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auto
motion
IAV-Kundenmagazin
04/11
Software
Der Schwerpunkt der Entwicklung
verlagert sich immer mehr zu Bits
und Bytes
Themen dieser Ausgabe u. a.:
CLAAS und IAV fahren die Ernte ein
Der „App-Adapter“ von IAV:
per Handy nach dem Auto sehen
Premiumanspruch auch beim
Testen: der klimatisierte Roboter
Mobilitätsvision der Zukunft: Nutzfahrzeug 3.0
Motocross mit der E-Maschine
Bei Entwicklung und Erprobung fallen große Datenmengen an – bei ihrer Auswertung
hilft modernste Software
automotion | Editorial
3
Liebe Leserin,
lieber Leser,
in dieser Ausgabe der automotion setzen wir
unseren Softwareschwerpunkt vom Sommer
fort. Wie wichtig dieses Thema inzwischen für
die Automobilindustrie geworden ist, belegt
eine einzige Zahl besonders eindrucksvoll: Bei
einigen Entwicklungsprojekten – etwa einer
Head-Unit – trägt die Software heute mehr als
60 Prozent zur gesamten Wertschöpfung bei.
Und dieser Trend dürfte sich in Zukunft ungebremst fortsetzen, denn heute beobachten
wir eine zunehmende Verschmelzung von
Fahrzeugen und Consumer-Elektronik, die zu
neuen Funktionen im Automobil führen wird –
auf der Basis von weiterer Software, die Hersteller und Entwicklungspartner automotivetauglich in ihre Produkte integrieren müssen.
Mit diesem Thema beschäftigen sich mehrere Beiträge in der aktuellen Ausgabe der
automotion. Wie es heutzutage von überall aus
möglich ist Fahrzeugdaten mit mobilen Geräten wie Smartphones oder Tabletcomputern
abzurufen, untersucht IAV mit der Eigenentwicklung „App-Adapter“. Hinter diesem Namen
verbirgt sich ein Steuergerät plus Software, das
über den CAN-Bus auf Fahrzeugdaten zugreifen und diese beispielsweise auf einem
Smartphone darstellen kann. Wie unsere Entwickler sich diesen „Bordcomputer to go“
vorstellen, lesen Sie auf Seite 8.
Software spielt aber auch als Werkzeug im Entwicklungsprozess eine zentrale Rolle, und
schon seit vielen Jahren arbeitet IAV an Tools,
ohne die sich moderne Fahrzeuge und ihre zunehmend komplexen Funktionen überhaupt
nicht mehr entwickeln ließen. Ein Beispiel dafür ist „MOTCase-X“, ein Entwicklungswerkzeug, das aus Simulink-Modellen selbstständig Testfälle erzeugt. Eine Software, die beim
Testen von Software hilft – ein schönes Sym-
Kurt Blumenröder
Sprecher der Geschäftsführung
IAV GmbH
bol für die Bedeutung des Themas und unseren Schwerpunkt in der aktuellen automotion.
Wir wünschen Ihnen eine interessante
Lektüre!
Michael Schubert
Geschäftsführer
IAV GmbH
Dr. Rüdiger Goyk
Geschäftsführer
IAV GmbH
4
Inhalt | automotion
6
Fokusthema: Software
Apps hauchen Fahrzeugen neues Leben ein und auch
Entwickler profitieren von der digitalen Revolution
Editorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Fokusthema: Software
CLAAS und IAV fahren die Ernte ein . . . . . . 6
Per Handy nach dem Auto sehen . . . . . . . . . 8
Premiumanspruch auch beim Testen . . . . 10
Entwickeln in der Wolke: Verteiltes Rechnen
und Cloud Computing . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Ausdauer, Akribie und Automatisierung:
der lange Weg zur Perfektion . . . . . . . . . . . 20
Methoden sicher in Serie . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Das Smartphone fährt mit . . . . . . . . . . . . . . . 28
32
Mobilitätsvision der Zukunft
Nutzfahrzeug 3.0 – das vernetzte Fahrzeug in einer vernetzten Welt
Nutzfahrzeug 3.0:
Mobilitätsvision der Zukunft . . . . . . . . . . . . . 32
Impulse
Consulting4Drive:
Partnerschaft in schwierigen Zeiten . . . . . . . 14
automotion | Inhalt
6
8
5
CLAAS und IAV fahren die Ernte ein
Ein gemeinsamer Entwicklungsprozess führt
zu mehr Effizienz und Sicherheit
Per Handy nach dem Auto sehen
Der „App-Adapter“ von IAV ist eine
sichere Schnittstelle zwischen Fahrzeug und
Smartphones
Projekte
Motocross mit der E-Maschine . . . . . . . . . 16
Simulink-Modelle: ohne Umweg in
das Motorsteuergerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Der Alleskönner für spezielle Aufgaben . 18
Testen mit System und Augenmaß . . . . . . 22
Der Entwicklungshelfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Über IAV
10
Premiumanspruch auch beim
Testen
Ein klimatisierter Roboter eröffnet völlig neue
Möglichkeiten beim Interieurversuch
9. Symposium „Steuerungssysteme für automobile Antriebe“ . . . . . . . 35
IAV auf der Leitveranstaltung für
Fahrzeugelektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
IAV erhält den Innovationspreis
Berlin Brandenburg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Auszeichnung für herausragende
Leistungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Neues Büro in Courbevoie . . . . . . . . . . . . . . 40
IAV: unser Leistungsspektrum . . . . . . . . . . . 41
IAV-Termine – hier treffen Sie uns! . . . . . . . 42
16
Motocross mit der E-Maschine
IAV-Mitarbeiter bauten in Eigeninitiative
ein Elektromotorrad für Motocross-Wettbewerbe
6
Impulse | automotion
CLAAS und IAV
fahren die Ernte ein
Komplexer als jeder Pkw: „Feldforschung“ für innovative Agrarmaschinen
oderne Landmaschinen sind heute voller Computersysteme, die neben der Fahrzeugsteuerung und
-navigation auch für den verfahrenstechnischen Ablauf, das Datenmanagement und die
Lohnabrechnung verantwortlich sind. Die
Entwicklung von solchen komplexen Verbundsystemen setzt eine enge Verzahnung
der Entwicklungsbeteiligten voraus. IAV und
CLAAS haben ihre Entwicklungsprozesse
und -erfahrungen zu diesem Zweck in einem
gemeinsamen Entwicklungsprozess zusammengeführt.
M
Schon seit 2003 arbeiten IAV und CLAAS eng
zusammen: „Wir entwickeln beispielsweise
die Informationszentrale der Landmaschinen
von CLAAS“, berichtet Marco Gutschmidt,
Senior-Projektmanager bei IAV. Das Bedienterminal „CEBIS“ (CLAAS Electronic Board
Information System) erinnert an ein Infotainmentsystem und zeigt dem Fahrer auf einem
Display zahlreiche Informationen an – zum Beispiel die Menge an Getreide, die er bereits geerntet hat. „Das ,CEBIS’ hat sehr viele Funktionen und ist eines der komplexesten Geräte, das IAV jemals entwickelt hat“, sagt Gutschmidt. „So hat beispielsweise das Bediensystem eines modernen Mähdreschers rund
150 Menüpunkte.“
Das ,CEBIS’ ist ein intelligentes Anzeige- und
Bediengerät, das an die Anforderungen der
modernen Landwirtschaft angepasst ist: „Wir
müssen dem Fahrer einer Landmaschine viel
mehr Informationen zur Verfügung stellen als
beispielsweise dem Fahrer eines Pkws“, erklärt
Thomas Böck, technischer Leiter bei CLAAS.
„Neben der Motordiagnose gehören dazu
auch die aktuelle Auslastung der Maschine und
weitere Kenngrößen aus dem Ernteprozess.“
Präzise Informationen als
Grundlage für die Abrechnung
Diese Daten werden von Steuergeräten geliefert, in denen Zähler zahlreiche Vorgänge
protokollieren, zum Beispiel die Betriebsstunden und Zustandsinformationen über die
einzelnen Komponenten. Dahinter steckt keinesfalls bloße Datensammelwut – im Gegenteil: Die Informationen sind die Grundlage für
die spätere Abrechnung und müssen daher
nicht nur präzise, sondern auch absolut manipulationssicher sein. „Die Zähler in den
Landmaschinen sind extrem wichtig“, so Böck.
„Man könnte sie mit einem Taxameter vergleichen.“
Auch um neue Funktionen in den Steuergeräten und ihre Weiterentwicklung kümmern
sich IAV-Experten. Bei allen Projekten müssen
sie aber nicht nur den hohen technischen Anforderungen genügen – hinzu kommen spezifische Randbedingungen aus der Landwirtschaft: CLAAS muss sich bei der Entwicklung
neuer Produkte am Zeitplan der Landwirte orientieren. „Unsere Verkaufssaison beginnt im
Oktober, wenn die aktuelle Ernte zu Ende ist “,
berichtet Böck. „Andererseits können wir
neuen Produkten nur während der Erntezeit
den letzten Schliff geben. Für die finale Fahrzeugvalidierung haben wir also nur wenige Wochen Zeit – während der Ernte im Sommer.“
Gemeinsamer Produktentwicklungsprozess führt zu mehr Sicherheit
Um den Zeitraum von der ersten Idee bis zur
freigebenden Validierung möglichst effizient
zu nutzen, sind die Bestrebungen zur Verzahnung der Entwicklungsprozesswelten von IAV
und CLAAS entstanden.
Der Grundstein aufseiten von IAV ist durch
den E-PEP (Elektronik-Produktentstehungsprozess) aufseiten von CLAAS durch den
CPDP (CLAAS Product Development Process) gelegt worden. Die Verzahnung zu einem
gemeinsamen Entwicklungsprozess erfolgte
durch Vertreter aus den Bereichen Einkauf, Vertrieb, Produktion, Entwicklung, Qualitätssicherung sowie das Projekt- und Produktmanagement aus beiden Unternehmen.
Alle Aktivitäten wurden detailliert beschrieben – von der ersten Idee aus dem CLAASProduktmanagement bis hin zur Anlieferung
der Serienkomponenten durch IAV. „Das führte zu mehr Transparenz, einem besseren Verständnis der Partner untereinander sowie zu
einer klaren Aufteilung der Aufgaben und
Verantwortlichkeiten“, sagt Gutschmidt. „Außerdem konnten wir so ein steuerbares
Changemanagement und eine durchgängige
Teststrategie etablieren. Es ist wie beim Fußball: Wir können uns jetzt noch gezielter die
Pässe zuspielen.“
„Unser gemeinsamer Produktentwicklungsprozess hat dazu geführt, dass die Entwicklung
nun noch besser abläuft und wir bei der Lieferung neuer Software ein hohes Maß an Sicherheit haben“, so Böck. „Für uns bedeutet
das: mehr Gelassenheit, trotz des hohen
Tempos.“
Kontakt:
[email protected]
automotion
automotion || Impulse
Impulse
Landmaschinen bei der Arbeit: In ihnen steckt heute modernste Computertechnik,
die für Steuerung und Abrechnung zuständig ist
7
8
Per Handy nach
dem Auto sehen
Der „App-Adapter“ von IAV ist eine sichere Schnittstelle zwischen
Fahrzeug und Smartphones
isher ging es den Automobilherstellern
vor allem darum, Smartphones und Tablet-PCs ins Auto zu bringen. Der
nächste Schritt geht in die entgegengesetzte Richtung: Das Auto kommt ins Smartphone! IAV hat dafür den „App-Adapter“ entwickelt, der ein reibungsloses und sicheres
Zusammenspiel der beiden Welten garantiert.
B
Die Entwicklung im Umfeld der Fahrerassistenzsysteme belegt den zunehmenden Einzug
der Consumer-Electronik in das Fahrzeug: In
den 90er-Jahren waren die elektronischen
Beifahrer eine exklusive Sonderausstattung,
wenige Jahre später kamen die ersten Nachrüstsysteme („PND“, Portable Navigation Device) auf den Markt, heute werden diese von
Smartphones verdrängt, unter anderem da viele der intelligenten Mobiltelefone heute mit kostenloser Navigationssoftware ausgestattet
sind. Zwar bieten die PNDs inzwischen interessante Zusatzdienste an (zum Beispiel „HD
Traffic“ von TomTom), aber auch diese haben
bereits kostenlose Konkurrenz bekommen,
etwa durch „Google Maps Verkehr“.
Die ab Werk verfügbaren Navigationssysteme
der Hersteller lassen sich zwar perfekt ins Fahrzeug integrieren, setzten bisher aber kaum
Maßstäbe. Das hat sich in jüngster Zeit mit Produkten wie „Audi Verkehrsinformationen online“
und „BMW Realtime Traffic Information“ geändert: „Diese Lösungen der Automobilhersteller bieten deutliche Vorteile gegenüber den
Nachrüstsystemen auf PND- und Smartphone-Basis“, sagt Thomas Kern aus der Cockpitelektronik bei IAV. „Der hochdynamische
Markt der Consumer-Electronik hat den Innovationsdruck auf die Fahrzeughersteller deut-
lich erhöht, was der Attraktivität von werksseitig
verbauten Systemen zugutegekommen ist.“
Wie bekommt man das Auto ins
Smartphone?
Jetzt sind die Anbieter von Consumer-Electronik wieder am Zug – mit neuen Funktionen
müssen sie versuchen, Boden gutzumachen.
Dazu trägt eine einfache Integration der Geräte
ins Fahrzeug bei – etwa mithilfe der klassischen
Bluetooth-Profile oder Apples „iPodOut“, mit
dem sich der Inhalt eines „iPod“-Displays auf
dem Monitor des Infotainmentsystems anzeigen lässt. Noch ist diese Entwicklung aber recht
einseitig: „Alle Lösungen integrieren die Consumer-Electronik ins Fahrzeug“, beschreibt
Kern die Situation. „Keine Lösung setzt bisher
darauf, das Fahrzeug ins Smartphone zu bekommen.“
Dabei drängt sich diese Idee geradezu auf –
denn die wenigsten verbringen mehr als zwei
Stunden pro Tag im Auto, und kaum ist man
ausgestiegen, ist man von allen Informationen
abgeschnitten. „Den Kilometerstand hat man
nach dem Aussteigen genauso schnell wieder
vergessen wie den fast leeren Wischwassertank“, sagt Kern. „Ebenso ist es mit der Planung
der Werkstatt-Termine: Wer merkt sich schon,
wie viele Restkilometer noch bis zur nächsten
Inspektion bleiben?“
Das Smartphone wird zum
„Bordcomputer to go“
Die Lösung könnte ein „Bordcomputer to go“
sein – natürlich auf Basis eines Smartphones,
das der Benutzer ja ohnehin immer dabeihat.
