Fachbeiträge

Aus der Vielzahl von Fachbeiträgen über einen Zeitraum von mehr als 40 Jahren industrieller Forschung, Entwicklung und Lehre wird eine kleine aktuelle Auswahl präsentiert. Unter »Küppers-Systemdenken« mit den Bereichen Vernetztes Denken, Organisationale Achtsamkeit und Systemische Bionik werden in diesem Kontext eine Reihe praxisrelevanter nachhaltiger Effizienz-Lösungen präsentiert.

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2023-12 Druckluftsysteme mit der Intelligenz der Natur
E. W. Udo Küppers

Warum nutzen Anwender über Jahrzehnte technische Rohrleitungssysteme
für den Transport von Luft, Druckluft oder Mehrphasenströmung, unter Inkaufnahme enormer Energie- und Kostenverluste?

Why have users been using technical piping systems for the transportation of air, compressed air or multiphase flow for decades, accepting enormous energy and cost losses?

Die Realität
Energieeffizienz ist in Zeit knapper Ressourcen in aller Munde. Speziell bezogen auf die Drucklufttechnik – aber auch auf andere Bereiche von Strömungssystemen – scheint es so, als ob eine ‚negative‘ Effizienz oder die Standardisierung von Energieverlusten die größere Rolle spielt. Wenn wir mehr als 20 Jahre rückblickend die Ergebnisse eine EU-Studie (Compressed Air Systems in the EU, Radgen P, Blaustein E., 2001) Glauben schenken, so wurde zu der Zeit bereits festgestellt, dass sich in nicht wenigen Fällen bereits 50 Prozent (durchschnittlich 30 Prozent) der Druckluft zwischen Erzeuger (Kompressor) und Verbraucher (Schrauber, Presse, et cetera) buchstäblich in Luft auflöst.

Eine Vernichtung nutzbarer Energie sondergleichen.

Damals wie heute sind veraltete Antriebsaggregate, fehlerhafte Druckluftgeräte, ineffiziente Steuerung, unzureichende Wiederverwertungs- beziehungsweise Mehr fachverwertungskreisläufe durch Wärme- Rückgewinnung, Strömungsverluste in Leitungen und anderes mehr vielfältige Ursachen einer Druckluft- Energieverschwendung.

Die Natur-Intelligenz
Wahre ‚Intelligenz‘ ist demgegenüber der evolutionären belebten Natur und der unbelebten physikalisch-chemischen Umwelt zuzusprechen. Beide stehen in einem engen Verhältnis zueinander. Energieeffiziente Strömungssysteme der Natur, einschließlich Druckluftsysteme, zeigen ihren intelligenten Fortschritt dadurch, dass sie zum Beispiel Strömungstransportsysteme mit dem Ziel minimaler Entropie beziehungsweise minimaler Transportverluste optimieren. Diese Naturprozesse optimieren aus dem Grund, weil sie sich perfekt der vernetzten Umwelt anpassen. Auf diese Weise werden sukzessive die jeweils robustesten – resilienten – Ziele realisiert. Von dieser genialen, perfekten und energieeffizienten ‚Produkt- beziehungsweise Verfahrensentwicklung‘ ist die menschliche Technik noch weit entfernt.

Strömungsverlusten des Flusssystems führt. Vergleichbare Formen von Transportsystemen sind in der Natur weit verbreitet, so dass man durchaus von einem grundlegenden Lösungsidee von evolutionären Strömungssystemen sprechen kann. Die Abbildung ‚Mäander Effekt‘ zeigt die Überlagerung eines technischen 90°-Rohrformteils mit einer entsprechenden Mäanderform.

-> Vollständiger Text mit Abbildungen und Messergebnissen unter:
https://www.researchgate.net/profile/E-W-Udo-Kueppers

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2023-10 Offenbarungseid im Öffentlichen Dienst?
E. W. Udo Küppers

Der Mensch als Human-Ressource? Beide Begri!e werden im Spannungsfeld der Zeit gegenübergestellt und aus verschiedenen evolutionären, philosophischen, ökonomischen Blickwinkeln betrachtet. Zudem wird hinterfragt, wie sich eine Human-Ressource im Umfeld von hierarchischen und systemischen Verwaltungsorganisationen entfalten kann. 

Menschen in kommunalen Verwaltungshierarchien se-hen sich zunehmend vor enorme gesellschaftliche Herausforde-rungen gestellt. Direkte und indirekte Einflüsse des Klimawandels und einer Polykrise mit systemischen Risiken wir-ken auf die alltägliche Arbeitsbewälti-gung zusätzlich als Problem-Verstärker und -Beschleuniger.

Diese Dynamik und Komplexität überfordern an vielen Stellen ein problemorientiertes Arbeiten in starren Hierarchiestrukturen und -abläufen. Kommunen wie auch Städte und Regionen müssen sich – um nachhaltig ent-wicklungsfähig zu bleiben – daher diesen neuen Herausforderungen anpassen. Dies gelingt nur mit weitsichtigem Fokus auf gegenwärtige und kommende – erwartete und unerwartete – Ereignisse.

Zirkuläre „Clusterstrukturen“ in öffentlichen Verwaltungen (siehe auch innovative Verwaltung 6/2022, S. 20-23), mit regelungsorientierten Qualitätskriterien bieten eine Gewähr dafür, kommunale strategische und operative Maßnahmen, unter weitgehend fehlertoleranten und resilienten Problemlösungen, auf einen zukunftsweisenden Weg zu bringen. Der Mensch als Human-Ressource, als „lebendes Mittel“? Es klingt schon sehr nüchtern, objektiv und befremdlich, Menschen auf diese Weise zu charakterisieren. […]

-> Vollständiger Text unter: https://www.springerprofessional.de/offenbarungseid-im-oeffentlichen-dienst/26149886

