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v: 29.1.2017/ 2018

Heuristiken .....

... wird dieser junge Kopf auf seinem Ausbil- dungs-weg in den nächsten 15 (fünfzehn!) Jahren bis zum evtl. Studiumab-schluss etwas zur problemlösen- den Kreativität, zu Kreativitäts- techniken od. Heuristiken je gehört haben oder wird er sich zu seiner Kreativität nur auf sein Naturell und auf z. B. Anregungen aus dieser herrlichen Umgebung und tiefen Naturruhe verlassen müssen, und kann er so auch genügend Eindrücke sammeln, um seiner Kreativität freien Lauf lassen zu können? Beides sei ihm zu wünschen!

Problemlösende Kreativität versteht sich als ein anspruchsvoller Bearbei-tungsprozess der durch eine systematische Arbeitsweise geprägt ist und sich so deutlich u. a. von der üblichen Vorgehensweise bei unserer Alltagskreativität abgrenzt, welche stark auf spontanes Lösungsvorgehen setzt.

Unter bestimmten Bedingungen – vor allem Zeit- und extremer Handlungs- druck – kann der zwar sehr effektive, aber auch länger währende Weg des systematisch geprägten Problemlösens nicht immer gegangen werden.

Um auch für diese Ausnahmesituationen zu anspruchsvollen Lösungen Hilfestellungen im Sinne der problemlösenden Kreativität zu geben, sind entsprechende Erweiterungen nötig. Sie betreffen vor allem die Möglichkeiten, die auf dem Gebiet des "Strukturellen Denkens" zusätzlich erschlossen werden können

Das soll hier mit dem nachfolgenden Beitrag zu „Heuristischen Handlungs-muster …“ unseres Gastautors Dipl.-Ing. Dieter Skrobotz erfolgen.

Für diesen Fall der Lösungsfindung unter extremem Zeitdruck findet der Web space zur problemlösenden Kreativität eine nötige und anspruchsvolle Erweiterung, die sich homogen in den Gesamtkomplex einfügt.

Die Kreativen Problemlöser 17.01.2017

Es sei hier auf unser Buch "50 Jahre Systematische Heuristik" von 2021 verwiesen, was doch einiges zur praktischenn Arbeit samt Theorie zur Heuristik bietet. Sihe beidazu bei NEWs.

Unser Gastautor zum Thema Heuristiken: Dipl.-Ing. Dieter Skrobotz:

hier kurz vorgestellt:

Skrobotz, Dieter Firma: Projektentwicklung u.

Beratung (freiberuflich) eMail: dieter@skrobotz.de Telefon: 030/6731912

Mobil: 01717396709

Beruflicher Werdegang und Expertice:

Dipl-Ing. Dieter Skrobotz, Jahrgang 1942, Studium1962-1967 TH Ilmenau Hochfrequenztechnik und Elektroakustik. 1967 bis 1990 Institut für Nachrichtentechnik Berlin; Entwicklungs-ingenieur, Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Forschungs-organisation; Leiter Großrechenzentrum. Nach 1990 Geschäftsführer einer Bildungsfirma, Technischer Leiter einer Elektronik-Entwicklungsfirma und Gesellschafter/ Mitinhaber einer Firma für Gebäudeautomatisierungstechnik (systron GmbH).

Seit 2003 Hochschuldozent und Projektentwickler in der TFH Wildau. Ab 2007 als freier Mitarbeiter im RFID-Supportcenter für die Deutschen Bibliotheken, im RFID-Testcenter an der TH Wildau, sowie als Projektentwickler/Projektmanager in verschiedenen Forschungs-projekten (NFC in Bibliotheken, Indoor-Ortung in der Logistik).

Zu Spezialgebieten zählen Sicherheit komplexer Systeme, Ingenieur- und Sicherheitsheu-ristik, Indoor-Ortung und Verkehrstelematik. Gebäudeautomation und Autoidentifikations-technologien.

Seit 1993 in insgesamt 12 Forschungs- und Entwicklungsprojekten in Berlin als Projektent-wickler und –organisator. Dort entwickelte und leitete er die Berliner Aktion „Sicheres Gebäude“ als Plattform für eine neue Sicherheitsphilosophie bei Errichtung und Betrieb moderner Gebäude. In den letzten Jahren konzentrierten sich seine Forschungsarbeiten auf den Bereich der Sicherheit komplexer Systeme sowie auf die Nutzung von Heuristiken für das Handeln in Ausnahmesituationen und unter Unsicherheit. An TH Brandenburg seit 2014 Vorlesungen für ein Wahlpflichtfach im Studiengang "Security Management".

Dipl.-Ing. Dieter Skrobotz ist Gründungsmitglied von TelematicsPro, der Europäischen Telematikgesellschaft und arbeitete in einer Vielzahl von Arbeitskreisen und Organisationen auf dem Gebiet der zivilen Sicherheit mit. Er entwickelte und betreute unter anderem Projekte in Berlin und Brandenburg im Bereich Sicheres Gebäude und im Teilcluster Neue Aus- und Weiterbildungsstrategien für die Sicherheitswirtschaft der Initiative SIGNUM.

Forschungen zur Anwendung von Heuristiken im Bereich der Ingenieurwissenschaften (seit 1972). Sowie u.a.: Entwurf von Systemen der Verkehrstechnik (dabei u.a. Autobahn-Gebührenerfassungssystem TELEDRIVE ) - Miterfinder bei 12 Patenten (Identifikations-systeme für Fahrzeuge im laufenden Verkehr (BERTRAM). Entwurf von Systemen der Automatisierungstechnik mit verteilter Intelligenz (LON-Bussysteme) als Mitinhaber der Firma systron GmbH.

Projektentwicklung und -Management für die TH Wildau, u. a.: Projekt InLoc4Log (Indoorortung in der Lagerlogistik für ein ortungsbasiertes Warehouse-Management).

