1. Are you ready to upgrade your thinking?
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Are you ready to upgrade your thinking?

Die Gewinne der Zukunft werden mit intelligenten, autonomen Elektrofahrzeugen eingefahren.

Die Transport- und Automobilbranche wird auf den Kopf gestellt. Je näher wir dem Ziel der elektrischen, vernetzten und autonomen Mobilität kommen, desto zuverlässiger und – analog zur Software – upgradefähiger werden Fahrzeuge.

Wir stehen an der Schwelle zu wahrhaft revolutionärenVeränderungen. Auch nach dem Verkauf und im Besitz des Kunden werden die Fahrzeuge der Zukunft mit der Zeit weiter verbessert werden.

Dass Elektroautos außerdem einfacher zu fertigen sind als ihre Vorgänger mit Verbrennungsmotor, eröffnet neue Möglichkeiten für Innovatoren, die auf die neuesten Design-, Engineering-, Simulations- und Fertigungswerkzeuge setzen.

Traditionelle Automobilunternehmen kämpfen nicht nur um ihre Wettbewerbsfähigkeit – sie kämpfen um ihr Bestehen. Agile, jüngere Innovatoren wie TESLA, AKKA Technologies und Kreisel Electric, um nur drei davon zu nennen, sind dem Wettbewerb beigetreten und die Regeln ändern sich erstaunlich schnell.

Die traditionellen Big Player der Industrie können nicht länger auf den Vorteil der Massenproduktion setzen – denn der Verkauf nach Masse wird nicht länger ein strategischer Vorteil sein. Damit wird Erfolg ohne eine Anpassung der geschäftlichen Strategien, Systeme und Prozesse so gut wie unmöglich.

Ob ein Unternehmen klein oder groß ist- Agilität, Flexibilität und proaktives Handeln werden für Firmen, die in der nächsten Dekade und darüber hinaus Erfolg haben wollen, zu kritischen Faktoren. Für die Entwicklung von Fahrzeugen der nächsten Generation wird fortschrittliche, kreative Designprozesse, gemeinsam genutzte Daten, einen ganzheitlichen Systems-Engineering-Ansatz und eine fachbereichsübergreifende Zusammenarbeit erforderlich.

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Am Beispiel elektrischer Fahrzeuge sehen Sie, dass auch kleine Dinge Großes bewirken können. Wo ist beispielsweise der beste Platz für die Antenne am Auto, wenn man 5G-Konnektivität will? Die Antwort ist nicht einfach „dort, wo man das beste Signal empfängt“, es hängt auch von den Auswirkungen für den Rest des Fahrzeugs ab: Aerodynamik, Ästhetik, Produktionskosten, Wartbarkeit und Nachrüstbarkeit. Auch davon, ob die Antenne selbst durch Witterungsbedingungen, Vibrationen und eine ganze Menge anderer Faktoren beeinträchtigt wird.

Ingenieure müssen so lange Antennen mit ähnlichen Funktionen vergleichen, bis sie eine optimale Variante gefunden haben und entscheiden, wo diese platziert werden soll. Dabei sind virtuelle Prototypen und Tests erfolgsentscheidend. Mit Simulationssoftware kann die optimale Lösung für alle Beteiligten gefunden werden.

Matthias Tröscher
Senior Business Development Executive, Dassault Systèmes, SIMULIA

Zentral ist dabei, dass die ‚optimale Lösung‘ nicht einfach die beste Lösung für die Ingenieure ist, sondern die Lösung, die im Gesamtbild des Fahrzeugs am besten funktioniert. Isoliert kann in dieser Branche heute nichts und niemand mehr effektiv agieren. Sie, Ihre Lieferanten und Ihre Kunden sollten nicht länger in Silostrukturen arbeiten – vor allem, wenn es um die Entwicklung von elektrischen und autonomen Fahrzeugen geht. Sie müssen sowohl das Ökosystem des Unternehmens als auch das Fahrzeug als Ganzes in Betracht ziehen.