2023-01 und 2022-12 Kommunen im permanenten Krisenmodus (1-2)
E. W. Udo Küppers

In: Deutsche Verwaltungspraxis, dvp, Maximilian Verlag, Hamburg

Kommunen und ihre Verwaltungen werden gegenwärtig vor große gesellschaftliche Herausforderungen gestellt, die direkt und indirekt in Zusammenhang mit dem globalen Klimawandel als ein zentrales systemisches Risiko stehen, siehe u. a. (Küppers J.-P. (2020) Systemische Risiken. Die Sprengkraft der Verknüpfung. in: BOS Leitstelle Aktuell, 12. Jahrgang, Febr. 2022, 16-19). Sie wirken zusätzlich als Problemverstärker und Prtoblembeschleuniger auf die vorhandenen lokalen kommunalen Prozessrisiken, deren Bewältigung der Verwaltung und den Bürgern bereits enorme Anstrengungen aufbürdet. Besitzen die hisrorisch gewachsenen kommunalen Hierarchiestrukturen und -abläufe nach wie vor die Instrumente der Wahl, den komplexen und dynamischen Umwelteinflüssen zu begegnen? Oder bedarf es neuer angepasster Verwaltungsstrukturen und Kommunikationsprozesse, die zunehmende Komplexität des kommunalen Geschehens nicht als Problem, sondern als Lösungsansatz verstehen? Eine hochachtsame Verwaltung kann durch ihre innere vernetzte Struktur und systemische Risikoabschätzung – gerade bei gehäuft auftretenden, sich gegenseitig beeinflussenden Krisen – ein Weg sein, den neuen Herausforderungen adaptiv fehlertoleranter zu begegnen, als es die bekannten Hierarchie-Kompromisslösungen erwarten lassen.

Es ist und bleibt eine evolutionäre Besonderheit: Unsere Spezies strebt nach Fortschritt, verursacht nebenbei weitreichende Probleme, deren Bewältigung sie zunehmend machtlos gegenübersteht und somit langfristig auch sich selbst infrage stellt.

Kommunen, die sich angesichts von globaler Polykrise und unerwarteten Ereignissen im anthropozänen Zeitalter zukunftsfähig aufstellen wollen, benötigen eine entwicklungsfähige Verwaltungsorganisation, die sich dem komplexen Geschehen in unserer Umwelt anpasst.
Diese Forderung läuft nicht zuletzt darauf hinaus, auf dosierte angepasste Weise neue Wege oder Umwege zu erkunden, die Kommunen nachhaltig krisensicher aufstellen. Das Durchbrechen althergebrachter mentaler Modelle und verfestigter Routineabläufe ist dabei zwingend(!)

Es erfordert neue Strategien und Prozesse, die gestärkt werden durch:
mehr Regelung weniger Steuerung
mehr Vernetzung weniger Linearität
mehr Dynamik weniger Statik
mehr Weitsicht weniger Kurzsicht
mehr Kooperation weniger Konfrontation
mehr Integration weniger Separation
mehr Partizipation weniger Isolation
mehr Selbstdenken weniger Denkvorgabe
mehr Eigenverantwortung weniger Verantwortungsdiffusion
mehr Nachhaltigkeit weniger Kurzfristigkeit.

Es wird nach – Max Weber – »ein starkes langsames Bohren von harten Brettern mit Leidenschft und Augenmaß zugleich«

Unser Problem angesichts der Krisenanhäufung ist nur: Wie haben keine Zeit mehr zu verlieren, durch langatmige Planungsmethoden, Verwaltungsarbeitskreise ohne Wert, gesteuerte langjährige Fehlbesetzungen hoher politischer Verwaltungsposten u. v. m.
Was wir aber bei einem … WEITER SO … mit hoher Wahrscheinlichkeit zunehmend verlieren werden, ist das Vertrauen in gesellschaftliche Entscheider. Beide Beiträge zeigen an lokalen und globalen Krisensituationen beispielhaft, was das bedeutet.

Es ist hohe Zeit für einen Systemwechsel, wobei eine japanische Weisheit dazu einläd:

Wenn du in Eile bist, mache einen Umweg!

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2022-09-12 Systemisches Management – Zukunftsperspektive jenseits neoliberaler Ökonomie.
E. W. Udo Küppers

https://link.springer.com/article/10.1365/s35764-022-00426-2

Systemische oder weitsichtige und vernetzte Managementstrategien, die Probleme ganzheitlich, fehlertolerant und nachhaltig – im wahrsten Sinn des Wortes – lösen, sind das Gebot der Stunde. Sie sind der Grundstein für die Stärkung der Überlebensfähigkeit.

Das hierarchiegestützte unternehmerische Management ist im dauerhaften Krisenmodus. Werkzeugen und Handlungsabläufe sind ungeeignet, dynamische und komplexe Krisenprobleme fehlertolerant und weitsichtig entgegenzutreten.

Zukunftsweisende jenseitige Ökonomie heißt auch, sich mit dem Fortschritt einer Digitalisierung zu arrangieren. Im Kern steht jedoch die Fähigkeit einer Organisation, sich als »viables System« dem dynamischen und komplexen Verlauf der Natur und Umwelt anzupassen. 

Die Systemperspektive wird die mentalen Modelle und praktischen Ansätze einer zukunftsweisenden jenseitigen Managementstrategie stets begleiten.

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2022-09-09 Mentale Routinen in der Krise durchbrechen.
E. W. Udo Küppers

https://www.springerprofessional.de/globalisierung/krisenmanagement-/mentale-routinen-in-der-krise-durchbrechen/23255056

Daher erfordern vorausschauende Lösungen neue Routineprozesse, die den ökonomischen Routine-Teufelskreislauf (Abb. links) in einen nachhaltigen adaptiven Routinekreislauf (Abb. rechts) transformieren. Es geht im Kern um ein nachhaltiges Überleben und Stärken des Unternehmens, des Handwerks, der Dienstleistung – erst recht in Multikrisenzeiten.