„Mit der passenden App werden die Daten aufs
Handy übertragen, dort verarbeitet und auf dem
Display angezeigt“, so Kern. „Allerdings muss
dafür ein sicherer Zugang zu den Informationen im Fahrzeug geschaffen werden.“ Genau
aus diesem Grund entwickelt IAV derzeit den
„App-Adapter“: Hinter dieser Bezeichnung
verbirgt sich ein Steuergerät plus Software, das
über den CAN-Bus die Daten der anderen
Steuergeräte abgreift und – etwa über Bluetooth – an ein Smartphone weiterleiten kann.
„Wir unterscheiden dabei klar zwischen einer
aktiven Diagnoseabfrage und einem passiven
Informationsabgriff“, betont Kern. „Während im
ersten Fall eine Buslast entsteht und die Steuergeräte in den Diagnosemodus versetzt werden, setzen wir auf einen Datenabgriff, von dem
das Fahrzeug nichts mitbekommt.“
Gleichzeitig achten die Entwickler auf maximale
Sicherheit: „Wir integrieren klassische IT-Konzepte wie Firewalls und Authentifizierung“, erklärt Kern. „So stellen wir sicher, dass über Bluetooth angebundene Geräte nur unter bestimmten Voraussetzungen und nur die vom
OEM freigegebenen Daten abrufen können.“
Der „App-Adapter“ gibt Informationen so nach
außen weiter, dass diese leicht verarbeitet
werden können – keine originalen Daten vom
CAN, sondern fahrzeug- und herstellerunabhängig umgeschlüsselte Werte. „Dabei ist es
durchaus möglich, verschiedene Apps zuzulassen, sodass beispielsweise die Werkstatt auf
andere Daten Zugriff bekommt als der Fahrzeugbesitzer. Zur Sicherheit trägt auch bei, dass
die Anzahl der Anfragen begrenzt ist – hierdurch können zum Beispiel Überlastungen
(Denial-of-Service-Attacken) verhindert
werden.“
automotion | Impulse
App Adapter
Auch nach dem Aussteigen hat
der Fahrer noch Zugriff auf wichtige Fahrzeuginformationen.
Erster Prototyp gegen
Ende des Jahres
Als Verbindung zum „App-Adapter“
dient ein generisches Bluetooth-Protokoll, auf das die IAV-Entwickler eine zusätzliche Sicherheitsschicht aufgesetzt
haben. „So können die Automobilhersteller ihre Fahrzeuge noch mehr für die
Consumer-Electronik öffnen, ohne sich
um die Sicherheit Sorgen machen zu
müssen“, fasst Kern zusammen. „Und
sie können dadurch attraktive Zusatzangebote entwickeln – etwa den Bordcomputer für den Beifahrer, wenn ge-
wünscht auch im Rallyestil
für den zwölfjährigen Sohn.“
Das ist keineswegs Zukunftsmusik: Derzeit entsteht die Hardware für den
„App-Adapter“ und schon
Ende des Jahres soll der erste
Prototyp verfügbar sein.
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Premiumanspruch
auch beim Testen
Ein klimatisierter Roboter eröffnet völlig neue Möglichkeiten
beim Interieurversuch
eit August verstärkt „Frank“ die Abteilung von Dr. Holger Pastillé: Der 6-Achsen-Knickarmroboter wurde speziell
an die Anforderungen von IAV angepasst und
prüft in der Klimakammer Interieurkomponenten auch unter extremen klimatischen Bedingungen auf ihre Funktion. Damit hat IAV ein
einzigartiges Testverfahren im Wettbewerb –
viele Kunden zeigten sich schon sehr beeindruckt.
S
Frank ist hart im Nehmen: Klaglos verrichtet er
seine Arbeit, bei klirrender Kälte und extremer
Hitze, bei tropischer Feuchtigkeit und größter
Trockenheit – und das ohne krank zu werden
und rund um die Uhr. Bei Temperaturen zwischen –40 und +85 Grad Celsius und einer relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 5 und 95
Prozent prüft er in einer der IAV-Klimakammern in Gifhorn die korrekte Funktion von
Knöpfen oder Luftausströmern. Das ist eigentlich eine ermüdende Routinearbeit, die
Frank aber in jedem Augenblick mit nie nachlassender Akribie verrichtet.
Erstmals Dauerlaufversuche unter
extremen Klimabedingungen
So viel Ausdauer ist kein Zufall: Frank ist aus Stahl
und Silizium, geliefert von der Firma Battenberg,
die sich unter anderem auf Klimaroboter spezialisiert hat. „Wir sind die Ersten, die einen klimatisierten Roboter für Tests in der Klimakammer einsetzen können“, freut sich Dr. Holger
Pastillé, Abteilungsleiter Interieur, Sitze und Zubehör bei IAV. „Endlich können wir Dauerlaufversuche auch unter extremen klimatischen Bedingungen durchführen – das gibt es im Moment
nur bei uns.“ Um das zu ermöglichen, haben die
Spezialisten von Battenberg die Mechanik und
Elektronik von Frank bestens wärmegedämmt,
und eine Klimatisierung sorgt dafür, dass im In-
neren stets die Wohlfühltemperatur des Roboters herrscht.
Zwar haben auch andere Unternehmen Roboter
in ihren Klimakammern im Einsatz, diese sind für
die auftretenden Temperaturen aber nicht zertifiziert, sodass die Ergebnisse der Tests nur bedingt aussagekräftig sind. Nicht so die Resultate, die das Team von Pastillé erzielt. Kein Wunder,
dass der neue IAV-Kollege bei Kunden auf großes Interesse stößt: „Es gibt schon mehrere
Anfragen, weil wir mit Frank ein besonderes Testverfahren anbieten“, ergänzt Pastillés Kollege Jörn
Klenner. „Hier zahlt es sich aus, dass wir beim Kauf
des Roboters keine Kompromisse gemacht haben – IAV hat eben auch beim Testen einen Premiumanspruch.“
Frank liefert Kraft-Wege-Diagramme
in 3-D
Mit seinem frei beweglichen Arm kann Frank dreidimensionale Kraft-Wege-Diagramme ermitteln,
worauf die meisten Automobilhersteller heute
großen Wert legen. In z-Richtung kann er Kräfte
bis zu 360 Newton aufbringen, in alle anderen
Richtungen sind es immerhin noch 130 Newton.
Hinzu kommt ein Drehmoment von 10 Newtonmetern, das alleine durch die Belastbarkeit der
Sensorik limitiert ist. „Frank ist ein Einzelstück, das
in Bezug auf Größe und Reichweite speziell für unsere Anforderungen ausgelegt wurde“, sagt
Pastillé. „Der 6-Achsen-Knickarmroboter wird
normalerweise von einem Arbeitsplatz außerhalb
der Klimakammer gesteuert. Es gibt aber auch
einen Handbetrieb innerhalb der Kammer, mit
dem wir den Roboter für neue Aufgaben anlernen können.“
Sein Job besteht vor allem darin, Taster, Knöpfe oder Luftausströmer immer und immer wieder
zu betätigen – bei Klimaanlagen, Mittelkonsolen
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sowie Radios und Navigationssystemen. Dabei
stellt Frank fest, wie viel Kraft der Benutzer für die
Bedienung aufbringen muss. Fast noch wichtiger aber ist die Frage, ob die Bedienelemente
auch bei extremen Temperaturschwankungen
noch wie gewünscht funktionieren. „Viele Schalter und Knöpfe im Cockpit verändern ihre Eigenschaften bei Kälte oder Hitze“, erklärt Klenner. „Bei besonders niedrigen Temperaturen
kann es vorkommen, dass sie überhaupt nicht
mehr funktionieren. Ist es hingegen sehr heiß,
werden sie derart weich, dass die Haptik sehr darunter leidet.“
Probleme vermeiden, Exporteure
unterstützen
Genau solchen Problemen soll Frank auf die Spur
kommen, bevor sie bei Serienfahrzeugen auftreten. Darüber werden sich vor allem die Exporteure freuen: Während in Deutschland nur selten besonders hohe oder niedrige Temperaturen herrschen, sind klimatische Extreme in Regionen wie Skandinavien oder Südeuropa viel
häufiger. „Unter genau diesen Bedingungen
kann Frank die Bedienelemente im Dauerlaufversuch testen“, kommentiert Pastillé. „Das gibt
den Herstellern und den Exporteuren mehr Sicherheit.“
Bisher hat Frank alle Erwartungen voll erfüllt, die
Pastillé und sein Team in ihn gesetzt haben. „Er
ist seit August voll betriebsbereit und bis jetzt
haben wir keinen Schwachpunkt gefunden“, berichtet Pastillé. Das freut nicht nur den Testexperten, von Franks Zuverlässigkeit profitieren in Zukunft auch Autofahrer, deren Fahrzeuge bei Kälte und Hitze reibungslos funktionieren.
Kontakt:
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Entwickeln in der Wolke
Verteiltes Rechnen und Cloud-Computing beschleunigen
Entwicklungsprozesse bei IAV erheblich
ür aufwendige Optimierungsaufgaben und die Getriebesynthese setzt
IAV schon seit Jahren auf die Parallelisierung von Berechnungen. Das dabei gesammelte Wissen fließt seit 2010 in „Diconet“ ein – dahinter verbirgt sich ein Framework für die Verteilung von Anwendungen in
Rechnernetzen. Mithilfe dieses Cloud-Computings wird IAV in Zukunft noch bessere Ergebnisse in noch kürzerer Zeit erzielen.
F
Eine Aufgabe lässt sich schneller erledigen,
wenn möglichst viele sich daran beteiligen.
Das gilt nicht nur für Menschen, sondern auch
für Computer: Wenn es gelingt, besonders rechenintensive Probleme auf viele PCs zu
verteilen, sinkt die Zeit für ihre Bearbeitung
drastisch. Ein Beispiel für diesen Ansatz ist die
„EngineeringToolbox“ von IAV (siehe hierzu
den Artikel auf Seite 24) – ihr Modul „EngineeringToolbox Compute Network“ (ETCN)
verteilt schon seit 2007 aufwendige Optimierungsaufgaben auf zahlreiche Rechner im
IAV-Netzwerk. Damit ist ETCN ein früher Vertreter des Cloud-Computings, mit dem Physiker beispielsweise nach neuen Elementarteilchen jagen und das inzwischen auch in immer mehr Unternehmen eingesetzt wird.
„Zurzeit sind im ETCN zwischen 20 und 30
Personal-Computer und Server miteinander verbunden“, berichtet Thomas Reimer aus
der Prozessintegration bei IAV. „Die Rechenzeit sinkt mit der Zahl der zur Verfügung stehenden Prozessoren: Wenn wir beispielsweise 40 CPUs zur Verfügung haben, sind wir
ungefähr um den Faktor 40 schneller.“ Dass
die Anzahl der Prozessoren und die Rechengeschwindigkeit annähernd linear voneinander abhängen, ist zwar nahe liegend,
aber keine Selbstverständlichkeit: Dieser
Zusammenhang gilt nur, wenn der Verwaltungsaufwand für die Verteilung der Aufgaben und den Datentransfer (Overhead) so gering wie möglich ist.
Genau das haben Reimer und seine Kollegen
erreicht – nicht nur beim ETCN, sondern
auch für die Getriebesynthese. Dabei stehen
die Entwickler vor der schwierigen Aufgabe,
alle Bauteile und den Aufbau von Getrieben
mithilfe der Mathematik numerisch zu beschreiben. „Das ist extrem aufwendig, weil es
Milliarden bis Billionen verschiedener Varianten gibt“, rechnet Reimer vor. „Ein einzelner PC
würde dafür mehrere Monate bis Jahre benötigen.“
Die Getriebesynthese – eine
Jahrhundertaufgabe für einen
einzelnen PC
Weil kein Kunde so viel Zeit hat, verteilen die
IAV-Entwickler auch diese komplexe Aufgabe
seit 2008 auf möglichst viele Computer. Im
Gegensatz zum ETCN nutzen sie dafür aber
nicht die brachliegende Rechenkapazität ihrer Kollegen in einem losen Netzwerk, sondern
die geballte Rechenleistung eines Server-
clusters im IAV-Rechenzentrum. „Dort arbeiten permanent 128 CPU-Kerne an der Synthese neuer Getriebe“, so Reimer. „Dadurch
verkürzt sich die Rechenzeit auf einige Tage bis
wenige Wochen. Die konkrete Einsparung
hängt von der jeweiligen Aufgabe ab, im
Schnitt sind wir aber ungefähr um den Faktor
100 schneller.“
Schlimmer als die Suche nach der
Nadel im Heuhaufen
Im ersten Schritt erzeugen die Computer alle
mathematisch möglichen Kombinationen für
ein neues Getriebe. Danach folgt die Optimierung: Jetzt geht es darum, aus den geeigneten Strukturen die besten Varianten herauszusuchen. „Um diese Aufgaben und die
Verteilung auf möglichst viele Computer kümmert sich das Programm ,V-Gear’, das wir
selbst entwickelt haben“, so Reimer. „Beides
– die Software und der Hardware-Cluster – sind
einzigartige Entwicklungen von IAV.“
Um im Wettbewerb auch in Zukunft vorne zu
liegen, entwickeln Reimer und seine Kollegen seit 2010 das „Distributed Computing Network“ (Diconet). „In ,Diconet’ steckt unsere jahrelange Erfahrung aus der verteilten Getriebesynthese“, sagt Reimer. „Unser Ziel ist, eine
Softwarekomponente zu schaffen, mit deren
Hilfe wir eine Vielzahl von Berechnungen parallel abarbeiten können.“ „Diconet“ funktioniert
ähnlich wie ETCN und nutzt selbstständig
freie Rechenkapazitäten im IAV-Netzwerk.