Stand 15.09.2016 gekürzt 17.1.17

Dipl.-Ing. Dieter Skrobotz

Heuristische Handlungsmuster zum Problemlösen in Ausnahmesituationen.

1. Problemsituation.

Die aktuelle Entwicklung in unserer Gesellschaft ist geprägt von immer komplexeren Systemen, Strukturen und Handlungsräumen.

Wer in diesem Umfeld agieren muss, erlebt ständig Situationen, in denen Informationsmangel, unzureichende Ressourcen, mangelnde Zieldefinition, Unklarheit zur weiteren Vorgehensweise und Handlungsunsicherheit auftreten. Besonders kritisch wird dies in Ausnahmesituationen, bei denen komplexe Aufabenstellungen auch noch in Zeitnot und unter Streß für die Beteiligten zu lösen sind.

Vorgedachte Szenarien, Programme, Vorschriften oder Standards kommen hier schnell an ihre Wirkungs-Grenzen. Damit trotzdem noch Handlungsspielraum bleibt, müssen die involvierten Akteure Kreativität zum aktiven Handeln auch außerhalb der funktionellen Normalität entwickeln.

Eine Person, welche unter diesen Umständen handlungsfähig sein will, muss die spezielle Kompetenz und Effektivität eines Problemlösers in Ausnahmesituationen haben.

Das bedeutet,

· über Methoden und Denkstrukturen zu verfügen, die auf viele Klassen von Aufgaben-

stellungen anwendbar sind

· eine Situation schnell zu erfassen, Probleme kurzfristig zu erkennen und unmittelbar

Handlungsmöglichkeiten zu ihrer Lösung zu entwickeln

· sein Know How optimal für den Lösungsprozess einzusetzen

- auch unter Zeitdruck,

- mit mangelnden Informationen

- unter erheblicher mentaler Belastung.

Die aktuelle Entwicklung in der Gesellschaft, bei der man von einem 'Postfaktischen Zeitalter' spricht, lässt eine Zunahme solcher Situationen erwarten.

Eine seit längerem bekannte Möglichkeit, auch außerhalb der üblichen verstandesmäßigen Rationalität noch leistungs- und handlungsfähig zu sein, ist die Anwendung von Heuristiken.

2. Anwendung von Heuristiken.

Auf diesem Gebiet wird zwar seit längerer Zeit geforscht, aber heuristische Verfahren und Regeln werden bisher nur in wenigen Anwendungsgebieten erfolgreich eingesetzt (Eines der wichtigsten sind übrigens "IT-Virensuch"-Programme!).

Der Grund für die bisher ungenügende Nutzung und Akzeptanz liegt zu großen Teilen in mangelndem Wissen zu Aufbau, Charakter und Leistungsfähigkeit von Heuristiken, und dem Vermitteln von konkretem Anwendungswissen für Heuristiken und heuristische Regeln.

Heuristiken – Was ist das?

Zitat:

„Bekannte Heuristiken sind zum Beispiel Versuch und Irrtum (trial and error), statistische Auswertung von Zufalls-Stichproben und das Ausschlussverfahren. Heuristische Verfahren basieren auf Erfahrungen; sie können auch auf „falschen“ Erfahrungen (z. B. verzerrte Wahrnehmung, Vorurteilen und Neigungen [bias], Scheinkorrelation…) basieren.“ [WIKI 6]

Heuristiken gibt es bereits seit dem Altertum und das Wissensgebiet umfasst weit mehr als die angegebenen Beispiele! Erste Ansätze stammen aus dem 4. Jahrhundert vom griechischen Mathematiker Pappos von Alexandria.

Der Grieche Pappos entwickelte folgende Methode:

1. Betrachte das Problem als gelöst;

2. Suche den Lösungsweg durch Rückwärtsschreiten (heute: Analyse; engl. working backwards);

3. Beweise durch Vorwärtsschreiten (heute: Synthese; engl. working forwards), dass dieser Weg zur Lösung führt.

Bekannte Moderne Heuristiken sind:

- Heuristiken zur Lösung mathematischer Probleme [P 3] G.(György) Pólya (1887-1985)]

- Theorie des erfinderischen Problemlösens (TRIZ) [A1; A2] G.S. Altschuller (1926 -1998)

- Systematische Heuristik als Methodologie der Ingenieurwissenschaften [M5-M10]

Johannes Max Müller (1921-2008):

- Qualitativ-heuristische Sozialforschung: [F 3] Gerhard Kleining (*1926) u.A.

- Heuristiken für Entscheiden unter Unsicherheit: [G4] spez. Gerdigerezer (*1947)

- Urteilsheuristiken in der Denkpsychologie: [Wiki 7] spez. D.Kahneman u. A. Tversky

- Heuristiken zur Optimierung von IT-Anwendungslösungen z. B.:

- Heuristische Identifikation von sicherheitsrelevanten Aspekten in (Software-)

Anforderungen[Gä 1]

- Schnelle Suche, geringer Rechenaufwand+minimale Kosten

- Fuzzy-Logik,

- Suche nach Viren anhand von typischen Merkmalen (Virensuchprogramme) [Kasperski u.a.]

Eigentlich müssten Heuristiken daher heute für uns alle ein bekanntes Hilfsmittel zum Lösen von Problemen in allen Lebenslagen sein. Dass das nicht der Fall ist, liegt vor allem daran, dass dieses wichtige Wissensgebiet gegenwärtig nicht als Gesamtheit behandelt und weiterentwickelt wird, obwohl einzelne Zweige durchaus intensiv beforscht und genutzt werden.

Heute bekannte Heuristiken lassen sich in verschiedene (Anwendungs-)Klas- sen einteilen: (Stand 2016).

