.

Modell Bauzeit Zyklus
VW Golf I 1974 – 1983 9 Jahre
VW Golf II 1983 – 1992 8 Jahre
VW Golf III 1991 – 1997 6 Jahre
VW Golf IV 1997 – 2003 6 Jahre
VW Golf V 2003 – 2008 5 Jahre
VW Golf VI 2008 – 2012 4 Jahre
VW Golf VII 2012 – 2019 7 Jahre
VW Golf VIII seit 2019

~ 6 Jahre (Tendenz fallend) [Ref01]

Die Industrie hat große Anstrengungen unternommen, um diese Produktzyklusgeschwindigkeiten zu erreichen. So wurde zum Beispiel der Verband “Hersteller Initiative Software” gegründet, um den Prozessstandard SPICE Automotive zu etablieren. [Ref02] Weitere Maßnahmen der Industrie waren unter anderem die Einführung von standardisierten Kommunikationsprotokollen bis hin zum Betriebssystemstandard AUTOSAR.[Ref03] Auch weitere Industrien erleben eine steigende Produktzyklusgeschwindigkeit, wie die Kosumentenelektronikindustrie mit ihren kurzlebigen Mobilfunkgerätegenerationen oder den Hype-Zyklen einer jeden Spielekonsolegeneration. Alle Wirtschaftszweige haben Erfahrungen mit dem Effekt der sich verkürzenden Produkteinführungszeit gemacht. Die Produkteinführungszeit (Time-To-Market) beschreibt die Dauer der Produktentwicklung bis zur Platzierung des Produkts am Markt. Eine sehr kurze Produkteinführungszeit ergibt, insbesondere bei Produkten mit kurzem Produktlebenszyklus, einen Wettbewerbsvorteil.[Ref04]

Agilität ist eine Prozessmethode, die entwickelt wurde, um die Stärken der Softwareentwicklung konsequent in den Vordergrund zu stellen. Die Notwendigkeit einer sehr kurzen Produkteinführungszeit war bereits vor 20 Jahren unter anderem ein Auslöser für das Agile Manifest. Im brand eins Magazin, Artikel Schneller antwortet Schulze: „Die Start-ups, mit denen wir es zu tun haben, arbeiten fast alle agil. Die wissen oft noch so wenig über ihre Kunden, und ihr Markt verändert sich meist so schnell, dass Agilität eine Notwendigkeit ist.“[Ref05] Die Erwartungen an einen positiven Einfluss der agilen Organisationsstrukturen sind in zahlreiche Studien belegt. Konkret sind agile Teams im Durchschnitt 37% schneller auf dem Markt und 16% produktiver.[Ref06]. Es war bereits damals der Wettbewerbsvorteil der kurzen Produkteinführungszeit bekannt und ist somit in den Agilen Prinzipien fest verankert:

1. Unsere höchste Priorität ist es, den Kunden durch frühe und kontinuierliche Auslieferung
   wertvoller Software zufrieden zu stellen.

2. Heisse Anforderungsänderungen selbst spät in der Entwicklung willkommen. Agile Prozesse nutzen Veränderungen
   zum Wettbewerbsvorteil des Kunden.

3. Liefere funktionierende Software regelmäßig innerhalb weniger Wochen oder Monate und
   bevorzuge dabei die kürzere Zeitspanne. [Ref07]

Um Prozessmethoden im Altag als Handlungsgrundlage zu ethablieren, benötigt es der Prozess-Prinzipien, Prozess-Orientierung und vor allem einer Prozess-Kultur. “Unter einer Prozesskultur versteht man Prinzipien der Prozessorientierung, die die im Unternehmen vorhandenden Werte, Denkmuster und Handlungsanweisungen durchgänging ansprechen, berücksichtigen und eine Veränderung in diese Richtung bewirken. Das umfasst unter anderem die Ausprägung der Kommunikationskultur, das Denken in Teams und den Grad der Veränderungsbereitschaft.”[Ref08] Um in Unternehmen aus dem Prozessmanagement Werte schöpfen zu können, benötigt es klar festgelegter Prozessmethoden. Daraus folgt, um in Unternehmen Agilität wertschöpfend nutzen zu können, ist ein robustes Prozessmanagment mit den dazugehörigen Prozessmethoden zwingend notzwendig.