Noch kürzere Entwicklungszeiten
bei geringeren Kosten
Als mögliche Einsatzgebiete von „Diconet“
nennt Reimer besonders komplexe Optimierungs- und Auslegungsaufgaben, Data-Mining oder Variantenanalysen: „In all diesen
Fällen wollen wir zu schnelleren Berechnungen
und damit kürzeren Entwicklungszeiten kommen, außerdem sparen wir Kosten durch die
Nutzung von günstiger Hardware.“ Um wie
13
viel sich die Rechenzeit im Einzelfall verkürzen
wird, lässt sich wegen der Verschiedenheit der
zusammengeschalteten Computer aber nicht
pauschal vorhersagen.
„Bei vergleichbaren Rechnern dürfte der Beschleunigungsfaktor in etwa der Zahl der zur
Verfügung stehenden CPUs entsprechen“,
so Reimer. „Wenn für eine Aufgabe besonders
viele Daten übertragen werden müssen, sinkt
dieser Faktor etwas, weil man auch die Übertragungszeit berücksichtigen muss.“ Eines ist
indes sicher: Dank der Unterstützung durch die
„Computerwolke“ werden die IAV-Entwickler
künftig noch schneller sein als bisher. Davon
profitieren Projekte aus den Bereichen Hybridund Elektrofahrzeuge ebenso wie Toleranzsimulationen und die mechanische Auslegung von Komponenten.
Kontakt:
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Partnerschaft in
schwierigen Zeiten
Die IAV-Tochter Consulting4Drive analysiert das Zukunftspotenzial von Zulieferern
ie große Krise ist vorbei. Wirklich? Leider nein: Noch immer kämpfen viele
Zulieferer mit den Folgen, und die Automobilhersteller wären gut beraten, ihre wichtigsten Lieferanten bei der Sanierung zu unterstützen. Dafür hat Consulting4Drive das
Konzept „Advanced Technical Due Diligence“
entwickelt.
D
Nach der Wirtschaftskrise im Jahr 2009 geht es
mit der Automobilindustrie wieder aufwärts.
Haupttreiber der rasanten Erholung sind die boomenden Automärkte in China, Brasilien und Indien sowie die partielle Erholung der Triademärkte NAFTA und Europa. Dennoch ist längst
nicht alles wieder wie zuvor: „Trotz dieser erfreulichen Entwicklung stieg in den Jahren
2010 und 2011 der Sanierungsbedarf bei den
europäischen Zulieferern an“, berichtet Verena
Seidel, Consultant bei der IAV-Tochter
Consulting4Drive (C4D). „Ursachen sind die
weiterhin geschwächte Liquiditätsstruktur, der
wieder merklich steigende Preisdruck durch die
Automobilkonzerne sowie die immer noch zurückhaltende Kreditvergabe der Banken.“
Erfolgsfaktoren sind
• Neuausrichtung des Produktportfolios
• Restrukturierung der Organisation
• Effizienzsteigerung in Engineering
und Produktion
• Aufbau von Technologiekompetenz
• Partnermodelle (Outsourcing,
Offshoring …)
• Optimierung von Einkauf und
Sourcing
• Optimierung des Vertriebs
Der Markt verlangt nach zukunftsweisenden Technologien
Dabei wären gerade jetzt liquide Mittel für Investitionen gefragt, denn der Markt verlangt
nach zukunftsweisenden Technologien wie
neuen Antriebskonzepten sowie nach Innovationen in den Bereichen Fahrzeugelektronik
und Leichtbau. „Im Moment sind viele dieser Zukunftstechnologien noch in einem sehr frühen
Entwicklungsstadium, zum Beispiel die Herstellung von Komponenten aus KohlefaserVerbundwerkstoffen“, erklärt Seidel. „Zulieferer,
die heute hohe Investitionen in Forschung und
Entwicklung tätigen, könnten sich eine herausragende Wettbewerbsposition sichern.“
Ohne solche Investitionen dürfte es europäischen Zulieferern hingegen schwerfallen, dem
internationalen Wettbewerbsdruck auf dem
Automobilmarkt langfristig standzuhalten.
Genau hier liegt aber das Problem: „Viele Zulieferunternehmen sind während der Krise an
den Rand der Insolvenz geraten“, sagt Seidel. „Finanzielle Mittel für Investitionen in neue Technologiekompetenzen oder für die Erweiterung
von Kapazitäten, insbesondere in den Wachstumsmärkten, fehlen jetzt.“ Die Folgen könnten
für die Automobilhersteller äußerst unangenehm sein: Verkäufe oder Zusammenschlüsse
von Zulieferern, im schlimmsten Fall sogar Insolvenzen. Das ist ein Horrorszenario für jeden
OEM, weil der Ausfall von Lieferanten extrem geschäftsschädigend und mit hohen Kosten verbunden sein kann.
Hersteller sollten die Sanierung von
Lieferanten unterstützen
Aber diese Entwicklung ist kein unabwendbares Schicksal – Lieferanten und Hersteller haben die Möglichkeit, gemeinsam die Liefersicherheit zu garantieren. Schon während des
Höhepunkts der Krise haben OEMs ihren wichtigsten Partnern finanziell unter die Arme gegriffen und so eine weitgehend ungestörte Produktion sichergestellt. „Das macht nach wie vor
Sinn“, so Seidel. „Wegen der prekären Finanzlage vieler Unternehmen sollten die Automobilhersteller auch jetzt noch die Sanierung ihrer Zulieferer unterstützen und mithilfe von
Partnern aktiv fördern.“
Grundlage dafür ist eine Bewertung des Zulieferers im Rahmen einer Insolvenz oder einer
Kreditvergabe. C4D hat dafür das Konzept
„Advanced Technical Due Diligence“ (ATDD)
entwickelt: ATDD ergänzt die klassischen Bewertungsmethoden, die sich fast ausschließlich an der Finanzlage eines Unternehmens orientieren. Darüber hinaus gehend spielen bei
ATDD auch technologische Fragen eine wichtige Rolle: Was sind die wichtigsten Trends? Wie
muss sich die Produkt- und Technologiestrategie eines Lieferanten verändern, damit er für
die Zukunft gut aufgestellt ist?
Voraussetzung für eine erfolgreiche Umsetzung
neuer Konzepte ist eine besondere Produktund Technologienähe aller Beteiligten – und genau an dieser Stelle kommen C4D und IAV mit
ihrem umfangreichen Automobil-Know-how
ins Spiel: „Auf die Automobilindustrie spezialisierte Beratungen mit den Schwerpunkten
Markt, Technik und Produkte sind eine vielversprechende Ergänzung zu den klassischen
Consultants, die eher an den Finanzen orientiert sind“, argumentiert Seidel. „Im Unterschied zu anderen Unternehmensberatungen
können wir fundierte Einschätzungen zu branchenspezifischen Potenzialen und Risiken abgeben. Und wir können das Umsetzungstempo und die möglichen Quick Wins besser beurteilen.“
Technologischer Vorsprung sichert
das Überleben
Und worauf kommt es am meisten an? „Die Erfolgsfaktoren für den Turnaround sind eine
realistische Einschätzung der spezifischen
Potenziale und Risiken innerhalb des Unter-
nehmens sowie die Definition von Maßnahmen
zur Steigerung von Absatz und Qualität bei
gleichzeitiger Senkung der Kosten“, fasst Seidel zusammen und gibt den Lieferanten eine
klare Empfehlung: „Das Ziel jedes Zulieferers
muss sein, den Automobilherstellern immer einen Schritt voraus zu sein, denn nur so können
sie überleben: Wenn Zulieferer der Produktstrategie der OEMs nicht folgen können, haben
sie keine Chance mehr, auf diesem Markt zu bestehen.“
Kontakt:
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Technische Due-Diligence ist ein ergänzender Erfolgsfaktor, liefert fundierte Eingangsparameter
und steigert die Liefersicherheit für die OEMs
Zieldefinition
Risikoindikation
Entscheidung
Unterstützungsangebot
Sanierungsform (z. B. über Treuhand)
Sanierungsfähigkeitsprüfung
Sanierungskonzept
Genehmigung
Abstimmung
Sanierungskonzept
Umsetzung des
Sanierungsplans
Hebung „Quick Wins“
•
•
•
•
Ursachenanalyse
Maßnahmenplanung
Umsetzbarkeit
Potenzialbewertung
• Begleitung und
Umsetzung der
Maßnahmen
Vorteil durch AutomotiveKnow-how und starke
Vernetzung mit OEMs
Marktpotenziale
erkennen
Technische
Due-Diligence
15
Marktpotenziale heben
Kosten senken
Qualität steigern
Fokussiert auf die Automobilbranche ist die Consulting4Drive im automobilen Umfeld eine Erfolg
versprechende Ergänzung zu finanzorientierten Unternehmensberatungen
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Projekte | automotion
Motocross mit
der E-Maschine
IAV-Mitarbeiter bauten in Eigeninitiative ein Elektromotorrad
für Motocross-Wettbewerbe
ährend des 3. Deutschen ElektroMobil Kongresses am 8. und 9. Juni in
Bonn stand auf dem IAV-Pavillon auch
ein Motorrad im Mittelpunkt des Interesses.
Allerdings war es keine gewöhnliche Motocross-Maschine: Statt mit einem Verbrennungsmotor war sie mit einem Elektromotor und
einer Leistungsbatterie ausgestattet.
W
Das Besondere an diesem E-Bike: Es ist nicht das
Ergebnis jahrelanger Entwicklungsarbeit eines renommierten Herstellers, sondern wurde von vier
motorradbegeisterten IAV-Mitarbeitern quasi in
Wochenendarbeit zusammengebaut. „Die Idee
war es, ein E-Motorrad zu bauen, das leistungsmäßig mit Motocross-Maschinen der Weltklasse,
die von einem Verbrennungsmotor angetrieben
werden, mithalten kann“, berichtet Jean
Wagner-Douglas, Leiter Projekte und
Flottenbetrieb E-Fahrzeuge bei IAV
und einer der Initiatoren. „Uns standen
jedoch nur bescheidene finanzielle Mittel zur
Verfügung. Glücklicherweise zeigte sich der Hersteller Husqvarna sehr interessiert am Projekt und
spendierte uns zwei Motocross-Maschinen vom
Typ TC 250. Die Teile für den E-Antrieb konnten
wir auf dem Markt erwerben.“
Die E-Maschine ist ein Agni-Motor, der etwa
30 kW Maximalleistung über 5 Sekunden erreicht. Die Batteriezellen wurden vom Hersteller
OMT geliefert; die 24 LiFePO4-Zellen à 42 Ah sorgen für eine Batterieleistung von 3,3 kWh – ausreichend für rund eine Stunde Fahrtzeit mit
80 km/h. „Die Leistungselektronik mitsamt Steuergerät, Software und Batteriemanagementsystem beruhen dagegen auf Entwicklungen von
IAV,“ so Jean Wagner-Douglas. „Den für einen EAntrieb überflüssigen Auspuff
haben wir ein wenig zweckentfremdet und darin
platzsparend die ganze Sicherheitselektronik
untergebracht.“
Rund ein Jahr lang tüftelten die IAV-Biker fast jedes Wochenende am E-Antrieb, bevor die Maschine im Juni 2011 erstmals auf der Teststrecke
ihre Leistungsfähigkeit zeigen konnte. „Sie ist
noch nicht wettbewerbsfähig, da der Batteriekasten nicht geländefest und das Gewicht der Maschine mit 120 Kilogramm zu hoch ist,“ erklärt
Jean Wagner-Douglas. Deshalb ist geplant, das
zweite von Husqvarna gelieferte Motorrad mit einem durchschlagsicheren Batteriekasten und
Leichtbauteilen aus Karbon auszustatten. Da die
Batterie derzeit noch überdimensioniert ist, soll
eine Reduzierung der Batteriezellen eine zusätzliche Gewichtseinsparung bringen.
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automotion | Projekte
17
Simulink-Modelle: ohne Umweg
in das Motorsteuergerät
Das offene Protokoll XETK eröffnet Entwicklern völlig neue Möglichkeiten
it dem XETK erweitert ETAS seinen
seit vielen Jahren etablierten Emulator-Tastkopf (ETK) um ein neues
Schnittstellenkonzept und eröffnet den IAVEntwicklern neue Möglichkeiten, bestehende
Methoden und Prozesse online mit dem
Steuergerät zu verknüpfen.
Neben dem freien XCP-Protokoll sind mit dem
XETK neue Übertragungskanäle nutzbar, die es
erlauben, mit bis zu vier verschiedenen Softwareanwendungen eines Host-Rechners auf
das Steuergerät zuzugreifen. „Da der XETK
über eine Ethernet-Schnittstelle verfügt, entfällt das beim alten ETK zwingend erforderliche
PC-Interface-Modul, wodurch sich der XETK direkt mit dem PC verbinden lässt“, so Kuppe. „Auf
Basis dieser Freiheiten verknüpfen wir MATLAB/Simulink über einen Bypass direkt mit
dem Steuergerät. Dabei greift der XCP-Master
auf dem Host-Rechner mittels XETK direkt lesend und schreibend auf die Steuergerätegrößen zu.“
M
Seit einigen Jahren entwickelt Stefan Kuppe bei
IAV neue Softwarealgorithmen für Dieselmotorsteuergeräte. Hierfür benötigt er OnlineZugriff auf Steuergerätegrößen wie Drehzahl,
Einspritzmenge oder Luftmasse. Bisher nutzt
Kuppe dafür den ETK von ETAS: „Der ETK ist
durch seine große Bandbreite bei Mess- und
Verstelldaten ein gutes Werkzeug. Leider war
die Einbindung in eigene Toolketten durch das
proprietäre Übertragungsprotokoll nicht möglich.“ Mit XETK setzt ETAS nun auf das offene
Übertragungsprotokoll XCP. „Dadurch können
wir unsere Entwicklungstools wie MiL-DeskRP
direkt mit dem Steuergerät im Fahrzeug verknüpfen“, freut sich Kuppe.
„Aktuell arbeiten wir an der Erweiterung unserer eigenen Kette von Entwicklungstools, um die
Möglichkeiten des XETK voll auszuschöpfen“,
sagt Kuppe. „Künftig wird es möglich sein, Änderungen an einem Simulink-Modell direkt mit
dem Steuergerät zu verknüpfen und auszuführen. Darüber hinaus generieren wir EXE-
Dateien aus den Funktionsmodellen, die ohne
zusätzliche Tools lauffähig sind. Das kompilierte
Bypassmodell greift wie in der Simulink-Umgebung lesend und schreibend auf den XETK
zu. Zusätzlich lässt sich mit einer Kalibriersoftware auf Messwerte und Parameter des
Steuergeräts zugreifen.“
Mit der neuen XETK-Technik steigert IAV die Effizienz der Softwareentwicklung und ermöglicht
den Entwicklern, schnell und flexibel auf neue
Anforderungen zu reagieren – die Performance
des ETK wird mit den Freiheiten des offenen
XCP-Standards vereint. Die Grafik zeigt drei
Möglichkeiten, wie die IAV-Softwareentwickler
ohne zusätzliche Tools auf das Steuergerät zugreifen: aus Simulink, als Executable für den PC
und direkt für ein echtzeitfähiges Target mit flexiblen I/O-Schnittstellen.