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2022-03-24 Organisationale Achtsamkeit – Systemische »Cluster«-Verwaltung für eine kommunale Überlebensstrategie.
E. W. Udo Küppers und Jan-Philipp Küppers

https://www.researchgate.net/publication/360528840_Organisationale_Achtsamkeit_Systemische_Cluster-Verwaltung_fur_eine_kommunale_Uberlebensstrategie

Fehlgeleitete kurzsichtige Krisenverwaltung bzw. Krisenreparatur statt vorausschauende fehlertolerante Krisenvorbeugung ist der erkennbare Weg. Diese Unsicherheit deutet sich durch die wechselhafte Kurve – rechts in der Abb. – an. Demgegenüber zeigt die Kurve links in der Abb. eine dynamische fehlertolerante Weiterentwicklung an, mit weitsichtiger Vorausschau in einem krisenvorbeugenden Trend.

Diese prozessualen Naturlösungen sind geprägt durch schärfste qualitative und quantitative Qualitätskontrollen mit einem hohen Grad an Resilienz und Überlebensfähigkeit. Ihre Prinzipien sind daher ein werthaltiges Fundament für eine strategische operative Transformation in Richtung einer zukunftsweisenden Verwaltung.

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2021 – Management des systemischen Überlebens –
Abkehr vom Wenn-Dann-Kausaldenken, um fehlgeleitete ökonomische Krisenverwaltung zu überwinden – eine Inspiration für ein nachhaltiges Wissenschaftsmanagement.
E. W. Udo Küppers

https://www.wissenschaftsmanagement.de/news/management-des-systemischen-ueberlebens

Das Management beider Entwicklungsstrategien kann unterschiedlicher nicht sein. Die hochkomplexe Natur – Pfad in Abb. rechts – entwickelt sich durch ein ausgeklügeltes adaptives Management vernetzter Systeme nachhaltig und fehlertolerant. Dagegen vollziehen wir unseren Fortschritt – Pfad in Abb. links – weitgehend mit Mitteln linearer, auf kurzfristige Erfolge zielende Management-Prozesse – zudem unter enormer Belastung natürlicher begrenzter Ressourcen –, fehleranhäufend risikoreich. Universeller Treiber unserer Fortschrittsstrategie ist eine fehlgeleitete ökonomische Krisenverwaltung. Zwar versuchen wir oft „zukunftssicher“ zu planen und zu handeln. Doch die Zukunft ist ungewiss. Das ist unser Management-Dilemma.

Der Schlüssel für nachhaltige fehlertolerante und resiliente Problemlösungen in unserer komplexen und dynamischen Umwelt ist das weitsichtige Denken in Zusammenhängen.

Es stärkt die eigene Fähigkeit, reale Situationen mit vernetztem Blick zu erfassen und problemvermeidend – zumindest problemvermindernd – zu lösen. Der Schlüssel dazu liegt in einem vernetzten adaptiven Vorgehen.

Ziel dieses ganzheitlichen Prozessablaufs ist, durch fehlertolerantes und problemvor-beugendes Erkennen von Risiken eine stabile Weiterentwicklung des Unternehmens zu stärken. Denn:

Lineare Steuerung von Prozessabläufen erfordert einen kontinuierlichen Energieaufwand pro verketteter „Elemente“ einer Prozesskette. Die Einwirkung kleinster Störgrößen kann zu einem Totalausfall des Systems Steuerung führen.
Aktuelle Beispiele aus den letzten Jahren – vermutlich bis in die nahe (weite) Zukunft es 21. Jahrhunderts hinein – ausgelöst durch Polykrisen von Klimaveränderung, Pandemie, Energie, Krieg, weltweite Fluchtbewegungen, kritische Infrastruktur, einseitige globale Lieferketten-Abhängigkeiten und weitere mehr sind deutliche Warnsignale für Unternehmen und Gesellschaften!

Aber:

Systemdynamik, eine neue ökonomische Bildung und ein systemorientiertes unternehmerisches Management können auf entscheidende Weise dazu beitragen, den methodischen Ansatz eines Managements des systemischen Überlebens in komplexer dynamischer Umwelt auf nachhaltige Weise zu etablieren und zu festigen.

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2018 – Gesunder Menschenverstand oder programmierte Maschinendummheit?
Der Mensch ist und bleibt Mittelpunkt im Prozess einer ,,digitalen Transformation“
E. W. Udo Küppers

https://link.springer.com/article/10.1007/s00287-018-1109-y

Die Jahrmilliarden andauernde Evolution in unserer Biosphäre hat den Menschen zu höchst kreativen Leistungen verholfen, die sein Überleben sichern. Seine Erfahrungen, die sich durch den ,,gesunder Menschenverstand“ ausdrückt und seine kreative Intelligenz stehen in jüngerer Zeit einer selbsterschaffenen Technik mit ,,künstlicher Intelligenz“ gegenüber, die sich anschickt, weite Teile unseres Lebens und Arbeitens zu erobern. Es scheint ein analoges-digitales Paradox zu sein, dass der evolutionäre analoge Mensch auf dem Weg ist, sich selbst durch digitale Maschinen, nicht zuletzt durch Humanoide, ersetzen zu wollen – mit welchem Ziel auch immer. Inwieweit das gelingt, liegt im Nebel der Zukunft und dem immer vorhandenen Unerwarteten.

Cui bono? –
Wem nutzt die Entwicklung von digitalisierten vernetzten Maschinen, Automaten, Humanoiden, Androiden oder Cyborgs? Auf dem Weg von einer analogen Umwelt in eine zunehmend digitalisierende Zukunft entwickelt die Menschheit eine neue Art von informationsverarbeitenden Objekten, die spezifische Leistungen des Menschen teils weit übertreffen. Dazu zählen präzise Routinearbeiten, bei denen über Stunden und Tage immer dieselben Arbeitsschritte vollzogen werden, Transportarbeiten mit Gewichten, die von Menschen alleine nicht bewältigt werden können, aber auch kreative Spiele, wie Schach und GO, die menschlichen – analogen – Weltmeistern gegen programmierte – digitale – Maschinen keine Chancen lassen, zu gewinnen. Zu den beiden genannten Spielen ist jedoch anzumerken, dass die Rahmenbedingungen, trotz einer Vielzahl möglicher Spielvariationen, noch sehr statisch sind.

