Chinese Man working on a car concept

Was Startups bei der Fahrzeugentwicklung beachten sollten

 

Vom Produktionsstandort über die Fahrzeugziele bis hin zur IT-Infrastruktur – in der Konzeptphase stehen Fahrzeugunternehmen vor unzähligen Entscheidungen, die sich nicht nur wechselseitig beeinflussen, sondern jeweils für sich weiterführende Fragen aufwerfen und somit mit entsprechendem Weitblick getroffen werden müssen. Die Konsequenzen einer Fehlentscheidung sind weitreichend und können vor allem für Startups das Ende ihres Fahrzeugprojektes bedeuten. Die folgenden Artikel befassen sich mit den Grundfragen der Fahrzeugentwicklung und enthalten einige Hinweise darauf, was für Startups bei der Projektplanung besonders zu beachten ist. Einen Überblick über die behandelten Themen erhalten Sie hier.

 

Whitepaper from Magna 7 Considerations for an automotive concept phase

DIE GRUNDLAGEN DES FAHRZEUGENTWICKLUNGSPROZESSES

Die Anzahl an Herausforderungen, mit denen Startups während der Konzeptphase der Fahrzeugentwicklung konfrontiert werden können, ist wohl unbegrenzt. Es gibt jedoch einige Szenarien, die besonders häufig auftreten und denen man mit bestimmten Strategien begegnen kann, um einen reibungslosen Projektablauf zu gewährleisten.

Neben vorausschauender Flexibilität hinsichtlich der Stückliste (BOM – Bill of Materials) ist es auch wichtig, Design und technische Anforderungen aufeinander abzustimmen. Bezüglich der Validierung des Fahrzeugkonzeptes empfielt es sich, auf virtuelle Einwicklungsmethoden zurückzugreifen, weil dadurch nicht nur die Zeit bis zum Markteintritt (Time-to-Market) verkürzt wird, sondern auch Entwicklungskosten eingespart werden können. Darüber hinaus ist es schon bei der Wahl des Standortes notwendig, die dort herrschenden Rahmenbedingungen hinsichtlich Qualitäts- und Sicherheitsstandards zu berücksichtigen. Zu guter Letzt bedarf es eines gut durchdachten Zeitplans, der nicht nur alle Schritte des gesamten Fahrzeugentwicklungs- und Fertigungsprozesses in einen zeitlichen Rahmen setzt, sondern auch adaptierbar ist, um unvorhersehbare Verzögerungen oder Änderungen organisatorisch unterzubringen.

Eine genaue Vorgehensweise in der Planung kann zwar Schwierigkeiten nicht vollständig vorbeugen, diese aber sehr wohl reduzieren und Konditionen für einen leichteren Umgang mit Herausforderungen schaffen. 


 

SO SETZEN SIE IHRE FAHRZEUGVISION IN FAHRZEUGLEISTUNGSZIELE UM

Es gibt zwei Grundvoraussetzungen für die Festlegung von Fahrzeugleistungszielen:

  1. Die Erstellung eines Kund_innenmarktprofiles (CMP – Customer Market Profile) und
  2. Benchmarking.

Für das CMP sind einige marktbezogene Daten, wie das geplante Produktionsvolumen, der vorgesehene Fahrzeugpreis, Positionierungsstrategien und Angaben zu Konkurrenzprodukten erforderlich, ebenso wie ein technisches Produktportfolio zum geplanten Fahrzeug, welches z. B. Informationen zu Leistungsstandards, Fahrzeugplattformen und Motortyp enthält.  Der CMP sollte in erster Linie reflektieren, was ein Startup mit seinem Fahrzeug am Markt erreichen will, d. h. wen (Zielpublikum) es womit (USP Unique Selling Proposition/Alleinstellungsmerkmal) ansprechen will.