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IAV-MiL-DeskRP-Toolchain
XCP-Master
Setup II
IAV-MiL-Desk EXE
XCP-Master
PC
Steuergerät mit XETK
4 x XCP-Slave
parallel
Setup III
zusätzliche I/O
MiL-DeskRP
XCP-Master
IAV-MiL-DeskRP
Automatisierung/CaliAV
MATLAB/Simulink
Applikationstool/INCA
Setup I
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Elektromobilität
Projekte
| automotion
| automotion
Der Alleskönner für
spezielle Aufgaben
Ein Standardtool für Visualisierung und Postprozess: die IAV-Entwicklung „V-SiTE“
ersuche und Simulationen liefern
ständig große Mengen an Daten. Das
IAV-Werkzeug „V-SiTE“ ist ein Auswertungstool, das Berechnungs- und Versuchsdaten zusammenführt und dem Entwickler einen Überblick über Funktionen für
die Analyse und den Postprozess zur Verfügung stellt.
V
Das Ziel bei der Entwicklung von „V-SiTE“ war
klar: Die Nutzer sollten in die Lage versetzt werden, standardisierte Auswertungen mit möglichst wenig Aufwand durchzuführen. Hinzu
kam der Wunsch, Versuchs- und Simulationsdaten in einem Werkzeug zusammenzuführen.
Schließlich sollte das gesammelte Wissen
auch für spätere Projekte noch zur Verfügung
stehen. Daher ist „V-SiTE“ an den IAV-Wissensspeicher angeschlossen, in dem neben
den Ergebnissen von Versuchen und Berechnungen auch zahlreiche Informationen über
Motoren und andere Fahrzeugkomponenten
abgelegt sind.
Standardaufgaben schnell und
automatisiert erledigen
Mithilfe von „V-SiTE“ kann ein Entwickler viele
Standardaufgaben schnell und automatisiert erledigen – zum Beispiel Untersuchungen zum
Buchsenverzug mit dem Modul „CyLA“: „Hier liefert eine Messmaschine mithilfe eines Fühlers
dreidimensionale Informationen über die Zylinderlaufbuchse“, erklärt der Mathematiker Steffen
Kux. „Hinzu kommen Simulationsdaten, beispielsweise von der Zylinderbuchse.“ Für seine
Untersuchungen muss der Entwickler die Informationen aus den Messungen und der Simulation optisch aufbereiten. Dabei unterstützt
ihn das Programm und liefert 2-D- oder 3-DGrafiken auf Basis der Mess- und Berechnungsdaten.
„CyLA“ kann aber noch mehr: Die integrierte Fourier-Analyse liefert Informationen über den
Buchsenverzug. „Aufgrund der Fourier-Koeffizienten können wir Aussagen über die Exzentrizität und die Verformung der Buchse machen“,
so Kux. „Weitere Informationen können wir verschiedenen Schnitten entnehmen, die das Programm darstellen kann – zum Beispiel Höhenschichten und Mantellinien.“ Zahlreiche Schnittstellen sorgen dafür, dass die Dateien von
Messmaschinen und Berechnungsdaten problemlos in „V-SiTE“ importiert werden können.
Für den Export der grafischen Darstellungen und
der erzeugten Tabellen gibt es ebenfalls zahlreiche Möglichkeiten. „CyLA“ unterstützt den
Nutzer nicht nur beim Phänomen Buchsenverzug, sondern kann auch für die Analyse der Lagergassen- und Ventilführungsverformung eingesetzt werden.
Verschleiß und Dichtungen im Blick
Zu den Modulen von „V-SiTE“ gehört auch
„CaWe/ExWe“, mit dem sich der Verschleiß von
Nocken- und Exzenterwellen auswerten lässt.
Dafür messen die Entwickler die Konturen der
Komponenten vor und nach einem DauerlaufVersuch. Wenn sie die Daten der Messungen
übereinanderlegen, können sie erkennen, wo die
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Ein Diagramm sagt mehr als tausend Worte –
„V-SiTE“ macht Informationen sichtbar
Einfache Auswertung
Viele Aufgaben kehren im Entwickleralltag immer wieder. Statt sie jedesmal aufs Neue manuell zu starten,
nutzen IAV-Ingenieure „V-SiTE“.
Abnutzung am größten ist. „CaWe/ExWe“ liefert
zahlreiche Grafiken und Diagramme, aus denen
der Nutzer den Verschleiß detailliert ablesen
kann. Auf Knopfdruck generiert das Tool automatisch einen Bericht als PDF-Datei.
Zu den wichtigen Fragen während eines Entwicklungsprojektes gehört auch die Zuverlässigkeit von Dichtungen, zum Beispiel am Zylinderkopf. Hier kommt das Modul „CySE“ ins
Spiel, das Informationen über die Dichtungspressung und die Dichtspaltschwingung liefert.
„So kann der Entwickler beispielsweise sehen,
wie sich die Zylinderkopf-Dichtung durch die Verschraubung verformt“, berichtet Kux. „Hierbei
übernimmt „V-SiTE“ den Postprozess für Daten
aus FEM-Simulationen und stellt die Ergebnisse in Diagrammen dar.“
Allgemeiner Postprozess
Für die Visualisierung genereller Simulationsund Versuchsdaten ist das Modul „JPPX“ im
allgemeinen Postprozess zuständig: Es ist
bereits in viele „V-SiTE“-Module, Simulationsprogramme sowie die EngineeringToolbox
(siehe Artikel auf Seite 21) integriert und liefert Diagramme aller Art – zwei- und dreidimensional, mit kartesischen und Polarkoordinaten, als Torten, Punktwolken, Flächen
oder Höhenlinien. Hier sind den Möglichkeiten
fast keine Grenzen gesetzt.
„V-SiTE“ bewährt sich
schon seit 2004
„Natürlich könnte ein Entwickler sämtliche
Schritte auch von Hand durchführen“, sagt Kux.
„In der Praxis erweist sich das aber als aufwendig und fehleranfällig. Und weil bei der Entwicklung immer wiederkehrende Aufgaben zu
erledigen sind, haben wir „V-SiTE“ eingeführt
– ein allgemeines Auswertungstool für spezielle Aufgaben.“ Neben den schon vorgestellten Modulen besitzt das Programm auch
Funktionen für die Analyse der Öldruckunterschreitung („OPC“) sowie der Lastkollektivanalyse („LSA“).
Die Software ist bereits seit 2004 im Einsatz
und wird inzwischen auch von IAV-Kunden genutzt. Natürlich gibt es auf dem Markt auch andere kommerzielle Softwarewerkzeuge, die
viele der Aufgaben von „V-SiTE“ übernehmen könnten. „Sie sind in der Regel aber aufwendiger zu bedienen, weil sie nicht speziell
für unsere Anforderungen entwickelt wurden“, erklärt Kux. „Mit ,V-SiTE’ können wir die
immer gleichen Auswertungen mit minimalem
Aufwand durchführen.“ Das sorgt für reproduzierbare Abläufe und macht Vergleiche besonders einfach: Weil alle Ergebnisse im IAVWissensspeicher abgelegt werden, können die
Entwickler frühere Resultate als Benchmark
nutzen, ihre aktuellen Ergebnisse auf ihre
Plausibilität hin untersuchen und Expertenwissen ableiten.
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Einfach zu bedienen soll sie sein – die „EasyDoE-Toolsuite“ von IAV. Daher haben die
Entwickler bei der neuen Version großen
Wert auf die Benutzerschnittstelle gelegt.
21
Ausdauer, Akribie und Automatisierung:
der lange Weg zur Perfektion
Bei selbst geschriebenen Entwicklungstools setzt IAV auf
Automatisierungssoftware
m zweiten Quartal 2012 wird Version 1.3
der „EasyDoE-Toolsuite“ veröffentlicht.
Bei der Implementierung neuer Funktionen haben die Entwickler von IAV großen
Wert auf umfangreiche Tests gelegt. Das Tool
„Marathon“ nahm dabei die Benutzerschnittstelle intensiv unter die Lupe.
I
Seit 2008 unterstützt die „EasyDoE-Toolsuite“ IAV-Entwickler und -Kunden bei der
Applikation auf Grundlage von „Design of Experiments“ (DoE). Die Software nutzt Java für
die Benutzerschnittstelle und das Datenmanagement, während die mathematischen Algorithmen größtenteils von MATLAB abgearbeitet werden (siehe Artikel in automotion
2-09).
An der Weiterentwicklung des Programms arbeiten mehrere Entwickler. Neue Ideen testen
sie zunächst als einfache Skripte und erst
wenn die neuen Features sich bewährt haben,
können sie Teil der Toolsuite werden. „Dabei haben wir immer unseren Anspruch im Hinterkopf, ein professionelles Produkt zu entwickeln“, sagt Dr. Bernhard Auer, Entwickler fürAnwendungssoftware. „Gleichzeitig können wir
die Software aber nicht wirklich restlos testen,
weil der Aufwand hierfür buchstäblich astronomisch wäre.“
schnittstelle gelegt“, berichtet Auer. „Uns war
es wichtig zu wissen, wie die Nutzer vorgehen
und ob das User-Interface richtig reagiert.“
Software in der Testklammer
„Marathon“ testet die Benutzerschnittstelle
Darum picken sich die Experten beim Testen
die strategisch wichtigen Teile der Software
heraus und vergleichen in einer „Testklammer“
deren Resultate mit den vorgegeben Sollwerten. „Je kleiner der untersuchte Teil ist,
desto detaillierter testen wir“, erklärt Auer.
„Zugleich müssen wir aber auch darauf achten, dass die Module korrekt zusammenarbeiten.“ Aus diesem Grund werden die Testklammern im Lauf der Entwicklung immer
umfangreicher, bis am Ende die gesamte
Software auf den Prüfstand kommt.
So gingen Auer und seine Kollegen auch vor,
um die neuen Features der Version 1.3 zu testen, die im zweiten Quartal 2012 veröffentlicht
werden soll und die Neuerungen wie einen verringerten Speicherplatzbedarf, neue Bibliotheken für die grafische Darstellung und optimierte interne Datenstrukturen enthält. „Dabei haben wir großen Wert auf die Benutzer-
Bei der Fehlersuche wurde das Team von
„Marathon“ unterstützt, einer Open-SourceSoftware, die an die Bedürfnisse von IAV angepasst wurde und Hunderte Testfälle automatisch – auch über Nacht – abarbeiten kann.
Zudem ist die Software „intelligent“ und wartet beispielsweise das Ende eines laufenden
Prozesses ab, bevor sie neue Mausklicks absetzt. „Früher mussten wir das alles von Hand
machen“, sagt Auer. „Das ist aufwendig und ermüdend – menschliche Tester übersehen
daher vieles.“ Dank „Marathon“ ist das bei
der neuen Version der „EasyDoE-Toolsuite“
kein Problem mehr: Sie wurde frühzeitig intensiv getestet, und Auer ist sich sicher, wieder ein professionelles Werkzeug für Entwickler anbieten zu können.
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Testen mit System
und Augenmaß
IAV-Tool erzeugt automatisch Testfälle und verbessert den
Software-Entwicklungsprozess
oftware muss so frühzeitig wie möglich getestet werden – allerdings ist es
eine langwierige Angelegenheit, Testfälle von Hand zu erzeugen. IAV setzt daher
das selbst entwickelte Werkzeug „MOTCaseX“ ein, das nicht nur die Testingenieure entlastet, sondern auch zu reproduzierbaren und
vollständigen Ergebnissen führt.
S
– denn je später Fehler zutage treten, desto
aufwendiger ist ihre Beseitigung.
„MOTCase-X“ liefert automatisch
Testfälle für Modultests
Beim Testen von Software müssen die Entwickler vor allem auf zwei Aspekte achten: Einerseits soll jedes Programm so fehlerfrei
wie möglich sein, andererseits darf der Aufwand für die unvermeidlichen Tests nicht zu
groß werden. Insbesondere bei der Software
für Steuergeräte bringt das gelegentlich ein Dilemma mit sich, denn hier sind Fehler besonders problematisch. „Wenn ein PC abstürzt, ist
das zwar ärgerlich, aber meist nicht kritisch“,
erklärt Dr. Thomas Hermes, Softwarefachreferent bei IAV. „Wenn hingegen der Motor ungewollt beschleunigt, kann es schnell gefährlich werden.“
Aus diesem Grund führen Hermes und seine
Kollegen „Modultests“ durch – isolierte Tests
einzelner Softwarefunktionen in einer speziellen Testumgebung, lange bevor das Programm komplett fertiggestellt wurde. „Diese
Modultests können aber mehrere Tausend
Testfälle umfassen“, berichtet Hermes. „Es
bietet sich also an, die Testfälle automatisch
mithilfe eines Tools zu erstellen.“ Dafür setzt
IAV seit 2007 das selbst entwickelte Werkzeug
„MOTCase-X“ ein, das aus Simulink-Modellen
selbstständig Testfälle erzeugt. Hier zeigt sich
einer der Vorteile der modellbasierten Softwareentwicklung: Das Modell ist nicht nur die
Grundlage, um automatisch Codes zu generieren, aus ihm lassen sich auch die dazugehörigen Testfälle erzeugen.
