„Zuerst profitieren ADAS von Virtualisierung“

Sequentielle ECU-Workflows, späte Integration und starke Abhängigkeiten von Hardware werden im SDV-Zeitalter zunehmend zu zentralen Bremsfaktoren für Geschwindigkeit und Skalierbarkeit.

Cedric Armand, Director of Virtualization bei Ford, beschäftigt sich mit genau diesen Herausforderungen. Er verantwortet die globalen Aktivitäten des OEMs rund um virtuelle ECUs, cloudbasierte Entwicklungsumgebungen und Validierungsstrategien – wodurch er frühere Integration, schnellere Iterationen und robustere Entwicklungsprozesse vorantreibt.

Auf der Automotive Computing Conference in Detroit zeigte Armand, wie Virtualisierung die Fahrzeugentwicklung beschleunigt. Im folgenden Interview erläutert er, wo Virtualisierung bereits messbare Vorteile bringt und welche organisatorischen Veränderungen notwendig sind, um ihr volles Potenzial zu erschließen.

Wie Virtualisierung Komplexität und Validierung im Automotive-Computing neu strukturiert

Herr Armand, welche Rolle spielt Virtualisierung beim Umgang mit wachsender Software- und Systemkomplexität?

Armand: Virtualisierung adressiert das exponentielle Wachstum der Systemkomplexität, das durch das komplexe Zusammenspiel von Software und physischen Komponenten entsteht, indem sie eine hochgradig realitätsnahe und reproduzierbare Umgebung bereitstellt, die physische Hardware nicht konsistent abbilden kann. Da die möglichen Kombinationen dieser Interaktionen exponentiell zunehmen, reduziert Virtualisierung die inhärente „Loop-to-Loop“-Variation physischer Systeme und ermöglicht wirklich reproduzierbare Szenariotests sowie deutlich beschleunigte Entwicklungszyklen. Diese Fähigkeit ist entscheidend, um große Designräume zu erkunden und kritische „Corner Cases“ etwa mithilfe von Monte-Carlo-Simulationen zu identifizieren, die effizient und ohne Risiko für Hardware durchgeführt werden können. Letztlich verwandelt Virtualisierung einen sonst kaum beherrschbaren Designraum in eine strukturierte und analysierbare Umgebung und stellt eine robuste Performance über den gesamten Automotive-Computing-Stack sicher.

Wie verändern virtualisierte Umgebungen Validierungszyklen und Entwicklungsgeschwindigkeit im Vergleich zu klassischen ECU-Workflows?

Armand: Virtualisierte Umgebungen transformieren traditionelle, sequenzielle ECU-Workflows grundlegend in ein parallelisiertes „Shift-Left“-Entwicklungsmodell, indem sie die Software-Reife von der Verfügbarkeit der Hardware entkoppeln. Durch den Einsatz hochrealistischer virtueller Prototypen können Entwicklungsteams Monate vor Verfügbarkeit von Silizium oder Leiterplatten mit Entwicklung und Validierung beginnen. Dadurch wird die Entwicklung zeitlich nach vorne gezogen und das hohe Risiko der typischen „Integration Hell“-Phase bei späten Hardware-in-the-Loop-Tests reduziert. Diese frühe Transparenz ermöglicht es, komplexe Fehler dann zu identifizieren und zu beheben, wenn dies am kostengünstigsten und am wenigsten störend für das Gesamtprogramm ist. Durch die konsequente Nutzung von Simulation und virtuellen Prototypen können OEMs erhebliche Wettbewerbsvorteile erzielen – Studien zeigen eine Verkürzung der Time-to-Market um neun bis elf Monate.

Wie Virtualisierung Zusammenarbeit und Organisationsstrukturen im Engineering verändert

Welche Auswirkungen hat Virtualisierung auf die domänenübergreifende Zusammenarbeit zwischen Software-, Hardware- und Safety-Teams?

Armand: Virtualisierung fungiert als Brücke zwischen traditionell getrennten Domänen wie Software, Hardware und funktionaler Sicherheit, indem sie einen „Shift-Left“-Ansatz für die Systemintegration ermöglicht. Klassischerweise erfolgt die Zusammenarbeit erst zu späteren Integrationszeitpunkten, wenn Konflikte zwischen Systemen oft zu kostspieligen Verzögerungen führen. Virtualisierung durchbricht diesen Zyklus, indem virtuelle Steuergeräte und hochrealistische Modelle externer Subsysteme früh in den Entwicklungsprozess integriert werden. So entsteht eine gemeinsame digitale Umgebung für ganzheitliche Validierung. Das erlaubt es den Experten, komplexe Interaktionen zu simulieren und zu optimieren, ohne auf seltene Prototyp-Hardware angewiesen zu sein oder Systeme außerhalb ihres Fachbereichs betreiben zu müssen. Letztlich fördert Virtualisierung eine proaktive und integrierte Engineering-Kultur, in der sicherheitskritische Abhängigkeiten und Schnittstellen lange vor dem ersten physischen Fahrzeug abgestimmt werden.