Damit soll der große Umfang des Wissensgebietes dargestellt werden, der keineswegs nur für Situationen unter Zeitdruck repräsentativ ist:

Alltags-Heuristiken

Zu unserer mentalen Grundausstattung gehörende Heuristiken

(z.B. Gigerenzer: Blickheuristik beim Ball fangen)

Wirtschaftswissenschaftliche Heuristiken

Heuristisch gestützte Entscheidungsverfahren

Prozeß-Heuristiken

Betriebswirtschafts-Heuristiken

Projektmanagement-Heuristiken

Logistik-Heuristiken

Systemgestaltungs-Heuristiken

Operations Research (verwendet Heuristiken)

Mathematik-Heuristiken

Lern-Heuristiken

Lösungs-Heuristiken für (mathematische) Aufgaben in Schule und Ausbildung

(Polya u.a.)

Kognitions-Heuristiken

Kreativitäts-Heuristiken

Urteilsheuristiken

IT-Heuristiken

IT-Prozeßheuristiken (Effektivere Programmierung, Benchmarking u.a.))

IT-Sicherheits-Heuristiken

Virensuchprogramme

Medizin-Heuristiken

Prozeß-Heuristiken für Ausnahmesituationen der medizinischen Versorgung

Problemlösungs-Heuristiken

Design-Heuristiken

Engineering- Heuristiken: Systematische Heuristik u.a.

Entscheidungs-Heuristiken

Problemlösendes Denken (TRIZ)

Sicherheits-Heuristiken

Strukturiertes Problemlösen in Ausnahmesituationen

Sozialwissenschaftliche Heuristiken

Heuristiken zum moralischen Verhalten

Heuristiken für sozialwissenschaftliche Forschungen:

Spezielle Analyseverfahren und -Mathematiken

u. a.

► Alle hier aufgeführten Heuristiken sind Hilfen für strukturiertes Denken, die das Finden von Lösungen zu Problemen ermöglichen sollen, zu denen kein mit Sicherheit zum Erfolg führender Algorithmus bekannt ist. Sie ermöglichen es, schnell und auf der Grundlage bruchstückhaften Wissens, Schlussfolgerungen zu ziehen, die – obwohl nicht logisch zwingend – in vielen Kontexten angemessen und nützlich sind.

Aufgrund der durchgehend hohen Komplexität der Systeme und Vorgänge in der heutigen Gesellschaft gehören sie zu den Standard-Fähigkeiten, die Manager, Teams und Mitarbeiter beherrschen sollten.

► Die Grundlage von Heuristiken sind Verallgemeinerte Methodische Hinweise, die aus erfolgreichen Problemlösungen gewonnen werden, im einfachsten Falle als „Daumen-“ oder „Faustregeln“. Sie dienen dabei der kognitiven Entlastung, sind allerdings auch keine Programme, Toolboxen oder fertige Anwendungslösungen (Apps), wie sie heute von Vielen als methodische Hilfsmittel erwartet werden. Sie unterstützen lediglich als „Wörterbuch“ unser problemlösendes Denken!

► Für ihren Gebrauch wird (wie bei der Sprache die Grammatik), ein spezifisches, übergeordnetes Denkmodell (Anwendungsstrategie, Metaheuristik,) benötigt.

► Bisherige Versuche, entdeckte heuristische Regeln ohne die übergeordnete Unterstützung so zu verknüpfen, dass eine Erfolgsgarantie für die schnelle Problemlösung mit wenig Aufwand und in hoher Qualität erreicht werden kann, waren nicht erfolgreich und werden es vermutlich nie sein.

► Auf intuitiven Verfahren beruhende Denk-Strategien, wie Heuristiken, lassen nur eingeschränkt eine so weitgehende Algorithmisierung zu, daß sie mit Hilfe von IT-Anwendungen nachvollzogen werden können.

► Bei der Anwendung von Heuristiken ist ausreichendes Wissen über ihre Kontextbezogenheit notwendig! Im falschen Kontext angewandt, können sie zu systematischen Fehleinschätzungen führen!

►Voreingenommenheit oder eingeschliffene Verhaltenstrends (engl.: Bias) verstärken solche Fehleinschätzungen und führen oft dazu, dass die Anwendung von Heuristiken nicht erfolgreich ist. Umfangreichere Kenntnisse zu diesen Trends können hier helfen, die Ursachen zu finden und die Erfolgsrate zu erhöhen.

→ Wer heute Heuristiken anwendet, kann den Vorteil in Anspruch nehmen, auch dann noch handlungsfähig zu sein, wenn Andere aufgeben müssen!

Er wird mit großer Wahrscheinlichkeit auch in schwierigen Situationen eine befriedigende Lösung für schnell zu lösende Probleme finden.

Eine Garantie für eine optimale, schnelle Lösung, die allen Ansprüchen gerecht wird, kann er aber nicht übernehmen.

3. Metaheuristiken, Heuristiken und Heuristische Regeln

Das mangelnde Wissen über Heuristiken ist eines der größten Hemmnisse bei ihrer aktuellen Anwendung. Es ist daher angebracht, im Folgenden einige Grundlagen zur Systematisierung des Wissensgebietes Heuristik darzustellen:

Bausteine des Wissensgebiets 'Heuristik' sind Metaheuristiken, Heuristiken und heuristische Regeln, die in der angegebenen Reihenfolge Unterstrukturen bilden.

Dabei muss betont werden, dass es sich hier nicht um Programme oder Programm-bausteine handelt. Heuristiken bieten vor allem „Hilfe zur Selbsthilfe“, ihr Erfolg hängt stark von den Erfahrungen mit ihrer Anwendung ab!

Metaheuristiken

Eine Metaheuristik ist ein Handlungsrahmen zur näherungsweisen Lösung einer bestimmten Klasse von Problemen.

• Metaheuristiken definieren eine abstrakte Folge von Schritten, die (theoretisch) auf beliebige Problemstellungen angewandt werden können.

