Aus diesem Artikel erfahren Sie:

1. Systemingenieur – wer?
2. Was genau macht ein Systemingenieur in der Automobilindustrie?
3. Wie man Systemingenieur wird.

Projekte in der Automobilindustrie

Projekte im Automobilbereich sind sehr vielschichtig und komplex. Die Komplexität der Projekte ist auf die Komplexität moderner Autos zurückzuführen, die sich von Autos vor 10 bis 20 Jahren unterscheiden. Der Fortschritt bestand hauptsächlich in der Erhöhung der Sicherheit, aber auch in der Hinzufügung von Technologie und der Verbesserung der Multimedia-Ausstattung. Heißt das, dass ältere Autos nicht sicher waren? Sie waren es, aber es handelte sich nur um passive Sicherheit. Passive Sicherheit bedeutet Ausrüstung, die während oder nach dem Unfall funktioniert. Moderne Autos verfügen über aktive Sicherheitssysteme, die den Unfall verhindern sollen.

Sie könnten sich fragen: Ist diese Technologie kompliziert? Mit einem Wort: SEHR! In einem modernen Auto finden Sie fast 3 Kilometer verschiedener Kabel.

Die in modernen Autos verwendete Technologie soll unter anderem den Fahrer, die Passagiere und sogar Fußgänger schützen (auf aktive und passive Weise), höchsten Reisekomfort gewährleisten und für Unterhaltung sorgen, d. h. das Reisen einfach angenehm und nicht langweilig machen, auch wenn es vor dem Fenster nichts Interessantes gibt.

Systemingenieur – wer?

Zunächst sollte ich damit beginnen, die unterschiedlichen Verantwortlichkeiten für diese Position in der IT- und Automobilindustrie zu erklären. Wenn Sie sich dieses Unterschieds nicht bewusst sind, werden Sie beim Vorstellungsgespräch eine ziemliche Überraschung erleben.

In der IT sind die Aufgaben eines Systemingenieurs:

• Verwaltung und Überwachung aller installierten Infrastruktursysteme
• Installation, Test, Konfiguration und Wartung von Betriebssystemen, Anwendungssoftware und Systemmanagement-Tools
• Analyse und Entwurf von Prozessautomatisierung, z. B. unter Verwendung von C# und Microsoft .NET Framework und verschiedenen System-APIs

Die oben genannten Aufgaben unterscheiden sich erheblich von den Aufgaben eines Systemingenieurs in der Automobilindustrie. Wenn Sie uns fragen würden, würden wir sagen, dass sie eher denen eines Softwareingenieurs ähneln.

Gibt es also in der IT eine Rolle für einen Systemingenieur? Ja! Die Rolle, die dieser am ehesten entspricht, wäre die des Business Analysten.

Systemingenieur in der Automobilindustrie

Es ist nicht so einfach, eine klare, einfache Definition der Aufgaben eines Systemingenieurs zu finden.
Ein Systemingenieur ist eine Art „Allrounder“ – für alles und jeden. Aufgrund der Projektmerkmale können zwei Systemingenieure mit fünf Jahren Erfahrung oft über völlig unterschiedliche Kenntnisse und Erfahrungen verfügen.

In der Automobilindustrie ist der Systemingenieur hauptsächlich für Folgendes verantwortlich:

• Verwaltung der Anforderungsdatenbank
• Analyse der Kundenanforderungen
• Vereinbarung/Definition von Anforderungen mit dem Kunden
• Erstellung von Systemanforderungen
• Unterstützung bei der Erstellung der Systemarchitektur oder nur der Erstellung der Systemarchitektur
• Sicherstellung der Einhaltung des ASPICE-Prozesses (im Kontext des Systemteils)
• Unterstützung anderer technischer Kompetenzen, für die Systemanforderungen eingegeben werden

Eine der Hauptaufgaben eines Systemingenieurs besteht darin, eine Anforderungsdatenbank zu erstellen und zu pflegen, d. h. eine Reihe von Dokumenten mit der Vision des Kunden, wie das Produkt aussehen und funktionieren soll, aber auch welche Normen und Standards das Produkt erfüllen soll. Die Dokumentation kann je nach Kunde unterschiedliche Formen annehmen

Die in der Dokumentation enthaltenen Anforderungen des Kunden werden überprüft und einer bestimmten Kompetenz (z. B. Mechanik, Validierung, Software, Tests, Elektrik) zugewiesen und dann von den zuvor zugewiesenen Kompetenzen weiter überprüft.

Die Überprüfung der Anforderungen ist ein zyklischer Prozess. Es ist selten oder eher unmöglich, dass alle in den Kundenanforderungen enthaltenen Punkte für die Ingenieure klar sind. In der Phase der Anforderungsüberprüfung treten viele Fragen/offene Punkte auf. Die Aufgabe des Systemingenieurs besteht darin, die Lücken zu schließen und unklare Punkte zu klären. Dann wiederholt sich der Zyklus, bis jede Anforderung verstanden wird und wir genau wissen, wie sie umgesetzt und getestet werden kann

Das ist nicht immer so einfach, wie es scheint. Der Systemingenieur ist dafür verantwortlich, die Regelmäßigkeit des Prozesses zur Überprüfung der Anforderungen sicherzustellen.

Für einen Systemingenieur sind gut entwickelte Soft Skills von Vorteil, er muss in der Lage sein, gut mit Menschen auszukommen. Das ist nicht nur während des oben erwähnten Prozesses zur Überprüfung der Anforderungen nützlich, sondern auch bei Verhandlungen mit dem Kunden. Der Systemingenieur ist meist die Schnittstelle, die die Vision des Kunden mit anderen Ingenieuren im Projekt verbindet

Es kommt oft vor, dass bei der Analyse der Kundenanforderungen Unterstützung von anderen Fachleuten benötigt wird, die auf ein bestimmtes Gebiet spezialisiert sind (z. B. Software, Mechanik, Elektrik, Validierung). Dann findet die Überprüfung und Analyse der Kundenanforderungen in einer Gruppe von Ingenieuren statt, aber der Systemingenieur ist für die Verhandlung und Klärung der Anforderungen mit dem Kunden verantwortlich

Zum Beispiel:

• Wir sind in der Lage, den Vorgang auf einem bestimmten Prozessor auszuführen, aber es kann in 200 ms und nicht in 100 ms erfolgen, wie es ursprünglich in der Entwurfsdokumentation geschrieben wurde.
• Ausgewählte Materialien halten 150.000 Wiederholungszyklen während der Validierungstests stand und nicht den 200.000 Zyklen, die in den Anforderungen angegeben sind.