Diese Art der Programmierung ist verbunden mit der sogenannten schwachen „Künstlichen Intelligenz“ von Maschinen, die in einem Raum agieren, der durch vorbestimmte Rahmenbedingungen begrenzt ist.

Dynamische Spielsituationen wie beispielsweise Fußball, Turnen oder Tennis rangieren für digitale Maschinen als ,,Gewinner“ gegen Menschen noch inweiter Ferne, wenn sie überhaupt jemals deren Qualitäten erreichen, die sich zudem auch ständig verbessern. Ob die ,,digitale Transformation“ zu einer ,,sozialen Revolution“ führen wird, wie es der provokante Titel suggeriert, ist schon deshalb fragwürdig, weil der informationstechnische Begriff ,,digitale Transformation“ kein feststehender Begriff ist, sondern einen komplexen dynamischen Prozess charakterisiert, der selbst von so vielen systemischen Unwägbarkeiten beeinflusst wird, dass eine weit vorauseilende argumentative Fragestellung, ob eine ,,sozialen Revolution“ das Ergebnis der ,,digitale Transformation“ sein könnte, unseriös erscheint.

Diese Art der Programmierung ist verbunden mit der sogenannten starken „Künstlichen Intelligenz“ von Maschinen, die in einem Raum selbständig agieren und – mit Hilfe zunehmend verbesserte Technik und Elektronik – menschlichen intelligenten Tätigkeiten nacheifern, diese aber noch lange Zeit nicht – in Qualität, Dynamik, Kreativität, Planung und Vorausschau ersetzen werden.

Je unaufmerksamer man ist, umso weniger hochachtsam ist man. Oder: Je stärker eine Handlung von Unaufmerksamkeit begleitet wird, umso geringer kann sie hochachtsam sein. Mit den zugehörigen Argumenten für beide Kriterien (s. Abb.) wird der Mensch einerseits in eine „kognitive Verstopfung an Informationen“ (nach dem Neurologe Busch, Universität Regensburg), andererseits in eine „Stärkung seines Selbstbewusstseins„ (Flow-Effekt, nach dem ungarischen Psychologen Mihály Csíkszenmihályi) gezogen. Wie kann er sich aus diesem Wechselbad der Gefühle befreien bzw. diesem entgegenwirken?

Durch Änderung seiner mentalen Routine, indem er den risikoreichen balastenden „Teufelskreis“ in einen weniger risikobelastenden „Engelskreis“ transformiert.

(Beispiel: Wer einmal – aus Unaufmerksamkeit – mit dem Vorderrad seines Fahrrades in Straßenbahnschienen steckengeblieben ist und sich schmerzhafte Schürfwunden zugezogen hat, wird – zumindest in der unmittelbar folgenden Zeit – risikobewusster fahren und höchste Achtsamkeit beim Fahrradfahren walten lassen. Oder: Wer aus Leichtsinn technische Sicherheitsmaßnahmen ,,überbrückt“ und sich verletzt, wird zur Vermeidung eines zweiten Unfalls deutlich risikobewusster und achtsamer sein).

Umgekehrt kann auch interpretiert werden: Sinkt der Grad der Unaufmerksamkeit, so führt dies zu einem geringeren Risikobewusstsein, was wiederum zu einer geringeren Hochachtsamkeit führt, die sich rückgekoppelt aber wieder die Unaufmerksamkeit erhöht. (Beispiel: Unaufmerksames leichtsinniges Schlendern in Fabrikhallen unter hängenden Gegenständen, trotz mahnender Vorschriften, verdrängt das Risikobewusstsein und somit auch die Hochachtsamkeit, solange kein Unglück passiert. Die Rückkopplung auf die Unaufmerksamkeit wird zudem noch erhöht).

Das Spektrum menschlicher Dummheit und Intelligenz ist bekanntlich breit gestreut und beinhaltet zudem Unsicherheiten. Das Spektrum maschineller künstlicher Dummheit und Intelligenz ist jedoch von einer anderen Perspektive zu beurteilen, obwohl gerne und oft das menschliche Neuronennetz, mit seinen 86 Milliarden Neuronen und 10.000 Synapsen pro Neuron, fälschlicherweise als direktes Vorbild für eine „künstliche Maschinen-intelligenz“ genommen wird. Zwischen beiden »Intelligenzen«, die des Menschen und die der Maschinen liegen Welten!

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2013 – Ein Pakt für das Gemeinwesen: Über das vertagte vernetzte Denken in komplexen Räumen der Politik
E. W. Udo Küppers und Jan-Philipp Küppers

https://www.jstor.org/stable/24234967

Ehrgeiz ist der Tod des Denkens.
Ludwig Wittgenstein.

KERNAUSSAGEN
Achtsames Regieren ist untrennbar verbunden mit der Wahrnehmung komplexer Zusammenhänge. Achtsame, fehlertolerante Politik ist nachhaltige Politik! Politiker tun sich äußerst schwer damit, die vernetzten Folgen Ihres zu oft praktizierten monokausalen Denkens und Handelns frühzeitig zu erkennen und problemvorbeugend zu lösen. Das aber ist unabdingbar für wert- und nachhaltige Lösungsstrategien.
Der Feind jedes nachhaltigen – politischen – Fortschritts ist – in Analogie zu Ludwig Wittgenstein – der kurzsichtige schnelle Erfolg, das ehrgeizige Ziel, dem sich alles andere unterordnet. Es ist nicht selten Auslöser für zeitversetzte und unerwartete soziale, als auch ökonomische und ökologische Folgeprobleme!
Die Vielzahl kommunaler Nothaushalte mit Milliarden Euro angehäufter Schulden, Europas konstant hoher Jugendarbeitslosigkeit, die – auf höchster politischer Ebene – zurechtgebastelte „Energiewende“ aus 2011 (auch der kurzsichtige Streit der „SPD-FDP-Grüne-Ampel-Koalition“ in 2022, zur energie- und russischer-Überfall-auf-die-Ukraine-bedingten Laufzeitverlängerung von 3 Atomkraftwerken bis April 2023, über den vorgegebenen Abschalttermin am 31. 12. 2022 hinaus) und nicht zuletzt die über Jahrzehnte andauernde »Fehlbildung« bzw. »Unbildung« im Bildungsbereich sind Musterbeispiele für den naiven, falschen politischen Umgang mit Komplexität.
An zwei Beispielen von herausragender, gesellschaftlicher Bedeutung soll die methodische Herangehensweise für achtsames fehlertolerantes Regieren demonstriert werden, die einem zunehmend komplexeren Gemeinwesen gerecht wird und nachhaltige Entwicklungsfähigkeit stärkt.

