Virtuelle Zwillinge SDV: Die 2. Halbzeit hat begonnen

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Die Automobilindustrie hat den ersten Schritt zum Software-Defined Vehicle (SDV) geschafft: Software ins Fahrzeug zu integrieren. Die eigentliche Herausforderung ist nun die nahtlose Vernetzung von Fahrzeug, Smartphone, Ladeinfrastruktur und digitalen Diensten. Virtuelle Zwillinge gewinnen dabei als zentrales Entwicklungswerkzeug an Bedeutung.

Lange galt die Softwareintegration im Fahrzeug als die zentrale Zukunftsherausforderung der Automobilindustrie. Die Branche hat diese Herausforderung angenommen und beachtliche Fortschritte erzielt. Doch künftig geht es vor allem darum, eine nahtlose, kontextbewusste Nutzererfahrung über ein riesiges Ökosystem aus Geräten, Diensten und digitalen Plattformen hinweg zu ermöglichen – die sogenannte Experience Orchestration.

Das bedeutet konkret: Ein modernes Elektrofahrzeug ist längst nicht mehr nur ein Fahrzeug. Es ist ein mobiler Knotenpunkt in einem Netzwerk aus Smartphone-Apps, Ladestationen, Parkdienstleistern, Streaming-Plattformen, Navigationsdiensten und Fahrzeugdaten-Backends. Mit Vehicle-to-Grid geht die Vernetzung noch einen Schritt weiter. Das Fahrzeug wird Teil des Stromnetzes. Es speichert Energie und speist sie bei Bedarf zurück. Damit übernimmt es eine aktive Rolle in einem weiteren System of Systems: der Energieinfrastruktur. Der Fahrer erwartet, dass all diese Systeme reibungslos ineinandergreifen, so selbstverständlich wie das Aufrufen einer App auf dem Smartphone. Mit diesem Wandel erweitert sich auch die Rolle des virtuellen Zwillings. Er wird vom Modell eines einzelnen Produkts zum gemeinsamen Entwicklungsmodell für umfassende digitale Ökosysteme.

Experience Orchestration in der Praxis

Der Ladevorgang eines Elektrofahrzeugs macht die Komplexität besonders sichtbar. Was für den Nutzer wie ein einfacher Vorgang wirkt, erfordert im Hintergrund die nahtlose Koordination zahlreicher Systeme: von der Erkennung der Ladestation über die Authentifizierung und Abrechnung bis hin zur intelligenten Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur. Entscheidend ist dabei nicht die Leistungsfähigkeit einzelner Komponenten, sondern das Zusammenspiel aller beteiligten Systeme. Jede Funktion kann für sich genommen zuverlässig arbeiten, und dennoch kann das Gesamterlebnis für den Kunden enttäuschend bleiben, wenn Schnittstellen, Datenflüsse oder Prozesse nicht optimal ineinandergreifen.

Interaktionen über Plattformen, Partner und Geschäftsmodelle hinweg

Genau diese systemübergreifende Komplexität stellt klassische Entwicklungsansätze vor neue Herausforderungen. Die relevanten Interaktionen entstehen heute nicht mehr innerhalb eines einzelnen Unternehmens oder einer einzelnen Systemgrenze, sondern über verschiedene Plattformen, Partner und Geschäftsmodelle hinweg. Das Systems Engineering beschreibt diese Konstellation als System of Systems: Fahrzeug, Ladeinfrastruktur, Backend und Apps sind eigenständige Systeme. Jedes wird unabhängig entwickelt, betrieben und aktualisiert. Der Nutzen für den Kunden entsteht erst aus ihrem Zusammenspiel. Um diese Zusammenhänge frühzeitig sichtbar zu machen, braucht es ein gemeinsames digitales Modell der gesamten Nutzererfahrung.