Rigorose Tests sind also unverzichtbar, dürfen
aber nicht zu viel Zeit kosten. Die Entwickler
müssen deshalb entscheiden, zu welchem
Zeitpunkt und wie gründlich sie ihre Programme unter die Lupe nehmen. „Es ist unmöglich, alle Funktionen mit sämtlichen möglichen Kombinationen von Eingangswerten zu
testen“, so Hermes. „Die Kunst besteht darin,
sinnvolle Testfälle auszuwählen, die aber dennoch den Code so vollständig wie möglich
überprüfen.“ Hinzu kommt der Wunsch, mit
dem Testen so früh wie möglich zu beginnen
So hilft „MOTCase-X“ wertvolle Zeit zu sparen:
„Früher hat ein Testingenieur einige Wochen
gebraucht, um die Testfälle zu erstellen“, erinnert sich Hermes. „Heute macht unser Tool das
innerhalb weniger Stunden für uns.“ Dabei
definiert „MOTCase-X“ für jeden Block eines
Simulink-Modells das Vorgehen beim Testen,
inklusive typischer Werte für die Eingangssignale. „So können wir eine Vielzahl von Testfällen schnell und automatisch erzeugen“,
sagt Hermes. „Und wir können die Tests nach
Änderungen des Modells zeitnah wiederholen,
sodass wir schon in einer frühen Phase der
Softwareentwicklung mögliche Probleme erkennen.“ Dabei kommt den Testern zugute,
dass „MOTCase-X“ reproduzierbare Testfälle
erzeugt, in denen keine zufälligen Werte vorkommen. Jede neue Modulversion kann also
den exakt gleichen Tests unterzogen werden.
Die Testfälle sind vollständig und
unabhängig
Wichtig ist aber auch, dass die Tests so vollständig wie möglich sind. „Bei Programmcodes wäre ein mögliches Kriterium für die Vollständigkeit, dass man jede Anweisung mindestens einmal ausführt“, so Hermes. „Beim
modellbasierten Entwicklungsprozess definieren wir die Abdeckung über die Modelle, weil
der Entwickler am Modell arbeitet und den erzeugten Code in der Regel nicht kennt. In
„MOTCase-X“ existiert deshalb für jeden Blocktyp ein Algorithmus, der automatisch geeignete Testvektoren und -sequenzen für diesen
Block generiert.“
Unabhängig von Modellierungstool
und Codegenerator
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Unabhängigkeit der Ergebnisse: Fehler können
auch entstehen, weil das Tool für die Modellierung oder der Codegenerator nicht korrekt
arbeiten. Daher sollten die Testvektoren unabhängig von der Codegenerierung und -ausführung erzeugt werden. „,MOTCase-X’ arbeitet völlig unabhängig von unseren anderen
23
Früher brauchte ein Testingenieur Wochen, um
Testfälle zu definieren – das IAV-Tool „MOTCase-X“
erledigt diese Aufgabe heute in wenigen Stunden
Werkzeugen“, sagt Hermes. „Die einzige
Schnittstelle zu MATLAB/Simulink ist die Datei, aus der wir das Modell auslesen. Außerdem
setzen wir für die Erzeugung der Testfälle
keinen Codegenerator ein.“
und benutzerdefinierte Blöcke in Simulink anpassen, sodass künftige Erweiterungen berücksichtigt werden können.
„MOTCase-X“ liefert darüber hinaus auch für
jeden Testfall die Regeln, aufgrund derer er erzeugt wurde – so ist die Nachvollziehbarkeit gewährleistet. Und schließlich lässt sich das
Tool an bisher noch nicht definierte Blocksets
Trotz aller Vorteile von „MOTCase-X“ – den
Testingenieuren wird die Arbeit auch in Zukunft
nicht ausgehen. „Sie müssen auch weiterhin
darauf achten, dass in den Testfällen alle Anforderungen an die Software geprüft werden
Konzentration aufs Wesentliche
und gegebenenfalls selbst fehlende Testfälle
ergänzen“, sagt Hermes. „Dafür nimmt ihnen
,MOTCase-X’ die stupide Routinearbeit ab,
Tausende Testfälle zu entwerfen und zu programmieren.“
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Der Entwicklungshelfer
„EngineeringToolbox“: der universelle IAV-Werkzeugkoffer für Optimierung,
Analyse und Auslegungsaufgaben
ie „EngineeringToolbox“ ist ein Portal,
über das IAV-Entwickler Zugriff auf zahlreiche integrierte Funktionen und die unterschiedlichsten Softwarewerkzeuge haben.
Das Programm ermöglicht einen standardisierten und fehlerfreien Workflow, unterstützt bei der
multikriteriellen Optimierung und Variantenanalyse und erlaubt die parallele Berechnung auf gekoppelten Computern.
D
„Zunächst haben alle Entwickler mithilfe der
,EngineeringToolbox’ (ET) Zugriff auf eine große
Zahl von Entwicklungswerkzeugen – darunter
sind sowohl kommerzielle Tools als auch Eigenentwicklungen von IAV“, erklärt Steffen Kux,
Softwareentwickler in der IAV-Abteilung Prozesse. „Treiberprogramme übernehmen die Kommunikation zwischen den Tools und der ,EngineeringToolbox’. So können die Kollegen einfach
auf eine ganze Palette von Werkzeugen zugreifen und benötigen dafür auch keine Administratorenrechte mehr.“ Darüber hinaus sind in der
ET auch eigene Funktionen inmultikriterielle
Optimierung, die mathematische Entscheidungsunterstützung und die funktionsorientierte Toleranzanalyse. Die Erweiterung des
Portals um neue Programme und Funktionen
ist völlig unproblematisch.
Die zahlreichen Features der ET sind auf mehrere
Module verteilt: Das Modul „Workflow“ ist bei gekoppelten Simulationen besonders nützlich,
weil es die Arbeit mehrerer Simulationswerkzeuge koordiniert. „Wenn ein Entwickler beispielsweise die Nockenwellen-Lagerkraft berechnen will, muss er auch die Kräfte im Ventilund Steuertrieb simulieren“, so Kux. „Natürlich
kann er die einzelnen Programme alle von Hand
aufrufen – dank der ,EngineeringToolbox’ lassen
sich solche immer wiederkehrenden Abläufe aber
als fester Workflow definieren, der dann automatisch abläuft. Das spart Zeit und hilft Fehler zu
vermeiden.“
Multikriterielle Optimierung
im Computerverbund
Das Modul „Optimierung“ (ET.UNO) eignet sich für
alle technischen Probleme, die sich durch Parameter beschreiben lassen. Als Beispiel nennt Kux
einen Kettentrieb, dessen Schiene eine optimierte Geometrie bekommen soll: „Dabei gehen
wir von einer Startgeometrie aus und simulieren
als Zielfunktionen geometrische Kennzahlen,
auftretende Kräfte und Reibungsleistung im
Kettentrieb“, berichtet der Mathematiker. „Mit Optimierungsverfahren suchen wir dann veränderte Geometrien und berechnen abermals die
Zielfunktionen, bis wir ein Optimum oder geeignete Kompromisse gefunden haben.“ Dabei
stehen den Entwicklern verschiedene Verfahren
zur Verfügung, darunter Gradientenverfahren, genetische Algorithmen, Partikelschwarmoptimierung und adaptive Ersatzmodellverfahren. Sie
liefern auch bei multikriteriellen Optimierungsaufgaben mit gegenläufigen Parametern wertvolle Informationen, die Entwicklungsentscheidungen unterstützen.
Insbesondere bei der Optimierung und der
Variantenanalyse (ET.AVA) kann ein weiteres ETModul wertvolle Hilfe leisten: Das „ET-ComputeNetwork“ (ETCN) koppelt mehrere Computer –
Server oder Arbeitsplatzrechner – miteinander,
sodass sich viele Alternativen parallel berechnen
lassen. „Besonders bei aufwendigen Funktionsauswertungen können wir auf diese Weise die
Rechenzeit deutlich verkürzen“, so Kux. „Die
25
Wie im Werkzeugkoffer: Mit der
„EngineeringToolbox“ haben Entwickler
komfortablen Zugriff auf viele Tools
Nutzer der vernetzten Computer merken davon
nichts, weil wir nur die ohnehin brachliegende
Rechenkapazität nutzen.“
Toleranzuntersuchungen und mathematische Entscheidungsunterstützung
Das Modul „Funktionsorientierte Toleranzanalyse“ (ET.TSR) untersucht die Einflüsse von Toleranzen auf die Funktion von Komponenten. „Wir
können beispielsweise die Parameter eines Kettentriebes mit Toleranzen belegen und berechnen, welchen Einfluss sie auf die Funktionsweise des Spannsystems haben“, erklärt Kux. „Dabei können wir die maximal möglichen Abweichungen vom Sollwert betrachten und die Aus-
fallrate während der Produktion abschätzen
oder wir belegen die Parameter mit einer statistischen Verteilung und berechnen die Verteilung
der Fehler.“
Am Ende von Berechnungen, Messungen oder
Optimierungen sind die Entwickler oft mit einer
großen Zahl von Varianten konfrontiert und
müssen sich für den bestmöglichen Kompromiss
entscheiden. Auch dabei hilft ihnen die ET: Das
Modul „Mathematische Entscheidungsunterstützung“ (ET.MCA) ist eine IAV-Eigenentwicklung,
die mithilfe von grafischen Darstellungen, mathematischen Sortieralgorithmen und statistischen Analysen diejenige Variante bestimmt, die
am besten zu den Vorgaben passt.
Die ET ist auch bei IAV-Kunden
im Einsatz
Die „EngineeringToolbox“ wird seit zehn Jahren
entwickelt und ständig verbessert. Eine umfangreiche Onlinedokumentation erklärt die
theoretischen Grundlagen und die Programmfunktionen. Heute ist die Software nicht nur bei
IAV, sondern auch bei Kunden im Einsatz. Das
Portal läuft auf den Betriebssystemen Windows
und Linux. Auf Anfrage kann es auch auf andere
Hard- und Softwareumgebungen portiert werden.
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An der Entwicklung einer Wählhebel-Software
arbeiten zwei bis drei Ingenieure ein ganzes Jahr,
denn das Endprodukt muss absolut fehlerfrei sein
as macht die Entwicklung einer Seriensoftware so aufwendig und teuer? Welchen Einfluss haben sicherheitsrelevante Funktionen? Kann man über
Standardmethoden und Automatisierung Synergien erhalten? Das Beispiel der SoftwareEntwicklung für einen Automatikwählhebel zeigt
die Komplexität der Aufgabe.
W
Immer mehr elektronische Funktionen und Systeme nehmen direkten Einfluss auf das Verhalten
von Fahrzeugen, zum Beispiel die elektrische
Lenkung, der Gangwahlschalter oder das Batteriemanagementsystem. Damit erhöht sich nicht
nur die Komplexität der Entwicklungsprojekte,
auch die Passagiere sind durch mögliche Fehlfunktionen gefährdet. Funktionale Sicherheit hat
daher oberste Priorität, wie das Beispiel eines Automatikwählhebels zeigt.
„Die gesamte Entwicklung eines Wählhebels ist
sehr aufwendig, weil einige Funktionen sicherheitsrelevant sind“, erklärt Marko Meyer, Teamleiter
Embedded System Software. „Das Steuergerät
muss nicht nur absolut zuverlässig die vom Fahrer eingestellte Wählhebelposition erkennen und
ausgeben, auch die Anzeige darf unter keinen Umständen von der eingelegten Fahrstufe abweichen.“
Anforderungsmanagement – der
Grundstein für eine erfolgreiche
Entwicklung
An dieser vermeintlich einfachen Aufgabe arbeiten zwei bis drei Mitarbeiter ein ganzes Jahr.
Die Herausforderungen beginnen schon ganz
zum Anfang des Entwicklungsprozesses:
Meyer und sein Team erarbeiten gemeinsam mit
dem Kunden alle Anforderungen aus den Lastenheften des Fahrzeugherstellers. Diese Anforderungen werden durch die Entwickler in
eine Softwarespezifikation überführt, die während
der kompletten Projektlaufzeit mehrfach angepasst und erweitert wird. Danach wird die Softwarearchitektur mit einer geeigneten Modulbeschreibung erstellt. Hinzu kommt, dass die Sicherheitsstufen (ASIL) für die Fahrzeugfunktionen oft erst spät festgelegt werden, weshalb sich
die konkreten sicherheitsrelevanten Anforderungen an die Komponenten nur schwer definieren lassen.
Im nächsten Schritt beginnen die Softwarespezialisten mit der eigentlichen Programmierung. „Die Basissoftware schreiben wir von Hand
in C, manche Funktionen werden mit MATLAB/Simulink® modelliert und anschließend mit
automatischer Codegenerierung erzeugt – zum
Beispiel das Modul der zentralen Zustandssteuerung oder das Modul für die Entprellung dynamischer Wählhebelbewegungen (Rückführhilfe)“, sagt Meyer.
IAV-eigener Entwicklungsprozess in
Anlehnung an AUTOMOTIVE SPICE®
Die Entwickler müssen nicht nur alle Anforderungen penibel durch alle Module der Software verfolgen – sie müssen sie auch auf Modulebene und mithilfe von Hardware-in-theLoop-Tests lückenlos absichern. Und das immer
wieder, denn in jedem Projekt gibt es im Laufe
der Entwicklung sechs bis zehn Softwareversionen, die verschiedenen Integrationsstufen der
Fahrzeughersteller entsprechen. „Alleine für
die Durchführung aller Absicherungsmaßnahmen einer Softwareauslieferung und deren Dokumentation brauchen wir jedesmal trotz weitgehender Automatisierung ungefähr eine Woche“, so Meyer.
Für alle embedded Softwareprojekte hat IAV einen eigenen Standard-Entwicklungsprozess
etabliert, der sich an AUTOMOTIVE SPICE® anlehnt. „Diesen Entwicklungsprozess wenden
27
Höchste Anforderungen
Bei sicherheitsrelevanten Funktionen müssen die Entwickler
strenge Standards einhalten.
Methoden
sicher in Serie
Selbst „kleine“ Softwareentwicklungen sind komplex –
denn die perfekte Lösung braucht Standards und Know-how
wir zugeschnitten auf alle Softwareprojekte an.
