Komplexität und Variantenvielfalt in der Automobilentwicklung beherrschen: PLE und Digitale Zwillinge nutzen

Die Automobilentwicklung war nie mit so viel Komplexität konfrontiert. Millionen Fahrzeuge pro Jahr zu produzieren, ist eine gewaltige Aufgabe. Diese Komplexität wächst exponentiell durch nächste Generation intelligenter Funktionen für autonomes Fahren. Hersteller stehen vor vielfältigen Herausforderungen: diese Komplexität zu bändigen, Varianten zu managen und Innovationen schnell, effizient, sicher und zuverlässig in den Markt zu bringen.

Von autonomem Fahren und fortschrittlichen Assistenzsystemen bis zu adaptiver Geschwindigkeitsregelung und Spurhalteassistent – Innovation ist im Überdrive. Autonome Fahrzeuge erfordern ein komplexes Geflecht aus interagierender Software, elektrischen und mechanischen Komponenten für Radarsensoren, 3D-Mapping, Bilderkennung, Vehicle-to-Vehicle-Kommunikation, künstliche Intelligenz und mehr. Entwicklerteams werden zunehmend von der mühsamen Verwaltung dieser wachsenden Komplexität absorbiert.

Es besteht ein außergewöhnlicher Bedarf und eine Chance für dramatische Verbesserungen in der Art, wie Automobil-Produktlinien entwickelt, geliefert und weiterentwickelt werden. Traditionelle „produktzentrierte“ Ansätze – bei denen einzelne Produkte einer Produktlinie separat designed, produziert und gewartet werden – sind schlicht nicht mehr tragfähig.

Einige Hersteller wechseln nun zu feature-basiertem Product Line Engineering (PLE), einer aufstrebenden Disziplin, die einen einheitlichen Varianten- und Komplexitätsmanagement-Ansatz über die gesamte Produktlinie und den vollständigen Engineering- und Operations-Lebenszyklus bietet.

Der Ansatz heißt „feature-basiert“, weil Fahrzeugingenieure den Anforderungs- und Designprozess beginnend mit Features starten. Beim feature-basierten PLE bestimmen Features die Teile – nicht umgekehrt. Das schafft eine gemeinsame Sprache im gesamten Unternehmen.

Während der Ansatz branchenübergreifend adaptiert wird, finden die fortschrittlichsten PLE-Einführungen im Automobilsektor statt. Hersteller, die PLE einsetzen, berichten von Verbesserungen um Größenordnungen bei Effizienz, Time-to-Market, Skalierbarkeit der Produktlinie und Produktqualität.

Digitale Zwillinge: Verbindung zum Fahrzeug im Feld

Mit der steigenden Entwicklungs- und Fertigungskomplexität kommt die Herausforderung, Fahrzeuge nach Verlassen des Werks zu warten und weiterzuentwickeln. Digital-Twin-Technologie ist ein weiterer Innovationsbereich neben PLE. Gartner führte Digitale Zwillinge 2018 als einen der Top 10 Strategic Technology Trends auf; Forbes titelte: „Alle Anzeichen deuten auf eine Digital-Twin-Technologie-Explosion hin.“

In der Automobilbranche ist ein Digitaler Zwilling – das digitale Abbild oder die virtuelle Repräsentation eines physischen Produkts – das Bindeglied zu jedem Fahrzeug, das das Werk verlässt.

Digitale Zwillinge sind Nebenprodukte des feature-basierten PLE-Prozesses, der automatisch eine digitale Repräsentation basierend auf den Features eines spezifischen Fahrzeugs generiert. Wenn ein Fahrzeug gefertigt ist und das Werksgelände verlässt, ist auch der Digitale Zwilling komplett. Hersteller können das Fahrzeug im Feld basierend auf seinen spezifischen Features effektiv überwachen, warten und weiterentwickeln. Beispiel: Bei Service oder Teiletausch fließen diese Informationen in den Digitalen Zwilling ein, um das Spiegelbild aktuell zu halten.

Mit Digitalen Zwillingen lassen sich Qualitätsprobleme proaktiver angehen, da Unternehmen schnell identifizieren können, welche Produkte ein fehlerbehaftetes Feature enthalten, und den Fix über alle betroffenen Produkte ausrollen.