Leap-of-faith Annahmen machen blind

Neuralink ist ein typisches Silicon Valley Unternehmen. Der Hauptsitz der Firma befindet sich in San Francisco. Es wurde im Jahr 2016 gegründet und trat erstmals im März 2017 an die Öffentlichkeit. Bis Juli 2019 wurden 158 Millionen US-Dollar in das Unternehmen investiert. Das Unternehmen beschäftigt rund 90 Mitarbeiter.[Ref09] Das erste Produkt wird eine kabellose Bluetooth-Tastatur und Maus als Kombigerät für schwerbehinderte Menschen sein. Das Kombigerät ist natürlich plattformübergreifend. Als letzte Hürde der Produkteinführung steht eine Freigabe durch die Behörde für Lebens- und Arzneimittel (FDA) noch aus. Erst danach kann das Unternehmen in den kommenden Monaten sein Kombigerät kommerziell anbieten.

Das Produkt der Firma Neuralink ist eine neuartige Maus und Tastatur, die via Handy App alle elektronischen Geräte im Haus bedienen soll. (aus dem Video der Firma Neuralink)

Der gelernter Fernmeldeanlagen-Elektroniker Mike Wobker beschreibt im Artikel für die Internetseite Alles Beste, “mit einer Tastatur muss man ja vor allem eins können – gescheit tippen. Und da gibt es mehr Unterschiede, als man auf den ersten Blick glauben möchte. Schließlich will man ja mit einer Tatstatur möglichst jeden Einsatzbereich abgedeckt haben.”[Ref10] Mike Wobker meint mit diesem “Einsatzbereich der Tastatur” natürlich nicht die Bedürfnisse von schwerbehinderten Mitmenschen. Das liegt in der Natur dieser Technik. Die Mensch-Computer-Interaktion beschreibt die Verwendung von Computer-Technologie an der Schnittstelle zwischen (nichtbehinderten) Menschen und Computern.[Ref11] Alle Prinzipien dieser Technik basieren also auf einer mechanischen Manipulation eines Gerätes, die dann wiederum von einem Computer erfasst werden kann.

Die Interaktion mit Computern setzt also voraus, dass die motorische Fähigkeit des Menschen nicht soweit eingeschränkt ist, dass der Computer nicht mehr in der Lage ist, jene notwendigen Manipulationen des Gerätes festzustellen. Ein Teil der Menschen ist also von dem offenen Dialog zwischen dem Benutzer und dem Computer ausgeschlossen. Diese Reduktion der Wirklichkeit begann seit 1975 sich zu manifestieren und wird seitdem immer seltener durch die Hersteller von Geräten für die Mensch-Computer-Interaktion (Maus, Tastatur & Co) in Frage gestellt. Ausnahmen wie Apple bestätigen die Regel.[Ref12] Eric Ries nennt diese Reduzierungen der Wirklichkeit, die für selbstverständlich gehalten werden, Leap-of-faith Annahmen. Diese werden nicht auf richtig oder falsch hinterfragt, sondern als gegebenen hingenommen. Für die Wachstumshypothesen der Unternehmen sind Leap-of-faith Annahmen vielleicht die gefährlichsten Einflussfaktoren.[Ref13]

Neuralink hat es sich zu Aufgabe gemacht, die Leap-of-faith Annahme der Mensch-Computer-Interaktions Hersteller - dass die mechanische Manipulation für dem offenen Dialog zwischen Mensch und Computer notwendig ist - zu wiederlegen. Um auf die Wirklichkeit des offenen Dialoges zwischen Mensch und Computer zu kommen, musste die Technologie der Mensch-Computer-Interaktion um die Basisanahme der Gehirn-Computer-Interaktion erweitert werden. Seit Jahrzehnten wird an der Gehirn-Computer-Interaktion geforscht. Die Firma Neuralink ist davon überzeugt, dass heute genug Wissen erforscht wurde, um diese Technologie zu kommerzialisieren. Nur eine verkürzte Produkteinführungszeit gibt Neuralink den notwendigen kommerziellen Wettbewerbsvorsprung, bevor diese Erkenntnis auch bei der Konkurrenz gereift ist.

Neuerartige Maus und Tastatur von Neuralink wird durch abgegriffene Signale aus dem Gehirn bedient (aus dem Video der Firma Neuralink)

Eine sehr kurze Produkteinführungszeit

Um die Kommerzialisierung der Gehirn-Computer-Interaktion zu finanzieren und damit die Leap-of-faith Annahme zu widerlegen, benötigt es einer Moonshot-Idee der Firma Neuralink. David Alayón beschreibt einen Moonshot wie folgt:”Dazu müssen Sie die Idee einer schrittweisen Verbesserung um 10% aufgeben und sich auf eine Lösung konzentrieren, die eine Verbesserung um den Faktor 10 bringt oder vollständig ist.”[Ref14]

