Pictures of the Future Herbst 2005
Corporate Technology – Computer und Software
Software ist der Schlüssel
Software ist für Siemens eine Schlüsseltechnologie. Bereits 1954 begann ein kleines Team von 16 Technikern mit der Entwicklung des weltweit ersten Universalrechners, der ausschließlich mit Transistoren arbeitete. Ein halbes Jahrhundert später beschäftigt Siemens mehr als 30 000 Software-Spezialisten.
Drehscheibe Software: Seit dem Rechner 2002 steht die EDV im Fokus von Siemens. Computer und Programme haben die Halbleiter-Fertigung beflügelt und beeinflussen heute alle Bereiche
Der Etat war aus heutiger Sicht minimal: Mit 150 000 DM pro Jahr und einem kleinen Team sollte Hans Kaufmann, der damalige Forschungsleiter der elektronischen Datenverarbeitung bei Siemens, 1954 einen Digitalrechner bauen.
Heute hat keine andere Querschnittstechnologie für Siemens eine solche Bedeutung wie Informationstechnik und Software. Ob Autoelektronik oder Bahntechnik, ob Fabrikautomation oder Kraftwerksleittechnik, ob Medizintechnik oder Telekommunikation – in nahezu allen Geräten und Anlagen, die das Unternehmen verkauft, stecken digitale Schaltungen und "eingebettete Intelligenz". Welche Funktionen und Leistungsmerkmale elektrotechnische Produkte aufweisen – dies entscheidet heute meist die Software und nicht mehr die Hardware allein.
Von den jährlich gut 5 Mrd. € Ausgaben für Forschung und Entwicklung entfallen 60 % auf Software. "Ihr Anteil an den Produkten wird künftig noch zunehmen", sagt Reinhold Achatz, Leiter der Abteilung Software und Engineering bei Corporate Technology. Etwa 30 000 Programmierer und Software-Ingenieure arbeiten heute bei Siemens.
Die Bedeutung der Datenverarbeitung hatten weitsichtige Siemens-Manager bereits vorausgesehen, als das Unternehmen noch mitten im Wiederaufbau der im Zweiten Weltkrieg zerstörten Fabriken, Labors und Bürogebäude steckte. Am 18. März 1954 fasste der Vorstand der damaligen Siemens & Halske AG den Beschluss, den Einstieg in das ganz junge Gebiet der Nachrichtenverarbeitung zu wagen, wie damals die Computertechnik bezeichnet wurde. Vier Monate später richtete das Zentrallabor eine Arbeitsgruppe für elektronische Datenverarbeitung ein, deren Leitung Hans Kaufmann übernahm.
Trotz der kargen Ausstattung und bar jeder einschlägigen Erfahrung stellte Kaufmanns Team schon 1956 einen ersten betriebsbereiten Prototypen vor – den Siemens-Digitalrechner 2002. Bei diesem Computer wurden erstmals keine störanfälligen, platzfressenden Röhren mehr verwendet, sondern durchgängig die zuverlässigeren Halbleiter – die "2002" war weltweit der erste volltransistorisierte Universalrechner, der in Serie hergestellt wurde. Erster Käufer war die Deutsche Forschungsgemeinschaft, die 1957 drei EDV-Anlagen für Hochschulinstitute in Aachen, Berlin und Tübingen bestellte.
Wenig später begann das Zentrallabor mit der Entwicklung der Baureihe 3003, bei der erstmals die heute üblichen integrierten Schaltkreise eingesetzt wurden. Die "3003" waren nicht nur für kommerzielle und technisch-wissenschaftliche Aufgaben ausgelegt; der neue Computer ließ sich ebenfalls als Prozessrechner in der Industrie einsetzen. Bei den Thyssen Röhrenwerken wurde 1966 erstmals eine 3003-Anlage mit einem Prozessrechner 3003P gekoppelt. Dies war ein Meilenstein auf dem Weg zur durchgängigen Automatisierung der Produktion, die unter dem Schlagwort Computer-Integrated Manufacturing (CIM) in den 80er Jahren Furore machte.
Damit knüpfte Siemens an die bahnbrechenden Innovationen von Konrad Zuse an, der 1941 den Relaisrechner Z3 gebaut hatte. "Historisch gesehen war die Z3 der erste Computer, also ein über Programme gesteuerter Rechner, der wirklich funktionierte", sagt Siemens-Konstrukteur Kaufmann. Die Zuse KG, die der Pionier 1950 in Bad Hersfeld gegründet hatte, baute vor allem Spezialrechner für die optische Industrie. Mitte der 1960er Jahre wurde Zuses Firma von Siemens übernommen.
