Software Engineering im Zeitalter künstlicher Intelligenz

Sebastian Gerstl

Anbieter zum Thema

Das Thema Software Engineering besteht seit etwa 50 Jahren. Das Engineering sollte helfen, einen Weg aus der „Software-Krise“ zu finden. Ist diese Überwunden? Wie hat sich Software Engineering bis heute verändert? Und welche Rolle spielen modernde Entwicklungen wie KI? Diesen Fragen stellte sich eine Expertenrunde aus unterschiedlichen Branchen auf der Podiumsdiskussion des 11. ESE-Kongresses in Sindelfingen.

Die Expertenrunde der Podiumsdisukssion zum FPGA-Kongress 2018. vlnr: Peter Guse (grow platform GmbH - A Bosch Company), Prof Jochen Ludewig (Uni Stuttgart), Thomas Lühr (ISF München), das Moderatorengespann Martina Hafner und Johann Wiesböck (Elektronikpraxis), Prof Holger H. Hoos (Universiteit Leiden) und Lars Vollmer (intrinsify.me).
Die Expertenrunde der Podiumsdisukssion zum FPGA-Kongress 2018. vlnr: Peter Guse (grow platform GmbH - A Bosch Company), Prof Jochen Ludewig (Uni Stuttgart), Thomas Lühr (ISF München), das Moderatorengespann Martina Hafner und Johann Wiesböck (Elektronikpraxis), Prof Holger H. Hoos (Universiteit Leiden) und Lars Vollmer (intrinsify.me).
(Bild: foto art / Elisabeth Wiesner)

„50 Jahre Software Engineering: Sind wir eigentlich raus aus der Software-Krise?“. Unter diesem Leitmotiv startete die Expertenrunde des 11. ESE-Kongresses in Sindelfingen. Denn 1968, 50 Jahre zuvor, fand erstmals ein Kongress zum Thema Software Engineering statt, der sich mit eben jener Krise beschäftigen sollte: Wie bekommen es Entwickler hin, angesichts rapide fortschreitender Hardware-Technologien entsprechende Software zu schreiben, die mit diesen Technologien mithalten kann?

Dabei hat Software Engineering sich in der modernen Zeit nicht nur alleine mit den Herausforderungen rapide fortschreitender Hardware zu messen. Software begleitet die Gesellschaft auch immer mehr im Alltag, der zunehmend auch von aktuellen technologischen Themen wie Digitalisierung und künstlicher Intelligenz geprägt ist. Welche Rolle spielt also modernes Software Engineering in diesem Umfeld? Kann die sogenannte Software-Krise heute überhaupt als überwunden bezeichnet werden?

Bildergalerie
Bildergalerie mit 5 Bildern

Softwarekrise: ja – aber welche?

„Das könnten wir nur beantworten, wenn wir uns darüber einig sind, worin die Krise besteht,“ eröffnete Professor Jochen Ludewig die Debatte. Der renommierte Professor für Softwaretechnik, der 30 Jahre an Erfahrung im Bereich des Software Engineerings mit sich bringt, legte dar, dass Softwareentwickler insofern einen schweren Stand haben, als dass sie immer am Moore'schen Gesetz der Hardwareentwicklung gemessen werden. Nach diesem hatte die Leistungsfähigkeit innerhalb der letzten knapp 60 Jahre im Zeitraum von 18-24 Monaten stets eine Veroppelung der Leistung hingelegt - eine gerade phänomenale Steigerung. Dabei werde die Hardware gleichzeitig immer noch von menschlichen Gehirnen programmiert – „und die menschlichen Gehirne haben in den letzten 60 Jahren kaum Wachstum hingelegt,“ zog Ludewig den Vergleich, was das anwesende Fachpublikum mit Belustigung auch anerkannte.

Allerdings habe die Softwareentwicklung in dieser Zeit durchaus eine bemerkenswerte Entwicklung durchlaufen. Mit den modernen Tools und Entwicklungsgrundsätzen wären die Probleme der Vergangenheit absolut problemlos zu bewältigen. Aber neben der immer komplexeren Hardware sind seitdem auch neue Herausforderungen hinzugekommen – vor 50 Jahren hatte etwa kein Programmierer Themen wie Safety oder Security auf dem Schirm. „Ich denke, die Bezeichnung Krise ist irreführend,„ sagte Ludewig. „Aber wenn wir feststellen, dass wir nach wie vor sehr, sehr große Probleme haben, immer mehr, und immer neue, dann ist das sicherlich zutreffend."

