Benchmarking in der Automobilindustrie: Fahrzeuge virtuell entwickeln

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Ein Benchmarking-Dienstleister hat Simulationstools in seine Workflows integriert, um Fahrzeuge virtuell auseinander- und wieder zusammenzubauen, damit die Hersteller Aspekte wie Lärm, Schwingungen und Handling ohne einen physischen Prototyp bewerten können.

Benchmarking in der Automobilindustrie: Seit mehr als 20 Jahren agiert A2Mac1 weltweit im Bereich Benchmarking, mit Kunden aus Landwirtschaft, Automobilbau Haushaltsgeräteindustrie, Baugewerbe und Luftfahrtsektor. Mit seiner Dienstleistung wendet sich das Unternehmen sowohl an kleine als auch große Unternehmen.

Was ist Benchmarking in der Automobilindustrie eigentlich?

Jacques Leveillé Nizerolle ist CEO von A2Mac1 und definiert es wie folgt: „Benchmarking ist eine Möglichkeit, das Wissen, das man über die eigene Produktion hat, global zu betrachten und basierend auf diesem Wissen kann man Neuerungen einführen. Benchmarking hilft im Grunde Unternehmen dabei, ihr Wissen über die Automobiltechnik im Allgemeinen zu erweitern und nicht nur anhand ihrer eigenen Produktion Neuerungen einzuführen, sondern auch anhand der Informationen anderer Hersteller.”

Auch wenn das Tätigkeitsfeld des Benchmarking-Dienstleisters weit über die oben genannten Branchen hinausgeht, liegt der Schwerpunkt in der Automobilindustrie. Das Unternehmen führt entsprechende Studien zu etwa 100 Autos pro Jahr durch. Diese werden in einem virtuellen Raum beispielsweise basierend auf 3D-Scans auseinander- und dann wieder zusammengebaut. Diese Vorgehensweise nennt man statisches Benchmarking. Das Unternehmen geht jedoch noch einen Schritt weiter und führt auch ein dynamisches Benchmarking durch, das eine Simulation der Fahrzeugleistung sowie Tests am physischen Produkt umfasst.

„Zu unseren Kunden zählen die meisten Automobilhersteller und die wichtigsten Zulieferer”, kommentiert Vincent Keromnes, Dynamic Benchmarking Domain Leader bei A2Mac1.

Dazu führt A2Mac1 Fahrversuche durch und macht dabei Messungen zum Wärme- und Energiemanagement sowie zur Aerodynamik. Leveillé Nizerolle erklärt: „Wir können diese Messungen direkt am Auto vornehmen oder virtuell anhand der erstellten 3D-Modelle, um das Verhalten des Fahrzeugs zu simulieren.“

Die Simulation verändert die Art, wie Unternehmen ein Benchmarking durchführen, und das Benchmarking verändert die Weise, wie Hersteller Autos entwickeln. Auch wie Verbraucher Autos kaufen, ist dadurch im Wandel – sie erhalten beispielsweise mehr Optionen zur Personalisierung, Komfort und Kosteneffizienz der Fahrzeuge.

Simulation der Fahrzeugleistung

Lärm, Schwingungen und Handling sind für das Fahrgefühl und den Komfort der Autos entscheidend. Allerdings lassen sich diese in der Fahrzeugentwicklung nicht einfach beurteilen, wenn der Entwickler nicht tatsächlich mit dem Auto fährt oder eine qualitativ hochwertige Simulation durchführt.

Mit Simulation erreicht das Benchmarking eine neue Dimension. Beispielweise erforderte die Messung der aerodynamischen Leistung eines Fahrzeugs bis dato zahlreiche Tests im Windkanal, die Zeit und Geld kosten. In einer virtuellen Umgebung können die Entwickler Tests beliebig oft wiederholen, bei minimalen Kosten- und Zeitaufwand. Daher können sich die OEMs auf kleinere Details und spezielle Situationen konzentrieren.

