KI-gestützte Ideenfindung für Ingenieure: Der vollständige Arbeitsablauf

Der teure Anfängerfehler: Problem rein, Lösung raus

In fast jedem Team, das zum ersten Mal ernsthaft mit generativer KI arbeitet, beobachte ich denselben Ablauf. Jemand schildert dem Modell sein Problem und erwartet die Lösung. Was zurückkommt, klingt gut. Und ist meistens wertlos.

Eine Liste generischer Vorschläge, die das Team auch selbst genannt hätte, nur schneller formuliert. Kühlrippen vergrößern. Material wechseln. Simulation verfeinern.

Das ist kein Versagen des Werkzeugs, sondern ist ein Missverständnis darüber, was das Werkzeug kann. Sprachmodelle sind keine Problemlöser im technischen Sinne. Sie sind außerordentlich gute Übersetzer, Abstrahierer und Analogiesucher. Wer ihnen ein unstrukturiertes Problem gibt, bekommt eine unstrukturierte Antwort zurück, nur eloquenter formuliert.

Dieser Artikel ist kein Chancen-und-Risiken-Essay. Er beschreibt einen reproduzierbaren Arbeitsablauf mit klarer Arbeitsteilung zwischen Mensch und Modell. Der Wert entsteht durch diese Arbeitsteilung, nicht durch den besseren Prompt.

TL;DR

• Der Mensch formuliert den Widerspruch und entscheidet. Das Modell übernimmt alles dazwischen: übersetzen, abstrahieren, suchen, sortieren.
• Der größte Gewinn liegt in der funktionsorientierten Suche. Ein Modell hat keine disziplinären Scheuklappen und findet Wirkprinzipien in Branchen, die kein Konstrukteur der eigenen Domäne kennt.
• Fünf Schritte: Widerspruch formulieren, Funktion abstrahieren, branchenübergreifend suchen, Patentliteratur vorsortieren, Varianten bewerten.
• Das Modell erfindet plausible Physik. Jede Lösungsrichtung wird gegengeprüft, im Zweifel gerechnet.
• Ein Werkzeug pro Arbeitsschritt schlägt den einen Universalprompt, weil jedes Zwischenergebnis prüfbar bleibt.

Die Kernidee: klare Arbeitsteilung zwischen Mensch und Modell

Das Prinzip lässt sich in einem Satz formulieren: Der Mensch formuliert den Widerspruch und entscheidet am Ende. Das Modell übernimmt alles dazwischen, was früher Tage gekostet hat.

Konkret bedeutet das: übersetzen, abstrahieren, in fremden Branchen nach strukturgleichen Lösungen suchen, Patentliteratur durchforsten, Varianten sortieren. Das sind Tätigkeiten, bei denen ein erfahrener TRIZ-Experte früher zwei bis drei Tage verbracht hat. Mit einem gut geführten Sprachmodell dauern sie Stunden.

Die Arbeitsteilung folgt dabei einer klaren Logik. Was Kontextwissen und Entscheidung erfordert, bleibt beim Menschen: den Widerspruch formulieren, Lösungen gegen Randbedingungen bewerten, am Ende Verantwortung übernehmen. Was Breite, Geschwindigkeit und Strukturierungsleistung erfordert, übernimmt das Modell: branchenübergreifend suchen, Patentdokumente vorsortieren, Varianten ordnen. Die Funktion abstrahieren liegt dazwischen, das Modell schlägt Formulierungen vor, der Mensch prüft und entscheidet.

Ein technischer Widerspruch im TRIZ-Sinne liegt vor, wenn zwei erwünschte Eigenschaften so zusammenhängen, dass die Verbesserung der einen die andere verschlechtert. Eine Funktion beschreibt, was ein System tun soll, ohne festzulegen, wie. Beide Begriffe sind die Grundlage für alles, was folgt.

Schritt 1: Problem in einen Widerspruch übersetzen

Aus „wir haben ein Kühlproblem" wird in diesem Schritt etwas Präzises: „Das Bauteil soll mehr Wärme abführen, darf aber nicht größer werden." Das klingt trivial, ist es aber nicht. Die meisten Problemschilderungen in der Praxis vermischen Ursache, Symptom und Lösungsidee.

Das Modell hilft hier als Gesprächspartner. Ein nützlicher Prompt für diesen Schritt lautet: „Ich beschreibe dir ein technisches Problem. Stelle mir Rückfragen, bis wir gemeinsam einen Widerspruch formuliert haben: Was soll besser werden, und was verschlechtert sich dabei zwangsläufig?"

Die Rolle des Modells ist hier ausdrücklich nicht, zu lösen. Es soll zuspitzen und Formulierungen anbieten. Die Entscheidung, welcher Widerspruch der richtige ist, bleibt beim Menschen. Dieser Schritt stellt die Weichen für den gesamten Durchlauf.