Manchmal kommt es vor, dass der Kunde Dinge erwartet, die sich innerhalb des Budgets oder der für ein bestimmtes Projekt festgelegten Ausstattung nicht umsetzen lassen, aber er ist sich dessen überhaupt nicht bewusst. In einer solchen Situation sollten gut entwickelte Soft Skills wieder zum Tragen kommen, denn der Systemingenieur als erster Ansprechpartner sollte dieses Problem mit dem Kunden klären.

Qualität

Ein weiterer Aspekt der Aufgaben eines Systemingenieurs ist die Sicherstellung der Qualität eines Produkts. Qualität in Form der Erstellung von Projektdokumentationen in Übereinstimmung mit den in der Automobilindustrie geltenden Normen und Standards (z. B. ASPICE). Hier ist die Unterstützung durch Qualitätsingenieure äußerst wichtig, eine enge Zusammenarbeit mit der „Qualitätssicherung“ ist entscheidend, um die richtige Strategie zu verfolgen und eine Dokumentation zu erstellen, die den erforderlichen Prozessen entspricht

Sind das alle Aufgaben eines Systemingenieurs in der Automobilindustrie? Natürlich nicht, und oft ist der Umfang der Verantwortlichkeiten viel größer als oben beschrieben. Der Rest kann unter dem Begriff „Zusammenarbeit mit anderen technischen Kompetenzen“ zusammengefasst werden und hängt hauptsächlich von den Merkmalen des umzusetzenden Projekts oder sogar vom Kunden ab, für den das Projekt umgesetzt wird.

Systemingenieure sind oft für folgende Themen verantwortlich:

• Zusammenarbeit mit dem Produktionsfaktor
• Durchführung der sogenannten Produktionsfreigaben
• Definition der Speicherkarte für jede Produktionsfreigabe
• Unterstützung bei Systemtests
• Arbeit an der Produktverbesserung
• Teilnahme an Ausschreibungen für neue Projekte
• Durchführung von Messtests
• Durchführung technischer Workshops mit dem Kunden und den Unterlieferanten
• Teilnahme am Produktdesign
• Verschiedene Marktforschungen zur Produktoptimierung oder Produktzulassung

Natürlich sind dies nicht alle Tätigkeiten und Verantwortlichkeiten, die von einem Systemingenieur übernommen werden. Ein Projekt, das auf einer Kamera zur Überwachung des Fahrzeuginnenraums basiert, erfordert beispielsweise viele Aufnahmen für das Training und Testen des neuronalen Netzwerks. Bei einem anderen Projekt, z. B. Body Computer, kümmert sich der Systemspezialist nur um Anforderungen, Dokumentation und Prozesse

Es ist erwähnenswert, dass in den letzten Jahren von einem Systemingenieur Kenntnisse in den Bereichen funktionale Sicherheit und Cybersicherheit zumindest auf einem grundlegenden Niveau verlangt wurden, obwohl für diese Themen im Projekt Fachleute eingesetzt werden. Es sollte auch beachtet werden, dass während der AGILE-Transformation der Automobilindustrie immer häufiger der Systemspezialist als Product Owner/Function Owner fungiert

Wie breit gefächert sind die Verantwortlichkeiten eines Systemingenieurs? Angesichts der aktuellen Vielfalt der Projekte, die im Bereich der Fahrzeugelektronik durchgeführt werden, ist dies schwer zu sagen, da die Anzahl der elektronischen Komponenten in Fahrzeugen ständig zunimmt und jede von ihnen einen völlig anderen Projektcharakter und damit einen völlig anderen Verantwortungsbereich für den Systemingenieur haben kann. Schauen Sie sich einfach die folgende Grafik an, um den Umfang des technologischen Fortschritts des modernen Autos zu verstehen. the graphic below to understand the scale of technological advancement of the modern car.

Wie wird man Systemingenieur?

Es gibt viele Möglichkeiten. Einige Menschen mit Branchenerfahrung entscheiden sich für einen Karrierewechsel und wählen den Weg eines Systemingenieurs. Meistens sind sie Tester oder Softwareingenieure, aber auch Qualitätsingenieure usw.

Mehrjährige Erfahrung und gute Kenntnisse der Automobilindustrie erleichtern die Einarbeitung in die Rolle des Systemingenieurs. Eine gute Einführung in die Rolle des Systemspezialisten ist die Position des Anforderungsingenieurs. Die Hauptaufgabe eines Anforderungsingenieurs besteht darin, Anforderungen zu formulieren und bestehende Anforderungen zu überprüfen. Der Anforderungsingenieur ist eine gute Einführung in die Rolle des Systemingenieurs, da die in dieser Rolle ausgeführten Aufgaben teilweise den Verantwortungsbereich eines Systemingenieurs abdecken.

Zusammenfassung

In der Automobilindustrie gibt es viele verschiedene Berufe. Systemingenieur ist nicht der einfachste, denn er erfordert Wissen, Erfahrung und ein gutes Verständnis für das Geschäft und die Grundsätze der Automobilindustrie. Die Rolle des Systemingenieurs bietet eine gute Balance zwischen der Arbeit mit Dokumenten und der Arbeit mit Menschen. Wenn Sie offen für verschiedene, oft unkonventionelle Lösungen sind, analytisch denken können und gerne mit Menschen zusammenarbeiten, ist dies definitiv etwas für Sie.

Obwohl die Eisenbahn seit Jahren das umweltfreundlichste Verkehrsmittel in der EU ist, werden Anstrengungen unternommen, sie zu dekarbonisieren. Nach Ansicht vieler Experten kann der Wasserstoffzug zu langfristigen positiven Veränderungen in diesem Bereich beitragen. Der Wert dieser Lösung liegt nicht nur in Umweltaspekten, sondern auch in Aspekten der Effizienz, des Komforts und der Sicherheit. Zu den Vorteilen des Einsatzes von Wasserstoff im Schienenverkehr gehören die Verringerung des Lärmpegels und die Möglichkeit, Dieselzüge auf nicht elektrifizierten Strecken wirksam zu ersetzen. Die optimale Nutzung des Potenzials von Wasserstoff als Kraftstoff und die Verwirklichung weiterer Umweltziele mit ihm wird eine der wichtigsten Herausforderungen sein, vor denen die Eisenbahnindustrie in naher Zukunft steht.