A2Mac1 liefert je nach den Bedarf des Kunden entweder vollständige Simulationen oder nur die Rohdaten.

Beispielsweise hat ein Hersteller einen elektrischen SUV mit einer Motorhaube entwickelt, die eher an einen Zweitürer erinnert. A2Mac1 hatte bereits das Digital-Mock-Up dieser Motorhaubenform parat. Damit konnte der Hersteller diese neue Form an einem virtuellen Prototypen testen, um zu prüfen, wie sich diese auf Luftwiderstand, Akustik und Vibrationen des Fahrzeugs auswirken.

Werkzeuge für das virtuelle Benchmarking in der Automobilindustrie

Als Werkzeug für das virtuelle Benchmarking nutzt A2Mac1 Simulia-Tools von Dassault Systèmes. Sie ermöglichen dem Unternehmen, die Vorbereitungszeit erheblich zu verkürzen. Von dieser Vorbereitungszeit entfallen laut Keromnes 70 Prozent auf die Bereinigung der Geometrie. Durch die Effizienzsterigerung kann das Unternehmen Ergebnisse anhand eines Digital-Mock-Ups innerhalb von rund drei Tagen liefern.

Keromnes erläutert: „Mit der Simulation erhalten wir nicht nur Informationen über die Leistung des Fahrzeugs mit dieser oder jener Ausrüstung, sondern können auch die Konfiguration jedes Elements besser verstehen. Das konnten wir zwar bisher auch in physischen Tests erreichen, aber das ist sehr kompliziert und wir können nicht alle Möglichkeiten ausreizen. Bei der Simulation ist es ganz einfach, eine Ausrüstung durch eine andere zu ersetzen, wenn wir erst einmal den Digital-Mock-Up des Fahrzeugs erstellt haben.”

Das Auswechseln eines Spiegels durch eine Kamera ist ein aktuelles Beispiel, da sich OEMs zunehmend der Entwicklung und Herstellung von elektrischen und autonomen Fahrzeugen zuwenden. In diesem Wandel unterstützt Simulation und Benchmarking die Ingenieure bei der Konzeption der neuen Fahrzeuggenerationen.

Demokratisierung von Innovationswerkzeugen

Der Benchmarking-Anbieter A2Mac1 ist der Ansicht, dass einheitliche Wettbewerbsbedingungen durch Bereitstellung von Informationen für alle Hersteller die Innovation in der Automobilindustrie insgesamt beschleunigt. Keromnes kommentiert: „Wir wollen den Zugang zu Simulationsdaten demokratisieren. Wir wollen, dass jeder darauf zugreifen und profitieren kann. In der Entwicklung können Ingenieure mit den Simulationsdaten die richtigen Entscheidungen treffen, um das Produkt zu verbessern und Neuerungen einzuführen.“

Neue Herausforderungen ergeben sich nicht nur durch das autonome Fahren und die Elektromobilität, sondern auch aus neuen Vorschriften. Beispielsweise dem einheitlichen Testverfahren „Worldwide Harmonized Light Vehicle Test Procedure“ (WLTP), der die Messung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen von Fahrzeugen neu regelt. Auch immer anspruchsvollere Kunden sorgen dafür, dass Autos zunehmend sorgfältig und bewusst konzipiert werden müssen, damit der jeweilige OEM nicht ins Hintertreffen gerät. Um diese Herausforderungen zu meistern, ist die Simulation unerlässlich.

A2Mac1 bietet ein Abo-Modell für Benchmarking in der Automobilindustrie für eine bestimmte Anzahl von Fahrzeugen pro Jahr an. Die Kunden bestimmen, welche Fahrzeuge sie dabei genauer untersucht haben möchten. Es ermöglicht den Herstellern voneinander zu lernen, um die Herausforderungen beim Bau neuer Fahrzeuggenerationen zu meistern.

Die Autorin Susanne Woiton ist PR and Communications Manager Eurocentral bei Dassault Systèmes.

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