Zwiespruch über Krisenbegriff und das Wort Digitalisierung: „Damit kommen wir halt an Geld"

Peter Guse von Bosch und deren Startup-Aggregator grow sieht hingegen aktuell keine Krise: Bei Bosch mache beispielsweise Software inzwischen einen großen Teil der Wertschöpfung aus - und das trifft in der modernen Entwicklung auf zahlreiche andere Unternehmen zu. Gerade wenn von digitslisierung gesprochen wird betrifft dies in erster Linie auch den Stellenwert, den Software heutzutage hat. „Das Thema digital, das können wir nur, wenn da wirklich auch Hardware UND Software mit drinnen steckt," merkte Guse an. Von Krise sei da nichts zu merken.

Eine Ansicht, die nicht nur unter den Experten, sondern auch im Publikum auf geteilte Meinung traf. So meldete sich im Verlauf des Gesprächs ein ehemaliger IBM-Mitarbeiter, der trotz aller inzwischen Verfügbarer Tools und Techniken den Endruck hatte, die Art, Software zu schreiben, habe sich in den vergangenen Jahren kaum verändert.

Und wenn es um Trendthemen wie die erwähnte Digitalisierung gehe, warf Professor Ludewig ein, sei ja schon vieles lächerlich, was Massenmedien oder Politiker zu diesem Thema äußern. Mit Digitalisirung von Daten habe er sich schließlich bereits 1972 in seiner Diplomarbeit befasst – heute benutzen dagegen Informatiker den Begriff lediglich als Worthülse, weil sie in Mode ist und sie deswegen einfacher an Gelder kämen. Auf solche „Schaumschlägerei" reagiere er als Ingenieur generell gereizt. Mit Künstlicher Intelligenz verhalte es sich ähnlich: Es sei zwar wirklich toll und bemerkenswert, welche Entwicklungen Künstliche Intelligenz zum Beispiel in den Feldern der Medizin nun leisten könne. Aber das, was man in der Öffentlichkeit dazu zu sehen bekomme, lasse doch generell einen praktischen Nutzen vermissen: „Wenn ich da jetzt so in der Werbung sehe, dass da jemand mit seinem Warmwasserbereiter kommuniziert, da sage ich: Sorry, da kann ich gut ohne mit auskommen."

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Künstliche Intelligenz: Gerade in der Verifikation schon heute essentiell

Dabei sieht Holger H. Hoos, Professor für Maschinelles Lernen an der Universität Leiden in den Niederlanden, gerade im Einsatz von künstlicher Intelligenz die große Chance, die Herausforderung im Umgang der immer komplexer werdenden Hardware zu bewältigen. Tatsächlich sei gerade in der Verifikation von Hardware wie Software künstliche Intelligenz bereits im Einsatz; ob bei Unternehmen oder in Wissenschaft und Forschung. Denn wie schon Professor Ludewig sage, entwickle sich das menschliche Gehirn nicht so schnell weiter, wie es die Hardware täte. Die Antwort: Künstliche Intelligenz einsetzen, um die menschliche Intelligenz zu ergänzen – denn nur damit lasse sich die Entwicklung auch wirklich weiter vorantreiben.

So setze beispielsweise IBM schon seit Jahren Algorithmik ein, um seine Fertigungsprozesse weiter zu optimieren. Für diese Prozesse werde auf Basis algorithmischer Prozesse entsprechende Tools generiert, die sich um die Hardware-Verifikation kümmern. Und Andreas Zeller, ein deutscher Software Engineering Professor, habe mit dem delta debugging Großartiges im Bereich automatisches Debugging geleistet. „Und das ist im Prinzip eine KI-Methode," merkte Hoos an. „Das heißt doch im Grunde genommen: moderne Hardware-Verifikation wäre unmöglich ohne diese automatischen Deduktionsmethoden, die wiederum wären unmöglich ohne das automatische Debugging von Zeller."