Gespräch mit Matthias Tröscher, SIMULIA Business Development, über die Antennenposition für eine optimale 5G-Konnektivität am Fahrzeug:

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Neu denken, was wir wissen – und tun

Darüber hinaus erfordert eine Elektrifizierung von Fahrzeugen, wie David Holman betont,

„ein komplettes Neudesign des Fahrzeugs. Alle Komponenten müssen neu gedacht werden. Sie müssen an die Auswirkungen der Fahrzeugdynamik denken: auf die Effizienz, auf die Kühlung des Akkus und auf den Antriebsstrang. Sie können nicht über einzelne Komponenten so nachdenken wie bei den Fahrzeugen von früher. Aspekte wie das Wärmemanagement werden kritisch. Sie wissen, dass Akkus nur innerhalb eines sehr engen Betriebsbereichs effizient arbeiten, damit wird das Wärmemanagement zu einem wichtigen Thema.”

David Holman
Vice President, Dassault Systèmes SIMULIA R&D

All das führt, wie Holman aufführt, zu einem ganz neuen Problem: einer Neuerfindung. Die Herausforderung, vor denen die traditionellen OEMs stehen, ist, sich selbst neu zu erfinden. Neuen Start-ups, die ganz von vorn anfangen, wird das komplett neue Design eines elektrischen Antriebsstrangs sicher leichter fallen, weil sie unvoreingenommen vorgehen, wodurch sie einen Vorteil haben. Für einen traditionellen OEM ist eine solche Transformation dagegen eine „Aufgabe voller Herausforderungen“.

Zu den Herausforderungen der heutigen Antriebsstrangentwicklung gehört auch, dass neue Lösungen in früher undenkbaren Zeitfenstern entwickelt werden müssen – Lösungen, die Leistung, Masse, Gewicht, Qualität und Emissionswerte in Wochen statt Monaten optimieren. Kurz gesagt: Was bei der Entwicklung und Optimierung des Verbrennungsmotors 100 Jahre dauerte, muss heute bei den Elektroautos innerhalb von 10 Jahren passieren.

Gespräch mit David Holman, VP SIMULIA R&D, über die ganzheitliche Herangehensweise bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen:

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Ein ganzheitlicher Ansatz

Auch wenn die Entwicklung autonomer Fahrzeuge ganz andere Herausforderungen mit sich bringt, setzt sie ein ähnlich ganzheitliches Konzept voraus, da auch hier schnelle Lösungen für Designprobleme gefunden werden müssen. Wie zum Beispiel messen – und beheben Sie – die Auswirkungen der verschiedenen Partikeltypen bei unterschiedlichen Straßen- und Witterungsverhältnissen auf die Sensoren der Assistenzsysteme, die das autonome Fahren erst möglich machen? Die Antwort lautet Simulation.

Brad Duncan, Fluid Dynamics Director bei Dassault Systèmes sagt: „Autobauer brauchen nicht nur Vorhersagesimulationen für Partikel und Schichten, sondern müssen auch verstehen lernen, wie das Design verbessert werden kann.”

Er ergänzt: „Deswegen ist Simulation so wichtig. Wir machen es möglich, dass innovative Designs sehr viel schneller gefunden werden, weil man die Partikel nachverfolgen kann, von der Quelle ihrer Verursachung über die Luft bis zur Oberfläche, auf der sie sich niederlassen, und manchmal sogar wieder von der Oberfläche an einen anderen Ort.”

„Sie können die Umgebung, in der das Auto fährt, simulieren ... das Spritzwasser des Vorderrads, den Regen, die Partikel, die von den anderen Verkehrsteilnehmern verursacht werden, und all das kann gleichzeitig im Kontext der individuellen Aerodynamik des Fahrzeugs betrachtet werden. Sie können all diese unterschiedlichen Leistungsfaktoren vorhersagen, um ein Design schon in einem frühen Stadium des Testprozesses schnell beurteilen zu können. So finden Sie innovative Lösungen, bei denen alle Zielsetzungen optimal gegeneinander abgewogen sind.

