SIEMENS

Ähnlich wie die Göttin Athene einst Zeus’ Stirn entsprang, so entstand auch der Rally Fighter aus einem mächtigen Geist. Der eigenwillige 6,2-Liter-Sportwagen mit 430 PS ist eine Gemeinschaftsproduktion Tausender schlauer Köpfe. Ihr Treffpunkt: die virtuelle Welt. Ihr Ziel: Die Vision eines ultimativen, mächtigen Flitzers Wirklichkeit werden zu lassen, und das mit Straßenzulassung und zu einem bezahlbaren Preis.

Die Geburtsstätte des Rally Fighter ist eine Art Hangar am Rande von Phoenix, Arizona – der Firmensitz des Start-ups Local Motors (LM). Zum ersten Mal wurde ein Fahrzeug in „Co-Creation“ entwickelt. Bei diesem Ansatz – auch unter Crowdsourcing bekannt – werden Wissen und Kreativität einer riesigen Zahl von Enthusiasten genutzt, die mit computergestütztem Design (CAD) arbeiten. Koordiniert werden sie von einem LM-Team aus Ingenieuren und Industriedesignern, und belohnt werden sie mit Prämien für die Gewinner-Designs. Alle Beteiligten können ent- weder allein oder in konkurrierenden Gruppen arbeiten, die jeweils auf bestimmte Unterprojekte spezialisiert sind. Insgesamt kann dieses Verfahren die Entwicklung eines komplexen Systems enorm beschleunigen.

Die Methode von LM ist so schnell und effizient, dass das nicht einmal sechs Jahre alte Unternehmen einen Vertrag mit der Forschungsbehörde DARPA des US-Verteidigungs-ministeriums erhielt. Die DARPA war besonders beeindruckt von der Entwicklung des Rally Fighters. Deshalb sollte LM prüfen, ob mit Co-Creation auch die Entwicklung eines kostengünstigen, leichten Militärtransporters möglich ist. Das Ergebnis war der XC2V, das weltweit erste gemeinschaftlich entwickelte Fahrzeug zur Kampfunterstützung. „Wir haben das Projekt nicht nur pünktlich und unter dem vorgesehenen Budget abgeschlossen, sondern der DARPA auch ein Verfahren an die Hand gegeben, mit dem sie diesen Erfolg immer wieder wiederholen kann“, sagt John B. Rogers, Chef und Mitbegründer von LM. „Das Fahrzeug wird jetzt intensiv getestet.“

Der Entwurf eines Fahrzeugteils mit CAD in globaler Co-Creation unterscheidet sich jedoch stark von der Entwicklung in einer Firma, wo alle die gleiche Software nutzen. An einem Projekt von LM für einen großen deutschen Automobilhersteller arbeiteten beispielsweise weltweit über 300 Menschen mit vielen verschiedenen CAD-Systemen und Dateiformaten. „Während der Arbeit müssen die Beteiligten miteinander und mit uns interagieren, um Feedback erhalten zu können“, erklärt Alex Fiechter, Manager für die Engineering Community bei LM.

Für den reibungslosen Ablauf nutzt LM die Solid Edge CAD-Plattform von Siemens PLM Software. „Die Software kann viele verschiedene Dateiformate sauber importieren“, so Fiechter. „Und für die gemeinschaftliche Arbeit bietet sie mehr Flexibilität als jedes andere Produkt.“ Wenn die Entwicklung eines Teils abgeschlossen ist, wird das Design auf eine Anlage von LM geladen, die nur mit einem Hochdruckwasserstrahl und einem Schleifmittel einen Prototypen aus einem Metallblock von bis zu 23 Zentimetern Dicke schneidet. „Letztlich braucht man nur ein CAD-Design auf einem USB-Stick“, erklärt Fiechter. „Das Teil kann dann an ein Prototyp-Fahrzeug montiert und sofort getestet werden.“

Damit die CAD-Plattform für die Teilnehmer an der Co-Creation bezahlbar bleibt, hat Siemens die Solid-Edge-Version Design1 entwickelt, die die Lücke zwischen kostenlosen oder günstigen CAD-Lösungen mit begrenzter Funktionalität und den teuren Profi-Vollversionen schließt. „Solid Edge Design1 ist eine einzigartige CAD-Lösung für Enthusiasten weltweit, die sich an der Co-Creation bei LM beteiligen wollen“, sagt Karsten Newbury, Leiter des Bereichs Mainstream Engineering Software bei Siemens PLM Software. Rogers fügt hinzu: „Design1 ermöglicht es zum Beispiel, ein Design oder auch nur ein Miniaturbild zu posten. Andere Nutzer können dann dieses Bild in einem Browser aufrufen und in 3D ansehen, die Maße notieren und es kommentieren. Jeder, der Design1 heruntergeladen hat, kann mit Menschen zusammenarbeiten, die eine ganz andere CAD-Software verwenden.“

Doch bietet die Erfahrung von LM mit Co-Creation nur Potenzial für Start-ups oder auch für große Hersteller? „Unternehmen können damit ihre Kompetenz erweitern und ihre Prozesse beschleunigen. Vorhandene Ressourcen werden besser genutzt und gleichzeitig die Produkte genauer auf den Kunden zugeschnitten“, erklärt Newbury. „Die DARPA ist ein Paradebeispiel: Sie will effizienter arbeiten. Normalerweise kostet die Entwicklung eines Fahrzeugs die US-Regierung Milliarden Dollar. LM brauchte dagegen nur vier bis sechs Monate, um das Gleiche für einen Bruchteil der Summe zu erreichen.“

Ein Trumpf, den Start-up-Firmen wie LM ausspielen können, ist ihre Jugend. Große Hersteller, wie innovativ sie auch sein mögen, müssen hingegen ihre Altsysteme in die Design-, Entwicklungs- und Produktionsprozesse einbeziehen. Bei der Ford Motor Company hat das Management jedoch einen Weg entdeckt, Autos cleverer, schneller, kostengünstiger und personalisierter zu bauen und zu warten. Der Schlüssel heißt Software, denn mit ihr beginnt die Fertigung.