Sind der Zielmarkt und damit auch die Zielkund_innen bekannt, ist der nächste Schritt die Wettbewerbsanalyse des jeweiligen Marktsegments. Dieser Prozess wird Benchmarking genannt und dient dazu, Startups einen Überblick über das aktuelle Angebot an Konkurrenzprodukten auf ihrem Zielmarkt zu geben. Dabei werden bestimmte Benchmark-Fahrzeuge ausgewählt, auf ihren USP analysiert und mit dem geplanten Eigenprodukt verglichen, um feststellen zu können, wie dessen Erfolgschancen auf dem Markt aussehen.

In Anlehnung an die gewählten Fahrzeug-Benchmarks werden schließlich die konkreten Ziele bestimmt, die das Fahrzeug erreichen soll. Zunächst werden nur die 100 wichtigsten Fahrzeugleistungsziele definiert, die Projektmeilensteine für das Projekt darstellen und somit die Richtung vorgeben, in die sich die Fahrzeugsystementwicklung bewegen soll. Eine der größten Herausforderungen bei der Zieldefinition ist die systemübergreifende Abhängigkeit der zu erreichenden Merkmale. Jede noch so kleine Änderung der Zielvorgaben kann den weiteren Fahrzeugentwicklungsprozess beeinflussen. Erst wenn das Projekt die vereinbarten Fahrzeugziele erreicht hat, kann es schlussendlich den Sprung in die Serienfahrzeugentwicklung schaffen.

 

DER EINSTIEG IN DIE FAHRZEUGSYSTEMENTWICKLUNG

Die ersten definierten Fahrzeugleistungsziele sind wegweisend für die anschließende Fahrzeugsystementwicklung. Ab Beginn des Systementwicklungsprozesses erhält die technische Dimension des Projektes einen neuen Komplexitätsgrad, der mit jeder Komponente weiter steigt, die das Projekt näher an die Erfüllung der Zielvereinbarung heranführt.

Hersteller verfolgen bei der Entwicklung ihrer Fahrzeugsysteme keineswegs eine einheitliche Linie, sondern gehen dabei sehr unterschiedlich vor. Bei Magna wird jedes System innerhalb eines Fahrzeuges, z. B. das Triebwerk, das ADAS (Advanced Driver-Assistance-System) etc., von einem Modul betreut, dessen Aufgabe es ist, die Systeme zu planen, zu spezifizieren und in das Paket der Gesamtsysteme des Gesamtfahrzeuges zu integrieren sowie diese Systeme zu simulieren, zu testen und später zu validieren. Der Prozess der Funktionsintegration wird von einem Integrated Functional Team, oder I-Team, verwaltet, welches als Mittler zwischen den einzelnen Modulen fungiert und spezifische Gesamtfahrzeugfunktionen wie Gewicht oder Aerodynamik überwacht. 

Eine Balance zwischen den einzelnen Modulaufgaben und den übergeordneten Funktionsintegrationsprozessen ist notwendig, um eine sinnvolle Zielvereinbarung zu erstellen. Die ersten Ziele werden während der Konzeptphase immer weiter ausgebaut und konkretisiert, sodass am Ende dieser Phase 100 % der Fahrzeugziele definiert sind. Zunächst wird das Anforderungsprofil für jedes einzelne System, also dessen Aufgaben und Ressourcen, skizziert. Danach können die Stückliste (BOM – Bill of Materials) sowie Zeitpläne für das gesamte Projekt erstellt werden. Es folgt die Festlegung einer Lieferkettenstrategie bzw. das Onboarding von Schlüssellieferanten und letztendlich die Planung der Serienproduktion des Fahrzeuges. Wenn bereits eine Partnerschaft zwischen dem Startup und den Entwicklungs- bzw. Fertigungspartnern besteht, kann es vorteilhaft sein, diese auf die Serienproduktion auszudehnen.

 

 

FAHRZEUGSTYLING VS. TECHNISCHE HERAUSFORDERUNGEN

Fahrzeugstyling wird oft mit Fahrzeugdesign verwechselt. Während allerdings Design auch ingenieurtechnische Aspekte, wie zum Beispiel den Fahrzeugbau, berücksichtigt, ist Styling weitgehend auf den Teil des gesamten Fahrzeugdesignprozesses beschränkt, der sich rein auf die Ästhetik konzentriert.