Dabei stellen wir auch Fähigkeiten und Methoden über die eigentliche Software-Entwicklungskompetenz hinaus bereit – für die unterstützenden Prozesse wie Projektmanagement,
Konfigurationsmanagement, Qualitätssicherung und die Durchführung einer Fehler-Möglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA)“, so
Meyer. „Ergänzend zu AUTOMOTIVE SPICE®
kommen die weitergehenden Anforderungen an
Methoden der Norm ISO/DIS 26262 hinzu, die
für sicherheitsrelevante Systeme in Fahrzeugen
beachtet werden müssen. Es werden zum Beispiel die SW-Module in Abhängigkeit der sicherheitsrelevanten Funktion gekennzeichnet
und im Rahmen des SW-Modultests erfolgt
dann der Nachweis der Zweigabdeckung.“
Eigener Baukasten für
Standardanforderungen
entwicklung und unsere Lösungen sind immer
auf den Kunden zugeschnitten.“
Bei der Entwicklung kann sich Meyers Team aus
einem Baukasten für projektunabhängige Standardanforderungen bedienen, zum Beispiel für
die Speicherüberwachung. Dazu zählen unter anderem die diversitäre Erfassung und Ausgabe der
Wählhebelposition oder die redundant-inverse
Datenablage für die Ausleuchtung der Wählhebelposition. „Bei jedem Zugriff können wir so die
Daten auf Konsistenz prüfen“, sagt Meyer. „Zur
Softwarequalität trägt auch unser etabliertes methodisches Vorgehen bei, etwa die Erkennung
von Speicherfehlern mittels eines MATS++Tests beim Steuergeräte-Hochlauf in Kombination mit einem Setz-/Löschtest zur Laufzeit.“
Darüber hinaus werden bei speziellen Fragestellungen die Experten der jeweiligen IAVFachabteilung mit hinzugezogen. „Zur Erstellung
einer FMEA oder des Safety-Plans zum Beispiel
können wir Kollegen des Teams Funktionale Sicherheit/Qualitätssicherung hinzuziehen. Bei
technischen Fragen zu Batterietechnologien
greifen wir auf Spezialisten der Abteilung Speichertechnologien zurück.“, führt Meyer weiter
aus.
Seit zehn Jahren entwickelt IAV Software für
Wählhebel, darüber hinaus kümmern sich die Experten auch um Fahrerassistenzsysteme, die
Steuerung von Elektrofahrzeugen und die Software für Batteriemanagementsysteme. „Die
Stärke der gesamten Abteilung besteht genau
darin, auf der einen Seite die Standardverfahren
zu beherrschen und auf der anderen Seite diese projektspezifisch zu integrieren“, sagt Meyer.
„Wir sind ein souveräner Partner bei der Serien-
Um viele Synergien über die Projekte hinweg zu
erreichen, stützt sich sein Team dabei auf viele
Werkzeuge der gesamten Abteilung, die diese in
den letzten Jahren selbst entwickelt hat – so generieren die Experten unter anderem in ihrer
MATLAB-Toolkette automatisch die doppelt-inverse Datenablage. Darüber hinaus haben sie
eine Toolsammlung entwickelt, die manuelle
und fehleranfällige Entwicklungsschritte automatisiert, zum Beispiel die Generierung eines EVODX-Containers oder die Erzeugung von Source-Code aus einer CAN-Datenbasis. Eine über
Jahre und durch viele Projekte gewachsene
Absicherungsstrategie hilft ihnen zum Beispiel,
den Aufwand für Modultests zu verringern und
dabei die Qualität durch automatisiert erstellbare
Testfälle zu erhöhen. „Diese automatisierte Testfallerstellung garantiert eine hohe Grundqualität
bei allen Softwareprojekten“, so Meyer. „Jedes
Projekt ist anders. Doch durch unsere sich weiterentwickelnden Werkzeuge und Erfahrungen
sind wir den Herausforderungen gewachsen.“
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Trends | automotion
Das Smartphone
fährt mit
Smartphones und Tablet-PCs machen Spaß und steigern den Komfort
automotion | Trends
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Zunehmende
Verschmelzung
Die Fahrzeugwelt und die Welt
der Consumer-Elektronik wachsen
immer mehr zusammen.
obile Applikationen erobern nun
auch die Fahrzeuge: Fast jeder
Hersteller bietet heute an, ein
Smartphone oder ein Tablet ins Auto zu integrieren. Künftig wird auch der Austausch
von Daten zwischen Smartphones oder Tablets und Fahrzeugen eine wichtige Rolle
spielen. IAV beschäftigt sich intensiv mit
mobilen Anwendungen für Fahrer und Mitfahrer.
M
„Die verschiedensten Automobilhersteller
bieten bereits die Integration von Smartphones ins Fahrzeug an, wobei die meisten Angebote aus dem Multimediabereich kommen“, sagt Carsten Dietze, Experte für Mobile Applications bei IAV. „Mehr und mehr dienen
diese Funktionen aber auch dazu, die Möglichkeiten des Fahrzeugs zu erweitern.“
Neu ist diese Idee nicht. Seit Jahren beschäftigen sich Experten beispielsweise mit
der Integration von „Location Based Services“ als Mehrwertdienst für im Fahrzeug integrierte Navigationssysteme. Bisher ist der
endgültige Durchbruch aber noch nicht ge-
lungen, da die Businesskonzepte nicht passten. Weder Betreiber noch Kunden waren willens, für die entstehenden Kosten aufzukommen – zumal die gleichen Informationen zu
Hause am PC nahezu kostenfrei zur Verfügung
stehen. Diese Situation hat sich grundlegend
geändert: Preisgünstige Datenflatrates für
Smartphones bieten mittlerweile alle Mobilfunkprovider an.
Das Auto wird Teil eines großen
Kommunikationsnetzwerks
In Zukunft werden im Kommunikationsnetzwerk rund um das Auto vor allem Smartphones eine wichtige Rolle spielen: „Auf ihnen
könnten zum Beispiel die aktuellen Verbrauchswerte abgespeichert werden“, erklärt
Dietzes Kollege Christian Oliva Seidel. „Den
Fahrer eines Elektrofahrzeugs könnte sein
Smartphone darüber informieren, wo die
nächste Ladestation ist und ob es dort auch
einen Spielplatz für die Kinder gibt.“ Und weil
die Energie in den „Stromern“ generell ein
knappes Gut ist, könnten viele Funktionen direkt auf dem Smartphone ablaufen und so
30
Trends | automotion
dazu beitragen, die Reichweite zu verlängern.
Im nächsten Schritt würden alle Berechnungen dann in die „Cloud“ verlagert – das Fahrzeug wäre per Mobilfunk mit der Computerwolke verbunden und müsste nur noch die Ergebnisse anzeigen.
Auch die Mitfahrer profitieren von den neuen
Möglichkeiten: „Die Insassen im Fond könnten
mit ihrem Smartphone die Sitzeinstellungen
anpassen oder das Multimediasystem bedienen“, sagt Dietze. Solche Funktionen steigern nicht nur den Komfort für die Kunden,
sondern können den Herstellern auch Allein-
stellungsmerkmale verschaffen. Hinzu kommt,
dass die praktischen Apps bereits weitverbreitet sind – die Fahrzeugkäufer werden ein
solches Angebot künftig also ganz selbstverständlich erwarten.
Apps werden sich auch im Fahrzeug
massenhaft verbreiten
„Mobile Applikationen sind derzeit in aller
Munde und auf allen Smartphones“, so Oliva
Seidel. „Für fast jeden denkbaren Anwendungsfall gibt es sie mittlerweile, und es ist extrem leicht, sie zu bekommen: im Store aus-
suchen und Passwort eintippen. Download
und Installation laufen automatisch und dann
heißt es: starten, nutzen, fertig!“ Dieser einfache Distributionsweg wird nach seiner Einschätzung dafür sorgen, dass sich die Apps
auch im Automobilmarkt massenhaft verbreiten werden.
Für IAV ist es daher entscheidend wichtig, diese Entwicklung nicht nur zu beobachten, sondern aktiv mitzugestalten. Dabei geht es um
Fragen wie: Welche Rolle spielen mobile Endgeräte künftig im Fahrzeugumfeld? Wie integriert man Apps vom freien Markt in die teils
sicherheitsrelevanten Fahrzeugarchitekturen? Welchen Mehrwert kann man dadurch für
die Kunden generieren? „Letztendlich müssen
wir uns entscheiden, ob und wie sich IAV in die
Wertschöpfungskette der mobilen Applikationen integriert“, fasst Dietze zusammen.
„Als Anbieter von Apps, als Betreiber von
App-Stores oder als Dienstleister für unsere
Kunden – alles ist denkbar, wird momentan
überdacht und zur Entscheidung vorbereitet.“
IAV unterstützt verschiedene OEMs
bei der Entwicklung von Apps
Im Rahmen von internen Projekten sammeln
IAV-Experten bereits heute wichtige Erfahrungen mit mobilen Applikationen. Der „AppAdapter“ (siehe Artikel auf Seite 8) ermöglicht
Kunden und Entwicklern den Zugriff auf Fahrzeugdaten . Weitere Projekte beschäftigen sich
damit, wie Anwender mit mobilen Endgeräten
Informationen ohne Medienbrüche vom Fahrzeug auf ihren Büro-PC und zurück transportieren können.
Und weil der Erfolg der Apps keine rein technische Frage ist, entwickelt IAV auch Marketingkonzepte für mobile Applikationen. „Schon
heute unterstützen wir verschiedene OEMs bei
der Entwicklung“, so Dietze. „Wir beschreiben
die Anforderungen und entwickeln die Benutzerschnittstellen. Dabei achten wir immer
darauf, dass die App auch ins Bedienkonzept
des Fahrzeugs passt.“ Denn schließlich sollen
zukünftige Generationen von Fahrzeugkäufern
die im Leben selbstverständlich gewordene
Umgebung überall vorfinden – auch im Auto.
Kontakt:
[email protected]
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Wir entwickeln, was bewegt.
IAV – Ihr Partner für Automotive Engineering
www.iav.com
32
Trends | automotion
Mobilitätsvision
der Zukunft
Nutzfahrzeug 3.0 – das vernetzte Fahrzeug
in einer vernetzten Welt
automotion | Trends
33
ie zunehmende Nutzung von Consumer-Elektronik-Devices (CE-Devices) und Weiterentwicklung von ITSystemen wird in den kommenden Jahren die
Informations- und Mobilitätsbedürfnisse der
Fahrer und Halter von Nutzfahrzeugen ändern. Die Vernetzung der Fahrzeuge mit externen IT-Infrastrukturen eröffnet den Herstellern eine Perspektive, um mit neuen Geschäftsmodellen an dieser Entwicklung teilzunehmen.
D
In der Welt der Nutzfahrzeuge ist der Kundenfokus auf die Mobilität als autonome
Funktion gerichtet. Obwohl sich die telemetrische Anbindung von Nutzfahrzeugen schon
deutlich früher etablierte als bei Pkws, sind die
daraus entstehenden Kosten- und Nutzenvorteile für die Betreiber bis heute überschaubar. Der Nutzen der heutigen Systeme
beschränkt sich vornehmlich auf Transparenz,
Überwachung des Ladungszustands und
Verbesserung des Dispositionsprozesses.
Die Markt- und Technologieberater der IAVTochter Consulting4Drive haben eine weiterführende Vorstellung von der Mobilität
der Zukunft. In ihrer „Mobilitätsvision 2015:
Nutzfahrzeug 3.0“ liegt der Fokus nicht mehr
allein auf der Transportaufgabe des Fahrzeugs, sondern mehr denn je auf dem Interaktionsraum zwischen Kunde, Fahrzeug und
Umwelt. „Erst durch die systematische Vernetzung und Integration aller Systeme zwischen Kunde, Fahrzeug und Werkstatt können Nutzfahrzeuge ihr Umsatzpotenzial voll
ausschöpfen und gleichzeitig ein deutlich
niedrigeres Kostenniveau realisieren“, so
Timm Kellermann von Consulting4drive. „Je
besser das Nutzfahrzeug in die Kommunikationskanäle des Kunden eingebunden ist,
umso mehr wird der Lkw zum Wettbewerbsvorteil in der hart umkämpften Logistikbranche.“
Wandel der Nutzerbedürfnisse
Sowohl Pkw- als auch Nfz-Hersteller müssen
sich zunehmend mit dieser neuen Auffassung
von Mobilität auseinandersetzen. Die Kommunikation und der Datenauschtausch werden immer stärker von mobilen CE-Devices
wie Smartphones oder dem „iPad“ dominiert, wobei großer Wert auf die mobile Nutzung und die einfache Überbrückung der bisherigen Schnittstellen gelegt wird. Die Transferierbarkeit aller öffentlich zugänglichen,
aber auch privater Informationen und Daten
in ein Fahrzeug und deren On-Board-Verfügbarkeit, werden als entscheidende Krite-
34
Trends | automotion
rien maßgeblich über die Akzeptanz eines
Fahrzeugs im Markt bestimmen.
Des Weiteren sind die zunehmende Verkehrsdichte in Ballungsräumen sowie das
steigende Transportaufkommen, verbunden
mit der Verlagerung des Lagers auf die Straße, und der entstehende Zeitdruck bei Frachtaufträgen zu berücksichtigen. Die zunehmende Staugefahr und ein erhöhtes Unfallrisiko stellen gerade für Speditionsunternehmer
unter Wirtschaftlichkeitsaspekten ein großes Risiko dar. Dieses Risiko wird zudem
durch die hohen Vertragsstrafen für Lieferverzug bei Just-in-Time- oder Just-in-Sequenze-Lieferungen noch verschärft. Innovative Fahrerassistenzsysteme, die sowohl das
Fahrzeugumfeld als auch den Fahrer selbst
überwachen, reduzieren diese Risiken und
schützen damit Fahrer, Ladung und Umwelt.
Vernetzte Mobilität
Aufgrund dieser vielfältigen Anforderungen an
ein innovatives Nutzfahrzeug der nächsten
Generation stehen Hersteller vor neuen Herausforderungen. Der Wunsch nach intelligenteren Fahrerassistenzsystemen und vernetzten Navigations- und Warnsystemen,
die jederzeit nachrüstbar sind, wird von Kunden immer häufiger geäußert. Aber auch
Infotainmentfunktionen, die mit Officefunktionen kombinierbar sind, um das Tagesgeschäft über das Fahrzeug abzuwickeln, stehen zunehmend auf der Wunschliste des
Kunden.
Wie kann ein OEM diesen unterschiedlichen
Anforderungen durch Vernetzung mit der
Umwelt Rechnung tragen? „Ein OEM müsste ein ganzes Bündel an Funktionen, kombiniert aus Hard- und Software, anbieten, aus
dem sich jeder Kunde die passenden Optionen auswählen kann“, sagt Christof Kleinhenz von Consulting4Drive. „Entscheidend ist,
dass durch die Vernetzung die Möglichkeit
besteht, die ausgewählten Funktionen während der gesamten Laufzeit des Fahrzeugs an
die veränderlichen Bedürfnisse des Kunden
anzupassen und weitere Funktionen online
per Softwareupdate nachladen zu können“.
