Category Archives: Developer Garden

Why Industry 4.0 might stumble

Hardware and Software is getting more and more available and usable for everyone: Both in terms of price and complexity. Thanks to that, a growing crowd of enthusiast is building electronic gizmos. It’s getting even more interesting if you connect sensors and apps through the almost everywhere available Internet.

Classic industries seem to understand that this is important. So, they gave it a name: Industry 4.0! This fourth phase of industrialization is about cyber physical systems (which implies connectivity). Although they understand the importance, they often do not know how to deal with it. Saying that I am not criticizing their business or their competence!

Nevertheless, Industry 4.0, Machine-to-Machine (M2M), Internet of Things (IoT) or whatever you like to call it (indeed, there are differences)… It’s not  just about generating business value, it’s not about saving or earning money in the first place! It’s much more about creativity and finding (or creating) new needs! It’s about innovating. Well, even innovations must proof themselves based on revenue, but if you turn around the motivation, your subject reduces to a replaceable vehicle for sales.

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EtherNet/IP Sequence for I/O Data Transfer is public, but the protocol details cost a fortune (Source: ODVA – Open DeviceNet Vendor Association, Inc.)

One of the most important aspects about the Internet of Things movement is accessibility (in terms of availability and usability). Exactly that is missing talking about classic industries. For example, I wanted to use a specific sensor for the automation industry but finally gave up. I spend a decent amount of time, to get a specific sensor and even spend more time to use it. Well, it seemed so simple, because it’s just a basic socket connection. Unfortunately, it turned out the protocol itself isn’t that easy. Furthermore, you (in addition to the vendor) have to buy the specification or a library for a significant amount of money, too (which costs more than the sensor).  It’s even worth, because some people did start open source libraries, but according to their websites had to stop for the sake of license issues.

The standards organizations and license owners have their arguments, like compatibility, security etc., but I simply don’t think that’s true: Security is literally a lame excuse for complex and obfuscated legacy systems. I think it’s just because of revenue! These people think, if a system performs just closed and/or complex enough, one might be willing to pay for it – and it’s even better if every party has to pay (the vendor and the customer). This is too shortsighted and only true as long as you do not have alternatives!

Anyway restricting the access to these technologies impedes innovation. If the opportunity costs are just too high, “innovators” will ignore these. Otherwise it takes frustrating long to experience and prove an idea! From my experience, this is even true doing workshops and prototypes together with these industries. This makes me sad, because it would be so easy for them, to implement interfaces for that, instead of remaining in stagnation…

Impact Mapping – Eine Methode, zwei Sichtweisen

Ideen treiben die IT-Industrie in Soft- und Hardware. Am Ende wird jedoch der Nutzen dieser Ideen hinterfrage, egal ob es sich um bestehende oder neue Produkte handelt. Sprich: Häufig geht es weniger um technologische Herausforderungen oder darum die Welt zu einem besseren Ort zu machen als vielmehr den geschäftlichen Nutzen einer (dann Geschäfts-)Idee umzusetzen. Mit der klaren Darstellung dieses Nutzen erkauft man sich als Entwickler (wozu ich mich selber zähle) die Freiheit für Innovation. Auch darum muss dieser Nutzen gemeinsam mit den Projektbeteiligten erarbeitet werden!

Nun gibt es einen großen Werkzeugkasten durchaus bewährter Methoden, um eine Idee zu entwickeln und deren Umfang aufzuzeigen. Doch für sich alleine sind viele dieser Methoden nicht ausreichend oder zu aufwendig. Zumal man in vielen Fällen nur sehr wenig Zeit zur Verfügung steht. Beispielsweise erarbeiten wir gemeinsam mit Kunden Geschäftsideen (Value Innovation) und dafür steht nur selten mehr als ein Workshop-Tag zur Verfügung.

So funktioniert Impact Mapping

Impact Mapping hilft hier, indem es verschiedene Methoden vereint und visuell aufbereitet. Es sind kaum Vorkenntnisse erforderlich, so dass sich diese Methode gut für heterogene Gruppen eignet. Außerdem startet man beim Impact Mapping mit einem geschäftlichen Ziel, was verhindert, den eigentlichen Nutzen und damit die Rechtfertigung für ein Projekt aus den Augen zu verlieren.

Zusammengefasst besteht das Impact Mapping (frei Übersetzt „Auswirkungs-Zuordnung“) aus den zwei Phasen Vorbereitung (Preparation) und Zuordnung (Mapping). In der ersten Phase geht es darum, Ziele zu finden, Messmethoden festzulegen und den ersten Meilenstein zu definieren: Die Ziele müssen spezifisch, messbar, aktions-orientiert und zeitnah erreichbar sein (SMART). So können unrealistische Erwartungen schnell identifiziert und aussortiert werden.

In der zweiten Phase wird dies dann grafisch in einer Mindmap-artigen Karte aufbereitet.