Damals begann sich bereits abzuzeichnen, dass Siemens mit dem Einstieg in die elektronische Datenverarbeitung ein stürmisch wachsendes und am Ende auch hochprofitables Geschäft aufgebaut hatte, das überdies kräftig in andere Unternehmensbereiche wie Fabrikautomation, Medizintechnik, Telekommunikation und Verkehrstechnik ausstrahlte. 1960 erzielte Siemens mit EDV-Anlagen gerade einmal Erlöse von 10 Mio. DM. 20 Jahre später war der Umsatz im damaligen Unternehmensbereich Datentechnik schon auf 3,2 Mrd. DM geklettert. Heute sind etwa 60 % des Umsatzes von 75 Mrd. € von Software in der einen oder anderen Form abhängig.
Wie wichtig die IT-Innovationen aus der Zentralen Forschung für das gesamte Unternehmen waren, zeigt beispielhaft die Entwicklung eines Entwurfsystems (CAD) für das Design hochintegrierter Schaltkreise, das Anfang der 80er Jahre auf den Markt kam. Es brachte das so genannte Mega-Projekt maßgeblich voran (siehe Die Silizium-Pioniere), mit dem der Vorsprung der Japaner in der Entwicklung integrierter Schaltkreise aufgeholt wurde. Das CAD-System wurde an Kunden verkauft, aber auch intern intensiv angewandt – in den Siemens-Bereichen Datentechnik und Telekommunikation ebenso wie in den Geschäftsfeldern Autoelektronik und Fabrikautomation. "Unsere Entwurfsysteme haben allen Bereichen geholfen, ihre Entwicklungszeiten zu verkürzen und die Kosten zu senken", erläutert Heinz Schwärtzel, der damalige Leiter von Informatik und Software in der Zentralen Forschung.
Unternehmensweite Software-Initiative
Anfang der 90er Jahre startete Heinz Schwärtzel in der Zentralen Forschung eine Initiative mit dem Ziel, die Qualität der Software zu steigern und die Kompetenz der Entwicklungsingenieure zu erhöhen. Das strategische Softwareprogramm bestand aus sechs Punkten, die von der Verbesserung der Kundenzufriedenheit über die Erhöhung der Produktivität bis zu einer Technology Roadmap reichten. Diese Initiative, tatkräftig vorangetrieben von der Mathematikerin Monika Gonauser, erwies sich als so erfolgreich, dass das Programm in die 1996 gestartete Software-Initiative mündete (siehe Pictures of the Future, Herbst 2004, Software-Qualität) und auf die gesamte Forschung und Entwicklung bei Siemens ausgedehnt wurde. Dank der direkten Unterstützung des damaligen Vorstandsvorsitzenden Heinrich von Pierer sowie der vorausschauenden Zielsetzung von Klaus Wucherer für einen siemensweiten Einsatz ist die Software-Initiative heute ein wichtiger Teil des top+-Programms, mit dem ein grundlegendes Re-Engineering aller Abläufe im Unternehmen erreicht werden soll – ein weiteres Beispiel für die überragende Bedeutung von Software bei Siemens
Mitte der 80er Jahre startete Siemens die Entwicklung so genannter Parallelrechner, bei denen tausende von kleinen Prozessoren gleichzeitig an einer komplexen Aufgabe arbeiten. Aus diesen Forschungsarbeiten ging der Neurocomputer Synapse hervor, der 1993 auf den Markt kam. Mit einer Rechenleistung von 5,1 Milliarden Operationen pro Sekunde war dies der damals schnellste Rechner seiner Art. Synapse ahmte die Arbeitsweise des menschlichen Gehirns nach, das aus Milliarden einzelner Neuronen besteht, die über Synapsen in ähnlich riesiger Zahl miteinander verbunden sind. Gebraucht werden Neurocomputer immer dort, wo komplexe Prozesse nicht mit exakten Formeln erfasst werden können – etwa bei der Bildverarbeitung oder der Spracherkennung.
Ebenfalls Mitte der 80er Jahre formierte sich in der Zentralen Forschung ein Team, das sich mit der algorithmischen Weiterentwicklung künstlicher neuronaler Netze und deren Anwendungen befasste. Daraus ist im Laufe der Jahre ein Fachzentrum entstanden, das neuronale und Fuzzy-Logik-Techniken sowie maschinelle Lernverfahren vorantreibt und diese unter anderem sehr erfolgreich zur Optimierung der Prozesse in der Stahl- oder Papiererzeugung oder bei der Reinigung von Abwasser einsetzt.
Solche lernenden Algorithmen machen deutlich, wie nützlich Software heute ist. Mit wachsender Komplexität und Menge der Codezeilen stehen Computerprogrammierer aber inzwischen vor einer fast noch wichtigeren Herausforderung: Software der Zukunft muss vor allem bedienerfreundlich, möglichst fehlerfrei und darüber hinaus auch noch kostengünstig gestaltet werden.
Günter Heismann