Bildergalerie
Bildergalerie mit 5 Bildern

Entsprechende Studien hätten dabei belegt, dass allein zwischen 1991 und 2007 die Leistung solcher Algorithmus-basierter Softwareentwicklung sich pro Jahr jeweils verdoppelt habe – was den Rückstand zur Hardware-Entwicklungsgeschwindigkeit nach Moore's Law mehr als ausgleiche. Näme man diese zwei Faktoren zusammen, käme dabei ein schier unglaubliches Potential für die zukünftige Hardwareentwicklung zusammen Im Übrigen merkte auch Peter Guse an, dass Bosch in der Robotik und im Bereich der Mensch-Maschinen-Kollaboration bereits maschinelles Lernen einsetze.

Leider auch viel Unsinn, den manche Unternehmen zu KI verbreiten

Prof. Hoos gab Prof. Ludewig allerdings Recht, dass in der Öffentlichkeit meist viel Unsinn über künstliche Intelligenz verbreitet werde. Dabei trage unter anderem Google eine große Schuld: Zwar hätten die Ingenieure dort beachtliches in Sachen KI geleistet, aber die Art und Weise, mit der der Konzern diese KI-Leistungen bewerde, sei „im Grunde genommen beinahe schon verantwortungslos." Das Problem sei, dass Google immer noch in erster Linie mit Werbung Geld mache – und entsprechend seine eigenen Leistungen stark bewerbe. Das wird auch in der Öffentlichkeit manchmal ein bisschen verzerrt dargestellt, wahrgenommen, und dann amplifiziert. Andere Tech-Größen, die zwar mit KI nichts zu tun hätten, aber gerade in den Sozialen Medien stark aktiv sind, springen dann auf diesen Hype-Train auf und geben ihre meist nicht sehr qualitative Meinung zum Besten, sprächen dann von Dingen wie einer „Robot Apocalypse" und dergleichen.

Darunter habe dann der seriöse Aspekt der künstlichen Intelligenz spürbar zu leiden: Viele Leuten, die ernsthaft an künstlicher Intelligenz arbeiten, empfinden diese Debatte als unangenehm bis peinlich; junge Leute, die das Thema albern finden, wenden sich ab und möchten sich dann gar nicht erst mit KI beschäftigen. Verantwortliches Engineering - oder besser, ein verantwortlicher Umgang mit dem Thema - sehe anders aus.

Gerade letzteres stelle ein besonders großes Problem dar, meint Hoos: Denn der Bedarf an wahren KI-Experten ist heute so groß wie nie zuvor, es herrscht ein enorm großer Fachkräftebedarf - nicht nur in der Forschung, sondern auch in der Wirtschaft. Gerade dafür braucht es vernünftig ausgebildete Leute, kein gefährliches Halbwissen: Das sei, als würde man unerfahrenen Studenten Autobahnbrücken bauen lassen. Die Folgen, die das haben könnte, wäre wie beim Brückeneinsturz auch beim KI-Einsatz katastrophal – weniger wegen einer „Robot Apocalypse", sondern wegen dem drohenden Zusammenbruch essentieller Systeme.

Agilität könnte die Sorgen vor KI beseitigen – wenn sie richtig angegangen wird

Tatsächlich äußerte ein Teilnehmer aus dem Publikum, der sich bereits während seiner Zeit bei einem Flugzeugbauer mit KI-gestützten Systemen mit künstlicher Intelligenz befasst hatte, dass Deutschland seiner Wahrnehmung nach im Umgang mit KI etwas naiv sei. Damit spielte er nicht nur auf den Rückstand beim Einsatz dieser Technologie im internationalen Vergleich an; bei manchen Systemen, wie etwa bei KI-gestützten Flugsystemen, könne der Mensch bereits nicht mehr nachvollziehen, was da eigentlich genau geschehe. In gewissen Modi dürfe der Mensch bereits gar nicht mehr eingreifen, was in den Augen des Sprechers „quasi einer Entmündigung" gleichkäme.

