SDVs sind eine rollende Computercloud auf Rädern.

SDVs sind eine rollende Computercloud auf Rädern. (Bild: L&T Technology Services)

Software formt die Welt um uns herum neu. Von zierlichen Handheld-Geräten bis zu den mächtigen, interkontinentalen Jets ist der wachsende Einfluss von Software in jedem Aspekt unseres Lebens sichtbar. Das Automobil, das lange Zeit als Gipfel der mechanischen Ingenieurskunst galt, bildet hier keine Ausnahme. Dabei konzentriert sich die Diskussion über die Zukunft der Mobilität zunehmend auf das Aufkommen und die zunehmende Verbreitung von softwaredefinierten Fahrzeugen (SDV).

Das Auto als typisches Individualverkehrsmittel spielt dabei weiterhin eine zentrale Rolle in der künftigen Mobilität, was die Zahlen der Automobilindustrie unterstreichen. Nach der Erhebung des Verbands der Automobilindustrie VDA konnte die deutsche Automobilindustrie im Jahr 2022 trotz einer wirtschaftlich angespannten Lage ihren Umsatz aus der Inlandsproduktion um 23 Prozent auf knapp 506,2 Milliarden Euro steigern. Ausschlaggebend für den erstmals seit 2018 wieder sehr deutlichen Anstieg der Autoverkäufe war jedoch das Auslandsgeschäft – mit einem Plus von 29 Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Software ist in diesem Szenario oft das entscheidende Unterscheidungsmerkmal.

Automotive und die deutsche Wirtschaft am Beginn einer Reise

Ein gemeinsames Papier „Szenarien für den Mobilitätssektor 2030“ von der IG Metall und BUND (Friends of the Earth Germany) betont die enorme Bedeutung der Automobilindustrie für die deutsche Wirtschaft. Das Papier plädiert aber auch für eine sozialverträgliche Mobilitätswende, die einen Umbau der Automobilproduktion in Richtung bEV und Einbindung der Autos in multimodale Verkehrsplattformen bedingt.

Auch das Institut für Mobilitätsforschung (ifmo), eine Forschungseinrichtung der BMW Group, entwirft Szenarien bis 2035, die zunächst geprägt sind von den übergreifenden Trends in Deutschland, die nur in zwei Punkten eine dynamische Entwicklung aufweisen. Das sind eine gleichbleibend niedrige Geburtenrate, eine leicht sinkende Haushaltsgröße, geringere inländische Wanderungsbewegungen, sowie eine wachsende Frauenerwerbsquote und der zunehmende Online-Handel. Die ifmo-Studie konstatiert, dass das Wachstum der Elektroautos hinter den Erwartungen zurückgeblieben ist und konzediert eine positive Entwicklung in Richtung software-unterstützte Multimodalität.

Im Jahr 2022 stehen dem Inlandsumsatz der deutschen Autoindustrie von 153,7 Milliarden Euro ein Auslandsvolumen von 352,4 Milliarden Euro gegenüber, was die Bedeutung des Exports unterstreicht. Ein weiterer Erfolgsfaktor war die Strategie der Premiummodelle vor Basismodellen, was in Schlüsselmärkten sehr wichtig war. Nach einer Quartals-Analyse der Finanzkennzahlen der 16 größten Autokonzerne durch EY, konnten die Autohersteller im Jahr 2021 den operativen Gewinn im Vergleich zum Vorjahr um 168 Prozent von 50 auf 134 Milliarden Euro dank dieser Strategie steigern.

Das Auto als typisches Individualverkehrsmittel spielt weiterhin eine zentrale Rolle in der künftigen Mobilität.
Das Auto als typisches Individualverkehrsmittel spielt weiterhin eine zentrale Rolle in der künftigen Mobilität. (Bild: Copyright (c) 2020 Gorodenkoff/Shutterstock. No use without permission.)