Die von polnischen Unternehmen ergriffenen und umgesetzten Initiativen erregen in diesem Zusammenhang große Aufmerksamkeit. Ein hervorragendes Beispiel hierfür ist die von PESA Bydgoszcz entwickelte Wasserstofflokomotive SM42-6Dn. Die Erteilung der Zulassung durch das Amt für Eisenbahnverkehr (Urząd Transportu Kolejowego) stieß auf großes Medieninteresse, nicht nur in der Branche. Die Wasserstoffbahn beflügelt die Phantasie und gibt Hoffnung auf eine deutliche Verringerung des Kohlenstoff-Fußabdrucks des Schienenverkehrs in den kommenden Jahrzehnten. Wir empfehlen Ihnen die Lektüre des Artikels, in dem wir kurz darauf eingehen:

• die Geschichte der Wasserstoffbahn
• dem Standort der polnischen Wasserstoff-Eisenbahnindustrie, die von dem in Bydgoszcz ansässigen Unternehmen PESA geleitet wird,
• Herausforderungen und Perspektiven für die Entwicklung und Einführung von Wasserstoffzügen.

Geschichte der Wasserstoffbahn – wie hat sich das Konzept im Laufe der Jahre entwickelt?

Seit mehr als 20 Jahren sind Wasserstofflokomotiven und andere technologische Lösungen, die auf der Verwendung dieses Kraftstoffs basieren, eines der Hauptthemen in der Diskussion über die Zukunft des Schienenverkehrs. Das eigentliche Konzept der Wasserstoff-Brennstoffzelle für den Antrieb von Fahrzeugen ist jedoch viel älter. Ihre praktische Anwendung in der Technik wurde bereits Mitte der 1960er Jahre entdeckt, als sie an Bord der Raumfähre installiert wurde, die an der Apollo-Mission teilnahm. Außerhalb des Raumfahrtsektors hat sich die Lösung jedoch nicht als Durchbruch erwiesen. Hindernisse für ihre Entwicklung und Verbreitung waren unter anderem das damals noch geringe Umweltbewusstsein und die relativ hohen Kosten der Technologie.

Versuche, Wasserstoffzellen in Bussen einzusetzen, begannen bereits in den 1990er Jahren, aber es dauerte bis zur Jahrtausendwende, bis diese Technologie im öffentlichen und privaten Verkehr intensiver entwickelt wurde. Es genügt zu erwähnen, dass die erste Verwendung des Begriffs „Wasserstoffbahn“ auf den 22. August 2003 datiert wird. Der Begriff wurde bei einem Vortrag über die „Mooresville Hydrail Initiative“ im Volpe Transportation Systems Centre des US-Verkehrsministeriums in Cambridge geprägt. Interessanterweise wurde die erste wasserstoffbetriebene Grubenlokomotive bereits 2002 in Kanada vorgeführt. – d.h. ein Jahr früher. Wie groß die Herausforderungen bei der Einführung der Wasserstofftechnologie sind, zeigt sich daran, dass es bis 2006 dauerte, bis ein Wasserstofftriebwagen eingeführt wurde, und dass es weitere 12 Jahre dauerte, bis das Modell Coradia iLint – der weltweit erste kommerzielle Personenzug mit Wasserstoffantrieb – in Betrieb genommen wurde. Am 17. September 2018 wurden die ersten beiden Fahrzeuge dieses Typs in Niedersachsen in Betrieb genommen.

Viele Länder, die ihren Schienenverkehr modernisieren wollen, haben das Potenzial von Wasserstoffzügen erkannt. Investitionen in Wasserstoff- oder Hybridzüge (Wasserstoff-Elektro-Züge) sind u. a. in Frankreich, Italien und England geplant und im Gange. Die britischen Eisenbahnen wollen mit dieser Technologie den Einsatz von Dieselzügen bis 2040 vollständig beenden. Auch außereuropäische Länder wie Kanada, die USA und Südkorea interessieren sich für das Konzept der Wasserstoff-Personenzüge. Es ist erwähnenswert, dass auch an Wasserstofflokomotiven gearbeitet wird, die z. B. für Rangierarbeiten auf Rangierbahnhöfen oder in Industrieanlagen eingesetzt werden.

In welchem Stadium befinden sich die Arbeiten zur Entwicklung von Wasserstoffeisenbahnen in Polen?

Auch in Polen wird in die Entwicklung von Wasserstoffzügen und -lokomotiven investiert. Es ist erwähnenswert, dass vorrangig wasserstoffbetriebene Schienenfahrzeuge als Alternative zu Dieselzügen auf nicht elektrifizierten Strecken eingesetzt werden. Unser Land liegt im Vergleich zum EU-Durchschnitt beim Elektrifizierungsgrad der Strecken sehr gut, so dass man meinen könnte, dass das Interesse an wasserstoffbetriebenen Zügen und Lokomotiven geringer wäre. Das ist ein falscher Eindruck – in Polen wird das Schienennetz nur wenig genutzt, was unter anderem mit dem eingeschränkten Betrieb der nicht elektrifizierten Strecken zusammenhängt. Wenn Entscheidungen getroffen werden, um den Nutzungsgrad des Schienennetzes zu erhöhen, könnten sich Wasserstoffzüge als eine sehr vorteilhafte Lösung für die Dekarbonisierung der polnischen Eisenbahnen erweisen.

Die Arbeiten an diesem Projekt, der ersten Wasserstofflokomotive Polens, wurden vor einigen Jahren von der in Bydgoszcz ansässigen Eisenbahngesellschaft PESA aufgenommen. Das Ergebnis dieses Projekts ist die Rangierlokomotive SM42-6Dn, die von zwei Wasserstoffzellen angetrieben wird. Sie ist mit vier Asynchron-Fahrmotoren mit je 180 kW Leistung ausgestattet und hat Zugang zu Wasserstofftanks mit einem Fassungsvermögen von 175 kg. Die Wasserstoffzellen erzeugen Energie und treiben über eine Traktionsbatterie alle vier Motoren an. Dadurch kann die Lokomotive eine Höchstgeschwindigkeit von 90 km/h erreichen. Wichtig ist, dass das Fassungsvermögen der Wasserstofftanks so angepasst ist, dass eine Betankung volle 24 Stunden Rangierbetrieb ermöglicht. Hinzu kommt, dass die Rangierlokomotive SM42-6Dn über ein eingebautes Hinderniserkennungssystem und ein autonomes Fahrsystem verfügt. Damit kann der Lokführer das Fahrzeug bei der Zusammenstellung von Zuggarnituren per Funk selbst steuern.