• Damit eine Metaheuristik in der Praxis anwendbar ist, muss sie sich auf eine anwen-dungsspezifisch definierte Menge an heuristischen Regeln (engl.: heuristics) und ein Anwendungsfeld beziehen.

• Die Anwendung einer Metaheuristik ist ein innovativer Problemlösungsansatz, dessen Erfolg stark von der Kompetenz der beteiligten Personen abhängig ist!

• Es ist keineswegs garantiert, dass eine Metaheuristik eine optimale Lösung findet, aber sie wird in unübersichtlichen und scheinbar ausweglosen Situationen einen brauchbaren, dem optimalen Ziel möglichst nahe liegenden Ansatz dazu ergeben!

Heuristiken

• Heuristiken sind Strategien, die das Finden von Lösungen zu Problemen ermöglichen sollen, zu denen kein mit hinreichender Sicherheit zum Erfolg führender Algorithmus bekannt ist.

• Mit ihnen können schnell und auf der Grundlage bruchstückhaften Wissens, Schlussfolgerungen gezogen und Handlungsfolgen zum Erreichen von Zielen entwickelt werden, mit denen in schwierigen Situationen eine befriedigende Lösung für Probleme und komplexe Aufgabenstellungen gefunden werden kann.

• Heuristiken können als Gesamt-Strategie mit Handlungschritten zur Problemlösung formuliert sein (Beispiel 'Systematische Heuristik' von J.Müller ), als methodischer Leitfaden im Denkprozeß (Beispiel 'TRIZ' von S.Altschuller), oder eine Sammlung von kontextbezogenen heuristischen Regeln darstellen. Es ist möglich, sie als Modul einer Metaheuristik unterzuordnen, wenn Handlungsrahmen und Kontext dazu passen (Sub-Metaheuristik).

Heuristische Regeln (heuristics)

• Heuristische Regeln sind formuliertes Erfahrungswissen aus Problemlösungsprozessen.

• Sie können auch unabhängig von Metaheuristiken und Heuristiken zur Problemlösung eingesetzt werden. Ihre Darstellungsform kann unterschiedlich sein:

· als vom Anwender zu beantwortende Frage,

· als methodischer Hinweis für die Arbeiten,

· als 'Faustregel',

· als einfaches Denkmodell zur Erschließung eines Sachverhalts + weitere Formen.

• Man unterscheidet mehrere Klassen von heuristischen Regeln, die sich im Laufe der Zeit aus der Erfahrung mit erfolgreichen Problemlösungsprozessen entwickelt haben.

• Es ist wichtig, zu beachten, dass Heuristische Regeln bei der Anwendung auf verschiedene Problemlösungs-Klassen zu unterschiedlichen Ergebnissen führen!

• Außerdem muss berücksichtigt werden, dass sich ohne den methodischen Rahmen einer Heuristik schnell Fehler einschleichen können, die den Problemlösenden in die Irre führen können!

Beispiel:

Das erfinderisch-problemlösende Denken von TRIZ beruht auf heuristischen Regeln, die aus der methodischen Analyse einergroßen Menge von Patententwicklungen entstanden sind. Das'abgehobene' Erfahrungswissen ist nur praxiswirksam anwendbar durch die gleichfalls entwickelte Metaheuristik TRIZ mit übergeordneten Denkmodellen ("Lösen von Widersprüchen") und Handlungsvorschriften zur Regelanwendung, sowie einem zusätzlichen methodischen Training für den Nutzer.

Klassen heuristischer Regeln:

Heuristische Regeln haben gewisse Eigenschaften und können in Klassen eingeteilt werden:

Ø Verallgemeinerte Methodische Hinweise (VMH) aus erfolgreichen
Problemlösungen

Ø „Daumen-“ oder „Faustregeln“: Erfahrungen in Regelform aus früheren Lösungsprozessen

Ø „Scaling Laws“ :Verallgemeinerte Grundgesetzmäßigkeiten, die
bei einer Veilzahl von Lösungsprozessen weiterhelfen

Ø „Bias“ : Hinweise auf Denkfehler und (Fehl-)Haltungen, die den
Lösungsprozeß beeinflussen können und daher von vornherein als Stolpersteine' berücksichtigt werden sollten.

4. Heuristiken beim Problemlösen in Ausnahmesituationen

Heuristiken zur Lösung von Problemen sind vor allem hilfreich, wenn:

1. ein Ziel vorliegt, dessen angestrebte Erreichung in Frage steht

2. das dem Ziel im Weg stehende Hindernis sich nicht allein mittels üblicher Aktivitäten beseitigen lässt, sondern Nachdenken und neue Vorgehensweisen erfordern.

3. der Kontext oder die Situation es erfordert, schnell, eine möglicherweise auch "unorthodoxe" Lösung außerhalb der Normalität zu finden.

Problemlösen bedeutet in diesem Zusammenhang das Beseitigen von Hindernissen oder das Schließen von Lücken in einem Handlungsplan durch bewusste kognitive Aktivitäten, die das Erreichen eines beabsichtigten Ziels möglich machen sollen.

Heuristiken können grundsätzlich in zwei generellen Kontexten hilfreich sein:

1.) Beim Anspruch, aufgrund vorhandenen Wissens und seiner kreativen Neuverknüpfung, ohne unmittelbaren Zeitdruck etwas Neuartiges zu gestalten. Der Schwerpunkt liegt hier in der besonderen Qualität des Ergebnisses, welches aufgrund seiner Eigenschaften und Wirkungen bei seiner Anwendung wesentliche Vorteile (z.B. wirtschaftlichen Erfolg, sicherere Prozesse o.ä.) bringt - wie es bei problemlösender Kreativität typisch sein sollte

2.) Bei der Lösung von Problemen, die plötzlich auftreten, oder für die aufgrund des Kontextes unmittelbar eine Lösung gefunden werden muss. Das trifft vor allem auf Ausnahmesituationen zu.