Doch lassen sich die Manager der Konzerne von kurzfristen Erfolgen nicht blenden. In einer Analyse des Manager Magazins aus dem Jahr 2022 wird eine „revolutionäre Veränderung“ des Markts prognostiziert. Diese soll vor allem durch eine Umstellung vom Push- zum Pull-Modell erreicht werden. Statt mit aller Gewalt eine hohe Stückzahl von Autos in den Markt zu drücken, stünde nun eher eine hohe Auslastung der Fabriken im Vordergrund, orientiert an der Nachfrage. „Pull“ bedeutet, dass die Kunden aktiv nach Automodellen nachfragen – die sie „haben wollen“. Ob sich das mit dem Angebot von neuen Features, wie einem Vollmassagesitz oder der Verfügbarkeit von Automotive-Ethernet erreichen lässt, bleibt jedoch zweifelhaft.

Einen Gang höher schalten: Nutzen aus dem SDV-Ecosystem ziehen

Zwar drehen die Hersteller auch auf der betriebswirtschaftlichen Seite an der Schraube, etwa durch eine Reduktion der Modellpalette, die den Kunden zur Verfügung steht. Doch langfristig muss die Komplexität im Fahrzeug selbst grundsätzlich reduziert werden und etwa gleichzeitig auf eine Ethernet-Architektur vorbereitet werden.

Der Kabelbaum eines populären Automodells ist ein Beispiel. Dieser ist in einem VW Golf der neueren Baureihe bis zu anderthalb Kilometer lang. Er wird zudem manuell vormontiert und je nach Modell individuell konfiguriert, bis er nach Anlieferung in das Auto eingebaut wird. Mögliche Fehler in der Elektrik sind so systembedingt.

Dennoch steigen die Anforderungen an das Bordnetz des Autos mit der Anbindung von immer mehr Sensoren, Kameras und Lidar-Einheiten geradezu exponentiell an, die gleichzeitig eine multimediale Erfahrung gewährleisten sollen. Hier liegt ein Grund für eine verlässliche Ethernet-Architektur.

Insidern ist längst klar, wie die Revolution aussehen muss: das Auto der Zukunft benötigt eine komplett neue elektrisch-elektronische Architektur (E/E-Architektur). Zonale E/E-Architekturen werden zunehmend eine zentrale Rolle spielen, um die Vereinfachung von Steuergeräten, kontinuierliche Aktualisierungen und die Monetarisierung über den gesamten Lebenszyklus ermöglichen. Das neue Auto, das hierbei entsteht, wird nicht durch den Antriebsstrang oder sein Chassis definiert, sondern durch seine Software. Dabei darf nicht außer Acht gelassen werden, dass das SDV als Trend nur eine indirekte Verbindung zum Elektroauto darstellt - auch wenn es für den Verbraucher vielleicht der sichtbarste Ausdruck dieser neuen Art von Fahrzeug ist.

Rollende Computercloud auf Rädern

SDVs sind eine rollende Computercloud auf Rädern, die ganz nebenbei auch eine Antwort auf die drängenden Probleme der Industrie oder auch der Menschheit insgesamt sind. Für die Industrie bieten sie die Chance zur Reduktion der mechanischen Komplexität, damit der Kosten und der gesteigerten Umweltfreundlichkeit. Für die Menschen bieten sie bislang ungeahnte Nutzererfahrungen und eröffnen aber auch aufgrund ihrer Intelligenz und „Hyperconnectivität“ die Perspektive für erweiterte Nutzungsmodelle. Wenn der Besitzer es erlaubt, könnte es am Abend zuvor eine Mitfahrgelegenheit für alle anbieten, die das gleiche Nahziel haben, und die Route fertig planen. Und später die Abrechnung sowie Abbuchung der anteiligen Kosten übernehmen.