Die wasserstoffbetriebene Lokomotive aus Bydgoszcz wurde auf der Internationalen Eisenbahnmesse TRAKO 2021 vorgestellt und vom Eisenbahnverkehrsamt für den Betrieb Mitte 2023 zugelassen. In naher Zukunft soll ein polnischer Wasserstoffzug gebaut werden. PESA Bydgoszcz plant, bis 2026 die ersten Personenzüge mit Wasserstoffzellen einzusetzen.

Warum könnte der Wasserstoffzug den Schienenverkehr revolutionieren?

Die Bestrebungen zur Dekarbonisierung des Schienenverkehrs veranlassen immer mehr Länder dazu, umfangreiche Mittel für die Entwicklung von Wasserstoffzügen bereitzustellen. Warum werden so große Hoffnungen in diese Technologie gesetzt?

Emissionsfrei

Einer der Hauptgründe, warum die Wasserstoffbahn auf so großes Interesse stößt, ist ihr Umweltpotenzial. Die Verbrennung von Wasserstoff verursacht keine Treibhausgasemissionen. Die einzigen Nebenprodukte, die bei der Verwendung als Kraftstoff entstehen, sind Wärme und Wasser.

Sicherheit und Energieeffizienz

Ein großer Vorteil von Wasserstoffzellen ist ihre Energieeffizienz. Dies ist weitgehend auf die Eigenschaften von Wasserstoff zurückzuführen, der im Verhältnis zur Masse den höchsten Heizwert und die höchste Verbrennungswärme unter den Kraftstoffen aufweist. Ebenso wichtig ist, dass Wasserstoffzüge in puncto Sicherheit konventionellen Verkehrsträgern nicht nachstehen.

Möglichkeit des Ersatzes von Dieselzügen

Der Einsatz von Wasserstoffzügen ermöglicht es, die Zahl der Dieselzüge auf nicht elektrifizierten Strecken zu reduzieren. Insgesamt können Wasserstoffzüge auch zur Energieeffizienz des Schienenverkehrs beitragen, da Wasserstofflokomotiven einen guten Wirkungsgrad haben und lange Strecken ohne häufiges Auftanken zurücklegen können.

Rauschunterdrückung

Ein wichtiger Vorteil von Wasserstoffzügen sind ihre geringen Lärmemissionen, was für den Komfort der Anwohner an den Gleisen besonders wichtig ist.

Effizienter Betrieb bei niedrigen Temperaturen

Wasserstoffzellen, die die Grundlage der Wasserstofftechnologie im Schienenverkehr bilden, zeichnen sich durch einen effizienten Betrieb bei niedrigen Temperaturen aus.

Günstige Alternative zur Elektrifizierung von Bahnstrecken

Die Wasserstoffbahn ist eine lohnende Alternative zu Investitionen in die Elektrifizierung der Bahn. Dieser Aspekt ist vor allem für Märkte wie beispielsweise Nordamerika relevant, wo elektrifizierte Strecken sehr selten sind.

Vielseitigkeit

Im Zusammenhang mit dem Einsatz von Wasserstoff im Eisenbahnbereich ist auch sein breites Anwendungsspektrum zu erwähnen. Auf der Grundlage dieser Technologie können viele verschiedene Arten des Schienenverkehrs modernisiert werden, unter anderem der Personen-, Güter- oder Industrieverkehr.

Was sind die Herausforderungen einer Wasserstoffbahn?

Der Weg zum Ziel eines kostengünstigen und effizienten Einsatzes von Wasserstoffzügen ist nicht einfach. Eines der Hauptprobleme, die es zu bewältigen gilt, ist die Notwendigkeit, in die richtige Infrastruktur zu investieren. Unter anderem muss ein umfangreiches Netz von Wasserstofftankstellen eingerichtet und eine ausreichende Zahl von Mitarbeitern ausgebildet werden, die über die erforderlichen Kenntnisse für den ordnungsgemäßen Betrieb und die Wartung des gesamten Systems verfügen.

Eine weitere Herausforderung im Zusammenhang mit der Wasserstoffrevolution im Schienenverkehr ist die Gewinnung des Wasserstoffs selbst. Einige der bisher getesteten Brennstoffzellenzüge verwenden sogenannten grauen Wasserstoff, der bei der Methanreformierung, der Kohlevergasung oder der Aufspaltung von Wasser in einzelne Elemente anfallen kann. Der Einsatz von energie- und emissionsintensiven Verfahren widerspricht dabei dem ökologischen Gedanken der Wasserstoffbahntechnik. Langfristiges Ziel ist die Verwendung von so genanntem grünen Wasserstoff, der durch Elektrolyse mit Energie aus erneuerbaren Quellen wie Windkraftanlagen oder Photovoltaikanlagen gewonnen wird.

Zusammenfassung

Das Potenzial von Wasserstoffzügen hat dazu geführt, dass sich viele Länder weltweit für Investitionen in diese Technologie entschieden haben. Die Emissionsfreiheit, die moderne wasserstoffbetriebene Schienenfahrzeuge bieten können, könnte sie zur Grundlage einer künftigen ökologischen Revolution im Schienenverkehr machen. Es gibt jedoch nicht nur ökologische Argumente, die für eine Förderung der Entwicklung von Wasserstoffbahnen sprechen. Weitere wichtige Vorteile von Wasserstoffzügen sind u.a. ihre Effizienz, ihr niedriger Geräuschpegel, ihre Sicherheit und ihr effizienter Betrieb bei niedrigen Temperaturen. Der kosteneffiziente Einsatz von Schienenfahrzeugen ist jedoch mit gewissen Herausforderungen verbunden, wie z. B. der Notwendigkeit, eine geeignete Infrastruktur zu schaffen, die Arbeitskräfte auszubilden sowie die effiziente Beschaffung von grünem Wasserstoff.

Die Konzeption von wasserstoffbetriebenen Schienenfahrzeugen ist ein Unterfangen, das von den beteiligten Fachleuten das nötige Know-how und eine langjährige Erfahrung bei der Umsetzung fortschrittlicher technologischer Projekte im Bereich des Schienenverkehrs erfordert. Die Kenntnis der Besonderheiten dieses Sektors ist von entscheidender Bedeutung, denn die Produktion von Schienenfahrzeugen unterscheidet sich erheblich von den Standards, nach denen beispielsweise das Industriedesign in der Automobilindustrie durchgeführt wird. Endego hat sich seit vielen Jahren auf die Durchführung von Technologieprojekten für Unternehmen der Bahnindustrie spezialisiert. Wir haben erfolgreich mit führenden nationalen Eisenbahnunternehmen wie PESA, dem Entwickler der ersten polnischen Wasserstofflokomotive, und Polski Tabor Szynowy – Wagon zusammengearbeitet, um nur einige zu nennen.