Bradley Duncan
Fluid Dynamics Director, Dassault Systèmes

 

„Zeit ist Geld“, meint er am Schluss. „Wenn Sie also den Designprozess beschleunigen und überprüfen können, dass die Designänderungen allen Leistungskriterien entsprechen, können Sie schneller auf den Markt treten und die Gesamtkosten der Fahrzeugentwicklung senken.”

Kreisel Electric, ein führender Technologieanbieter für elektrische Antriebssysteme,
ist das perfekte Beispiel für ein Unternehmen, das neue Plattformen und Technologien einsetzt, um agil zu bleiben.

Kreisel Electric stand vor einer Herausforderung: Würde sich der legendäre 1971 EVEX Porsche 910 mit Verbrennungsmotor in ein elektrisches Superauto verwandeln lassen? Kreisel Electric musste ein Akku, Kühlsystem, Getriebe und einen Antriebsstrang entwickeln für ein Auto mit sehr engem Bauraum entwickeln.

Dazu benötigte das Unternehmen eine Lösung, die robust aber auch flexibel genug sein würde, um eine gute Zusammenarbeit der unterschiedlichen Fachbereiche zu ermöglichen und gleichzeitig die Kosten und den Zeitplan im Blick zu behalten.

Die Platzierung von Getriebe und Akku in den sehr begrenzten Bauraum des Fahrzeugs wäre ohne die Programme der  3DEXPERIENCE-Plattform niemals in dieser Zeit und Qualität möglich gewesen.

Helmut Kastler
Head of Mechanical & Electrical Engineering, Kreisel Electric

Die Vorteile für alle Projektbeteiligten lagen in der optimalen Zusammenarbeit in Echtzeit und in dem zentralen und sicheren Zugriff auf geometrische Daten, Unternehmens-Know-how und Projektinformationen. Dies steigerte die Kreativität und Innovation bei reduzierten Kosten und einer verkürzten Entwicklungszeit.

„Ich kann mich jederzeit, ob von meinem Büro oder vom Kunden aus, in die  3DEXPERIENCE-Plattform einloggen und auf alle Daten zugreifen, da alles zentral gespeichert und klar strukturiert ist.”

René Dumfart
Mechanical Designer, Kreisel Electric

Jack Brown, PLM Support Specialist bei Tesla, sagt, dass die Barrieren, die eine Zusammenarbeit früher erschwerten, dank der spezialisierten digitalen Technologien behoben werden konnten, und alle Abteilungen bei Tesla jetzt den Vorteil haben, früher in Projekte involviert zu werden.

Tesla kann heute ein Problem, das Produktänderungen erfordert, früher im Entwicklungsprozess identifizieren und dadurch Zusatzkosten oder Verzögerungen bei der Entwicklung vermeiden. „Fertigungsfeedback ist kritisch, da wir einen Serienwagen entwickeln“, erklärt Brown. „Alle Abteilungen möglichst früh einzubeziehen und ihr Feedback zu den ersten Releases zu bekommen, ist viel besser, als das Feedback erst am Schluss zu erhalten, wenn es erheblich teurer ist, Änderungen einzuarbeiten.”

Der Grat zwischen Erfolg und Misserfolg ist dabei so dünn wie die Gewinnmargen der Branche. Letztlich wird Ihre Profitabilität als Unternehmen von Ihren strategischen Fähigkeiten abhängen, Kunden-Input rechtzeitig einzubeziehen, die Entwicklung zu optimieren und die Umsetzung zu automatisieren. Wie effektiv Sie 3D-/virtuelle Ressourcen nutzen, um diese neuen Innovationen für die richtigen Kunden zur richtigen Zeit voranzutreiben, ist der Schlüssel für Ihr Bestehen in dieser neuen Welt der elektrischen, vernetzten undautonomen Fahrzeuge.