Manchmal wird angenommen, dass das Styling im Fahrzeugentwicklungsprozess eine untergeordnete Rolle spielt, d. h. der Funktion mehr Wichtigkeit zukommt als der Form. Styling ist jedoch nicht nur als ein einzelner, klar abgegrenzter Schritt im Entwicklungsprozess zu sehen. Tatsächlich handelt es sich um einen äußerst wichtigen Aspekt. Durch die zunehmende Standardisierung vieler technischer Fahrzeugmerkmale gewinnt das Designerlebnis als Alleinstellungsmerkmal auf emotionaler Ebene immer mehr an Bedeutung.

Eine häufige Konfliktquelle für Designer_innen ist, dass sie ihre visuellen Konzepte nicht in Zahlen fassen können, während numerische Daten das wichtigste Werkzeug von Ingenieur_innen sind. Selbst scheinbar kleine Änderungen am Design, seien es geringfügig größere Reifen oder eine minimale Änderung des Winkels der Windschutzscheibe, können Auswirkungen auf das Gesamtfahrzeug haben. Dies wiederum kann sich auf den Zeitplan auswirken und zu Budgetüberschreitungen führen. Aus diesem Grund müssen Ingenieur_innen und Stylingteams eng zusammenarbeiten und, was noch wichtiger ist, sich in das jeweils andere Team hineinversetzen.

 

KOSTENOPTIMIERTE AUTOMOBILFERTIGUNG MIT ADVANCED MANUFACTURING ENGINEERING (AME)

 

Advanced Manufacturing Engineering, kurz AME, umfasst alle notwendigen Aktivitäten, um die Gesamtfahrzeugvision inklusive aller damit verbundenen Systeme und Teile in der Produktion umsetzen zu können. Zu den Aufgaben von AME gehören beispielsweise die Festlegung der optimalen Reihenfolge der Montage von Karosserieteilen sowie die Definition der dafür erforderlichen Verbindungstechniken. Das Hauptziel ist eine möglichst effiziente Fertigung aller für die Serienfahrzeugproduktion benötigten Einzelteile. Ein durchdachtes AME-Konzept senkt den gesamten Zeit- und Kostenaufwand für die Serienfertigung und hält die Produktqualität konstant auf höchstem Niveau.

AME-Konzepte können jedoch nur funktionieren, wenn deren Anforderungen auch in die Fabrikplanung mit einfließen. Alle Expert_innen, die an der Implementierung der erforderlichen Technologien in Fabrikkonzepten beteiligt sind, müssen sich dabei im Rahmen der AME-Anforderungen bewegen. Vorgaben, wie zum Beispiel Montagesequenzen, bilden die Grundlage für alle Fertigungsprozesse und -anlagen, die für die Automobilfertigung notwendig sind.

Herausforderungen bei der Umsetzung eines AME-Konzeptes entstehen hauptsächlich aufgrund von Zielkonflikten zwischen Entwickler_innen und Planer_innen, da deren Zielvorgaben grundlegend verschieden sind. Konfliktherde entwickeln sich in der Regel, sobald Entwicklungskonzepte und -vorgaben bei der Produktion umgesetzt werden müssen. Das AME-Konzept beinhaltet eine parallele Planung des Fahrzeugkonzeptes sowie der jeweiligen Produktionsstätte und stellt so einen reibungslosen Ablauf in der Automobilfertigung sicher. 

Whitepaper from Magna 7 Considerations for an automotive concept phase

DIE GRÖßTEN HERAUSFORDERUNGEN BEIM AUFBAU EINES STABILEN AUTOMOBIL-ZULIEFERERNETZWERKES

In der Regel wird nur eine geringe Anzahl von Fahrzeugkomponenten direkt im eigenen Haus produziert. Die meisten Systeme und Einzelkomponenten werden von Zulieferern bereitgestellt. Ein durchschnittliches Fahrzeug besteht daher aus Systemen, die von Hunderten verschiedener Versorgungsstandorte stammen.