Sind Sie auf der Suche nach einem bewährten Ingenieurteam mit Erfahrung in der Entwicklung von Schlüsselelementen, die die Funktionalität, Effizienz und Ästhetik von Schienenfahrzeugen beeinflussen? Kontaktieren Sie uns und lassen Sie uns gemeinsam die Zukunft des Schienenverkehrs gestalten!

Hydrogen-powered vehicles are one of the fastest growing areas in the public transport sector. This is influenced, among other things, by various subsidy programmes to support the implementation of clean public transport. In the remainder of this article, we will analyse, among other things, why there is so much interest in hydrogen buses, what their main advantages are, what their general principle of operation is, and what the current situation is regarding the use of this type of low-emission vehicles in Poland and around the world.

Hydrogen bus – one of the cornerstones of public transport of the future

Increasing the energy efficiency of vehicles and the use of renewable energy are currently among the strategic objectives of European transport and energy policy. The motivation for taking action in this direction is primarily the desire to prevent progressive climate change and an increase in air pollution. As road transport is a significant factor negatively affecting urban air quality, public transport has become one of the areas of particular focus in the development of new, greener technologies.

The process of modernising public transport and transforming it towards low-carbon modes of transport has become multifaceted over the years. An important part of the focus in recent decades has been on electromobility, understood mainly as BEVs (Battery Electric Vehicles), i.e. vehicles powered by electricity stored in rechargeable batteries. During this time – somewhat in the shadows, one might say – there has also been systematic progress in the use of hydrogen technology for propulsion in buses and trams. This has been fostered by various initiatives such as, among others, the international CHIC project, which aimed to support the market introduction of hydrogen fuel cell buses.

For some time now, we have also been able to observe the rise of public transport based on fuel cells in Poland. On the streets of larger and smaller cities in our country, it is increasingly common to see hydrogen buses running on a regular basis, attracting passengers with modern, ergonomic equipment and practical amenities such as free Wi-Fi or USB sockets for charging phones. The development of the situation in this area is evidenced by one of the indicators for achieving the goals set out in the Polish Hydrogen Strategy until 2030 with an outlook until 2040:

• 100 to 250 buses by 2025,
• 800 to 100 buses by 2030.

It is worth asking at this point why such high hopes are being pinned on hydrogen buses. The most important factor that determines the belief in the breakthrough nature of this type of vehicle is the many advantages of hydrogen as a fuel. What are the most important advantages of using hydrogen fuel cells to power city buses?

• Short full refuelling times – this is one of the key strengths of hydrogen buses and a very big advantage over strictly electric-based vehicles. A hydrogen bus (FCEV – Fuel Cell Electric Vehicle) takes on average around 15 minutes to refuel, while a battery bus (BEV) can require up to several hours to recharge (with plug-in chargers).
• Good range – advocates of hydrogen buses point to their high efficiency. Using hydrogen fuel cells, the bus may be able to cover up to 400 kilometres on a single fill-up.
• Low-emission – a very important issue in the context of the continuing interest in modern hydrogen-powered city buses is their environmental credentials. Assuming they use so-called green hydrogen (hydrogen produced by electrolysis of water using renewable energy), their operation does not involve CO2 emissions, making them zero-emission vehicles. However, even in the case of the use of so-called grey hydrogen (hydrogen produced by reforming natural gas or other hydrocarbons derived from oil refining), we can talk about the low-emission performance of the buses using it. In the course of the operation of hydrogen cells, besides electricity, only heat energy and water are produced.
• Safety – a properly designed hydrogen bus is a vehicle that is not only environmentally friendly and economical but also safe. This is due, among other things, to the properties of hydrogen itself, which is much lighter than air and has a high auto-ignition temperature in air of 585°C. This is significantly higher than, for example, petrol, which has an auto-ignition temperature of around 215°C. The lightness of hydrogen means that, in the event of a leak, it instantly becomes airborne, thus reducing the risk of ignition. The high auto-ignition temperature in the air, on the other hand, makes it difficult to initiate the combustion process of hydrogen with air without additional agents, which is important in terms of safety in the event of a collision.
• Low-temperature efficiency – hydrogen buses do not experience a drastic reduction in driving performance at lower temperatures.

There are also other reasons why more and more urban centres are choosing to invest in hydrogen buses. Worth mentioning in this context are:

• the low noise and vibration levels generated by this type of public transport,
• no load on the local power grid,
• various subsidy programmes to support the hydrogen transition of public transport in the area.

How does a modern hydrogen bus work?

Many people do not realise that hydrogen buses are essentially electric vehicles. They use hydrogen fuel cell kits to produce electricity. The by-products of this process are only heat energy and water. The electricity generated is channelled into the bus’s propulsion system and, in the case of many models of these vehicles, into a battery. The purpose of such a battery is to provide support to the hydrogen fuel cells when there is an increased energy requirement of the electric vehicle. Figuratively speaking, then, modern hydrogen buses are in fact electric vehicles with their own ‚mini-electric power plants‘ on the roofs.

What is the principle behind the hydrogen cells used in buses?

To better understand how a hydrogen bus works, it is worth discussing the operation of the hydrogen fuel cell, which is used to produce the electricity that powers the propulsion system of this modern vehicle. The hydrogen fuel cell consists of three basic components, which include:

• anode, or negative electrode,
• cathode, or positive electrode,
• proton exchange membrane separating the cathode and anode – often in the form of a polymer electrolyte.

The hydrogen fuel cell uses a reverse electrolysis reaction involving oxygen from the air and hydrogen supplied from tanks mounted on the bus. It allows electricity to be generated while the vehicle is in use, producing only heat and water vapour, which is removed to the outside. As a result, no harmful substances are produced. This allows the hydrogen bus to be called emission-free. The electricity produced goes to the vehicle’s propulsion system and to the battery that supports the cells in the event of higher energy demand.

What is the mechanism of the hydrogen bus?

How is a set of hydrogen cells able to power a modern bus? It is a multi-stage process that is worth analysing in detail.