Im 2. Fall spielen eine Reihe von Faktoren eine Rolle, welche besondere Herausforderungen für den Problemlösungsprozess darstellen (Vgl. Bild 1).

Ausnahmesituationen treten (z.B. im Sicherheitsmanagement) auf, wenn unerwartete, nicht vorhersehbare Ereignisse außerhalb des klassischen Handlungsbereiches zu bewältigen sind.

Problemlösen in Ausnahmesituationen bedeutet daher vor allem, dass die klassischen Handlungsgrenzen zum Unerwarteten und Undenkbaren überschritten werden müssen.

Kennzeichen von Ausnahmesituationen sind: (nach [H 21])

o Intransparenz:

Ø Wichtige Elemente des Aktionsraums sind undurchschaubar, wichtige Informationen sind unzugänglich.

Ø Vorwiegend unklare Ausgangslage.

Ø Spezifische Randbedingungen sind zu beachten, die man nicht bis ins Detail kennt.

Ø Entscheidungen müssen unter Unsicherheit getroffen werden.

o Informationsfülle:

Ø Viele Informationen sind (potentiell) verfügbar, deren Zuverlässigkeit und Relevanz nicht eindeutig ist. Es muss - meist unter Zeitdruck- problembezogenes Informationsmanagement (Auswahl und Integration von Informationen) geleistet werden.

o Zielpluralität:

Ø Viele, eventuell in sich widersprüchliche und zunächst vage Ziele müssen zugleich verfolgt werden, um ein Problem adäquat zu lösen.

Ausnahmesituationen bedeuten für das Lösen von Problemen (gleichfalls nach

[H 21])

1. Handeln unter Zeitdruck:
Man muss entscheiden, kann nicht abwarten und sehen, was geschieht.

2. Erhöhtes Risiko und Gefahr:

- Entscheidungen in komplexen Situationen werden unter Unsicherheit getroffen, man weiß nicht, ob sich die erwünschten Effekte einstellen werden.

- Falsche Entscheidungen können fatale Folgen für Leben und Gesund-heit, die Umwelt und die Bilanz haben.

- Risiken müssen abgeschätzt werden, mögliche erwünschte und unerwünschte Konsequenzen und Erfolgswahrscheinlichkeiten von Handlungen müssenbestimmt werden.

3. Notwendigkeit des Stressmanagements:

- Zeitdruck, Gefahr und Wichtigkeit setzen Menschen unter Stress.
- Die Aktivierung steigt, der Organismus bereitet sich auf Höchstleistungen vor, andere Bedürfnisse (z.B. Hunger, Durst) werden unter-drückt, die Wahrnehmung wird fokussiert etc.

Effektives Arbeiten und Entscheiden unter solchen Bedingungen erfordert eine bewusste Organisation der Herangehensweise. Die unter Zeitdruck üblicherweise auftretenden 'Panikreaktionen' mit Fehlentscheidungen und unüberlegtem Handeln müssen durch strukturiertes Arbeiten an der Problemlösung vermieden werden.

Dafür müssen die Akteure folgenden Kompetenzen haben: [ebenda]

♦ Verstehen und Beachten der Inhaltlichen Problemkonstellation (Beherrschen der Inhaltskomplexität),

♦ Beherrschen der individuellen Denkprozesse, Motivationen und Emotionen bei sich selbst (Selbstregulation),

♦ Balancierung sozialer Prozesse im Team ( Einflussnahme auf die soziale Komplexität),

♦ Möglichst effektive Steuerung der Problemlöseprozesse (Handlungsorganisa- tion, Arbeitsorganisation).

Fehler beim Handeln unter Ausnahmesituationen

Zur bewußten Organisation des Handelns unter diesen Bedingungen gehört auch das Kennen und Berücksichtigen von Fehlern, die dabei in der Vergangenheit gemacht worden sind.

Häufige Fehler bei der Problemlösung in Ausnahmesituationen sind: [H 21]

· Wahl eines unangemessenen Auflösungsgrads:

Es wird zu fein oder zu grob hingeschaut, ohne zu überlegen welcher Grad an Genauigkeit der Gesamtsituation angemessen wäre.

· Hypothesengerechte Informationssammlung:

Beim Beschaffenund Bewerten von Informationen wird nur das zur Kenntnis genommen, was zur eigenen Meinung passt.

· Übergeneralisierung:

Ein Denkmodell wird ohne Prüfung seiner Brauchbarkeit und Wirkung auf andere Situationen übertragen

· Ungeprüfte Übertragung von Vorwissen:

Bekannte Lösungen aus anderen Bereichen werden ohne Prüfung der Anwendungsbedingungen übertragen.

· Bildung reduktiver Hypothesen:

Wenige Variablen scheinen alles zu bestimmen, die Komplexität einer

Situation wird ausgeblendet.

· Dogmatische Verschanzung:

Verteidigung des eigenen Modells gegen Falsifizierung, bis hin zum Aufstellen von Verschwörungstheorien.

· Kognitive Einschränkung:

Keine Extrapolation der Situation oder unangemessene lineare Fortschreibung von Entwicklungen.

· Im Team kommen dazu:

Keine gemeinsame Problemdefinition, das Fehlen einer gemeinsamen Analyse der Situation bzw. die Kritiklose Übernahme der Ansicht eines Einzelnen.

⇒ Für die Lösung von Problemen in Ausnahmesituationen ist das Beherrschen einer „Dualen Arbeitsweise“ notwendig, also heuristisches Lösen unter Vermeidung von Bias!

