Ueber Open Hardware

Was ist Do it Yourself, Open Hardware und Open Source Hardware?

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Mit Do it Yourself bezeichnet man die handwerkliche Herstellung von Produkten durch Privatleute oder kleinere Gruppen, meistens ohne kommerziellen Hintergrund.

Der Begriff „Open (Source) Hardware“ lehnt sich an den Begriff „Open (Source) Software“ und bezieht sich auf technische Entwicklungen und Erfindungen, die nicht von Unternehmen durch Patente oder andere Schutzrechte geschützt sind. Die Entwickler sind häufig Einzelpersonen, gemeinnützige Organisationen oder kleine Unternehmen sind, die ihr Wissen anderen frei zur Verfügung stellen.

Open Hardware und Open Source Hardware werden häufig als Synonyme verwendet, wobei Open Source Hardware in der Regel strengere Kriterien verwendet. Laut Definition der Open Source Hardware Association (OSHWA) ist Open Source Hardware (OSH) “Hardware, deren Baupläne öffentlich zugänglich gemacht wurden, sodass alle sie studieren, verändern, weiterverbreiten und sie sowie darauf basierende Hardware herstellen und verkaufen können”.

Die vier wesentlichen Anforderungen an Open Source Hardware sind:

• Verwenden: Jeder darf sie verwenden
• Verstehen: Alle wichtigen Informationen um Sie verstehen zu können müssen vorhanden sein
• Verbreiten: Jeder darf sie verbreiten
• Verbessern: Jeder darf sie verbessern

Um diese Anforderungen zu erfüllen ist eine vollständige technische Dokumentation notwendig, weil ohne diese die Punkte 2-4 nicht zu erfüllen sind. Die technische Dokumentation besteht in der Regel aus:

• CAD-Dateien
• technischen Zeichnungen z.B. im PDF-Format
• Stücklisten
• optional: Dokumentation der elektrischen und elektronischen Komponenten
• optional: Software

Anwendungsbereiche von Open Hardware

Open Hardware für Startups und Kleinbetriebe

Problembeschreibung

Kleinunternehmen haben im Gegensatz zu mittleren und großen Unternehmen nur begrenzte Ressourcen für Forschung und Entwicklung. Deshalb bietet Open Hardware speziell diesem Sektor ein sehr großes Potenzial in Bezug auf Innovationskraft und Kostenersparnis. Dies ist durch zahlreiche Beispiele ausreichend belegt. Leider hat sich Open Hardware noch nicht annähernd so stark durchgesetzt, wie es im Bereich Open Source Software der Fall ist. Gründe hierfür sind unter anderen fehlende Standards für Dokumentation und Qualitätskontrolle.

Unser Lösungsansatz

• In Kooperation mit anderen Organisationen haben wir die weltweit erste Norm für Open Hardware entwickelt, die DIN Spec 3105.
• Auf www.oho.wiki haben wir die erste Zertifizierungsplattform für Open Hardware entwickelt.
• Weiterhin haben wir das erste CAD-Zentrum aufgebaut, welches sich ausschließlich auf die technische Dokumentation von Open Hardware Projekten konzentriert.
• Diese Systeme stellen wir allen interessierten Personen, Organisationen und Unternehmen zur Verfügung (im Augenblick noch kostenfrei).ich

Open Hardware in Wissenschaft und Forschung

Problembeschreibung

An Universitäten und wissenschaftlichen Instituten werden jährlich immense Summen in die Entwicklung von Technologien und Geräten im Bereich Nachhaltige Entwicklung investiert. Ein Großteil dieser Förderung kommt aus öffentlichen Geldern. Die Verwendung der Forschungsergebnisse bleibt jedoch meistens den verantwortlichen Forschern bzw. den kooperierenden Unternehmen vorbehalten. Die Forschungsergebnisse werden nur auszugsweise veröffentlicht, so dass andere Organisationen oder Unternehmen keinen Zugang zu der technischen Dokumentation der entwickelten Technologien haben, und diese nicht nachbauen oder weiterentwickeln können.

Im Rahmen von Open Science Projekten wird seit einigen Jahren versucht, diese Praxis zu ändern. Gerade aber im Bereich Hardware Entwicklung ist der aktuelle Stand immer noch der, dass die Details der Technischen Dokumentation unter Verschluss bleiben.