Die Berücksichtigung der Transportentfernung ist einer der wichtigsten Faktoren beim Aufbau eines Versorgungsnetzes. Der Standort des Fahrzeugunternehmens sollte sich in der Nähe möglichst vieler Schlüssellieferanten befinden, da die Nähe zu Lieferanten zeit- und kostensparend ist.

Der Aufbau und die Pflege eines Fahrzeug-Zulieferernetzwerkes ist wohl eine der umfassendsten und komplexesten Aufgaben im Fahrzeugentwicklungsprozess. Die größten Herausforderungen stehen im Zusammenhang mit dem für den Prozess verbundenen Zeit- und Kostenaufwand. Dieser beinhaltet das Onboarding von Lieferanten bzw. die Sicherstellung einer guten Zusammenarbeit, Kommunikation und Produktqualität.

Durch die Partnerschaft mit einem etablierten Hersteller kann der Prozess des Aufbaus eines Versorgungsnetzes für Marktneueinsteiger erheblich erleichtert werden, da dieser schon über ein Lieferantennetzwerk verfügt. Zu diesem erhalten Startups Zugang, sofern sie sich für eine Zusammenarbeit mit dem Fahrzeug-Hersteller entscheiden.

 

DIE BEDEUTUNG DER IT-INFRASTRUKTUR BEI DER FAHRZEUGENTWICKLUNG

Für Automobilwerke, die zunehmend vernetzt, automatisiert, digitalisiert und „smart“ werden, gewinnt die IT immer mehr an Bedeutung. Die Rolle einer gut geplanten IT-Infrastruktur sollte für ein erfolgreiches und effizientes Unternehmen nicht unterschätzt werden. Erfolgt ihre Optimierung in Anlehnung an das Geschäftsmodell des Startups, kann dieses sein Geschäft durch produktive und effiziente Prozesse leichter differenzieren. Die Komplexität der IT-Landschaft in der Automobilindustrie, verbunden mit den Herausforderungen bei der Implementierung eines idealen Netzwerkes und der Gewährleistung der Datensicherheit, stellt neue Marktteilnehmer jedoch vor große Herausforderungen. Diese können durch die Auftragsfertigung weitgehend entschärft werden, da große Teile der IT-Infrastruktur entweder bereits etabliert sind oder leichter aufgebaut werden können.

Letztendlich kann und sollte die IT nicht in Hinblick auf eine einzelne Aufgabe betrachtet werden. Die IT-Abteilung eines Unternehmens muss eng mit anderen Abteilungen zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass die Software den Fertigungsprozess in der Automobilindustrie optimiert und ihm nicht im Weg steht. Die IT muss kontinuierlich weiterentwickelt werden, da sie nicht nur eine isolierte Infrastrukturebene darstellt, sondern einen unverzichtbaren Kernbestandteil einer erfolgreichen Automobilproduktion.

 

 FAZIT

Die Konzeptphase ist der herausforderndste Teil bei der Fahrzeugentwicklung. In dieser Phase sollten einerseits sämtliche weiteren Projektschritte minutiös geplant und andererseits Spielraum für potentielle Herausforderungen und Verzögerungen geschaffen werden. Es gibt Unsicherheitsfaktoren, die nicht vorhersehbar sind und demnach nicht von vornherein in die Planung einfließen können. Bei einem so komplexen Unterfangen wie der Fahrzeugentwicklung treten Schwierigkeiten jedoch mit äußerst hoher Wahrscheinlichkeit auf. Es gilt demnach, in der Vorgehensweise möglichst anpassungsfähig zu bleiben. Für Startups ist die Zusammenarbeit mit erfahrenen Partnern die einfachste Form, den Herausforderungen bei der Fahrzeugentwicklung zu begegnen.

 

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Siegfried Krammer

Siegfried Krammer is Project Manager Engineering. He held several positions at Magna Steyr - his last one was Global Technical Area Head for Complete Vehicle Development.

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