Methoden wie validiertes Lernen ermöglichen es überhaupt erst Moonshot-Ideen umzusetzen. Manuel Vivo beschreibt die von Eric Ries erfundene Methode validiertes Lernen als “eine rigorose Methode, um Fortschritte zu demonstrieren, wenn Startups von extremer Unsicherheit umgeben sind. Es ist eine empirische Methode, bei der das Team wertvolle Annahmen bestätigt. Es ist konkreter, genauer und schneller als Marktprognosen oder klassische Geschäftsplanung.”[Ref15] Da Neuralink keine Aussage dazu trifft, kann nicht bestätigt werden, dass die Reine-Lehre des validierten Lernen im Unternehmen angewendet wird. Es gibt aber starke Indikatoren.

Die Firma sucht z.Zt. in 20 verschiedensten Disziplinen Experten. In den letzten Jahren müssen hunderte von Experimenten zu unterschiedlichsten Annahmen durchgeführt worden sein. Wie zum Beispiel Materialforschung, Chip Layout, Elektronik, ASIC Entwicklung, Transplantationsmedizin, Roboterrei, um nur einige zu nennen. Unterschiedlichste Entwicklungsschritte müssen erfolgreich iteriert werden, um den N1 Chip als Kernprodukt zu seiner heutigen Reife zu bringen. Im Folgenden werden die Leistungen von Neuralink nur auf diesen Aspekt vereinfacht.

Im Zuge der Miniaturisierung auf eine Chipgröße von 4 mm ist es nun möglich, neben der N1 ASIC Logik, auch die Peripherie der neuronalen Fäden in dem Chip zu integrieren. Neben der Datenverarbeitungsgeschwindigkeit, geringem Stromverbrauch, hoher Zuverlässigkeit und höhere Systemkomplexität ermöglicht diese Miniaturisierung des N1 Chips den weiteren wichtigen Vorteil, dass die Operations-Risiken minimiert werden. Mit Hilfe von hunderten von Fäden werden, ohne Verursachung von Traumata an der individuellen Gehirnzelle, die notwendigen Messpunkte platziert. Der medizinische Eingriff am Menschen soll zukünftig unter örtlicher Betäubung über einen hochpräzisen chirurgischen Roboter erfolgen. Diese Robotertechnologie stellt eine weitere Komplementärtechnologie der Firma Neuralink dar.

N1 Chip der Firma Neuralink verbaut mehrere Tausend Analoge Pixel (aus dem Video der Firma Neuralink)

Diese Hardware soll um den Faktor 1000 leistungsfähiger sein, als alle am Markt erhältlichen Konkurrenzprodukte. Anstatt die motorischen Fähigkeiten des Menschen zu nutzen, wird der Computer in die Lage versetzt, über die Detektion von Signalspitzen tausender Neuronen, die gedachte Manipulation am Gerät festzustellen. Die größte Herausforderung hierbei ist eine möglichst präzise Spikeerkennung. Um dieses Problem zu adressieren, wählt die Firma Neuralink einen dualen Ansatz. Für den N1 Chip wird die klassische analoge IC Entwicklung mit der digitalen ASIC Entwicklung eines eigenen Software-Algorithmus zur benutzerdefinierten Echtzeit-Spike-Erkennung kombiniert.

Die Firma Neuralink setzt sich hierbei hohe Anforderungen an die Echtzeitfähigkeit und die Vermeidung von Fehlerkennungen und schreibt dazu: “Die Anforderungen an die Spike-Erkennung für die Echtzeit-Gehirn-Computer-Interaktion unterscheiden sich von den meisten herkömmlichen Neurophysiologien. Während Konkurrenzprodukte offline Spikes sortieren und erhebliche Anstrengungen unternehmen, um Fehlerkennungen zu eliminieren, müssen Gehirn-Computer-Interaktionsereignisse in Echtzeit erkannt werden. Die Spike-Erkennungsparameter müssen die Decodierungseffizienz maximieren. Unter Verwendung einer benutzerdefinierten Echtzeit-Spike-Erkennungssoftware wurde festgestellt, dass ein Filter der eine geschätzte Fehlerkennungsrate von 0,2 Hz zulässt, eine bessere Leistung erzielt als das Festlegen strenger Schwellenwerte, die echte Spikes fälschlicherweise unterdrücken können.”[Ref16]