1. The stage that initiates the whole process of energy flow in the vehicle is the supply of oxygen to the hydrogen cell in the form of air purified by special filters and hydrogen from tanks usually located on the roof of the vehicle. The hydrogen is transported to the anode, while the oxygen is transported to the cathode. Importantly, the surfaces of both electrodes are coated with a catalyst.
2. Hydrogen fed to the anode initiates a reaction with the catalyst. Its oxidation occurs, causing it to decay into electrons and protons in the form of hydrogen cations.
3. The proton exchange membrane only allows protons to pass through it, which pass to the cathode side, while it blocks the flow of electrons resulting from the decomposition of hydrogen.
4. Electrons from the oxidation of hydrogen are directed to the cathode by an external electrical circuit, creating a current that is used to drive the bus‘ electric motor.
5. When the electrons are transported to the cathode, they bind to the oxygen there and are reduced to oxide anions.
6. Protons resulting from the oxidation of hydrogen pass to the cathode through the membrane, where they react with oxide anions to produce water and heat energy.

The electricity generated by the hydrogen fuel cell kit is supplied to the bus’s electric motor, as well as to the traction battery that acts as a booster. With the electricity produced, the vehicle can move. As a by-product of the cells‘ operation, water and heat are removed to the outside.

Hydrogen buses in Poland – what is the current situation?

As a result of investments made in recent years, Poland is slowly becoming an increasingly important player in the European hydrogen bus market. The number of Polish cities served by carriers adding more hydrogen fuel cell buses to their fleets is increasing. Among the vehicles being tested and implemented in our country are hydrogen buses from foreign concerns such as Mercedes, for example, as well as from Polish companies. Crown examples of domestic hydrogen bus models include the NesoBus, produced at the newly established Świdnik plant, as well as the Solaris Urbino 12 Hydrogen.

The NesoBus brand was established as an initiative belonging to the Polsat Plus Group of companies and ZE PAK. The signature bus was designed from the ground up as a hydrogen construction powered by green hydrogen, which makes it an emission-free solution. It is characterised by, among other things:

• impressive range – up to 450 km,
• short refuelling time – up to 15 minutes,
• high efficiency – it can run without refuelling for up to 2 days; it consumes on average about 8 kg of hydrogen per 100 km and its tanks hold 37.5 kg of hydrogen,
• satisfactory capacity – accommodates up to 93 passengers, including up to 37 seated,
• the high quality of the hydrogen fuel cells used, sourced from the leading supplier of this type of solution, Ballard,
• the robustness of the hydrogen tanks – particularly important in terms of vehicle safety – supplied by the specialists in this field, Hexagon,
• an ergonomic, modular design, which allows components of the entire hydrogen system to be replaced in the future with other, better-performing components,
• construction based on the use of modern, lightweight materials and efficient air-conditioning and heating systems – contribute to a reduction in the need for electricity as well as fuel consumption in the form of hydrogen,
• modern design, which was the responsibility of Torino Design, a company with extensive experience of working with the automotive sector.

Also worth noting is the evocative name of the NesoBus, the first four letters of which are derived from the phrase: „No Exhaust Emissions, Cleanses (the air)“. It derives from the fact that this Polish hydrogen bus contributes to the elimination of emissions of harmful substances, including carbon dioxide, nitrogen oxides and particulates, in particular fine PM 2.5. Rybnik, for example, has already decided to implement NesoBuses in its public transport fleet, and in time it will also be possible to see them in Gdańsk or Chełm, for example.

In the field of industrial hydrogen bus design and production, Solaris Bus & Coach is also highly successful. This is borne out by data which shows that this manufacturer’s share of the European hydrogen bus market was as high as 44.5 % in 2023. Polish hydrogen buses Solaris Urbino 12 Hydrogen are an important element of public transport in more than 20 towns and cities located in various countries of the Old Continent, including, among others, the Netherlands, Italy, Germany, Austria or Sweden. In Poland, this model can be found, for example, on the streets of Konin or Poznań. On board the Solaris Urbino 12 Hydrogen, 85 passengers can travel in comfort and safety, including 37 in seating positions. 

It can be said with full conviction that the Polish hydrogen bus ‚has more than one name‘. Polish companies such as Autosan, Arthur Bus and Pilea, among others, are also involved in the production of this type of modern means of public transport. Local authorities are encouraged to invest in hydrogen-powered buses through various subsidy programmes, including, among others, Green Public Transport, operated by the National Fund for Environmental Protection and Water Management (NFOŚiGW). Other initiatives are also worth mentioning, such as the subsidies offered by the Centre for EU Transport Projects.

In doing so, it should be noted that for the development of public transport based on hydrogen cells, it is not only necessary to invest in the fleet but also in the appropriate infrastructure. This includes, among others:

• hydrogen filling stations – such places already exist, e.g. in Poznań, where near the Miłostowo tram terminus there is a publicly accessible 24/7 hydrogen filling station with three dispensers, set up by Orlen,
• plants for the production of green hydrogen, which would be able to meet the market demand for this element,
• transport infrastructure to ensure the efficient movement of hydrogen from the production site to the individual filling stations.

Harnessing the potential inherent in hydrogen buses requires systemic action and large financial outlays, but the benefits – both in the short and long term – make this the right direction for Poland to take.

Hydrogen buses – an important part of the modern urban fabric

Modern city buses using hydrogen fuel cells combine three aspects that can be summarised as ‚3 x E‘:

• ecology,
• economics,
• ergonomics.

On the one hand, they are low- or – in the case of using green hydrogen – zero-emission electric vehicles whose only by-products are water and heat. On the other hand, they are characterised by good range, high efficiency and short charging times, making them financially viable in the long term. A third, and equally important, is the high level of comfort they provide for the passengers who move with them, including those with disabilities. It is therefore no surprise that an increasing number of Polish cities aspiring to be modern, climate-neutral and friendly to their inhabitants have innovative hydrogen buses on their streets.

Designing vehicles based on hydrogen technology, such as modern city buses equipped with hydrogen cell kits, for example, requires a very high level of interdisciplinary competence from the specialists involved. At Endego, we have many years of experience in leading and implementing technology projects in cooperation with bus manufacturing companies. As part of our comprehensive services, we provide active support at every stage of the respective project: from the development of the initial concept to the start of series production.

Are you planning the design of a modern green energy city bus and need the support of qualified engineers and designers to realise this ambitious project? Sie Kontakt mit uns auf!

If you would like to learn more about the technology projects we have completed for bus manufacturers, we encourage you to read another article on our blog: Endego: A revolutionary approach in bus design.