Thomas Lühr griff auf, dass viele Menschen in der Arbeitswelt heute ähnliche Gefühle haben, wenn es um Digitalisierung geht. „Der Mensch meint, die Digitalisierung passiert ihm – sie sind sozusagen Objekte der Digitalisierung, die von künstlicher Intelligenz, von Algorithmen, von Robotern gestaltet werden." Das führe natürlich zu einer Ablehnung dieser Dinge – trotz aller Vorteile, die sie eigentlich bringen.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 5 Bildern

Die Chance, dem zu begegnen, sieht Lühr tatsächich in einer Sache, die ursprünglich aus der Softwareentwicklung kommt: Agilen Methoden. Denn diese stellten den Menschen in den Mittelpunkt. Agilität gebe dem Angestellten die Möglichkeit, selbst zu entscheiden, was am besten für seinen Arbeitsprozess sei, gebe ihm transparenten Zugang zu allen Daten die er potentiell brauchen könnte, lasse ihn seine eigenen Werkzeuge wählen, kurz: er kann selbst gestalten, die sein Arbeitsablauf in Zukunft gestaltet wird, was auch seiner eigenen Produktivität gut tut. „Das heißt es geht nicht nur darum, dass sie nur hier und da ein bisschen Verantwortung bekommen, sondern dass sie tatsächlich die Macht erhalten, ihren eigenen Arbeitsprozess so zu kontrollieren, dass sie der Verantwortung, die von ihnen erwartet wird, auch nachkommen können". Dies müsse dann auch von den entsprechenden Führungskräften anerkannt werden. Das würde auch zu einer größeren Akzeptanz von Digitalisierung, einer stärker von Software geprägten Umgebung und von künstlicher Intelligenz führen.

Dem pflichtete auch Doktor Vollmer bei - nur werde Agilität leider derzeit „zum Teil sehr hanebüchen" in unternehmen gebracht. Er verglich die Herangehensweise vieler deutscher Unternehmen an das Thema Agilität mit dem sogenannten „Cargo-Kult": Im zweiten Weltkrieg hätten die USA auf Pazifikinseln Landebahnen gebaut, um mit Frachtflugzeugen die Truppen im Krieg gegen Japan versorgen zu können. Von diesen Lieferungen profitierten auch die vormals isoliert lebende Bevölkerung. Als die Amerikaner wieder abzogen und die begehrte „Cargo" ausblieb, begannen die Insulaner, mit primitiven Mitteln die Landebahnen und Tower der Amerikaner nachzubauen, in der Hoffnung, diese würden die begehrten Frachtflugzeuge wieder anlocken.: Sie waren nicht in der Lage, die Ursachen für die gute Entwicklung zu erkennen, sondern versuchten nur, deren Auswirkungen aus ihrer eingeschränkten Wahrnehmung heraus nachzuahmen und so dieselbe Wirkung zu erzielen.

Ganz ähnlich verhalte es sich in vielen deutschen Unternehmen mit dem Thema Agilität und dem Bestreben nach einer Start-Up Mentalität wie im Silicon Valley. „Wenn führende Manager mit ihren alten Denkmustern auf Agilität gucken, dann passiert so etwas, das man sagt 'Ah, ich hab verstanden, Agilität, das geht ohne formale Macht, da gibt es keinen Teamleiter, das machen wir auch – aber erst einmal packen wir unseren Abteilungsleiter da noch mit rein, und nennen ihn jetzt ‚Scrum Master‘“. Alte Funktionen werden pragmatisch umettikettiert und Angestellte auf neue Prozesse eingeschworen; aber an den Grundprinzipien ändert sich wenig. Ein weiteres Beispiel: Stand-Ups werden einberufen, weil diese kürzer und effizienter seien. In der Praxis dauern diese allerdings so lang wie vorher statt - nur, dass alle Anwesenden nun nicht mehr sitzen, sondern stehen müssen. Und die Meetings selbst laufen nach altbewährten Mustern ab. Die Folge: Mehr Meetings statt kürzere Meeting-Zeiten. „Aber wenn halt man das Grundkonzept nicht ansatzweise verstanden hat, dann entzieht man den Teams dramatisch die Leistungsfähigkeit," so Vollmer weiter. „Und dann wundert man sich, dass das hinterher nicht funktioniert. Eine Erfahrung, die auch einige der anwesenden Softwareingenieure schon gemacht hatten.