1. Machtvolles Regieren auf destruktiven Wegen

Dessen rückgekoppelter Wirkungsverlauf mündet jedoch innerhalb politisch-bürokratischer bzw. politisch- wirtschaftlicher Dunstkreise, egoistisch und selbstherrlich zerredet und detailreich zerfasert, sehr oft(!) in faulen Kompromissen:
Beispiele aus 2013: EU-Grenzkontroll-Verschärfung für Lampedusa-„Flüchtlinge“, lobbygesteuerten Vorschriften oder Gesetzen zur Finanzkrise, CO₂– Umweltbelastungs-Grenzwerte/PKW-Unternehmen/PKW-Lobby/ Regierung/EU-Gesetz, neben weiteren.
Beispiele aus 2022: weltweite Klimakrise scheint politisch »so nebenbei» zu laufen, angesichts des russischen Überfalls 2022 auf die Ukraine mit Problemen der Energiesicherheit, angesichts der 2021 auftauchenden SARS-CoV-2-Pandemie, angesichts der Lieferkettenprobleme, angesichts der punktuellen Zerstörung kritischer Infrastrukturen, neben weiteren.

Politiker geraten auf diese Weise aus der Bahn ihres ureigenen Wählerauftrags. Sie werden zu Flurwächtern machtvoller Einzelinteressen und Institutionen, die außerhalb der Politik die Fäden ziehen! Der kleine „Teufelskreis“ (Dreiviertelkreis mit PLUS-Symbol), im unteren Bereich oberstehender Graphik symbolisiert diesen politischen, verhängnisvollen Mechanismus.
Aber beginnen wir unsere Interpretation des Wirkungsnetzes in obenstehender Abb. mit dem Satz: „Good judgment comes from experience … „. Politiker, die ein großes, wirksames und konflikttolerantes Gespür bzw. Urteilsvermögen (mentale Muster) in der Sache und im Umgang mit Personen besitzen schöpfen aus einem reichhaltigen Erfahrungsschatz. Die Kausalität des PLUS-Symbols (unterer Pfeil) bedeutet: Je größer die Erfahrung, desto größer das Urteilsvermögen. Umgekehrt gilt dasselbe.
Wenn wir nun die Folgeaussage: “ … experience comes from bad judgment“ auf unser Wirkungsnetz adaptieren und schlechtes Urteilsvermögen voraussetzen(!), dann ist die Konsequenz dieser Logik eine verhängnisvolle einseitige Beziehung zwischen Urteilsvermögen und Erfahrung in der Politik, genau so, wie sie sich in der Tat durch unzählige katastrophale Ergebnisse politischen Denkens und Handelns zeigen.

Das Erkennen von Wirkungsmustern und ihre Wechselwirkungen ist der Schlüssel zum Verständnis realer komplexer Zusammenhänge und daraus hervorgehender, nachhaltiger Lösungen.

2. Grenzen des Wachstums: Politiker verlieren – verspielen – die Zukunft ihres Landes: die Jugend

Nach wie vor bleibt aber die grundlegende Strategie der Länder, in diesem Fall der Länder der Europäischen Union (über 2013 hinaus), durch eine wirtschafts- liberale wachstumsfixierte Politik erhalten. Sie vergrößert noch zusätzlich zu den auferlegten externen Sparzwängen die Lücke zwischen „Gewinnern“ und „Verlierern“ im Spiel der Marktkräfte.
Ausgleichende Kräfte, zum Beispiel eine starke Investition in die Bildung für alle Gesellschaftsschichten, könnten den Teufelskreis zunehmender sozialer Ungleichheit und staatlich provozierte Jugendgewalt mit einer wachstumsfixierten Politik abschwächen. Wäre da nicht die über alles schwebende Weltfinanzkrise (aus 2008/2009) mit tiefen Einschnitten in die Haushaltsschulden und dem Zwang zur Haushaltskonsolidierung. Die in der Abbildung genannten Grenzen oder Zwänge wirken verstärkt kontraproduktiv auf Investitionen in Ausbildung und Bildung.

Wenn das vertagte vernetzte Denken in komplexen Räumen der Politik aus 2013 auf 2022 fokussiert wird, scheint sich – außer wenigen Nuancen – kaum etwas grundlegendes geändert zu haben. Neue Strategien in der aktiven Politik für weitsichtiges systemisches Handeln im komplexen gesellschaftlichen Umfeld, mit Blick auf potenzielle Risiken und deren Vorbeugung, fehlen. Ein politischer Umgang mit dem Unerwarteten, insbesondere in Zeiten von Polykrisen, wäre dringend erforderlich um problemvorbeugend zu agieren. Diese systemische vorausschauende Politik scheint jedoch in unserem Gemeinwesen (noch) nicht in Sicht.