Schritt 2: Funktionsanalyse, das Problem abstrahieren

Wer vom Bauteil zur Funktion wechselt, öffnet den Lösungsraum erheblich. „Kühlkörper verbessern" ist eine Bauteil-Perspektive. „Wärme aus einem engen Raum abführen" ist eine Funktionsperspektive. Der Unterschied ist nicht semantisch, er ist methodisch. Die Bauteil-Perspektive schließt alle Lösungen aus, die keinen Kühlkörper verwenden. Die Funktionsperspektive lässt sie alle zu.

Das Modell hilft beim Abstrahieren: Es schlägt alternative Formulierungen vor, prüft, ob die Funktion noch zu eng gefasst ist, und trennt Funktion von Lösungsprinzip. Wer tiefer in die Funktionsanalyse nach TRIZ einsteigen will, findet dort eine ausführliche Einführung.

Schritt 3: Die funktionsorientierte Suche, der größte Gewinn

Das ist das Herzstück des Ablaufs.

Die Frage „Wer hat schon einmal Wärme aus einem sehr engen Raum abgeführt?" führt in Branchen, die kein Konstrukteur der eigenen Domäne kennt. Leistungselektronik. Raumfahrt. Lebensmitteltechnik. Medizintechnik. In jedem dieser Felder haben Teams dasselbe physikalische Problem unter anderen Randbedingungen gelöst und dabei Prinzipien entwickelt, die auf den eigenen Fall übertragbar sein können.

Diese branchenübergreifende Analogiesuche war früher der teuerste Teil eines TRIZ-Durchlaufs. Ein erfahrener Berater verbrachte damit Tage. Heute dauert sie Minuten.

Ein konkretes Prompt-Muster: „Die Funktion lautet: Wärme aus einem engen Bauraum von unter 5 mm Höhe abführen, ohne bewegliche Teile. In welchen Branchen außerhalb der Elektronikindustrie wurde diese Funktion schon gelöst? Nenne für jede Branche das verwendete Wirkprinzip und ob es ohne bewegliche Teile auskommt."

Das Modell antwortet mit Lösungsprinzipien aus der Wärmerohrtechnik der Raumfahrt, aus der Phasenübergangskühlung in der Lebensmittelkonservierung, aus der Kapillarkühlung in der Medizintechnik. Nicht alle davon sind übertragbar. Aber die Bandbreite ist in zehn Minuten erarbeitet, nicht in zwei Tagen, weil das Modell keine disziplinären Scheuklappen hat.

Schritt 4: Patent- und Literaturrecherche einbinden

Das Modell kann Patentliteratur vorsortieren und Lösungsprinzipien aus Anspruchstexten extrahieren. Es erkennt strukturähnliche Lösungen, fasst technische Kernaussagen zusammen und hilft dabei, relevante von irrelevanten Dokumenten zu trennen.

Was es nicht kann: eine belastbare Aussage darüber treffen, ob eine eigene Lösung in den Schutzbereich eines fremden Patents fällt. Das ist eine juristische Bewertung, keine Textanalyse. Wer diesen Schritt braucht, findet in den Artikeln zur Freedom-to-Operate-Strategie eine klare Einordnung, wo KI-Vorsortierung endet und belastbare Patentbewertung beginnt.

Schritt 5: Varianten generieren, sortieren und bewerten

Das Modell erzeugt auf Basis der gefundenen Prinzipien konkrete Lösungsvarianten und sortiert sie nach Kriterien, die der Mensch vorgibt. Machbarkeit mit verfügbaren Fertigungsverfahren. Geschätzter Entwicklungsaufwand. Risiko hinsichtlich unbekannter Effekte.

Die Kennzahl, auf die es am Ende ankommt, ist nicht, wie viele Ideen ein Durchlauf erzeugt hat, sondern wie viele Optionen entscheidungsreif auf dem Tisch liegen. Ein einfaches Bewertungsraster fragt drei Dinge: Kann das Team die Lösung mit vorhandenen Mitteln umsetzen? Sind wir in Wochen oder Monaten? Bewegen wir uns in bekannter Physik oder auf Neuland? Drei Fragen, fünf bis acht Varianten, eine Stunde Teamdiskussion. Das ist ein anderes Gespräch als „Welche Idee gefällt uns am besten?"

Warum die Trennung von Sichtbarmachen und Entscheiden dabei so wichtig ist, vertieft der Beitrag KI macht die Verschwendung sichtbar, TRIZ entscheidet, was damit passiert.