Das heuristisch gestützte Beseitigen eines Hindernisses oder das Schließen einer Lücke in einem Handlungsplan durch bewusste kognitive Aktivitäten, die das Erreichen eines scheinbar nicht erreichbaren Ziels möglich machen sollen, muss durch die Kenntnis und das Vermeiden von aus der Vergangenheit bekannten prinzipiellen Voreingenommenheiten, Fehlhaltungen und destruktiven Trends – Bias - ergänzt werden. "Bias" bilden daher eine eigene Klasse von heuristischen Regeln! [He 9]

5. Ein Handlungsrahmen für das Problemlösen in Ausnahmesituationen am Beispiel einer komplexen Gefahrensituation

Für das Lösen von Problemen und das Entscheiden in kritischen und Ausnahmesitu- ationen, gibt es, unabhängig vom Anwendungsgebiet, eine prinzipielle Arbeitsweise (wie Bild 3 zeigt) [H 21].

Die einzelnen Arbeitsschritte enthalten jeweils die typischen zu lösenden Aufgaben :

Informationsmanagement organisieren:

v Informationen beschaffen, strukturieren, und bewerten

v Der Auflösungsgrad der Informationssuche muss Situations- und
Kontextbezogen festgelegt werden

v Das Informationsmanagement während es Problemlösungsprozesses muß organisatorisch vorbereitet werden

v Im Team müssen Informationskanäle und Schnittstellen definiert werden

Zielbildung:

v Ziele ausarbeiten,

v in Teil- und Zwischenziele präzisieren,

v Widersprüche im Problemlösungsprozeß erkennen und ausbalancieren,

v Prioritäten setzen.

v Im Team muss Konsens gefunden werden.

Modellbildung:

v Überblick verschaffen, ein Bild der Zusammenhänge gewinnen, kritische Punkte erkennen

v Annahmen über Ursachen und Folgen der zu lösenden Probleme treffen - Prognosen aufstellen.

v Für Teams ist es besonders wichtig, gemeinsame mentale Modelle („shared mental models“) als Grundlage des Handelns zu gewinnen.

Planen:

v Handlungsschritte im Zeitverlauf grundsätzlich festlegen, dabei die sich ständig ändernden Situationsmerkmale als Randbedingungen des Handelns beachten.

v Verzweigungen und Alternativwege planen, mögliche Friktionen („Reibungen“ des Plans mit der Realität) beachten,

v Puffer einplanen.

v Im Team muss die Aufgabenverteilung festgelegt werden und die Schnittstellen der Handlungen Einzelner müssen geplant werden

v Bei umfangreicheren Problemen wird auch die Planung der Arbeitsor-ganisation selbst (z.B. Projektmanagement) zu einer eigenen Anforderung.

Entscheiden:

v Zeitpunkt und Mechanismen der Entscheidungsfindung festlegen (z.B. demokratisch, nach Seniorität, etc).

Kontrolle:

v Erfolge und Misserfolge zur Kenntnis nehmen;

v Zeitpunkte und Kriterien für Kontrollen festlegen,

v „Vier-Augen-Prinzip” (mind. zwei Personen) beachten.

v Im Team ist die gegenseitige Kontrolle zugleich Vorteil und Herausforderung

Selbstreflexion:

v Das eigene Vorgehen reflektieren und modifizieren.

v Zeitpunkte („Denkpausen“) zur Reflexion festlegen.

v im Team gegenseitige Kritik akzeptieren, Unterstützung nutzen.

6. Eine Metaheuristik zum Problemlösen in Ausnahmesituationen

Die vorstehende prinzipielle Arbeitsweise muss für den nachfolgenden Anwendungsfall des Problemlösens in Ausnahmesituationen am Beispiel einer komplexen Gefahrensituation modifiziert werden!

Der in Ausnahmesituationen fast immer vorherrschende Zeitdruck bedeutet, den Focus auf die vorbereitenden Tätigkeiten und das schnelle Erstellen eines realisierbaren Planes sowie den kurzfristigen Beginn seiner Umsetzung zu legen. Es ist in diesem Kontext zweckmäßig, diese Arbeitsschritte zusammenfassend zu bearbeiten!

Info-Beschaffung und -Management, Modellbildung und Entscheiden des beschriebenen allgemeinen Modells werden deshalb im Sinne einer gemeinsamen Bearbeitung der Vorbereitungs- und Organisationsschritte für die Problemlösung, zum Arbeitspaket Aufgabenpräzisierung zusammengefasst. Ähnliches wird bereits von Johannes Müller in seiner 'Systematischen Heuristik' empfohlen.

Ausnahmesituationen sind sehr stark vom Zusammenspiel dreier Aktions-Teilbereiche geprägt: Personen, Strukturen, Prozesse (Bild 4).

Die drei Teilbereiche sind über Synergien so verknüpft, dass eine getrennte Betrachtung zwangsweise zu Fehlurteilen und -entscheidungen führt.

So stellt sich immer wieder bei der Untersuchung von Unfällen und Katastrophen heraus, dass "Menschliches Versagen", vor allem in komplexen Umgebungen, grundsätzlich mit dem gleichzeitigen Versagen von Strukturen und Prozessen verknüpft ist!

Es ist wichtig, bei Problemlösungen in Ausnahmesituationen diese ‚Synergetische Interaction Structure (SIAS)’ mit einzubeziehen.

Unter Berücksichtigung der synergetischen Zusammenhänge von Personen, Strukturen und Prozessen bei der Problemlösung und der oben beschriebenen Anpassung der prinzipiellen Arbeitsweise, lässt sich folgende Metaheuristik angeben - Bild 5 [Sk 1];

Bei der Nutzung einer solchen Metaheuristik im gegebenen Kontext von Ausnahme-zuständen mit ihren besonderen Anforderungen an den Problemlösungsprozess muss beachtet werden:

Die Lösung komplexer Probleme in Ausnahmesituationen, erfordert neben der Organisation der Problemlösungsprozesse, bei den Agierenden die Regulation der eigenen Emotionen und Motivationen (Selbstregulation):

- Aushalten von Unbestimmtheit,

- „Zähmung” des Kompetenzbedürfnisses,

- Bewältigen von Stress,

- Verteilung von Aufmerksamkeit,

Die eigenen Denkprozesse müssen reguliert werden und nicht einfach „wildwüchsig“ geschehen:

- Finden eines Gleichgewichts zwischen Beharrlichkeit und Offenheit für Strategiewechsel

- Kennen und beachten des Einflusses von Emotionen auf die Informationsverarbeitung

- Entwickeln und Erhalten eines Situationsbewusstseins

- Entdecken von Irrtümern und Nichtwissen hat den Vorrang vor Rechthaben.

