{"id":40,"date":"2017-01-23T15:58:00","date_gmt":"2017-01-23T14:58:00","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.zhaw.ch\/industrie4null\/?p=40"},"modified":"2017-01-24T08:26:06","modified_gmt":"2017-01-24T07:26:06","slug":"das-deklarative-interface-der-digitalisierten-industrie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.zhaw.ch\/industrie4null\/2017\/01\/23\/das-deklarative-interface-der-digitalisierten-industrie\/","title":{"rendered":"Das deklarative Interface der digitalisierten Industrie"},"content":{"rendered":"<p>Aladdins Wunderlampe oder die sprichw\u00f6rtliche gute Fee machen es dem Kunden einfach: Auch ungenau spezifizierte W\u00fcnsche werden ohne grosse Umst\u00e4nde sofort erf\u00fcllt (ein bisschen Theaterdonner geh\u00f6rt aber sicher dazu). Nun lernen bereits Kinder aus reichlich vorhandener M\u00e4rchenliteratur die T\u00fccken einer solchen Produktionsweise: Nicht immer erf\u00fcllt das durch Zauberhand Erschaffene die Erwartungen der W\u00fcnschenden und meist haben W\u00fcnsche gravierende Nebenwirkungen.<\/p>\n<blockquote><p><em>Eine gut lesbare Beschreibung der Eigenschaften, Vorteile und Herausforderungen deklarativer Progammierung findet sich in J. Lampe: \u201eIst deklarativ wirklich instruktiv?\u201c, Informatik Aktuell, Mai 2014. Darin schreibt der Autor:<\/em><\/p>\n<p><em>\u201eGemeinsam ist allen Definitionsans\u00e4tzen, dass sie als wichtiges Kennzeichen die Beschreibung des Was anstelle des Wie hervorheben. W\u00e4hrend ein prozedurales Programm den Weg beschreibt, auf dem das gew\u00fcnschte Ziel (=Ergebnis) erreicht werden kann, ist ein deklaratives Programm die genaue Beschreibung (Spezifikation) eben dieses Ergebnisses. Die deklarative Sicht ist daher vorwiegend statisch und entspricht am ehesten der Verwendung von Blaupausen als Produktvorlage.<\/em><\/p>\n<p><em>Wenn auf die Spezifizierung der Ausf\u00fchrung verzichtet wird, \u00f6ffnet das Chancen f\u00fcr deren Optimierung. Im Idealfall kann der deklarative Code sp\u00e4ter einmal durch ein Verfahren ausgef\u00fchrt werden, dass zum Zeitpunkt des Schreibens noch gar nicht bekannt war. Gern wird dabei auf die implizite Parallelisierung verwiesen. Doch wie im normalen Leben begegnet einem auch in der Programmierung der Idealfall h\u00f6chst selten.<\/em><\/p>\n<p><em>F\u00fcr die weitere Diskussion soll als Beispiel f\u00fcr eine eher deklarativ gepr\u00e4gte Programmiersprache SQL benutzt werden. Ein anderer prominenter Kandidat f\u00fcr diese Rolle ist HTML. Als typischer Vertreter prozeduraler Sprachen dient Java.\u201c <\/em><\/p><\/blockquote>\n<p>Die heutige Realit\u00e4t bietet dem Kunden in der Regel weit weniger als man selbst von der Sparvariante einer Wunderlampe erwarten w\u00fcrde. Eine mehr oder weniger breite Kollektion industriell produzierter Massenware wird angeboten, und die Kundin\/der Kunde\u00a0sucht sich dasjenige Produkt aus, welches ihr oder ihm am besten entspricht. Notgedrungen geht dies zu Lasten der Individualit\u00e4t; allerdings zeigen zum Beispiel Firmen in der M\u00f6belindustrie, dass kluges Design es erm\u00f6glicht im industriellen Massstab Komponenten herzustellen, welche in einer personalisierte Art und Weise kombiniert werden k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>Die fortschreitende Digitalisierung und Flexibilisierung der Wertsch\u00f6pfungskette erlaubt in absehbarer Zukunft die \u201emassenhafte Produktion\u201c<a href=\"#_ftn1\" name=\"_ftnref1\">[1]<\/a> von individualisierten Produkten und erm\u00f6glicht es somit, noch weiter in Richtung einer personalisierten Produktion zu gehen. Die Kundin, der Kunde erh\u00e4lt die M\u00f6glichkeit, ihre\/seine Bed\u00fcrfnisse \u00fcber die reine Auswahl aus einer Palette fertiger Produkte oder die freie Kombination standardisierter Basiskomponenten hinaus zu verwirklichen. Selbstverst\u00e4ndlich war das bis dato auch m\u00f6glich; kompetente Heimwerkerrinnen und Heimwerker wurden eigentlich nur durch die Gesetze der Physik eingeschr\u00e4nkt. Nun ist das mit der Kompetenz so eine Sache. Einige unter uns werden die Erfahrung der Autoren teilen, dass man zwar durchaus in der Lage sein kann, ziemlich genau anzugeben, <em>was<\/em> man braucht ohne allerdings genau zu wissen, <em>wie<\/em> man dies erreichen kann. Hier bietet ein Ansatz aus der Informatik, das Konzept der deklarativen Programmierung (vgl. Box), interessante M\u00f6glichkeiten dieses Potenzial umfassend auszusch\u00f6pfen. Der\/dem Kundin\/Kunden wird eine Plattform angeboten, die ihr\/ihm es erm\u00f6glicht, das \u201eWas\u201c der W\u00fcnsche bequem auszudr\u00fccken. Die Struktur der Plattform ist so gestaltet, dass nur solche \u201eWas\u201c ausgedr\u00fcckt werden k\u00f6nnen, f\u00fcr die der Produzent auch ein konkretes \u201eWie\u201c der Umsetzung zur Verf\u00fcgung stellen kann.