Jedną zEine wichtige Ursache für Verkehrsunfälle und Kollisionen ist die Ablenkung des Fahrers. Die große Anzahl von Reizen, die auf den Fahrer einwirken, erschwert die Konzentration, und oft genügt schon ein Moment der Unaufmerksamkeit, um ein tragisches Ereignis zu verursachen. Das ADDW-System, ein System, das die Aufmerksamkeit des Fahrers kontinuierlich überwacht, soll hier Abhilfe schaffen. Wie funktioniert es? 

Das ADDW-System nutzt eine Technologie, die auf Infrarot und auf die Augen des Fahrers gerichtete Kameras basiert, um zu überprüfen, ob er unter bestimmten Bedingungen auf die Straße konzentriert ist. Standardmäßig soll es aktiviert werden, wenn das Fahrzeug eine Geschwindigkeit von 20 km/h überschreitet, aber der Fahrzeughersteller kann auch einen niedrigeren Schwellenwert für die Auslösung dieser Lösung festlegen. Wird die eingestellte Geschwindigkeit überschritten, leitet das ADDW-System eine Kalibrierung ein und überwacht dann die Sicht des Fahrers in drei Bereichen des Gesichtsfelds. Dazu gehören: 

• Dach, als auch zur Seite schauen, 
• nach vorne und zur Seite schauen (dies ist das Verhalten, das vom Fahrer erwartet wird), 
• unter die Linie der Windschutzscheibe schauen. 

Das ADDW-System reagiert besonders empfindlich auf den Blick des Fahrers auf den Schoß und den Fußbereich des Beifahrers, da dies in der Regel ein Signal dafür ist, dass der Fahrer während der Fahrt ein Mobiltelefon benutzt. 

Die Aufgabe des ADDW-Systems besteht nicht nur darin, die Aufmerksamkeit des Fahrers zu überwachen, sondern auch zu reagieren, wenn ein Konzentrationsverlust erkannt wird. Ein Warnsignal in Form eines akustischen oder optischen Signals oder einer Vibration wird ausgelöst und verstärkt sich, wenn: 

• das Fahrzeug eine Geschwindigkeit zwischen 20 km/h und 50 km/h erreicht und der Fahrer länger als 6 Sekunden unter die Windschutzscheibenlinie blickt, 
• das Fahrzeug eine Geschwindigkeit von 50 km/h überschreitet und der Fahrer länger als 3,5 Sekunden unter die Windschutzscheibenlinie blickt. 

Das Alarmsignal schaltet sich automatisch ab, sobald der Blick des Fahrers auf den richtigen Bereich gerichtet ist. Es ist auch erwähnenswert, dass: 

• Dabei wird nicht nur der Blick des Fahrers überwacht, sondern auch die Position seiner Schultern und seines Kopfes, um dem Phänomen des Einschlafens am Steuer entgegenzuwirken, 
• Das ADDW-System ist so konzipiert, dass es sowohl tagsüber als auch nachts funktioniert und somit rund um die Uhr Schutz bietet. 

ISA (Intelligenter Geschwindigkeitsassistent) – Intelligenter Geschwindigkeitsassistent 

Ein weiteres wichtiges Sicherheitssystem im Auto, das unter den Begriff ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) fällt, ist der intelligente Geschwindigkeitsassistent. Der Zweck dieses Systems ist es, den Fahrer dazu zu bringen, die für einen bestimmten Straßenabschnitt festgelegte Höchstgeschwindigkeit einzuhalten. Wie funktioniert der intelligente Geschwindigkeitsassistent? 

Der intelligente Geschwindigkeitsassistent nutzt zur Erfüllung seiner Aufgaben Informationen aus dem Verkehrszeichenerkennungssystem oder dem GPS-System (oder aus beiden). Das ISA-System kann im Fahrzeug in einer von zwei Versionen funktionieren: 

• passiv – das System informiert den Fahrer nur durch ein akustisches oder vibrierendes Signal für 5 Sekunden, dass die Höchstgeschwindigkeit überschritten wurde, 
• aktiv – das System greift in die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein und senkt sie durch Reduzierung der Motorleistung auf den für eine bestimmte Strecke geltenden Grenzwert. 

Der Einsatz von ISA als Sicherheitssystem für Kraftfahrzeuge ist dadurch gerechtfertigt, dass ein großer Teil der Zusammenstöße und Unfälle im Straßenverkehr darauf zurückzuführen ist, dass sich die Fahrzeuge nicht an die Höchstgeschwindigkeit halten. 

Objekterkennungssysteme beim Rückwärtsfahren 

Objekterkennungssysteme für den Rückwärtsgang sind wichtige Lösungen für die Sicherheit des Fahrzeugs, der Insassen und der Umwelt. Sie dienen dazu, Kollisionen mit Personen und Gegenständen hinter dem Fahrzeug zu verhindern. Parksensoren und Rückfahrkameras werden schon seit vielen Jahren in Fahrzeugen eingesetzt. Das bedeutet jedoch nicht, dass es in diesem Bereich an Innovationen mangelt. Welche anderen, noch moderneren Sicherheitsmerkmale gibt es im Auto, die den Fahrer beim Rückwärtsfahren unterstützen? 

• System zur Überwachung des Querverkehrs beim Rückwärtsfahren 

Eine große Unterstützung für den Rückwärtsfahrer ist das System, das den Querverkehr beim Rückwärtsfahren überwacht. Es bietet mehr Möglichkeiten als eine Standard-Rückfahrkamera mit Parksensoren und ermöglicht die Erkennung von Autos und Fußgängern, die sich dem Auto von links oder rechts nähern. Dieses System ist in vielen Alltagssituationen eine wertvolle Hilfe, etwa beim Rückwärtsfahren aus einer Parklücke auf die Fahrbahn. Es erkennt entgegenkommende Autos oder sich nähernde Fußgänger und gibt ein Warnsignal ab, so dass eine Kollision vermieden werden kann. 

• Bremsassistent beim Rückwärtsfahren 

Eines der innovativsten Sicherheitssysteme, das den Fahrer beim Rückwärtsfahren unterstützt, ist der Rückfahrbremsassistent. Sein Hauptzweck ist es, herannahende Objekte zu erkennen, bevor der Fahrer sie sehen kann. Das System wird bereits aktiviert, wenn der Fahrer den Rückwärtsgang einlegt. Anhand der Informationen von hinten angebrachten Sensoren informiert das System den Fahrer über die Position eines Objekts hinter dem Fahrzeug, wenn eine Gefahr erkannt wird. Ignoriert der Fahrer die Warnung, bremst der Rückfahrbremsassistent das Fahrzeug ab, um eine Kollision mit dem erkannten Objekt zu vermeiden. 