Beispiel für eine Teilheuristik dieser Metaheuristik

Ein Beispiel für eine Teilheuristik ist die folgende Unterstruktur der Metaheuristik "Problemlösen in Ausnahmesituationen":

Heuristik1 : "Aktionsraum-Begrenzung und Situationserfassung"

Hauptaufgabe:

Beschaffung von Informationen darüber, welcher mögliche Aktionsraum für das Handeln in der aktuellen Ausnahmesituation (noch)zur Verfügung steht:

Personell:

Ø Wer steht (noch) zur Verfügung, mit welchen Einzelpersonen oder Teams und ihren Kompetenzen kann (noch) agiert werden.

Ø Wie ist der Trend von Veränderung und Verfügbarkeit in diesem Bereich.

Strukturell/technisch:

Ø In welcher technischer und struktureller Umgebung muss ich agiert werden.

Ø Wie sind Trends von Veränderung und Verfügbarkeit in diesem Bereich

Organisatorisch:

Ø In welchem Organisations-Umfeld bewege ich mich.

Ø Was weiß ich von den Grundfunktionen und -Regeln der betroffenen Organisation und den in ihr ablaufenden Prozessen.

Ø Gibt es Notfallregelungen, die bei Ausfällen helfen, Prozesse oder Prozessschritte zu ergänzen, zu umgehen oder zu ersetzen.

Ø Gibt es (noch) Möglichkeiten zur Einflussnahme auf die Organisation und die Prozesse? Was muss dabei besonders beachtet werden?

Ø Wie ist der Trend von Veränderung und Verfügbarkeit in diesem Bereich?

Beispiele für heuristische Regeln

Grundsätzlich gilt:

► Heuristische Regeln können in verschiedener Form formuliert werden:

in Regelform : "Wenn-dann", oder "X erfordert..", oder" Beziehe in die Überlegungen ein...." .

► Sie können auch in Form von Fragen formuliert sein, die der Anwender für sich befriedigend beantwortet und als aktuell verfügbare Handlungsgrundlage dokumentiert.

► Zur Teilheuristik "Aktionsraum-Begrenzung und Situationserfassung" gehören eine Reihe von heuristischen Regeln, die dem Anwender im Sicherheitsbereich Denkansätze für weitere Schritte der Problemlösung bieten.

►Auch hier muss erwähnt werden, dass es dafür keine verbindliche Form gibt, weshalb sie (siehe Anmerkung oben) als vom Anwender zu beantwortende Fragen formuliert sind.

► Es ist zu beachten, dass sie keine 'Checkliste' im üblichen Sinne darstellen, sondern eine Sammlung von Hilfsmitteln für die kreative Annäherung an eine brauchbare Lösung bilden.

⇒ Das Ergebnis der Verwendung der Regeln sollte eine zusammenfassende, dokumentierte Aussage, mit den Antworten als Grundlage für weitere Entscheidungen und Arbeitsschritte im Problemlösungsprozeß sein.

Regeln zur Aktionsraum-Begrenzung und Situationserfassung

Liegt eine Ausnahmesituation vor? Welche?:

Normfreier Aktionsraum
Aktionsraum außerhalb des üblichen Handlungsspielraums
Situation mit starker Eigendynamik
Starke Vernetzung von Prozessen, Strukturen und Interessen

Gibt es eine kritische Entscheidungs-Situation ?:

Hängen von einer Entscheidung weitere Prozesse/Entwicklungen ab?
Ist eine Entscheidung für das Überleben von Personen unerlässlich?
Wird die Entscheidung für den Funktionserhalt von Strukturen oder den störungsfreien Ablauf von Prozessen benötigt?

Gibt es eine Gefährdungssituation? Welcher Art?:

Akute Gefährdung?
Latente Gefährdung?
Verdeckte Gefährdung?
Generell nicht mehr beherrschbare Situation?
Im aktuellen Kontext nicht mehr beherrschbare Situation?

Gibt es Zustandsinformationen?

♦ Keine Zustandsinformationen?

♦ Offensichtlich falsche Zustandsinformationen?

Funktionsausfall von Gesamtfunktion/Teilfunktionen?
Grenzwerte überschritten: Welche?

Wo liegen die Handlungsgrenzen?:

Definierte Grenzen zu einer Gefahrensituation?
Unbekannte Grenzen zu einer Gefahrensituation?
Fließende Grenzen zu einer Gefahrensituation?

Gibt es Reaktionsmöglichkeiten?:

Für Reaktionen sind Zeitfenster vorhanden?
(Definition - welche es für welche Reaktionen gibt - nötig!)
Sofortiger Handlungsbedarf?

Gibt es Zeitdruck? Welcher Art?:

♦ Extern verursacht, z.B.:Situation mit eigener Dynamik, wie Überschwemmung, Brand, Störung an Anlagen ohne eigensichernde Funktion, oder durch das Management vorgeschriebenes Zeitfenster, Erwartungen der Öffentlichkeit oder der Medien

♦ Intern verursacht:, z.B.

Zeitdruck durch Fehleinschätzungen, Verhaltenstrends und Voreinge-nommenheiten, falsche Einschätzung der Gefahr und der Wichtigkeit einer Entscheidung

Zieldefinition:

♦ Einzelnes Ziel oder Zielpluralität?

♦ Widersprüche zwischen den Zielen können benannt/ nicht benannt werden?

