Computerspiele wie etwa Grand Theft Auto V bestehen aus rund 10 bis 30 Millionen Zeilen Code. Heutige Autos enthalten bis zu 150 Millionen Zeilen – und damit das fünffache und mehr als umfangreiche Videospiele. Doch was bedeutet dies konkret für die Branche, die Entwicklung von neuen Fahrzeugen und Themen wie Smart City? Einen Blick auf den Wandel der Automobilbranche durch Software-Defined Vehicles (SDVs) wirft Robert Hellebrand, Director Solution Engineering bei Pure::Variants from PTC, in seinem Gastbeitrag.
Ohne Zusammenarbeit kein Erfolg
Wo früher der Motor und die Mechanik Alleinstellungsmerkmale für Fahrzeuge waren, ist es künftig Software, die aus einfachen Transportmitteln intelligente Plattformen macht. SDVs können dadurch allein über Software-Updates mit neuen Funktionen ausgestattet oder ihre Leistung optimiert werden. Beispielsweise sorgt dann ein konstant besser werdendes Fahrassistenzsystem für mehr Sicherheit im Straßenverkehr, neue Features im Infotainment verbessern den Komfort oder ein Diagnosetool vereinfacht Wartung und Reparatur.
Bei Elektrofahrzeugen kommen die Effekte von SDVs besonders zum Tragen: Optimierungen von Elektromotor, Lademanagement und Batteriesystemen sind per Software-Updates heute schon an der Tagesordnung. Dadurch verringern sich der Verbrauch und die Ladezeit – ohne dass Teile ausgetauscht werden müssen oder das Fahrzeug in die Werkstatt muss. Daneben können Services freigeschaltet werden, um die Fahrzeuge individuell den Bedürfnissen der Fahrerinnen und Fahrern anzupassen, wie beispielsweise ein Rückwärtsgang für das Motorrad.
Dazu bedarf es jedoch der Zusammenarbeit zwischen Automobilherstellern und Lieferanten. Es gilt, den Informationsaustausch zu koordinieren, um Kompatibilität und Sicherheit der SDVs zu gewährleisten. Einheitliche Schnittstellen und Protokolle verbessern die Zusammenarbeit – und erleichtern zudem die Kooperation mit Regulierungsbehörden, um einen gemeinschaftlichen Rahmen für SDVs zu schaffen. Gemeinsame Testumgebungen ermöglichen es, neue Technologien und Komponenten unter realitätsnahen Bedingungen mit allen an der Entwicklung beteiligten Parteien zu erproben. Auch der Austausch von Testdaten und -ergebnissen ist für diesen Prozess immens wichtig.
Modulare Produktplattform schafft Raum für Innovation
Das hochintegrierte und modulare System von SDVs lässt sich in vier Ebenen organisieren:
Benutzeranwendungen wie Infotainmentsystemen sind die direkte Schnittstelle zu den Nutzern.
Instrumentierungssysteme wie die Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) arbeiten autonom und sorgen für eine erhöhte Sicherheit.
Das Betriebssystem ist das Kernstück, steuert alle anderen Komponenten und sorgt für eine reibungslose Interaktion der verschiedenen Systeme.
Die Hardware ist die Basis für die aufgesetzte Software und umfasst unter anderem Sensoren und Steuergeräte.
Auf Grundlage dieser hierarchischen Struktur wandelt sich auch die Produktentwicklung neuer Fahrzeuge, da neue Aspekte als bisher in Betracht gezogen werden müssen.
Das Product Line Engineering (PLE) konzentriert sich daher bei der Entwicklung von SDVs auf eine gemeinsamen Plattform, auf der verschiedene Produkte aufsetzen können. Auf diese Weise entstehen Synergien, die die Entwicklungszeit jedes einzelnen Fahrzeugs verkürzen. Auf diese Weise können Hersteller noch schneller auf Marktanforderungen eingehen und diese entweder mit neuen Fahrzeugen oder neuen digitalen Services adressieren. Gleichzeitig bleibt die Konsistenz und die Qualität erhalten, was das Nutzererlebnis auf einem möglichst hohen Niveau hält.
Die Standardisierung und Modularisierung von Systemen trägt zudem zum Übergang zu softwaregesteuerten Produktionsprozessen bei. Dadurch lassen sich neue Technologien wie autonome Fahrfunktionen schneller und sicherer implementieren. Am Ende verkürzen sich Innovationszyklen – sowohl bei den Zulieferern als auch bei den Herstellern.
Dreh- und Angelpunkt ist dafür eine enge Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Teams. Softwareentwicklung, Elektrotechnik und Fahrzeugdesign müssen interdisziplinär zusammenarbeiten, um das komplexe Zusammenspiel von Soft- und Hardware bei SDVs erfolgreich umzusetzen. Der PLE-Prozess profitiert zudem davon, Feedback-Schleifen und agile Entwicklungspraktiken zu integrieren. Dies begünstigt eine fortlaufende Optimierung und Anpassung der Fahrzeugplattformen an aktuelle Anforderungen und neue Technologien.
Vernetzte Fahrzeuge für die Smart City
Ein Stichwort, das mit SDVs immer wieder in Verbindung gebracht wird, ist die Smart City. Als Smart Cars oder Connected Cars können SDVs über ihre Sensoren Daten in Echtzeit erfassen und austauschen – sowohl untereinander als auch mit der städtischen Infrastruktur wie Ampelsystemen oder dem Parkraummanagement. Auf diese Weise können vernetzte Fahrzeuge Abläufe in den Städten optimieren, von der Müllabfuhr über eine optimierte Energieverwaltung bis zum besseren Verkehrsfluss, und sorgen so letztlich für eine höhere Lebensqualität in den Städten.