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Struktur einer Impact Map (Quelle: http://impactmapping.org/drawing.php)

  • Why? beschreibt das Ziel in Form eines Mission Statement und sollte einen geschäftlichen Bezug haben.
  • Who? beschreibt die möglichen Stakeholder oder Akteure (Persona), also wer setzt es um, wer nutzt es, wer wird dadurch beeinflusst usw.
  • How? beschreibt die Auswirkungen die sich für den jeweiligen Akteur ergeben.
  • What? beschreibt letztendlich die Anforderungen, was und in welchem Umfang getan werden muss, um die Ziele zu erreichen.

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Beispiel einer Impact Map (Quelle: http://impactmapping.org/example.php)

Impact Mapping unterstützt iterative und agile Vorgehensweisen und passt damit gut zu den heute in vielen Unternehmen propagierten Prozessen. Als großer Fan von prototypischen Methoden gefällt mir beim Impact Mapping die Anpassungsfähigkeit (Adaptive Planning): Die grafische Herangehensweise unterstützt die Variation neuer Ideen. So können in kurzer Zeit alternative Ansätze einfach getestet und lohnenswerte Ideen frühzeitig ausgewählt werden.

Impact Mapping erzeugt Geschäftsrelevanz

Im Rahmen des Business Developers gewinnt das Impact Mapping sogar noch weiter an Relevanz. Dirk Rejahl (@DirkRejahl), Senior Business Development Manager und Product Owner Digital Media – Customer Mobility Solutions der Deutschen Telekom UK beschreibt es so: „Aus Sicht des „Business“ stellt Impact-Mapping die Werthaltigkeit und Relevanz eines Produktes oder einer Lösung sicher. Die Syntax erlaubt nur dann eine neue Funktion, wenn sie einem Stakeholder und einer Auswirkung (Impact) zugeordnet werden kann. Die Anforderung muss klar beschreiben, für welchen Stakeholder die Funktion eine Auswirkung auf die Erreichung des Ziels hat. Damit werden unnötige Anforderungen in der Art „vielleicht wäre es gut, wenn das Produkt die Funktion x hätte“ vermieden. Der Product Owner bzw. das Projekt-Team hat mit der Impact-Map eine Handhabe, unbegründete Anforderungen plausibel abzulehnen und so zu verhindern, dass z. B. eine Funktion nur entwickelt wird, weil ein Manager dies vorschlägt. Der durch die Impact-Map beschriebene Scope trägt somit messbar zur Erreichung des Ziels bei.“

Ein Buch

Ach ja, zum eigentlichen Buch zum Thema! Die Zusammenhänge mit anderen Methoden werden in dem Buch leicht verständlich und ansprechend auf nur rund 70 Seiten illustriert. Leider besteht das Buch aber dann auch zu einem großen Teil aus Weißraum, Zwischenseiten, Zitaten und Werbung (nicht Erklärung) für das Impact Mapping. Der Autor hätte vermutlich alles Essentielle auf rund der Hälfte der Seiten unterbringen und den Rest dann für sinnvolle Übungen und Beispiele aus der Praxis nutzen können. Denn genau daran mangelt es dem ansonsten guten und visuell ansprechenden Buch, das seinen Preis von gerade mal rund 7 Euro allemal wert ist. Oder man startet gleich mit der Website http://impactmapping.org zum Buch. Dort finden sich die wesentlichen Aspekte und eine hilfreiche Diskussionsgruppe.

„Impact Mapping: Making a Big Impact with Software Products and Projects“
Autor: Gojko Adzic
Preis: ca. Euro 7,-
ISBN: 0955683645
Erscheinungsdatum: Provoking Thoughts, 1. Oktober 2012
Link: Amazon

Kommunizieren statt Kommandieren

Computer durchdringen immer mehr Lebensbereiche. Dabei bleibt oft die eigentliche Frage des Nutzens auf der Strecke. Doch wie findet man einen solchen Nutzen? Wie kann eine gemeinsame Diskussionsgrundlage für das Finden und Umsetzung von neuen digitalen Ideen geschaffen werden? Der Austausch von Informationen, also das Kommunizieren, ist aber noch in einer zweiten Hinsicht essentiell für die Entwicklung neuer Anwendungen. Denn auf der einen Seite verlieren klassische Ein- und Ausgabemittel wie Tastatur und Monitor an Bedeutung und auf der anderen Seite nehmen die Vernetzung sowie die sensorische Möglichkeiten der Geräte zu. Damit drängt sich die Frage auf, wie wir als Menschen mit all diesen Maschinen kommunizieren sollen. Wie kann eine natürliche Interaktion für Anwendungen im Internet der Dinge aussehen?

Austausch von Informationen, also das Kommunizieren, ist in zweierlei Hinsicht essentiell für die Entwicklung neuer Anwendungen. Zum einen muss eine gemeinsame Diskussionsgrundlage für das Finden und Umsetzung von neuen digitalen Ideen geschaffen werden und zum anderen erwartet der Nutzer möglichst natürliche Interaktionsformen für den Informationsaustausch innerhalb einer Anwendung.