Unser Lösungsansatz

• Wir unterstützen die breite Dissemination und Verwertbarkeit von öffentlich finanzierten Forschungsergebnissen im Sinne der Open Science Idee
• Forschungsteams haben mit der Plattform eine einfache Möglichkeit, die Ergebnisse ihrer technischen Entwicklungen zu dokumentieren und der Allgemeinheit zur Verfügung zu stellen
• Unsere Dokumentationsstandards stellen die Vollständigkeit und Qualität der bereitgestellten Informationen sicher, die für den Nachbau und eine Weiterentwicklung notwendig sind
• Das Durchlaufen eines Review-Prozesses kann zur einer Verbesserung der Forschungsergebnisse beitragen
• Mit dem Erhalt einer Open Hardware Zertifizierung nach DIN-Spec 3501 kann den Auftraggebern die Erfüllung von Mindestqualitätsstandards bei der Dokumentation der Forschungsergebnisse nachgewiesen werden

Open Hardware in der Entwicklungszusammenarbeit

Problembeschreibung

In der Technischen Entwicklungszusammenarbeit wurden in den letzten Jahrzehnten Tausende von guten und ausgereiften Projekten realisiert, zum Beispiel in den Bereichen:

• Erneuerbare Energien: Windenergie, Hydroenergie, Solarenergie, Fotovoltaik
• Umwelttechnologien: Abwasserfilter, Recycling, Kreislaufwirtschaft
• Gesundheit: Ausrüstung für Erste Hilfe Zentren, Prothesen, Gehhilfen, Rollstühle
• Maschinen für für Kleinbetriebe: Landwirtschaft, Lebensmittelverarbeitung, Baugewerbe, Holzverarbeitung, Metallbearbeitung und viele andere

Viele dieser Projekte haben das Ziel, relativ einfache Technologien zu entwickeln, die

• mit lokal vorhandenen Ressourcen hergestellt werden können,
• keine (oder möglichst wenige) kostspielige oder schwer zu erhaltenden Bauteile verwenden,
• keine hohen Investitionskosten benötigen.

Die meisten dieser Projekte könnten theoretisch ohne große Schwierigkeiten auch in andere Regionen und Ländern übertragen werden. Die Voraussetzung hierfür ist, dass für diese Projekte eine ausreichende technische Dokumentation (also dass die Baupläne, Stücklisten und Zusammenbauanleitungen) erstellt und für jeden frei zugänglich veröffentlicht wird. Dies geschah jedoch nur in Ausnahmefällen. Es findet kein echter Technologietransfer statt.

Unser Lösungsansatz

• Wir kontaktieren Entwicklungsorganisationen, die diese Projekte durchgeführt haben, und bitten Sie uns die vorhandene Dokumentation zur Verfügung zu stellen.
• Unser Team aus erfahrenen Ingenieuren und Technikern erstellt aus den vorliegenden Unterlagen eine standardisierte Technische Dokumentation für jedes einzelne Projekt.
• Damit möglichst viele Menschen, Unternehmen und Organisationen Zugang zu diesen Informationen haben, veröffentlichen wir die Unterlagen in Form von PDF Dateien oder Videos auf verschiedenen weltweit bekannten Plattformen u.a. auf Wikipedia, YouTube.
• In 2021 haben wir mehr als 100 Projekte aus dem Bereich Entwicklungszusammenarbeit dokumentiert und veröffentlicht.

Open Hardware für die Zivilgesellschaft und für soziale Projekte

Problembeschreibung

Viele soziale Projekte benötigen bestimmte Ausrüstung, Maschinen oder Technologien. Sie verfügen jedoch meist über sehr begrenzte finanzielle Ressourcen. Andererseits haben sie häufig ehrenamtliche Mitarbeiter, die in der Lage sind die benötigte Hardware selber herzustellen, sofern sie über ausgereifte Baupläne verfügen. Typische Anwendungsgebiete sind unter anderen:

• FabLabs, Makerspaces, Reparatur Cafés und Offene Werkstätten
• Kooperativen für biologische Landwirtschaft
• Lehrwerkstätten für Schüler, Lehrlinge oder Behinderte

Unser Lösungsansatz

OHO erstellt für ausgewählte Open Hardware Projekte die technische Dokumentation und veröffentlicht sie in Form von leicht verständlichen PDF-Dateien oder Videos. Diese Projekte werden darüber hinaus von unabhängigen Experten geprüft und zertifiziert. Jedermann hat kostenlosen Zugang zu diesen Informationen. Auf diese Weise leisten wir einen Beitrag dazu, dass Soziale Organisationen aus den verschiedensten Bereichen mit den vorhandenen Budgets ihre Projektziele erreichen können.