In Zukunft könnten sogar die Musikvorlieben der einzelnen Fahrer und die Fahrgewohnheiten des Fahrers automatisch in der Fahrzeugdatenbank aktualisiert werden, indem Big Data genutzt wird. Infolgedessen könnte jede Fahrt in einem solchen Fahrzeug zum Maßstab für ein transformatives Erlebnis werden, bei dem das Infotainmentsystem des Fahrzeugs nahtlos auf die Bedürfnisse der Fahrgäste eingeht und ein personalisiertes Fahrgefühl im Cockpit vermittelt.

Die Anforderungen an das Bordnetz des Autos steigen mit der Anbindung von immer mehr Sensoren, Kameras und Lidar-Einheiten geradezu exponentiell an.
Die Anforderungen an das Bordnetz des Autos steigen mit der Anbindung von immer mehr Sensoren, Kameras und Lidar-Einheiten geradezu exponentiell an. (Bild: Frame Stock Footage/Shutterstock / L&T Technology Services)

Blick nach vorn: die SDV-Wertschöpfungskette erschließen

Der Markt für SDV-Entwicklungen und Anwendungen ist heute bereits groß und wird einen robusten Wachstumspfad beibehalten. Nach Angaben von Precendence Research hat der Markt für SDVs bereits ein Volumen von 35,6 Milliarden US-Dollar und soll mit einer jährlichen Steigerung von 19,47 Prozent den Wert von 210,88 Milliarden US-Dollar im Jahr 2032 erreichen. Zum Vergleich: Nach Angaben von Fortunebusiness Insights wächst der Markt von Fahrwerksystemen von 21,64 Mrd. US-Dollar im Jahr 2020 auf 24,76 Mrd. US-Dollar im Jahr 2027, bei einer CAGR von 1,9 % im Zeitraum 2020 bis 2027 – was allerdings auch Lieferkettenprobleme bedingt durch die Pandemie auf die aktuelle und kommende Postpandemie-Wirtschaft widerspiegelt.

Viele Prinzipien der Architektur eines SDVs werden aus der Informationstechnologie kommen – etwa die Ablösung einer Stern- und Punkt-zu-Punkt-Verkabelung durch ein übergreifendes Bussystem. Aber um das SDV eine breit akzeptierte Realität werden zu lassen, sind vielfache Anstrengungen auf allen Ebenen von der Elektronik-Hardware über Middleware, dem „Auto-Betriebssystem“ bis zu Endanwendungen, den „Apps“ notwendig. Dafür braucht es nicht nur die Kooperation zwischen Autokonzernen und globalen Entwicklungsunternehmen. Es stehen heute bereits innovative „Tier 0.5“-Lieferanten aus der Elektronik und IT mit großem Knowhow und jahrelanger Erfahrung zur Verfügung. LTTS, ein indischer Engineering- und Tech-Konzern mit mehr als 23.000 Mitarbeitern arbeitet für BMW im Bereich des Infotainments für Hybridfahrzeuge zusammen. Solche Partner, die sowohl nearshore als auch offshore arbeiten, können für die großen OEMs die neutralen Helfer werden, um den Bestand an eigener Intellectual Property zügig aufzubauen.

Die Automobilindustrie geht allmählich von einem zentralisierten Hochleistungscomputer mit einer zonen- oder domänencontrollerbasierten Architektur zur Realisierung eines softwaredefinierten Fahrzeugs über, bei dem die Anwendungssoftware unabhängig in einer von der Hardware abstrahierten SDV-Umgebung als Microservices gemäß einer serviceorientierten Architektur entwickelt wird. Sie beherbergt Anwendungen und Dienste, die miteinander kommunizieren und Daten austauschen, was eine einfache Aktualisierung von Merkmalen, Funktionen oder das Hinzufügen neuer Funktionen im Fahrzeug ermöglicht.

Durch die Kombination von tiefgreifender Erfahrung in der Automobilindustrie mit einer breiten Palette innovativer Mobilitätslösungen ermöglichen es Ingenieurdienstleister wie LTTS ihren Kunden, die Reise des SDV (Software Defined Vehicle) auf die Langstrecke zu heben, indem sie die anstehenden Herausforderungen angehen.