Hier bietet sich wie bei Smartphones der Einsatz von Apps an, die jeweils spezielle Funk-
tionen generieren und durch drahtlose Datendienste per Download verfügbar sind.
Ein Nutzfahrzeughersteller kann so zum Beispiel eine Kamera mit Standardsoftware serienmäßig ins Fahrzeug einbauen und optional dazu Apps für Spurwechselerkennung, Parkassistenz oder Verkehrszeichenerkennung anbieten. Denkbar wären auch
Apps für Fahrerassistenzsysteme, die Car-toCar-Kommunikation oder eine Vernetzung
mit Verkehrsleitsystemen ermöglichen. Bei
Verkauf des Fahrzeugs könnte sich der
nächste Betreiber die seinen Bedürfnissen
entsprechenden Apps nachladen – ohne
Auswirkungen auf die vorhandene Hardware des Gebrauchtfahrzeugs und damit
ohne zusätzliche Umrüstungskosten.
Damit das Fahrzeug mit der Umwelt kommunizieren kann, sind vom Hersteller zukünftig offene Schnittstellen zu definieren.
„Diese sollten nicht nur den Zugriff auf Infotainment- und Fahrerassistenzsysteme ermöglichen, sondern auch einen Zugriff auf bestimmte Steuergeräte“, sagt Christof Kleinhenz. Wichtig in diesem Zusammenhang ist
das Etablieren eines stringenten Sicherheits- und Rechtekonzepts. „Dann könnte
dem Motor beispielsweise durch Download
von zusätzlichen Apps zur Steuergerätesoftware bei steigenden Kraftstoffpreisen
eine sparsamere Fahrweise beigebracht
werden.“
„Die Vernetzung bringt viele Vorteile“, so
Karsten Löwenberg von Consulting4Drive.
„Die Fahrzeuge werden sicherer, weil die
vernetzten Systeme eine Fehlbedienung
verhindern, ein optimales Tracking der Ladung erlauben und Verbrauch sowie Verschleiß verringern.“ Der größte Hebel für die
Kosten-Nutzen-Optimierung des Nutzfahrzeugs liegt in der Reduzierung der Stand- und
Wartungszeiten. In der Summe führt dies zu
einer deutlichen Senkung der Total Cost of
Ownership. Zudem tragen Upgrade- und
Nachrüstmöglichkeiten für Softwarefunktionen zur Werterhaltung des Fahrzeugs bei.
Ein Vorteil nicht nur für Kunden, sondern auch
für Nutzfahrzeug-OEMs.
Die Vernetzung der Fahrzeuge eröffnet den
Herstellern völlig neue Geschäftsmodelle
bzw. die Schaffung neuer Bausteine in der bestehenden Wertschöpfungskette. Dabei stehen die Hersteller vor der Entscheidung, ob
sie sich einen versierten Partner mit ins Boot
holen oder ihre eigene Diversifizierungskompetenz ausbauen. „Der OEM muss von jedem Fahrzeug und Kunden die entsprechende Softwareversion, Lizenzen und die
Freischaltcodes erfahren, um beispielsweise
automatische Updates zu initiieren oder eine
unberechtigte Nutzung der Fahrzeugfunktionen zu verhindern“, sagt Karsten Löwenberg. „Dafür wird ein Lizenz-, Versions- und
Updatemanagement benötigt, wie es bisher
nur von Softwareherstellern beherrscht wird,
und zudem wird im Nutzfahrzeugsegment ein
markenübergreifender Standard notwendig.“
Offene Schnittstellen und
schnelle Updatezyklen
Voraussetzung für die Vernetzung ist eine
entsprechende Technologie im Fahrzeug. „Im
Vordergrund steht nicht die Hardware“, so
Christof Kleinhenz. „Hardware ist teuer, deshalb sollte sie nur eine ausreichende Basis
bieten für die flexible Ausstattung mit nachrüstbarer Software, gleichzeitig aber vom
Kunden zum Anschaffungszeitpunkt bezahlt
werden. Darüber hinaus müssen die OEMs
die entsprechende IT-Infrastruktur aufbauen.
Dazu zählen neue Architekturen und Prozesse für On-Board- und Off-Board-Systeme sowie deren Updatefähigkeit, die mit
den kurzen Updatezyklen der CE-Devices,
die teilweise unter einem Jahr liegen, Schritt
halten kann.“
Neue Geschäftsmodelle
Für Timm Kellermann steht fest: „Die Änderungen im Nutzerverhalten und die Entwicklungen in Verkehr und Transport forcieren die
Vernetzung von Fahrzeugen. Bei vernetzten
Fahrzeugen resultiert die Wertschöpfung
nicht mehr allein aus dem Verkauf des Fahrzeugs, sondern in Zukunft zunehmend aus
dem Umsatz mit zusätzlichen IT-Diensten im
Aftersalesgeschäft.“
Kontakt:
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[email protected]
automotion | Über IAV
9. Symposium „Steuerungssysteme für automobile Antriebe“
Neuer Symposiumsbeirat konstituiert
nter dem Motto „Elektronik, die bewegt“ veranstaltet IAV am 20. und
21. September 2012 im Berliner Flughafen Tempelhof das 9. Symposium zu Steuerungssystemen für den Antriebsstrang von
Kraftfahrzeugen. Es werden bis zu 300 Teilnehmer erwartet. Für die Auswahl der Referenten und Vortragsthemen, die Gestaltung
des Programms und die Leitung der Sektionen
ist ein Beirat unter Vorsitz von Wilfried Nietschke und Oliver Predelli von IAV verantwortlich,
der sich jetzt konstituiert hat. In dem Beirat sind
die wichtigsten Führungskräfte im Bereich
Antriebselektronik der deutschen OEMs und
relevanter Zulieferer vertreten.
U
Die Referenten stellen in ihren Vorträgen die
neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der
Antriebselektronik erstmals der Öffentlichkeit
vor. Auf dem im kommenden Jahr stattfindenden Symposium befassen sie sich mit Themen
zu den Schwerpunkten Innovationen bei der
Steuerung von Motoren und Antrieben, Hybridkonzepte und Elektroantriebe, neue Pro-
zesse und Methoden in der Antriebselektronik,
Energiemanagement sowie virtuelle Sensoren.
Im Rahmen des Symposiums wird außerdem
eine Tagung zur On-Board-Diagnose durchgeführt. Auf der begleitenden Fachmesse können
sich die Besucher über Innovationen bei der Antriebselektronik informieren. Vorgestellt wird
auch der „InDrive-Simulator“, ein Gemeinschaftsprojekt von IAV und drei Partnern aus
dem universitären Bereich. Mithilfe des Simulators lassen sich die späteren Fahreigenschaften eines zu entwickelnden Hybrid- oder
Elektrofahrzeugs in einem realen Fahrzeug mit
konventionellem Verbrennungsmotor testen –
noch vor dem Bau des ersten Prototyps. Am
Abend und in den Pausen wird den Teilnehmern
die Gelegenheit geboten, an einem Fahrevent
teilzunehmen, um die neuesten Antriebssteuerungssysteme in der Praxis zu erfahren.
Kontakt:
[email protected]
Die Beiratsmitglieder
Josef Bast – Audi AG
Frank Bederna –
Magneti Marelli Powertrain S. p. A.
Harald Deiss – ZF Electronics GmbH
Max Löffler – MAN Nutzfahrzeuge AG
Hanno Jelden – Volkswagen AG
Wendelin Klügl – Continental AG
Johannes Liebl –
Herausgeber ATZ, MTZ
Wilfried Nietschke – IAV GmbH
Oliver Predelli – IAV GmbH
Hans-Christian Reuss –
Universität Stuttgart
Anke Kleinschmit –
DaimlerChrysler AG
Detlev Schöppe – Continental AG
Wolfgang Zag –
Dr. Ing. h. c. F. Porsche AG
Rolf Leonhard – Robert Bosch GmbH
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36
Über
Impulse
IAV || automotion
automotion
IAV-Softwareentwickler
hauchen dem Auto Leben ein
IAV auf der Leitveranstaltung für
Fahrzeugelektronik
Die VDI-Tagung in Baden-Baden beschäftigte sich mit dem Thema Connected Car
m 12. und 13. Oktober stand in Baden-Baden „Elektronik im Kraftfahrzeug“ im Mittelpunkt des Interesses
– unter dieser Überschrift hatte der VDI zum
15. Mal zur Leitveranstaltung auf dem Gebiet
der Kfz-Elektronik eingeladen. Und wie schon
in den vergangenen Jahren war der internationale Kongress mit begleitender Fachausstellung wieder sehr gut besucht: Rund
1.350 Experten aus aller Welt informierten
sich über aktuelle Entwicklungen. IAV unterstützte die Veranstaltung als Bronzesponsor.
• Methoden zur Funktionsabsicherung bei
der Entwicklung von FußgängerErkennungssystemen
Dieses Jahr bildete das Thema Connected Car
Schwerpunkt des Kongresses und so war
auch der Stand von IAV den Bits und Bytes im
Fahrzeug gewidmet: „Ihr Fahrzeug, unsere
Software“ lautete das Motto, und während
der beiden Tage gab es zahlreiche Gespräche
zwischen den IAV-Experten und Besuchern
aus dem In- und Ausland – viele Gelegenheiten, um das breite Softwareportfolio von IAV
vorzustellen. Hinzu kamen fünf Vorträge zu Themen aus der Fahrzeugentwicklung:
• Qualitätsmaßstäbe für OpenStreetMapDaten zur Verwendung in Fahrerassistenzsystemen
A
• AUTOSAR in der Serie: Von der Technik zur
Prozessintegration
• Neuartiges Pedaleriekonzept zur
Optimierung der Energierückgewinnung
• Anbindung mobiler Applikationen an das
Fahrzeug-HMI über Bluetooth-Standardprofile
Der Auftritt auf dem VDI-Kongress war zugleich
eine Premiere: Zum ersten Mal präsentierte
sich IAV im neuen Markenauftritt, der von den
Besuchern sehr positiv aufgenommen wurde.
Kontakt:
[email protected]
37
IAV erhält den Innovationspreis Berlin Brandenburg
Interdisziplinäre Zusammenarbeit auf dem Gebiet der E-Mobilität
wurde ausgezeichnet
roße Auszeichnung für IAV: Für die
Entwicklung der elektrischen Antriebseinheit „IAV DrivePacEV80“
erhält ein Team des Unternehmens den mit
10.000 Euro dotierten Innovationspreis Berlin Brandenburg.
G
Die 15-köpfige Expertenjury hatte die Qual der
Wahl: Zunächst galt es, aus den 150 Bewerbungen acht Kandidaten für den Preis zu nominieren, von denen maximal fünf die Auszeichnung bekommen konnten. „2011 brachte einen sehr reichhaltigen und vielfältigen Innovationspreisjahrgang“, so der Jury-Vorsitzende Prof. Manfred Hennecke, Präsident
der Bundesanstalt für Materialforschung und
-prüfung (BAM). „Die Jury hat bei der Auswahl
der Nominierten und der Preisträger die Neuigkeit des Vorschlages und die Erfolgsaussichten am Markt gleichermaßen bewertet.“
Dabei fiel die Wahl auch auf das „IAV DrivePacEV80“. Dahinter verbirgt sich eine hoch integrierte und skalierbare Kombination aus
Elektromotor und Zweigang-Getriebe, die ein
rund 20-köpfiges IAV-Team entwickelt hat.
Diese kann in Elektro- und Hybridfahrzeugen
der unterschiedlichsten Größen eingesetzt
werden und erhöht sowohl die Effizienz als
auch das Zugkraftangebot. „Für Elektrofahrzeuge nach dem heutigen Stand der Entwicklung wird ein relativ einfaches Getriebe mit
nur einer Gangstufe eingesetzt“, sagt IAVEntwickler Erik Schneider, der gemeinsam
mit seinen Kollegen Frank Fickel und Jens
Liebold ein Patent auf die preisgekrönte Entwicklung angemeldet hat. „Durch das Zweigang-Getriebe erreichen wir gegenüber einer
Eingang-Lösung für das E-Fahrzeug eine signifikant erhöhte Steigfähigkeit, eine deutlich
verbesserte Beschleunigung und einen wesentlich geringeren Normverbrauch“.
Das Preisgeld soll
gespendet werden
Seit zwei Jahren arbeitet ein interdisziplinäres
Team am DrivePac, darunter IAV-Spezialisten
für E-Maschinen, Getriebemechanik, Hydraulik,
Elektronik sowie Software- und Funktionsentwicklung. „Diese Auszeichnung geht an alle
Beteiligten, denn ohne die interdisziplinäre
Zusammenarbeit hätten wir das Projekt nicht
durchführen können“, so Schneider. Zurzeit
bauen die IAV-Experten den ersten Prototypen,
der Anfang 2012 auf dem Prüfstand vermessen werden soll. Diese Versuche verfolgen
auch zahlreiche Kunden sehr aufmerksam.
„Das DrivePac ist schon jetzt auf sehr großes
Interesse gestoßen“, berichtet Schneider.
Am 2. Dezember fand die festliche Preisverleihung in Potsdam statt. Der Innovationspreis
Berlin Brandenburg ist mit 10.000 Euro dotiert
– Schneider und seine Kollegen wollen mit
dem Geld einen Doktoranden oder Diplomanden dabei unterstützen, neue Innovationen zu entwickeln.
Kontakt:
[email protected]
Das preisgekrönte Entwicklerteam (v. l. n. r.):
Frank Fickel, Jens Liebold, Erik Schneider und Prof. Dr. Burghard Voß
38
Über
Impulse
IAV || automotion
automotion
Auszeichnung für
herausragende Leistungen
IAV hat in Berlin den Hermann-Appel-Preis an sechs Preisträger vergeben
um achten Mal hat IAV hervorragende Nachwuchsingenieure ausgezeichnet: Am 7. November erhielten
sechs besonders kreative Studenten und
Doktoranden für ihre Leistungen den
Hermann-Appel-Preis 2011. Künftig sollen
auch exzellente Bachelorarbeiten prämiert
werden.