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2009 – Mäander-Effekt® in der Landtechnik (und anderswo)
E. W. Udo Küppers

https://www.landtechnik-online.eu/landtechnik/article/view/2009-64-5-343-346

ALLGEMEINE EINFÜHRUNG
Die theoretischen und praktischen Ergebnisse von Mäander-Effekt-Rohrbögen resultieren aus »Bionischer Forschung und Entwicklung«. Es sind die vielfach beobachtbaren typischen Kurven freifließender Gewässer, die nach anfänglich geradem Verlauf, durch zufällige Störungen, in einen mäanderförmigen Kurvenverlauf münden.
Diese charakteristischen Flusskurven sind in ihrer dynamischen komplexen Umwelt bestrebt, das transportierte Wasser mit einem Minimum an Verlusten (MIN-Entropie) sprichwörtlich umzulenken. Die dynamischen Umweltprozesse erfordern daher auch für die unbelebte Natur ein ständige Nachadaptieren ihrer Fließrichtung und Geschwindigkeit, um dem Naturgesetz der minimalen Entropie zu folgen.
Strömungsumlenkungen in Rohrtransportsystemen, ob mit flüssigen, körnigen, festen oder Mischstoffen, folgen im Prinzip demselben physikalischen Naturgesetz. Auch hier zeigt sich eine große Breite von Anwendungen für Mäander-Effekt-Rohrbögen beliebiger Formen, ob sie beispielsweise aus 90°-, 120°-, 180°-Rohrformteilen, Rohrverzweigungen oder weiteren Formgestaltungen bestehen.

• Fahrzeugmotorenindustrie (Abgasrohrsystem)
• Druckluftindustrie (Querschnittsanwendungen)
• Nahrungsmittelindustrie (Lebensmittelabfüllung durch Rohrsysteme)
• Klimaanlagenindustrie, Gas-Wasser-Industrie, Kraftwerke, Kraft-Wärme-
Kopplungsindustrie
• Holzverarbeitende Industrie (Staub-Faserabsaugung)
• Bauindustrie (integrierte Lüftungssysteme u. a.)
• Schiffsindustrie (integrierte Rohrsystemoptimierung für verschiedene Transportmittel)
und weitere mehr.

Als eines der großen technischen Anwendungsbereiche für den Einsatz innovativer Rohrformteile mit Mäander-Effekt, wird die Landtechnik gesehen, die in diesem Beitrag angesprochen wird.

Der Stofftransport durch technische Rohrleitungen, so unterschiedlich er auch angewendet wird, ist – wie einleitend angedeutet – in fast allen Industriebereichen anzutreffen. Hierzu zählt auch die Landtechnik und ihre vielfältig genutzten stationären und mobilen Apparate, Anlagen, Maschinen und Gebäudetechniken. Stofftransporte verursachen immer energetische Verluste, die den Betreibern der Anlagen, oft aus Unkenntnis und mangels effizienter Alternativen, vermeidbare Mehrkosten bescheren. Für Rohrtransporte unterschiedlicher landwirtschaftlicher Fördergüter, neben Luft auch Saatgut, Mineraldünger, Körnerfrüchte, Flüssigkeiten und anderes, sind sogenannte Formstücke (Rohrbogen, Rohrverzweigungen usw.) besonders energieverlust- und kostenbehaftet. Rohrbögen mit Mäander-Effekt® helfen, energetische Verluste zu vermeiden, Kosten zu sparen und führen nicht selten zu additiven Folgeverbesserungen an Landmaschinen bzw. landwirtschaftlichen Anlagen.

Wesentliche Schritte in dieser Verarbeitungskette werden durch technische Rohrtransport-Systeme bestimmt. Hierzu zählen unter anderem:

• Rohrtransporte in Energiewandlungssystemen wie Biogasanlagen
• Allgemeine klimatechnische Systeme in der Landtechnik
• Rohrtransportsysteme in der Milch oder Wein verarbeitenden Industrie
• Luftführungssysteme von Bandtrocknern
• Saatgutführungssysteme von Sämaschinen
• N-Korndünger- oder Flüssigdünger-Verteilungsvorrichtungen.

Praxisbeispiel Klima- und Lüftungsanlagen.

Verschiedene experimentelle Optimierungen mit 90°-Rohrbögen in praxisidentischen Strömungsstrecken haben dies deutlich bestätigen können. Hierbei wurden in ersten Versuchen Energieeffizienzsteigerungen (Minimierung der Rohrbogen-Druckverluste) bis nahezu 25 % je nach Rohrbogenquerschnitt erzielt. In günstigen Fällen können vorhandene größere Antriebsaggregate gegen solche mit geringerer elektrischer Leistung ausgetauscht werden.

▶︎ Für weitere technische nachhaltige Effizienz-Anwendungen in verschiedene Industrien und Handwerken, nach der Methode der Systemischen Bionik, siehe unter anderem Systemische Bionik und die Quellen Geniale Prinzipien der Natur aus 2020 https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-658-30690-8 bzw. Ingenious Principles of Nature aus 2022.

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2001 – Bionik und Bauen – Lernen von den Baumeistern der Natur
E. W. Udo Küppers

https://www.researchgate.net/publication/266021076_Bionik_und_Bauen_-_Lernen_von_den_Baumeistern_der_Natur

Meisterliche Bauhandwerker der Natur inspirieren Ingenieure und Architekten.

Einführung

Wenn Ingenieure und Architekten mit ihrer technischen Ausbildung neugierig natürliche Bauten betrachten, dann werden sie konfrontiert mit einer überwältigenden Zahl form- und variantenreicher, funktionaler, energieeffizienter und nicht zuletzt ästhetischer Konstruktionen. Es fällt uns schwer, diesen genialen Konstrukteuren nachzueifern, nicht zuletzt deshalb, weil wir Menschen auf kurzfristige Erfolge „gepolt“ sind und uns die Zeit davonzulaufen scheint, Lösungen für unsere Bedürfnisse weitsichtig zu planen und nachhaltig in die Praxis umzusetzen.
Daher suchen wir – trotz unbestreitbar intelligenter Problemlösungen – oft durch kurzfristige Erfolge unsere Bedürfnisse zu befriedigen. Der Nachteil ist nicht selten, dass schnelle Erfolge und Folgeprobleme eng miteinander verwoben sind. Dadurch entstehen zwangsläufig kostenintensive Reparaturmaßnahmen für die Folgenbeseitigung.
Bauen in der Nähe schiffbarer Flüsse oder unscheinbarer Fließgewässer, nahe dem Meer oder in der Nähe von Berghängen kann jahrzehntelang für die Bewohner ein Wohlbefinden erzeugen.
Eine kurze Starkregenperiode (Ahrtal, Deutschland 2021), ein überraschender Tsunami (Indonesien 2004) oder ein plötzlicher Bergrutsch (Utaraghand, Indien 2013) und anderswo kann jedes Wohlbefinden der betroffenen Bewohner in Sekunden zunichte machen.