Open Source Hardware im Vergleich zu Open Source Software

Bei Open Source Software Projekten sind das Produkt und die Dokumentation identisch: Der Programmcode ist gleichzeitig das Endprodukt und die gemeinsame internationale Sprache für Dokumentation und Kommunikation zwischen den Entwicklern. Die Dokumentation erfordert nur einen geringen zusätzlichen Zeitaufwand. Deshalb hat sich in relativ kurzer Zeit eine große weltweite Community entwickelt und deshalb ist Open Source Software auch aus wirtschaftlicher Sicht sehr erfolgreich.

Bei Open Source Hardware Projekten sind Produkt und Dokumentation zwei unterschiedliche Dinge: Die Realisierung eines Open Source Hardware Projektes erfordert handwerkliche Fähigkeiten, Materialeinsatz und eine Werkstatt. Die Dokumentation eines Open Source Hardware Projektes erfordert eine CAD-Arbeitsstation sowie Kenntnisse und Erfahrung in CAD-Systemen. Über letzteres verfügt jedoch nur ein geringer Teil der OSH-Entwickler. Und selbst diese können den relativ hohen zusätzlichen Arbeitsaufwand für eine saubere Dokumentation häufig nicht leisten.

Dies ist ein wichtiger Grund, dass Open Source Hardware im Gegensatz zu Open Source Software gesellschaftlich und ökonomisch (noch) keine wirklich relevante Rolle spielt.

Bedeutung von Open Source Software

Open Source Software dominiert mittlerweile viele Marktsegmente, wie zum Beispiel:

• Apache für Web-Server
• Linux mit seinen Distributionen als Server-Betriebssysteme
• Wordpress als CMS und für Blogs
• die CMS-Klassiker Typo3, Drupal, und Joomla
• PHP als Programmiersprache für Webserver
• usw. usw.

Bedeutung von Open Source Hardware

Demgegenüber kann Open Source Hardware nur wenige „Leuchtturmprojekte“ vorweisen, welche gesamtgesellschaftlich jedoch so gut wie keinen Einfluss haben, wie zum Beispiel

• Arduino
• 3D printers such as RepRa
• Laser Cutter Lasersaur
• Tabby OSVehicle
• Prosthetic Hands von OpenBionics’
• Wikihouse

Hierfür gibt es einige wichtige Gründe.

Was sind die Probleme von Open Source Hardware?

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Für die fehlende Bedeutung von Open Source Hardware gibt es mehrere Gründe:

Problem 1: Dokumentation

Die meisten Open Source Hardware oder DIY-Projekte sind gar nicht oder nur unvollständig dokumentiert. Eine vollständige Dokumentation einer technischen Lösung umfasst z.B. CAD-Dateien, technische Zeichnungen, Stücklisten etc. Die Erstellung dieser Unterlagen ist zeitaufwändig und erfordert teilweise auch Spezialkenntnisse, zum Beispiel in CAD-Systemen. Deshalb wird sie in nicht kommerziellen Projekten häufig vernachlässigt. Eine fehlende Dokumentation bewirkt jedoch, dass die Projekte von anderen Menschen weder genutzt, noch nachgebaut, noch weiterentwickelt werden können. Es entstehen keine Synergie-Effekte, die unterschiedlichen Entwicklungen können nicht einander vernetzt werden oder aufeinander aufbauen.

Problem 2: Lizenzierung und Urheberrecht

Die Anzahl an Do it Yourself Projekten übersteigt die Anzahl an Open Hardware Projekten um ein Vielfaches. Viele gute Projekte sind nicht unter freien Lizenzen veröffentlicht, die es anderen Menschen ermöglichen die Projekte frei zu nutzen und weiter zu entwickeln.

Problem 3: Bekanntmachung:

OSH- und DIY-Projekte werden häufig auf kleinen unbekannten Websites in nur einer Sprache veröffentlicht. Für Interessenten, die in anderen Sprachen suchen, sind sie unauffindbar, auch weil bisweilen wenig treffende Suchbegriffe verwendet werden. Dadurch werden sie häufig nur von einem kleinen Teil der potentiellen Interessnet gefunden.