Agentische 3DExperience-Plattform

Virtual Companions – Co-Engineering von Mensch und KI

Ein System of Systems lässt sich nicht wie ein einzelnes Produkt spezifizieren. Kein Beteiligter kontrolliert alle Teile. Anforderungen, Schnittstellen und Verhalten müssen deshalb modellbasiert beschrieben werden. Model-Based Systems Engineering (MBSE) liefert dafür das Fundament: eine durchgängige logische Architektur, an der sich alle Partner ausrichten. Der virtuelle Zwilling macht diese Architektur erlebbar und prüfbar, lange bevor reale Systeme integriert werden. Virtuelle Zwillinge verbinden technische Systeme, digitale Services und Nutzerinteraktionen in einer gemeinsamen Umgebung, in der sich Funktionen und Abläufe bereits vor der Umsetzung simulieren, bewerten und optimieren lassen.

Neue Dimension der Fahrzeugvalidierung

Virtuelle Zwillinge bieten eine neue Form der vorausschauenden Validierung: Nicht nur einzelne Komponenten, sondern komplette vernetzte Nutzererlebnisse als Wirkkette, die bereits in frühen Entwicklungsphasen modelliert und bewertet werden können. Teams aus verschiedenen Disziplinen oder Unternehmen erhalten dadurch eine gemeinsame Grundlage, um Human-Machine-Interface-Architektur (HMI), Fahrzeugfunktionen, digitale Dienste und Customer Journey aufeinander abzustimmen. Ziel ist nicht die Validierung einzelner Funktionen, sondern die Simulation vollständiger Nutzungsszenarien, vom Öffnen des Fahrzeugs über Navigation und Laden bis zur Interaktion mit digitalen Diensten.

Ansätze wie Virtual Twins of Connected Experiences von Dassault Systèmes zeigen, wie sich diese Methodik in der Praxis umsetzen lässt. In einer gemeinsamen digitalen Umgebung können Interaktionen zwischen Fahrzeug, Nutzer und externen Diensten simuliert und potenzielle Probleme erkannt werden, bevor sie in späteren Integrationsphasen oder beim Kunden sichtbar werden. Mit seinen KI-gestützten Virtual Companions und den 3D UNIV+RSES geht Dassault Systèmes den nächsten Schritt.

Die agentische 3DExperience-Plattform orchestriert Entwicklungsprozesse über Disziplinen und Unternehmen hinweg. Durch eine strategische Partnerschaft mit Nvidia werden virtuelle Zwillinge mit industriellen Weltmodellen und beschleunigtem Computing verbunden. Auf dieser Basis lassen sich komplette System-of-Systems-Szenarien in realistischem Maßstab simulieren. Dadurch kann man Entwicklungsrisiken reduzieren, Anforderungen früher validieren und notwendige Anpassungen deutlich effizienter umsetzen. Gerade bei umfassenden Software-Defined-Vehicle-Architekturen hilft der virtuelle Zwilling, die wachsende Zahl an Abhängigkeiten zwischen Systemen und Partnern beherrschbar zu machen.

Die nächste Entwicklungsstufe des Software-Defined Vehicle

Heute reicht es nicht mehr aus, ein technisch perfektes Fahrzeug zu fertigen. Der Qualitätsanspruch erstreckt sich auf die gesamte vernetzte Nutzererfahrung und umfasst das Zusammenspiel von Fahrzeug, digitalen Diensten und externen Ökosystemen.Virtuelle Zwillinge und kollaborative Simulationsumgebungen schaffen dafür die notwendige Grundlage. So können Abhängigkeiten im System of Systems über Unternehmens- und Plattformgrenzen hinweg sichtbar gemacht, Entwicklungsentscheidungen abgesichert und potenzielle Probleme bereits vor der Umsetzung erkannt werden. Hersteller, die diese neue Form der Entwicklung frühzeitig etablieren, schaffen nicht nur bessere digitale Nutzererlebnisse, sondern entwickeln auch effizienter und reagieren schneller auf Marktveränderungen.  

Dr.-Ing. Bassem Hassan ist Senior Director Eurocentral bei Dassault Systèmes.