♦ Ziele können nochmals präzisiert werden /weitere Präzisierung nicht möglich?

♦ Eine Auswahl zwischen Zielen ist aus Prinzip möglich/ nicht möglich?

Wie stellt sich die Entwicklung der Situation dar:

Eingeschränkt oder gar nicht prognostizierbar?
Mit vorhandenem Wissen und Werkzeugen beherrschbar?
Mit überschaubarem zusätzlichem Aufwand beherrschbar?
Nur noch teilweise beherrschbar?
Nicht mehr beherrschbar/außer Kontrolle?

Kontinuität:

Sind irreversible Entwicklungen zu erwarten?
Sind Brüche/Diskontinuitäten in der Entwicklung der Situation zu
erwarten? Angabe: Wo/Wann
Sind nützliche /störende Rückkopplungen in der weiteren
Entwicklung zu erwarten? Angabe: Wo/Wann

Risiko-Abschätzung:

Die Erfolgswahrscheinlichkeit eines Lösungsansatzes kann eingeschätzt / nicht eingeschätzt werden?
Werden Risiken möglicherweise unter- oder überschätzt?

Sub-Metaheuristik

Eine Sub-Metaheuristik ist ein selbständig verwendbarer Teil einer Metaheuristik mit eigener Unterstruktur

Ein typisches Beispiel (Bild 6) dafür ist die Aufgabenpräzisierung. (H3 in der Metaheuristik zum Problemlösen in Ausnahmesituationen)

Sie hat eine eigene Unterstruktur mit heuristischen Regeln und spezielle Arbeitstechniken für den Anwender:

Die Metaheuristik ‚Aufgabenpräzisierung’ ist ein Grundmodul heuristisch orientierten Denkens:

Ø Keine Aufgabenstellung darf unbesehen hingenommen werden!!

Ø Häufig sind Aufgabenstellungen unvollständig, vage, überschwänglich!

Ø Aufgabenstellungen enthalten oft unzulässige Einschränkungen oder sind in
der gestellten Form prinzipiell nicht lösbar !

Ø Das Ergebnis der Präzisierung einer Aufgabenstellung ist immer eine möglichst genaue Zieldefinition und Beschreibung des Weges zum Ziel (To-Do-List), wie sie sich unter Berücksichtigung aller beschaffbaren Informationen aktuell formulieren lassen.

Eine Aufgabe, oder ein Problem, in einem unsicheren Handlungsraum, unter Zeitdruck und mit mangelhaften Informationen lösen zu müssen, erfordert eine besonders aufmerksame Aufgabenpräzisierung. Die Metaheuristik "Aufgabenpräzisierung" hilft in besonderem Maße, das Denken zu Beginn von Problemlösungsprozessen zu struk-turieren, und ist daher logischerweise ein Teil der ‚Heuristik zum Problemlösen in Aus- nahemsituationen’ ; in diesem Zusammenhang dann übrigens eine Sub-Metaheuristik.

Wie alle Metaheuristiken ist sie ein Handlungsrahmen zur näherungsweisen Lösung einer bestimmten Klasse von Problemen. Bei Beachtung des veränderten Kontextes kann sie natürlich auch für andere Anwendungsgebiete als das hier vorgestellten genutzt werden.

7. Fazit:

Es wurde versucht zu vermitteln, welcher Methodenvorrat aus dem Wissensgebiet der Heuristik bereits heute zur Verfügung steht, um komplexe technische und organisatorische Systeme zu beherrschen und auch in Ausnahmesituationen handlungsfähig zu sein, und selbst dann noch komplexe Aufgabenstellungen lösen zu können.

Die Beispiele sollen nur Hinweise auf Form und Charakter der beschriebenen heuristischen Bausteine geben.

Quellen und Verweise(s. auch Literaturliste)zur pK

[G4] Zum Verständnis des Ansatzes: Bauchentscheidungen. Die Intelligenz des Unbewussten und die Macht der Intuition. Bertelsmann, München 2007, ISBN 978-3-570-00937-6.und : Risiko. Wie man die richtigen Entscheidungen trifft. C. Bertelsmann Verlag, München 2013, ISBN 978-3-570-10103-2.

[He 9] Heimann, R., Strohschneider, S. & Schb, H. (2014). Entscheiden in kritischen Situationen: Neue Perspektiven und Erkenntnisse. Frankfurt a.M.: Verlag für Polizeiwissenschaft].

[H 21] Gesine Hofinger: Fehler und Fallen beim Entscheiden in kritischen Situationen
In: Stefan Strohschneider: Entscheiden in kritischen Situationen. Frankfurt: Verlag für Polizeiwissenschaft, 2003]

[F 3] Ein Überblick u.a. in: Qualitativ-heuristische Sozialforschung. Schriften zur Theorie und Praxis. Fechner, Hamburg 1995, ISBN 3-929215-02-0.

[Sk 1] D.Skrobotz: Charts zur Vorlesung :'Security Heuristik' für den Studiengang Security Master an der FH Brandenburg, 2016/17 ]

[WIKI 7] siehe: Wikipedia: "Urteilsheuristik" (Stand 1/2017)

[WIKI 6] siehe: Wikipedia "Heuristik" (Stand 1/2017)

[Gä 1] als Beispiel: Stefan Gärtner, Tom-Michael Hesse, Kurt Schneider, Barbara Paech :Capturing and Documentation of Decisions in Security Requirements Engineering through Heuristics, Vortrag auf dem Fachgruppentreffen Requirements Engineering Ilmenau, Nov. 28 - 29, 2013

[V 2] als Beispiel:Dr. Ricardo Valerdi, Massachusetts Institute of Technology : Heuristics for Systems Engineering Cost Estimation. Vortrag auf der 14th Annual PSM Users’ Group Conference New Orleans, LA, 27.07.2010

D. Skrobotz Januar 2017