Digitales Auto. „60 Prozent der Merkmale, die moderne Autos attraktiv machen, werden über Software umgesetzt“, sagt Stefan Jockusch, zuständig für die Geschäftsentwicklung der Autoindustrie bei Siemens PLM Software. „Und 70 Prozent der Probleme und Rückrufe sind auf Software-Inkompatibilitäten zurückzuführen“, ergänzt er. Laut Chris Davey, technischer Leiter für Software und Steuersysteme bei Ford, sind viele der aktuellen Ford-Modelle mit etwa 50 bis 70 Kleincomputern ausgestattet, die über 15 Millionen Programmzeilen verarbeiten, um 50.000 Funktionsanforderungen zu steuern – vom Antrieb über Unfallschutz und Infotainment bis zur Navigation. Zum Vergleich: Bei einer Boeing 777 von 1994 waren es drei Millionen Programmzeilen. Angesichts der immensen und weiter wachsenden wirtschaftlichen Bedeutung von Software für die Produktentstehung und der steigenden Komplexität hat Ford in enger Zusammenarbeit mit Siemens ein „In-Vehicle Software“ (IVS)-Managementsystem implementiert. Das ist eine globale Informationsplattform für die Software und Hardware des Autoherstellers. Mit Teamcenter von Siemens, dem weltweit am meisten genutzten Product Lifecycle Management(PLM)-System, setzt Ford dieselbe Datenbasis für alles ein: in der eigenen Entwicklungsabteilung ebenso wie bei den Lieferanten, bis hin zur Fertigung und dem Service.

„In der Produktionsumgebung sucht die IVS beispielsweise die installierte Hardware und die dazugehörige Software und stellt sicher, dass beide genau zusammenpassen“, erklärt Davey. Diese Information schafft beträchtliche wirtschaftliche Vorteile. So werden nicht nur Fehler und Inkompatibilitäten verhindert. Bei der Wartung kann durch Software-Updates – und besonders durch detaillierte Informationen zu den Software-Versionen – teilweise sogar der teure Austausch einer elektronischen Steuereinheit vermieden werden.

Dank der Teamcenter-basierten IVS können die Ford-Händler jetzt genau die Software-Updates herunterladen, die für ein bestimmtes Fahrzeug nötig sind, und so Ressourcen sparen, den Service beschleunigen und das Risiko neuer Probleme verringern. In Nordamerika allein hat diese Möglichkeit der „Flash-Programmierung“ Ford viel Geld gespart. „Wir hatten Einsparungen zwischen einer und fünf Millionen Dollar pro Jahr erwartet“, sagt Chris Davey, technischer Leiter für Software und Steuerungssysteme bei Ford. „Jetzt haben wir in drei Jahren bereits über 100 Millionen Dollar gespart.“

Software-Recycling. Die Wiederverwendung von Software bietet zusätzliches Sparpotenzial. Ein Beispiel: Bei der Entwicklung eines Fahrzeugs werden im Allgemeinen rund 5.000 bis 7.000 Betriebsparameter für eine Vielzahl von Bordsystemen definiert und optimiert. Teamcenter verwaltet diese in einer einzigen, zentralen Bibliothek, um Dopplungen zu vermeiden und Software-Bausteine und Parameter konsistent zu verwenden. Das kann ein großer Pluspunkt sein, etwa wenn Funktionen wie eine adaptive Geschwindigkeitsregelung eingesetzt werden, bei der mehrere Module – zum Beispiel Brems- und Drosselregelung – miteinander über ein Bordnetz kommunizieren müssen. „Wiederverwendung von Software ist ein wichtiges Thema für die Autoindustrie“, meint Davey. „Dank Teamcenter können wir nun Software-Komponenten ohne Anpassungen komplett wiederverwenden.“

Da Fahrzeuge sich heute vor allem durch die Software unterscheiden, beschleunigt sich auch ihr Lebenszyklus – genau wie bei Smartphones und anderer Elektronik. „Neben den üblichen Kfz-Lebenszyklen von zwei bis drei Jahren müssen wir die Lebenszyklen von Verbraucherelektronik beachten, die sechs bis neun Monate betragen“, sagt Davey.

Alles in allem sind das wichtige Schritte hin zu einer einheitlichen Datenbasis für Hard- und Software, auch wenn es wegen der Inkompatibilitäten zwischen alten und modernen Systemen noch Jahre dauern wird, bis diese Vision Wirklichkeit wird. „Ford ist eines der wenigen Unternehmen, die bereits ihre gesamte Software in einer einheitlichen Produktdatenmanagement-Umgebung entwickeln, vertreiben und nachverfolgen“, erklärt Jockusch. „Sie sind auf dem richtigen Weg, um irgendwann ihre Datenbanken zu verschmelzen und Fahrzeuge vor der eigentlichen Produktion komplett in der virtuellen Welt zu entwickeln und zu testen. Dies ist der einzige Weg, um die Dinge zu vereinfachen, obwohl unsere Produkte insgesamt immer komplexer werden.“