Diese Cargo-Kult-Beobachtung machte Herr Vollmer an einem weiteren Beispiel fest: „Was ich feststelle ist, dass es um einen ganz massiven Vorbehalt zum Thema Agilität ganz im Allgemeinen gibt; fast immer mit der Aussage: „Mit meinen Leuten geht das nicht! Das geht mit denen in der Firma und in der Firma, da hinten im Valley oder so – aber bei UNS doch nicht!“. Und ich muss immer wieder ergänzen: Das ist ein Beobachtungsfehler, den viele Manager machen. Sie beobachten ihre Mitarbeiter in einem ganz bestimmten Kontext, ist in etwa so, wie wenn sie ihre Mitarbeiter ständig nur in einem Fußballstadion beobachten. Da brüllt man, da schreit man, da wird gejubelt, da heult man wenn man gegen die gegnerische Mannschaft verliert. Und wenn ein Professor oder ein Berater dann käme und meinte, man müsse mit den Angestellten mal in ein Theater gehen, da sagt dann jeder Manager „Nenene, mit meinen Leuten kann ich nicht ins Theater gehen. Die fangen dann an zu jubeln, und Fanschale vom Tenor umzuhängen oder so. Das wäre albern, das geht nicht!' Dabei liegt der Fehler in dem Betrachter. Der Manager macht den Beobachtungsfehler. Wenn der seine Leute immer nur in dem einen Kontext sieht, kann er sich nicht vorstellen, dass die Menschen in einem anderen Kontext dort funktionieren würden."

Dem pflichtete Lühr bei: „Das Problem dabei ist, das mit der Verallgemeinerung der agilen Methoden die Gefahr steigt, dass die Belastungssituation zunimmt, durch die Taktung, durch den Zwang, die Belastungssituation irgendwie in den Griff zu kriegen," sagte er. „Da fehlt dann sozusagen das empowerment, ihren Arbeitsablauf selber zu kontrollieren, um diese Belastung auch wirklich leisten zu können."

Ideen können nur von den Softwareingenieuren selbst kommen – nicht herbeigezwungen werden

Generell herrschte ein Konsensus, dass Agilität und künstliche Intelligenz sowohl im Software Engineering als auch in der Gesellschaft im Allgemeinen enorme Chancen und Vorteilen brächten – aber nur, wenn damit vernünftig umgegangen wird. Gerade künstliche Intelligenz hat in der Verifikation und der Automatisierung bereits viel geleistet - und ist gerade in so einem Einsatzfeld ein gutes Beispiel für Maschinelles Lernen, dass ergänzend und unterstützend zum Menschen eingesetzt wird, nicht, um ihn zu ersetzen. In vielen Bereichen könne man beispielsweise mit Hilfe KI-gestützter Software nicht nur mehr erreichen, sondern auch ohne sie fast nicht mehr weiterkommen – etwa in der Krebs- oder Klimaforschung sind solche Algorithmen bereits rege im Einsatz und versprechen, diese Gebiete in den nächsten zehn Jahren grundlegend zu verändern.

„Aber Menschen sind übrigens viel, viel besser als jede Maschine," betonte Vollmer. „Sie sind System-Intelligent.. Sie können sich innerhalb von Millisekunden an neue Kontexte anpassen. Und zwar passend. Funktionierend. Adaptiv". Während ein kleines Kind bereits andere Scheinwerfer identifizieren könne, wenn man ihm vorher nur einen gezeigt habe, müsse man neuronale Netzwerke erst mit einer Vielzahl von Scheinwerfer-Bildern füttern, bis es auch andere Scheinwerfer zielsicher erkenne. „Was Menschen generieren, was Maschinen auch nie können werden, ist Ideen zu haben, " legte Vollmer den Anwesenden ans Herz. „Das ist ihre Chance. Nutzen sie die." Holger Hoos pflichtete dem bei und ergänzte: „Und bestehen sie darauf, dass die Leute, die KI entwickeln, und verkaufen, und den Politikern andrehen, das genauso sehen und die menschliche Kreativität im Vordergrund stehen lassen. In diesem Punkt waren sich alle Anwesenden ebenfalls einig.

Den Schlusspunkt setzte Professor Ludewig: Als Ingenieur, und das schließt Softwareingenieure mit ein, könne man froh und stolz sein auf jede kleine Verbesserung, die man erzielen kann. Dies sollte man wahrnehmen und würdigen. „Dann kriegen wir aus kleinen Verbesserungen auch einmal eine große Verbesserung, " so Prof. Ludewig. „Und der Hochmut gegenüber dieser Ingenieurleistung ist aus meiner Sicht eines der großen Probleme unserer Gesellschaft.

(ID:45643586)