<\/p>\n<p>Da Produkte im Wesentlichen durch CAD Modelle und daraus abgeleiteten Daten\u00a0 repr\u00e4sentiert werden, besteht ein Bed\u00fcrfnis nach Werkzeugen, die es Endbenutzern erlauben diese Modelle deklarativ auszudr\u00fccken. In Anlehnung an den Begriff der deklarativen Programmierung brauchen wir gewissermassen eine deklarative \u201eProduktbeschriebungssprache\u201c<a href=\"#_ftn2\" name=\"_ftnref2\">[2]<\/a> und einen entsprechenden \u201eCompiler\u201c, der aus Beschreibungen 3d Objekte generieren kann. Entsprechende Ans\u00e4tze werden in der CAD Industrie \u00a0erforscht und teilweise \u00a0auch bereits \u00a0angeboten. Firmen wie Autodesk mit ihrem \u201e<strong>Project <\/strong><strong>Dreamcatcher<\/strong>\u201c<a href=\"#_ftn3\" name=\"_ftnref3\">[3]<\/a> oder Robert McNeel &amp; Associates mit <strong>Grasshopper\u00ae<a href=\"#_ftn4\" name=\"_ftnref4\">[4]<\/a><\/strong> arbeiten an CAD L\u00f6sungen, die nicht ein blosses Werkzeug sind, sondern selbst\u00e4ndig zu den Anforderungen des Benutzers passende Geometrien generiert. In weiteren Schritten werden dann teilweise von den vorgeschlagenen L\u00f6sungen einige Ans\u00e4tze weiter verfolgt und genauer spezifiziert und modifiziert. Aus dieser Herangehensweise ergibt sich ein interaktiver Probleml\u00f6sungsansatz (Dreamcatcher Workflow) in dem die Software dem Benutzer M\u00f6glichkeitenaufzeigt und ihn gewissermassen durch den \u201eDesign Raum\u201c geleitet.<\/p>\n<p>Selbstverst\u00e4ndlich sind wir auch mit Ans\u00e4tzen der deklarativen Programmierung noch lange nicht in einem Schlaraffenland angekommen. Auf jeden Fall ist aber eine deklarative Produktebeschreibung ein weiterer Schritt zur Verbindung der Vorteile individualisierter Nachfrage und eines industriell produzierten Angebots.<\/p>\n<p><a href=\"#_ftnref1\" name=\"_ftn1\">[1]<\/a> Wir verstehen hier den Term \u201emassenhafte Produktion\u201c als die Produktion von vielen <em>individuellen<\/em> Erzeugnissen, im Gegensatz zur \u201eMassenproduktion\u201c bei der die Herstellung <em>vieler identischer<\/em> Erzeugnisse gemeint ist.<\/p>\n<p><a href=\"#_ftnref2\" name=\"_ftn2\">[2]<\/a> Eine Sprache ist hier im weitesten Sinn zu verstehen, es kann sich z.B. auch um grafische Repr\u00e4sentationen handeln.<\/p>\n<p><a href=\"#_ftnref3\" name=\"_ftn3\">[3]<\/a> https:\/\/autodeskresearch.com\/projects\/dreamcatcher<\/p>\n<p><a href=\"#_ftnref4\" name=\"_ftn4\">[4]<\/a> http:\/\/www.grasshopper3d.com\/<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-44\" src=\"http:\/\/blog.zhaw.ch\/industrie4null\/files\/2017\/01\/abb.-2-300x80.png\" alt=\"\" width=\"409\" height=\"109\" srcset=\"https:\/\/blog.zhaw.ch\/industrie4null\/files\/2017\/01\/abb.-2-300x80.png 300w, https:\/\/blog.zhaw.ch\/industrie4null\/files\/2017\/01\/abb.-2-676x181.png 676w, https:\/\/blog.zhaw.ch\/industrie4null\/files\/2017\/01\/abb.-2.png 694w\" sizes=\"auto, (max-width: 409px) 100vw, 409px\" \/><\/p>\n<p>Abbildung 1. Der Dreamcatcher Workflow (https:\/\/autodeskresearch.com\/projects\/dreamcatcher)<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-43\" src=\"http:\/\/blog.zhaw.ch\/industrie4null\/files\/2017\/01\/abb1-300x254.png\" alt=\"\" width=\"376\" height=\"318\" srcset=\"https:\/\/blog.zhaw.ch\/industrie4null\/files\/2017\/01\/abb1-300x254.png 300w, https:\/\/blog.zhaw.ch\/industrie4null\/files\/2017\/01\/abb1-676x571.png 676w, https:\/\/blog.zhaw.ch\/industrie4null\/files\/2017\/01\/abb1.png 678w\" sizes=\"auto, (max-width: 376px) 100vw, 376px\" \/><\/p>\n<p>Abbildung 2. Schematische Darstellung von 3d Geometrien in Grasshopper 3d.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.zhaw.ch\/de\/ueber-uns\/person\/flum\/\">Dandolo Flumini<\/a>\u00a0und <a href=\"https:\/\/www.zhaw.ch\/de\/ueber-uns\/person\/furu\/\">Rudolf F\u00fcchslin<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Aladdins Wunderlampe oder die sprichw\u00f6rtliche gute Fee machen es dem Kunden einfach: Auch ungenau spezifizierte W\u00fcnsche werden ohne grosse Umst\u00e4nde sofort erf\u00fcllt (ein bisschen Theaterdonner geh\u00f6rt aber sicher dazu). 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