Mit tiefgreifender Erfahrung und einer breiten Palette innovativer Mobilitätslösungen lassen sich die anstehenden Herausforderungen angehen.
Mit tiefgreifender Erfahrung und einer breiten Palette innovativer Mobilitätslösungen lassen sich die anstehenden Herausforderungen angehen. (Bild: L&T Technology Services)

Die Tätigkeitsfelder sind vielfältig und decken diese Bereiche ab:

  • Modulare Software-Architektur mit robusten Hardware-Plattformen

SDVs werden modulare Software-Architekturen verwenden, die effiziente Updates, Skalierbarkeit und Interoperabilität zwischen verschiedenen Fahrzeugsystemen und -komponenten ermöglichen. Dieser Ansatz fördert die Flexibilität für eine schnellere Integration neuer Merkmale und Funktionalitäten. Dies erfordert robuste Hardware-Plattformen, die fortschrittliche Rechenleistung, effizientes Energiemanagement und nahtlose Integration mit einer Vielzahl von Sensoren und Kommunikationssystemen unterstützen.

  • Hyper Connectivity und Künstliche Intelligenz

SDVs werden in der Lage sein sich mit vielen anderen Clouds (etwa einer Smart-City-Infrastruktur) sowie intelligenten Endgeräten sicher zu verbinden. Die Möglichkeit der Rechenleistung on-Board aber auch off-Board werden mögliche Anwendungsfälle potenzieren. Dabei werden- SDVs zunehmend die Möglichkeiten der künstlichen Intelligenz (KI) nutzen, um ihre Fähigkeiten zu verbessern und fortschrittliche Entscheidungsfindung, vorausschauende Analysen und intelligente Automatisierung für ein sichereres und effizienteres Fahrerlebnis zu ermöglichen.

  • Verbesserte Personalisierung bei hoher Sicherheit

SDVs werden erweiterte Personalisierungsoptionen und damit ungeahnte Nutzererlebnisse bieten. Das Fahrerlebnis wird durch intuitive Schnittstellen, adaptive Einstellungen und maßgeschneiderte Funktionen, die auf die Vorlieben und Bedürfnisse der Nutzer abgestimmt sind, neu definiert werden. Gleichzeitig werden robuste Cybersicherheitsmaßnahmen den Schutz der Nutzer bzw. ihrer Identitäten gewährleisten.

  • Virtualisierung und Cloud-gestützte Softwareentwicklung

Die Zukunft von SDVs wird auch von der zunehmenden Einführung von Virtualisierung und Cloud-fähigen Softwareentwicklungsparadigmen abhängen. Durch die Nutzung der Flexibilität eines Cloud-Ökosystems werden Automobilunternehmen und ihre ER&D-Partner in der Lage sein, Updates für die Fahrzeugsoftware nahtlos zu testen, zu ändern und auszurollen.

Bei der Reise zum SDV, dem neuen Typ von Auto, darf nicht vergessen werden, dass dieser Schritt in die Zukunft im Ausgleich zwischen Fortschritt, Sicherheit und Benutzerorientierung erfolgt. Während die SDV-Industrie jetzt bereits stark wächst, muss der Fokus weiterhin auf der nahtlosen Integration von Technologie, der Sicherheit des Nutzers und der Maximierung der Effizienz für den Endnutzer liegen.

Die wachsende Rolle der Software im Auto – vom Fahren über die Wartung und das Infotainment bis hin zur Navigation – könnte schon bald der nächste Meilenstein in der Geschichte der Mobilität sein, ähnlich wie die Ablösung des Pferdes durch den Verbrennungsmotor. (neu)

Autor

Shailendra Shrivastava ist Chief Delivery Officer bei L&T Technology Services.

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