Welche organisatorischen oder kulturellen Hürden bremsen die Einführung von Virtualisierung heute noch?

Armand: Die größte organisatorische Hürde ist das Fortbestehen von Silostrukturen, die im Widerspruch zur „Shift-Left“-Philosophie stehen. Da Virtualisierung eine frühzeitige Integration erfordert, können Softwareentwickler, Hardwareingenieure und Validierungsteams nicht länger sequenziell und isoliert arbeiten. Notwendig sind integrierte Workflows, unterstützt durch einen „Digital Thread“ – eine gemeinsame Datenbasis, auf die alle Beteiligten zugreifen. Nur so lassen sich Echtzeit-Zusammenarbeit und funktionsübergreifende Entscheidungen ermöglichen. Kulturell wird die Transformation häufig durch eine tief verankerte Hardware-zentrierte Denkweise gebremst, die Integration als späten, reaktiven Schritt betrachtet. Stattdessen müssen Organisationen eine „Test early and often“-Philosophie etablieren, Feedbackzyklen verkürzen und automatisierte, skalierbare Testverfahren priorisieren. So wird Integration zu einem zentralen Bestandteil des Entwicklungsprozesses und ermöglicht eine deutlich agilere und robustere Umsetzung.

Wo Virtualisierung Entwicklungszeit spart und welche Domänen besonders profitieren

Wo spart Virtualisierung bereits heute Zeit in der Entwicklung – über die reine Komplexitätsreduktion hinaus?

Armand: Virtualisierung spart erheblich Zeit, indem sie insbesondere die Integrationsphase, traditionell die volatilste und zeitintensivste Phase, entschärft. Durch frühzeitige Validierung werden bis zu 65 Prozent der Fehler bereits vor der Systemintegration erkannt und behoben. Diese „Defect Containment“-Strategie ist entscheidend, da die Ursachenanalyse in späten Integrationsphasen bis zu zehnmal aufwendiger ist als in virtuellen Umgebungen. Durch die Verlagerung dieser Arbeiten in eine frühere Phase werden typische Verzögerungen vermieden und der Weg zur Markteinführung deutlich planbarer und effizienter.

Welche Domänen profitieren zuerst von Virtualisierung im großen Maßstab – ADAS, IVI, Body oder Powertrain – und warum?

Armand: ADAS ist die erste Domäne, die in großem Maßstab von Virtualisierung profitiert, getrieben durch Anforderungen an Logistik und Sicherheit. Millionen probabilistischer Szenarien und Edge Cases lassen sich physisch nicht in vertretbarer Zeit testen. Gleichzeitig bietet Virtualisierung eine sichere Umgebung für kritische Testszenarien, etwa Interaktionen mit Fußgängern. Danach profitiert insbesondere der Infotainment-Bereich, da moderne Software-Stacks und vielfältige Nutzerinteraktionen hier besonders komplex sind. Durch Virtualisierung können OEMs diese Interaktionen umfassender testen und sowohl funktionale Sicherheit als auch Nutzererlebnis verbessern.

Partnerschaften werden im Automotive-Computing immer wichtiger. Welche Art von Partnerschaften wird in den nächsten drei Jahren entscheidend sein – strategisch, technologisch oder regulatorisch?

Armand: OEMs müssen strategische Partnerschaften priorisieren, da sie die Grundlage für Geschäftsmodell und Technologie-Stack schaffen. Ausgangspunkt ist eine klare „Build-or-Buy“-Strategie, bei der OEMs definieren, welche Teile des Systems differenzierend sind und welche als Standardkomponenten behandelt werden können. Auf dieser Basis entsteht ein skalierbares und wirtschaftlich tragfähiges Umfeld, in dem technologische Innovation schneller umgesetzt werden kann. Diese strategischen Allianzen schaffen die notwendige Klarheit, um Investitionen gezielt und effizient einzusetzen. 

Wie KI und Orchestrierung die Umsetzung von SDVs beschleunigen

Fragmentierte Tools und Datensilos verzögern die Entwicklung und Freigabe neuer Software-defined Vehicles. Cloud-native Plattformen können hier Abhilfe schaffen: Sie verbinden verteilte Organisationen, sparen Personalaufwand, reduzieren Kosten und ermöglichen durchgängige Integrations- und Validierungsprozesse mit transparenten, datenbasierten Entscheidungsgrundlagen.

Jan Georges