Z
Rund 100 Gäste aus der Industrie und der akademischen Welt waren in die Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften am
Berliner Gendarmenmarkt gekommen, um
den Preisträgern und dem Namensgeber die
Ehre zu erweisen. Sie nutzten die Preisverleihung auch für Gespräche mit den Gewinnern
und für Diskussionen über die Zukunft der Automobilentwicklung, die IAV-Gründer Professor Appel zu seiner aktiven Zeit maßgeblich
mitbestimmt hat.
Hochkarätige Jury aus der
Automobilindustrie
Eine Jury aus IAV-Experten und Vertretern aus
anderen Unternehmen – darunter Volkswagen
Die Preisträger des Hermann-Appel-Preises 2011 (v. l.): Till Steinbach, Dr. Kyung-Man Han,
Dr. Peter Mock, Simon Johannes Steinberg, Dr. Robin Schubert, Christian Puchert.
und Daimler – hatte zuvor aus den eingereichten Arbeiten sechs Preisträger bestimmt.
In der Kategorie Elektronikentwicklung wurde
Till Steinbach (M. Sc.) von der Hamburg University of Applied Sciences für seine Masterarbeit über „Echtzeit-Ethernet für Anwendungen im Automobil: Metriken und deren simulationsbasierte Evaluierung am Beispiel von
TTEthernet“ ausgezeichnet. Dr. Robin Schubert
erhielt in der gleichen Kategorie den Preis für
seine Dissertation über „Integrated Bayesian
Object and Situation Assessment for Lane
Change Assistance“.
Dipl.-Ing. Simon Johannes Steinberg wurde in
der Kategorie Antriebsstrangentwicklung für
seine Diplomarbeit über „Robuste nichtlineare
Zylinderfüllungsregelung eines DI-Ottomotors
und flachheitsbasierte Turboladerregelung“ an
der Technischen Universität Berlin ausgezeichnet. Für seine Dissertation über „Lichtleiterbasierte Methoden zur optischen Analyse von räumlichen Verbrennungsprozessen und Verbrennungsanomalien in Ottomotoren“ bekam Dr. Kyung-Man Han vom
Karlsruher Institut für Technologie einen Preis
im gleichen Fachgebiet.
Sonderpreis für CO2Szenariomodell
In der Kategorie Fahrzeugentwicklung vergab
die Jury dieses Jahr nur einen Preis: Dipl.-Ing.
Christian Puchert von der Technischen Universität Berlin wurde für seine Diplomarbeit
über „Entwicklung und Optimierung eines innovativen lateralen Kopfschutzes für Kinderschutzsysteme mittels numerischer Simulation“ ausgezeichnet. Einen Sonderpreis erhielt
Dr. Peter Mock von der Universität Stuttgart für
seine Arbeit über die „Entwicklung eines Szenariomodells zur Simulation der zukünftigen
Marktanteile und CO2-Emissionen von Kraftfahrzeugen (VECTOR21)“.
Die Ausschreibung für den Hermann-AppelPreis 2012 startet im Januar, die Frist endet
am 31. Juli. Künftig sollen auch herausragende Bachelorarbeiten damit ausgezeichnet
werden.
Kontakt:
[email protected]
39
40
Über IAV | automotion
London
Moskau
Detroit
Paris
São Paulo
Berlin
Chemnitz
Dresden
Gifhorn
Friedrichshafen
Ingolstadt
Kassel
Ludwigsburg
München
Neckarsulm
Neustadt
Regensburg
Rostock
Rüsselsheim
Weissach
Seoul
Tokio
Shanghai
Pune
Neues Büro in Courbevoie
IAV France erweitert ihre Präsenz im Großraum Paris durch die Anmietung
vergrößerter Büroflächen in Courbevoie nahe La Garenne
m Oktober zogen die Mitarbeiter des IAVBüros La Garenne in neue Räumlichkeiten
im Nachbarort Courbevoie. Dort stehen ihnen ab sofort deutlich vergrößerte, moderne Büroflächen zur Verfügung. Hiervon werden vor allem der Kunde PSA PeugeotCitroën sowie dessen Zulieferer profitieren
können. IAV hat die Zusammenarbeit in den
vergangenen Jahren stetig ausgebaut und
sieht für die Zukunft noch viel zusätzliches
Potenzial, insbesondere im Bereich neuer Antriebsstränge.
I
Noch näher zum Kunden – so lautet die Devise der IAV-Mitarbeiter am Standort La Garenne.
Im Oktober zogen sie daher in ein neues Bürogebäude. „Wir haben die Gebäude des PSAEntwicklungszentrums La Garenne jetzt in
Sichtweite, so können wir jederzeit innerhalb
weniger Minuten zu Fuß bei unseren Ansprechpartnern sein“, erklärt IAV-France-Leiter Thomas Rölle. „Wir versprechen uns von
dieser räumlichen Nähe in Zukunft eine noch
bessere Zusammenarbeit.“
Kontinuierliche Entwicklung
der Projekte
Seit 2007 hat IAV eine Niederlassung im
Großraum Paris, das zweite Büro in La Garenne kam 2009 hinzu. Die Zusammenarbeit
startete mit einem Projekt zur Antriebsstrangentwicklung, in dessen Rahmen bei
IAV zeitgleich viele Projektteams entstanden,
die alle eine enge Zusammenarbeit mit den
entsprechenden Einheiten beim Kunden aufbauen und effizient betreiben mussten. Oft waren Zulieferer mit in diese Teams eingebunden,
IAV war Integrator zahlreicher Komponenten
und Teilsysteme. „Im Laufe der Zeit hat sich diese Kooperation sehr erfreulich entwickelt,
sodass das Büro in La Garenne kontinuierlich
gewachsen ist“, erinnert sich Thomas Rölle. „Es
wurde lokale IAV-Expertise auf den verschiedensten Gebieten aufgebaut, so in der Brennverfahrens- und Einspritzsystementwicklung,
der Powertrain-Mechanik, der Motor- und
Getriebeapplikation, den E-Traktionssystemen und der Fahrzeugelektronik.“ Durch die
langjährige Zusammenarbeit ist bei IAV auch
ein fundiertes Wissen über die PSA-Entwicklungsprozesse entstanden, ein wichtiger Faktor zu hoher Effizienz bei der Projektbearbeitung.
Enge örtliche Nähe als wichtiger
Erfolgsfaktor
IAV France zielt mit ihrem neuen Büro primär
auf Projekte, in denen gemeinsame Projektteams und eine örtliche Präsenz erforderlich
sind. So können im Büro Teilflächen gezielt be-
stimmten Projektgruppen zugeordnet werden, auch unter Einbeziehung von Mitarbeitern
des Kunden. Eine weitere Zielgruppe unter den
Kunden sind die Zulieferer von PSA. „Oft haben diese Zulieferer keine technische Expertise vor Ort präsent oder nicht die Kenntnis der
PSA-Integrations- und Validationsprozesse“,
so Thomas Rölle. „Hier wollen wir unterstützen.
IAV hat eine sehr lange Erfahrung als Integrator.“
Für Validierungsaufgaben an Antriebssträngen
und Fahrzeugen wird weiterhin eine enge Zusammenarbeit mit den deutschen Standorten
von IAV gepflegt. „Mittlerweile haben alle
Teams von IAV-France eine organisatorische
Verbindung in die Linienbereiche der Muttergesellschaft, die es ermöglicht, die hohen
Standards der IAV-Gruppe auch an den ausländischen Standorten sicherzustellen. Umgekehrt hilft die Rückmeldung der französischen Mitarbeiter, lokale Besonderheiten zu
berücksichtigen und angepasste Strategien zu
entwickeln“, sagt Thomas Rölle. Ergänzend zu
den Versuchseinrichtungen in Deutschland
sind punktuell vor Ort ebenfalls Prüfeinrichtungen wie Teststrecken, Rollen- und Motorprüfstände über lokale Kooperationen verfügbar.
Kontakt: [email protected]
Unser Leistungsspektrum
Ja, ich wünsche mir einen Ansprechpartner zu den von mir angekreuzten Themen!
Name, Vorname:
E-Mail:
Firma:
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Antriebselektronik
Systemarchitektur
Steuergerätehardware
Sensorik und Aktuatorik
Funktions- und Softwareentwicklung
OBD-Entwicklung
Bedatung Antriebsstrangsteuergeräte
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E-Antriebsmanagement
Antriebsstrangkonzepte und
-integration
Antriebsstrangkonzepte
Produktdaten-Management
Antriebsstrangintegration
Energiemanagement
Thermomanagement
Prototypenbau
NVH-Antriebsstrang
Fahrzeugelektronik
Auslegung und Integration Antennen
Bordnetz
Karosserieelektrik/-Elektronik
Sicherheitselektronik
Integrale Sicherheit
Licht und Sicht
Kleinserienfahrzeuge
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Hard- und Softwareentwicklung
E-Traktion
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E-Antrieb
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Projekte und E-Flottenbetrieb
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Audio und Sprache
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Methoden und Tools
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Qualitätsmanagement
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Produkte
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Sicherheitselektronik
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Flottenbetreuung
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Mobilitätskonzepte
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Aufbau von Gasfahrzeugen
(Erdgas/Flüssiggas)
Cockpit
Cockpitkonzepte
Bedienkonzepte
Instrumententafel
Cockpitelektronik
Interieur
Getriebe
Konzeptentwicklung
Konstruktion
Berechnung und Simulation
Funktions- und Softwareentwicklung
Mechanikversuch und Softwaretest
Geometrische Integration des
Getriebes
Applikation der Getriebesteuerung
Doppelkupplungsgetriebe
Automatikgetriebe
Hybridsysteme
Stufenlose Getriebe
Powertrain Heavy Duty
Thermodynamik und Brennverfahren
Funktionen für das Motormanagement
Motormechanik und Berechnung
Kalibrierung und Diagnose
Abgasnachbehandlung
Gesamtsystembetrachtung und
Energiemanagement
Hybride
Fahrzeug- und Maschinensystem
Product-Life-Cycle
Aftersales
Qualitätssicherung
Exterieur
Frontend- und Heckendsysteme
Anbauteile und Verglasung
Karosseriestruktur – Türen, Klappen
und Deckel
Hybrid
Verbrennungsmotor
Komponenten
Integration
Energiemanagement
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Achssysteme
Lenksysteme und Lenkkraftunterstützung
Bremsen und Schlupfregelsysteme
Räder und Reifen
Tanksysteme
Fahrwerk-Regelsysteme
Versuch und Applikation
Integrale Fahrzeugfunktionen
Fahrzeugkonzepte
Energiemanagement
Klimatisierung
Fahrerassistenzsysteme
Integration E/E-Architektur
Funktionale Sicherheit
Thermomanagement
Sonderfahrzeuge
NVH-Fahrzeug
Gesamtfahrzeugvalidierung
Entwicklung von Otto-, Diesel- und
Gasmotoren
Brennverfahrenentwicklung und
-optimierung
Thermodynamik
Abgasnachbehandlung
Ladungswechsel
Einspritzsysteme
Kraftstoffversorgungssysteme
Software und Bedatung
Bitte senden Sie die Seite
per FAX an: +49 30 39978-9444
oder in digitaler Form an
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Messe | automotion
IAV-Termine –
hier treffen Sie uns!
Januar
April
Mai
MTZ 1/2012
„Effizienzsteigerung in der Optimierung
des Kaltstarts und Kaltleerlaufs von
Pkw-Dieselmotoren“
24.-25.04.2012
crash.tech 2012
10.-11.05.2012
5. Tagung Simulation und Test für die
Automobilelektronik
[email protected],
[email protected],
24.-26.04.2012
SAE World Congress
[email protected]
Detroit, USA
München
Berlin
21.-23.05.2012
CTI Transmission Symposium USA
Rochester, USA
Februar
24.- 26.04.2012
SAE Transmission Symposium
China
Beijing, China
07.-09.02.2012
EMV 2012
Kongress mit begleitender Ausstellung
[email protected]
26.-27.04.2012
Wiener Motorensymposium
Wien, Österreich
Düsseldorf
14.-15.02.2012
9. Braunschweiger Symposium
Hybrid- und Elektrofahrzeuge
ATZ 4/2012
„Effizientes Energiemanagement
für Nutzfahrzeuge der nächsten
Generation”
Braunschweig, Gifhorn
[email protected],
[email protected]
[email protected],
[email protected],
[email protected]
März
13.-14.03.2012
12. Internationales Stuttgarter Symposium Automobil und Motorentechnik
Stuttgart
AEP 5/2012
„Applikationsprozesse auf
dem Prüfstand“
Juni
12.-13.06.2012
4. Tagung MinNOx
Berlin
18.-19.06.2012
Energy Efficient Vehicle Conference
Dresden
MTZ 4/2012
„Diesel-Plug-in-Hybrid“
[email protected]
18.-22.06.2012
Advanced Automotive Battery
Conference 2012
Mainz
19.-20.06.2012
Fachkongress „Fortschritte in der
Automobil-Elektronik“
Ludwigsburg
19.-20.06.2012
VDI-Getriebe in Fahrzeugen
Friedrichshafen
21.-22.06.2012
chassis.tech plus „3. Internationales
Münchner Fahrwerk-Symposium“
München
ATZ 6/2012
„Das ,Bird-Eye-View’-Verfahren: quantitative Bewertung von Lichtverteilungen
im Fern- und Nahfeld unter reproduzierbaren Bedingungen“
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Impressum
IAV-Kundenmagazin automotion
IAV GmbH
Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Herausgeber
IAV GmbH, Carnotstraße 1 · 10587 Berlin
Tel. +49 30 39978-0
www.iav.com · [email protected]
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Redaktionsleitung
Volker Schiffmann, Diana Reuter
Redaktion
Kurt Blumenröder, Gerhard Buschmann, Matthias Kratzsch,
Dr. Gerhard Maas, Christian Müller-Bagehl, Wilfried Nietschke,
Wolfgang Reimann, Ralf Richter, Thomas Rölle, Dr. Jörg Roß,
Stefan Schmidt, Michael Schubert, Sven Siewert,
Lutz Stiegler, Carsten von Essen, Prof. Dr. Bernd Wiedemann
Mitarbeit
Christian Buck, Holger David
Bildnachweise
IAV
Audi
CLAAS
Gestaltung
ZITRUSBLAU GmbH Werbeagentur · www.zitrusblau.de
3-D-Visualisierungen
LIGHTSHAPE · www.lightshape.net
Erscheinungsweise
Viermal jährlich
Alle Rechte vorbehalten
www.iav.com

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