Nicht selten sind von Menschen platzierte Bauten in Gebieten vorhanden, die ein wahrscheinliches Risiko für die Bewohner und ihre Gebäude in der Zukunft besitzen. Der Klimawandel ist hierfür ein untrügliches Zeichen. Jedoch ist der Blick in die Zukunft und der Umgang mir möglichen Risiken für uns ungewiss. Dennoch müssen wir den Umgang mit dem Unerwarteten – trotz aller damit verbundenen Schwierigkeit – lernen! Der globale Klimawandel lässt uns keine Hintertür offen!

Die Baumeister der Natur leben mit der Dynamik in der Natur! Sie haben über lange Entwicklungsperioden gelernt, sich der verändernden Umwelt anzupassen. Kleinere und größere Naturkrisen bestehen sie problemlos oder wissen sich rechtzeitig dagegen zu schützen. Soweit die kurze Einführung.
Sehen wir uns nun einige der Naturprinzipien an, die zu den cleveren Baukonstruktionen aus dem Reich der genialen Naturbaumeister führen.

Jede einzelne natürliche Baukonstruktion sucht hinsichtlich der erfolgreich angewendeten Naturprinzipien in unserem technischen Bauumfeld ihresgleichen. Wir können daher nur lernen von den Baumeistern der Natur.

Folgende Bauprinzipien der Natur sind erkennbar:

• Synergie
Die Baumeister der Natur verstehen es, ihre Bauten vielfach so zu gestalten, dass immer mehrere Substanzen oder Kräfte ein sich gegenseitig förderndes Zusammenwirken erzeugen. Da ist zum einen die eigentliche mechanische Schutzfunktion für den aufwachsenden Nachwuchs. Die Farben der Nester, Hütten, Gehänge, Röhren und anderer Bauwerke tarnen. Bauten werden gezielt an Orten platziert, die Feinde nur schwer erreichen können. Sie optimieren den Wärmeaustausch mit der Umgebung oder sie minimieren den Strömungswiderstand. Der Biber zeigt uns beispielsweise durch seine Behausung aus Holzstöcken, Reisig und weiteren organischen Materialien, wie in natürlicher Umgebung parallel verschiedene regenerative Energietechniken genutzt werden können.
• Wahl der Materialien
Die Naturbaumeister konzentrieren sich bei ihren Bauten auf wenige organische Grundstoffe. Hierzu zählen Zellulose und Keratin. Durch Modifikation ihrer Struktur und durch Verbindungen mit anorganischen Materialien entstehen neue Baustoffgruppen mit neuen Eigenschaften. Beispielsweise ist die variantenreiche Zahl biologischer Klebstoffe auf nur vier Grundstoffe zurückzuführen: Lipide (z. B. Terpenharze von Koniferen oder extrem klebrige Terpene von Termiten der Art Nasutitermes), Polyphenole (z. B. pflanzliche Tannine, Lignin), Polysaccharide (z. B. Gummi arabicum, Grundsubstanz von organischem Bindegewebe, Teile von Wespen- und Hornissennestern) und Proteine (z. B. Elastin, Kollagen, Fibrin oder das oben genannte Keratin). 
Es ist immer wieder erstaunlich, mit wie wenigen Materialbausteinen die Natur eine reichhaltige Palette von spezifischen Konstruktionslösungen geschaffen hat, bei denen ausnahmslos alle Materialien nach ihrem Lebenszyklus wieder perfekt, ohne den geringsten Abfall zu hinterlassen, verwertet werden. Was für ein Unterschied zu unserer technischen Baumaterialwirtschaft und der immer noch weiteren Entwicklung hochspezialisierter künstlicher Materialien, deren natürliche Entsorgung überhaupt nicht gelöst ist!
• Totale Rezyklierbarkeit
Die eingesetzten Grundmaterialien sind zu 100% durch biologische Prozesse rezyklierbar, auch wenn die Zeitdauer dafür unterschiedlich ist und von den Ansprüchen abhängt, welche an die Haltbarkeit der Bauten gestellt wurde. Meist erfolgt die Wiederverwertung der Rohstoffe innerhalb eines Jahreszyklus. Nicht selten werden die Materialien unmittelbar nach Nutzung durch andere Lebewesen wiederverwertet oder wiederverwendet. Es gibt zwar auch langfristig beständige bauliche Schutzumkleidungen wie z. B. die Borken 1000 Jahre alter Mammutbäume (Sequoia), aber von ihnen geht keinerlei Umweltgefahr aus.
• Energetische Eigenschaften
Biologische Bauten wie die der Termiten können Millionen von Lebewesen in ihrem kompakten Bau durch intelligente, geometrische Konstruktion des Baukörpers in Verbindung mit einem kreislauforientierten energieeffizienten Wärmetauschprozess, Nahrung und Leben sichern. Der anhaltende Trend zur Verstädterung auf unserem Globus und damit einem Unterbringen von Millionen Menschen in Wolkenkratzern auf eng begrenztem Raum, verbunden mit einem in den Industrienationen vorherrschende Trend zur Energieverschwendung, ist das menschliche, bautechnische Gegenstück. Können – ja müssen wir nicht unsere technische Baukunst grundlegend neu überdenken, wenn wir zunehmend die überlebensnotwendige Nachhaltigkeit unseres Tuns auf dem Qualitäts-prüfstand stellen? 
• Formoptimierung
In vielen Fällen, wo bauliche Aufgaben erfüllt werden mussten, hat die Natur kugelförmige, kugelähnliche oder ellipsenförmige, in jedem Fall abgerundete Formen entwickelt. Hierbei verwirklichte sie zahlreiche raumsparende und materialsparende Formen von Einzelbehausungen bis zum Unterbringen ganzer Völker.
• Strukturoptimierung
Viele natürliche Bauten weisen in ihrer optimalen räumlichen Ausdehnung und an ihren Oberflächen ein besonderes Konstruktionsmerkmal auf, nämlich das der fraktalen das heißt selbstähnlichen Struktur. Fraktale Strukturen sorgen – verbunden mit weiteren Merkmalen – für optimale chemische und physikalische Eigenschaften, beispielsweise für hohe Stabilität unter statischer und dynamischer Belastung in Verbindung mit selbstbegrenztem Wachstum. Die Wohnungen der Muscheln (Mollusken) sind hierfür typisch. Ein weiterer Trick der Natur, Strukturen ihren Bedürfnissen entsprechend hervorragend zu optimieren, liegt – wie bereits weiter oben angedeutet – in der Dimension der Abmessungen. Im mikroskopischen Materialbereich von Mikro- und Nanometer (1 Mikrometer = 10^-6 m, 1 Nanometer = 10^-9 m) sind Materialverbünde vieler organismischen Bauten Vorbilder für Verbesserungen technischer Materialeigenschaften wie Bruchfestigkeit, Flexibilität oder Dehnungsfähigkeit.
• Geplantes Zeitprogramm
Biologische Bauten sind oft so programmiert, daß sie über ihren Lebenszyklus hinweg verschiedene Aufgaben erfüllen, denen sie sich anpassen. Sie ändern dabei ihre Farbe, ihre chemische Zusammensetzung oder ihre mechanische Struktur. Andererseits ist die Lebensdauer eines Baus genau auf die Entwicklungsperiode einer Nachkommen-Generation beschränkt. Warum sollte man nicht auch unsere technischen Bauten, die für unterschiedliche Zwecke und Bedürfnisse an verschiedenen Orten errichtet werden, mit einer funktionsangepassten Lebensdauer versehen? Möglicherweise können sich daraus neue, nachhaltige und innovative Technik-Ansätze für Baukonstruktionen ergeben, mit optimaler Materialverwertung nach natürlichem Vorbild.
• Evolutionäre Optimierung
In der „Baubranche“ der Natur stimmt alles! Kein Gramm Baumaterial wird verschwendet, kein Watt nutzbarer Energie verwandelt sich unnütz in Wärme, Räume sind formoptimiert, Wände sind multifunktional gestaltet, die Bewohner konstruieren Vorratskammern, Gänge und Wohnbereiche in effizienter Anordung.
 Biologische Bauten sind wie alles in der Natur evolutionär optimiert, je nach den
spezifischen Bedürfnissen. Dahinter verbirgt sich eine ausgeklügelte evolutionäre Strategie der Optimierung von vielen materialtechnischen, energetischen, raumgestalterischen, individuell auf die Bewohner zugeschnittenen Einflussmerkmalen natürlichen Bauens. Die herausragende Leistung dieser grundlegenden Naturstrategie besteht darin, die Vielzahl der bauspezifischen Einflüsse im vernetzten Gesamtzusammenhang zu optimieren. Darwin hat den grundlegenden Mechanismus der evolutionären Optimierung, das Selektionsprinzip der Auslesung tauglichster Lebewesen für die nachfolgende Generation, treffend beschrieben. Gemeinsam mit weiteren Evolutionsfaktoren wie Mutation, Rekombination, Population sowie ergänzenden organismischen Prinzipien durchliefen und durchlaufen alle Lebewesen, und mit ihnen ihre technischen (Bau)Leistungen, eine „harte“ ökonomische Auslese. Die Tauglichsten, die Geschicktesten, die Raffiniertesten – nicht die Stärksten oder Größten – überleben und pflanzen sich fort. Die Ergebnisse der technischen Bauleistungen von Pflanzen und Tieren, die wir heute sehen, haben sich nachhaltig bewährt. Das Prinzip der evolutionären Optimierung ist im technischen Baubereich, mit seinen vielen aufeinander abzustimmenden Einflussgrößen noch wenig genutzt worden. Es sind vielfach noch die bekannten, zeitraubenden Versuch-und-Irrtum-Methoden oder jahrelang gleichbleibende Handlungsweisen, die den Baukörper, die Materialauswahl, die Inneneinrichtung, die Infrastruktur und anders mehr festlegen.
Das Naturprinzip der Mehreinflussgrößen-Optimierung könnte aus bionischer Sicht auch im technischen Baubereich zeiteffizient, überraschende neue Innovationen erzielen, wie sie sich in anderen Wirtschaftsbereichen mit dieser Strategie schon längst bewährt haben.
Aus heutiger Sicht, im Jahr 2022, soll nicht verschwiegen werden, dass sehr wohl neue Bau-Fertigungstechniken, wie die der „Additiven Fertigung„, auch als 3D-Print-Fertgung zu neuen individuellen Konstruktionen führen, die neue Formen und Strukturen – auch von naturähnlicher Art – im Bau- und Wohnbereich erstellen. Eine vorsichtige Annäherung an natürliche Bauprinzipien ist durchaus erkennbar, wenn auch noch weit von deren Genialität entfernt.

Unter »Systemische Bionik« werden neben anderem Naturlösungen auch Beispiele von den Baumeistern der Natur präsentiert.

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▶︎ Weitere Fachbeiträge zu verschiedenen ingenieurtechnischen, bionischen und organisatorischen Themen, über den Zeitraum ab 1981: (Küppers, U. (1981) Energiesparen durch aufgefächerte Flügelenden. In: Luftfahrt International, Heft 5/6, S. 187-188, E. S. Mittler & Sohn, Herford und Bonn.) bis in die Gegenwart sind unter »Links« nachlesbar.

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