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Gemeinsam mit Partnern erarbeiten, erleben und evaluieren wir In Workshops neue Ideen. Als Kommunikationsgrundlage dienen vorgefertigte und einfach zu nutzende APIs (Programmierschnittstellen) z. B. zur Sprachverarbeitung oder Positionsbestimmung kombiniert mit Alltagsgegenständen und interaktiven Spielzeugen von Lego Mindstorms bis zu Microsoft Kinect.

In erster Linie werden mobile Nutzungsszenarien diskutiert, bei denen der Anwender mit einem einzelnen Endgerät interagiert. Doch Computer durchdringen zunehmend mehr Lebensbereiche und sind dabei immer weniger offensichtlich als solche erkennbar (Ubiquitous und Pervasive Computing). Häufig existieren nicht einmal die gewohnten Ein- und Ausgabekanäle wie Bildschirm und Tastatur. Dafür sind diese Geräte meist vernetzt wenn nicht sogar gleich über das Internet verbunden (Internet of Things).

Die Herausforderung liegt nun darin, neue Interaktionsformen zu finden, die nicht mehr nur einer 1:1-Beziehung zwischen Mensch und Maschine gerecht werden, sondern sich auch für 1:n-Szenarien eignen, bei denen der Nutzer sich inmitten einer Vielzahl an Geräten bewegt. Diese miteinander vernetzten Geräte bilden eine komplexe Benutzungsschnittstelle aus unterschiedlichsten Sensoren (Ambient Intelligence) und Aktuatoren (z. B. Motoren).

Der Anwender erwartet natürliche Interaktionsformen, die beispielsweise auf angeborene Fähigkeiten wie Gesten und Sprache basieren. Mangels der gelernten und auf Metaphern basierenden grafischen Benutzungsschnittstellen ist hier sowieso ein Umdenken erforderlich. Die Erkennung von Gesten und Sprache (Speech Recognition) funktioniert bereits sehr gut. Technisch ist es dabei mittlerweile sogar möglich nonverbale Signale wie die Gemütslage zu ermitteln und in die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine einzubeziehen.

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Die Erkennung bei Spracheingaben kann durch Grammatiken anstelle einer allgemeinen Transkription verbessert werden. Doch fehlende „Höflichkeitsfloskeln“ machen diese Form der Interaktion schnell zu einem unnatürlichen Kommandieren.

Das eigentliche Verstehen (Natural Language Understanding) ist jedoch noch ganz am Anfang. Noch können wir mit den Geräten nicht natürlich Kommunizieren, denn Maschinen verfügen nur über einen eingeschränkten Kontext und Weltwissen und Intuition fehlen. In vielen Fällen sind nicht einmal Höflichkeitsfloskeln erlaubt, so dass sich die Kommunikation auf das Erkennen von Schlüsselwörtern beschränkt und somit eher einfachen Kommandos entspricht. 1966 entwickelte Joseph Weizenbaum das Computerprogramm ELIZA, bei dem es sich um eine oberflächliche Simulation eines Psychotherapeuten handelt. ELIZA zeigt eindrucksvoll, dass Maschinen natürliche Kommunikation auf einzelne Domänen beschränkt vorgaukeln können, solange auf Weltwissen verzichten werden kann. Auch ein großer Teil der interaktiven Erwachsenenunterhaltung und der ein oder andere Facebook Chatbot (textbasiertes Dialogsystem) machen sich die Eindeutigen Interessen der Anwender zunutze und erkennen so scheinbar natürlich deren Absichten.

Bombe: „Ich denke, also bin ich.“ […] Doolittle: „Aber woher weißt Du, dass außer Dir etwas existiert?“ Bombe: „Meine sensorische Apparatur vermittelt es mir.“ (Quelle: Dark Star, 1974)

Von der philosophisch anmutenden Diskussion mit der „Bombe 20“ aus dem Science-Fiction Klassiker Dark Star von 1974 sind wir jedoch trotz Siri und Co. noch ein ganzes Stück entfernt. Doch genau diese Bombe zeigt, was wir schon heute realisieren können: Interaktionen müssen mit allen zur Verfügung stehenden Informationen (Sensoren) aus dem Kontext kombiniert werden. Eine Spracheingabe in der Form „Licht an“ bei mehreren Leuchten alleine reicht bei weitem nicht aus. Kombiniert mit einer auf die Leuchte deutenden Geste kommt das dem natürlichen Verhalten jedoch schon sehr nah. Aber auch Positionsdaten (wo bin ich) und Blutdruck (wie geht es mir) können helfen, Absichten besser zu „verstehen“.

Und damit schließt sich der Kreis und wir sind wieder bei der ganz am Anfang erwähnten Bedeutung von Kommunikation: Die Vielfalt solcher Interaktionsformen ist so groß und vor allem die Erfahrungswerte sind so gering, dass die Umsetzung nicht einfach Delegiert werden kann, sondern beginnend mit der Ideenfindung Kommunikation essentiell ist.