Leitplanke 1: Das Modell erfindet plausible Physik

Das ist keine Warnung, die man einmal liest und vergisst. Ein Sprachmodell erfindet plausible Physik. Jede Lösungsrichtung muss gegengeprüft werden, im Zweifel gerechnet. Es ist ein Vorschlagsgenerator, kein Gutachter.

Ein konkretes Beispiel: Ein Modell kann beschreiben, wie ein bestimmtes Phasenwechselmaterial bei 60 °C schmilzt und dabei exakt 180 kJ/kg aufnimmt, und dabei einen Zahlenwert nennen, der für das konkrete Material schlicht falsch ist. Der Mechanismus ist korrekt beschrieben. Der Zahlenwert ist erfunden.

Die Gegenprüf-Routine für jeden Vorschlag besteht aus drei Fragen. Ist das physikalische Prinzip in einer Fachquelle belegt? Gibt es eine Überschlagsrechnung, die die Größenordnung bestätigt? Hat jemand im Team das Prinzip schon in der Praxis gesehen? Wer alle drei Fragen mit Nein beantwortet, rechnet nach, bevor er weiterarbeitet.

Leitplanke 2: Ein Werkzeug pro Arbeitsschritt statt einem Universalprompt

Ein Werkzeug pro Arbeitsschritt schlägt den einen Universalprompt. Wer Funktionsanalyse, Widerspruchsformulierung und Lösungssuche getrennt hält, kann jedes Zwischenergebnis prüfen und korrigieren. Wer alles in einem einzigen Prompt bündelt, bekommt am Ende ein Ergebnis, dessen Zustandekommen niemand mehr nachvollziehen kann.

Genau deshalb hat Truinorva die TRIZ-Werkzeuge als einzelne, frei nutzbare Bausteine veröffentlicht und nicht als eine große Anwendung. Jeder Schritt hat ein eigenes Werkzeug, ein eigenes Zwischenergebnis, einen eigenen Prüfpunkt. Das macht den Ablauf nicht nur reproduzierbarer, sondern auch lernbar. Ein Team, das den Ablauf einmal durchlaufen hat, versteht danach, warum jeder Schritt so gestaltet ist, und kann ihn beim nächsten Problem selbstständig anwenden. Mehr zur Denkweise dahinter findet sich im Artikel KI in der Produktentwicklung: Struktur statt Rauschen.

Der Ablauf am Stück

Am Beispiel Wärmeabfuhr im engen Bauraum lässt sich der Durchlauf kompakt darstellen.

Häufig gestellte Fragen

Welches Vorwissen braucht ein Team für diesen Ablauf?
Kein TRIZ-Zertifikat, aber die Bereitschaft, das Problem als Widerspruch zu formulieren. Wer diesen einen Schritt nicht geht, bekommt auch vom besten Sprachmodell nur allgemeine Vorschläge zurück.

Ersetzt künstliche Intelligenz die TRIZ-Methode?
Nein, sie beschleunigt sie. Die Methode liefert die Struktur, das Modell die Reichweite. Ohne Struktur erzeugt ein Modell viele plausible Antworten auf eine unklare Frage.

Woran erkenne ich, dass ein Vorschlag des Modells nicht trägt?
An fehlender Belegbarkeit. Wenn sich weder eine Fachquelle noch eine Überschlagsrechnung noch Praxiserfahrung im Team finden lassen, ist der Vorschlag eine Formulierung, keine Lösung.

Wie lange dauert ein vollständiger Durchlauf?
Für ein klar umrissenes Problem einige Stunden bis ein Tag, verteilt auf die fünf Schritte. Der zeitaufwendigste Teil ist nicht die Suche, sondern die saubere Formulierung des Widerspruchs am Anfang.

Nächste Schritte

Wer den Ablauf selbst ausprobieren will, findet die TRIZ-Werkzeuge von Truinorva als frei nutzbare Bausteine unter truinorva.de/ki-werkzeuge. Jeder Schritt ist dort als eigenständiges Werkzeug verfügbar, quelloffen und ohne Registrierung.

Für Teams, die den Ablauf einmal begleitet durchlaufen wollen, bevor sie ihn eigenständig anwenden, gibt es das Praxis-Intensiv: dreimal zweieinhalb Stunden, live und online, in kleiner Gruppe. Kein Vortrag, sondern der komplette Ablauf am eigenen Fall, mit Übungen zwischen den Terminen. 400 Euro zzgl. USt.

Quellen

• VDI 4521 Blatt 2: Erfinderisches Problemlösen mit TRIZ — Zielbeschreibung, Problemdefinition und Lösungspriorisierung. vdi.de
• VDI 4521 Blatt 3: Erfinderisches Problemlösen mit TRIZ — Lösungssuche. vdi.de
• Truinorva: Quelloffene TRIZ-Werkzeuge unter MIT-Lizenz. truinorva.de/ki-werkzeuge