Um diese Signalspitzen der einzelnen Neurone detektieren zu können, wird ein Analog Pixel entwickelt. Im Kern ist dies ein hochautomatisierter Analog-Digital-Umsetzer, der aus einem kontinuierlichen anliegenden Signalpegel ein gestuftes digitales Signal erzeugt. Einzelne Stufungen des Analogsignals können unterschiedlich hoch ausfallen und können durch Verstärkungsfehler in Verbindung mit Nullpunktfehlern zu Nichtlinearitätsfehlern führen. Das grundsätzliche Problem des thermischen Rauschens stellt eine weitere technische Hürde dar. Je höher die Integrationsdichte ist, desto kleiner wird der Signal-Rauschabstand. In der Kommunikation ist dies ein Maß für die Stärke des Signals relativ zum Hintergrund-Rauschen. Eine Präzisionsgüte von 7,2 μV bei der Erfassung der Spikes in einer elektrisch potentialfreien Umgebung (es existiert kein definierter eElektrischer Bezugspunkt) bedeutet den Unterschied bei der Erkennung zwischen dem Rauschen und dem zu messenden Signal.

Das Analog Pixel Konzept der Firma Neuralink (aus dem Video der Firma Neuralink)

Vor 3000 Zeichen wurde in diesem Artikel die Frage der Leistung der Firma Neuralink gestellt. Im Namen der Klarheit wurden nur die Arbeitsergebnisse und die Aspekte der Entwicklung des N1 Chips vorgestellt. Bekanntlich ist Leistung die erbrachte Arbeit bezogen auf die benötigte Zeit. Doch wie schon George Costanza in Seinfeld feststellte: “Wenn ich alles was ich in meinem ganzen Leben erreicht habe, auf einen Tag reduziere, sieht es anständig aus.”[Ref17] Eine sehr kurze Produkteinführungszeit ergibt einen Wettbewerbsvorteil. Somit zeigt sich die Leistung der Firma Neuralink in der kurzen Produkteinführungszeit von 24 Monaten und den mit einer hohen Prozessmethodik erbrachten Arbeitsergebnissen. Auch hier trifft Neuralink keine Aussage dazu, aber es ist davon auszugehen, dass Neuralink alle 12 Wochen eine Entwicklungsschleife mit mindestens acht Teams gelebt hat. Diese Teams mussten:

• Anforderungen mit Stakeholdern abstimmen (Medizin, Software, Materialforschung, Roboterbau ect.)

• Zu beweisende Experimente festlegen

• Neue Konzepte für die nächste Entwicklungsscheife entwickeln

• Chip Experten befragen, um für die Variante im Stand der Technik Lösungen zu finden

• Das Layout erstellen und prüfen

• Die notwendige Funktionalität entwicklen

• Die Funktionalität testen

• Der Funktionalität der Abnahme (Zeit, Logik, Last, diverse Simulationen) zuführen

• Die Varianten-Prototypen Produktionslinie einrichten

• Den Varianten-Prototypen produzieren

• Den Varianten-Prototypen dem Systemstest zuführen und die Abnahme durchführen

Die beeindruckenden Entwicklungsgeschwindigkeit der Firma Neuralink (aus dem Video der Firma Neuralink)

Finaler Akt

Clint Basinger begrüßt in seiner Kolumne LGR Oddware das Publikum mit den Worten: “Willkommen zu "LGR Oddware", wo wir einen Blick auf Hard- und Software werfen die seltsam, vergessen und veraltet ist.”[Ref18] In den letzten 50 Jahren haben laut Basingers Kolumne viele Hersteller versucht, neue und innovative Mensch-Computer-Interaktion zu etablieren. Das Alleinstellungsmerkmal dieser vergessenen Produkte konnte sich nicht gegenüber der Dominanz von Maus, Tastatur & Co durchsetzen. Im Gesamtsystem der Neuralink Technologie bietet der N1 Chip seine Daten auf einer einfachen USB-C Schnittstelle an und ist somit möglicherweise nur ein weiterer Kandidat für die Kolumne von Clint Basinger?

Wir schließen unseren Beitrag mit einem Auszug aus dem brand eins Magazin Artikel, die Gestörten: “In diesen Tagen bemerkt Renner, was er als “die große Paradoxie, aber gleichzeitig die Wirklichkeit von Konzernen ausmacht: Innerhalb ihrer Strukturen sind die Leute am erfolgreichsten, die am unbeweglichsten sind. Die Langsamen siegen immer. Und die Kreativen werden immer behindert. So sind die Regeln” Diese Regeln, ergänzt er, ergeben sich nicht von selbst. Sie sind, wie vieles was Konzerne so träge und zukunftsfern hat werden lassen, ein Produkt der Erfolge früherer Tage.”[Ref19]

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Video der Firma Neuralink

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