ACC (Adaptive Cruise Control) – aktiver Tempomat mit automatischer Geschwindigkeitsregelung 

Die aktive Geschwindigkeitsregelung erhöht sowohl den Fahrkomfort des betreffenden Fahrzeugs als auch das Sicherheitsniveau. Er passt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs laufend automatisch an die sich ändernden Straßenverhältnisse und an die vom Fahrer vorgenommenen Einstellungen an, wie z. B. den einzuhaltenden Mindestabstand zu anderen Fahrzeugen. ACC hält einen sicheren Abstand zwischen dem Fahrzeug und anderen vorausfahrenden Fahrzeugen ein. Wenn diese langsamer werden, bremst der Tempomat das Fahrzeug ab, und wenn sie beschleunigen, erhöht er die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. 

Es ist erwähnenswert, dass ACCs für Autos mit Schaltgetriebe die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nur bis zu einer bestimmten Grenze reduzieren können und ein Eingreifen des Fahrers erfordern. Im Gegensatz dazu ermöglichen die neuesten aktiven Geschwindigkeitsregelungssysteme, mit denen Neuwagen mit Automatikgetriebe ausgestattet sind, zum Beispiel das Anhalten des Fahrzeugs vor einer Ampel und das Anfahren im richtigen Moment. 

EDR (Event Data Recorder) – Blackbox für Kraftfahrzeuge 

Nach den EU-Vorschriften muss ab dem 7. Juli 2024 jedes in der EU hergestellte Fahrzeug mit einer so genannten Blackbox oder einem EDR-System ausgestattet sein. Seine Aufgabe ist die kontinuierliche Aufzeichnung verschiedener Betriebsparameter des Fahrzeugs, wobei die gesammelten Daten laufend überschrieben werden, damit der Speicher des Geräts ausreicht, um die Werte bestimmter Parameter wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Reaktionszeit des Fahrers oder Gurtstatus u. a. während eines Unfalls aufzuzeichnen. Das Signal für den Beginn der Aufzeichnung und Speicherung von Daten ist die Erkennung eines gefährlichen Verkehrsvorfalls durch die Sensoren des ACM-Systems. 

Die fahrzeuginterne Blackbox erfasst und speichert Daten über Ereignisse, die bis zu fünf Sekunden vor, während und bis zu 250 Millisekunden nach einem Unfall eingetreten sind. Die gesammelten Informationen können u. a. für folgende Zwecke nützlich sein 

• den Ablauf des Verkehrsunfalls zu rekonstruieren, um dessen Ursachen zu klären und das Verhalten des Fahrers im Gerichtsverfahren zu bewerten, 
• Analysen, die von Unfall- und Kollisionsuntersuchungsstellen durchgeführt werden und auf die Verbesserung der Straßenverkehrssicherheit abzielen. 

Es sei darauf hingewiesen, dass die von den bordeigenen Blackboxen aufgezeichneten Daten anonym sind und nur in rechtlich begründeten Fällen und mit Zustimmung des Fahrzeughalters verwendet werden können. 

Neben den bereits erwähnten hochmodernen Sicherheitssystemen für Kraftfahrzeuge gibt es viele weitere Lösungen, um den Schutz der Fahrzeuginsassen und anderer Verkehrsteilnehmer zu verbessern, darunter: 

• das Reifendrucküberwachungssystem (TMPS), das für die Überprüfung des Reifendrucks zuständig ist und den Fahrer über Unregelmäßigkeiten informiert, 
• AFS (Adaptive Frontlight System), ein adaptives Frontlichtsystem, das sich den Straßenverhältnissen anpasst, um das Auto z. B. in Kurven sicherer zu machen, 
• das eCall-System, ein europaweites Schnellwarnsystem für Verkehrsunfälle, das sowohl automatische als auch manuelle Notrufe an die zuständigen Dienste ermöglicht. 

Sicherheit im Auto als Priorität für Automobilkonstrukteure 

Moderne Sicherheitssysteme für Autos gehören zu den obersten Prioritäten der Konstrukteure, die im Auftrag von Automobilunternehmen arbeiten. Es wird sowohl an der Verbesserung bereits etablierter Lösungen wie ABS und ESP als auch an der Entwicklung neuer Sicherheitssysteme wie Spurhalteassistent, AEB und Rückfahrerkennungssysteme gearbeitet. Die Initiativen in diesem Bereich resultieren sowohl aus autonomen Entscheidungen der Hersteller, die die Attraktivität ihrer Fahrzeuge erhöhen wollen, als auch aus der Einführung gesetzlicher Vorschriften, die die Automobilkonzerne verpflichten, bestimmte Lösungen in ihre Produkte einzubauen, um deren Sicherheit zu verbessern. 

Die Konzeption eines Fahrzeugs im Hinblick auf die Sicherheit ist ein komplexes Gebiet, das von den beteiligten Fachleuten umfangreiche Erfahrungen und ein hohes Maß an Kompetenz in vielen Bereichen erfordert. Ein umfassender Ansatz für die technologische Gestaltung erweist sich ebenfalls als wesentlich und ist der Schlüssel zur Entwicklung zuverlässiger und effektiver Lösungen. Als Endego bieten wir professionelle Unterstützung durch qualifizierte Ingenieure und Designer, die über langjährige Erfahrung in der Leitung und Umsetzung von Technologieprojekten für Unternehmen der Automobilbranche verfügen.  

Ein paar Worte zur Altair Technology Conference Poland

Die Altair Technology Conference ist eine regelmäßig stattfindende Konferenz, die weltweit
in Zusammenarbeit mit Altair Engineering organisiert wird
– einem globalen Technologieunternehmen, das Lösungen in den Bereichen Design und Simulation, Datenanalyse und KI sowie High-Performance Computing (HPC) anbietet. ENDEGO, als autorisierter Partner und offizieller Distributor von Altair Software auf dem heimischen Markt, ist seit Beginn Mitorganisator der polnischen Ausgabe dieser Veranstaltung. 

Die ATC Poland ist eine einzigartige Veranstaltung, die sowohl diejenigen zusammenbringt, die HyperWorks und Inspire Pakete täglich nutzen, als auch diejenigen, die sich für neue Technologien und Themen der numerischen Analyse interessieren. Die Teilnehmer haben die Möglichkeit, sich über die neuesten Werkzeuge, Technologien und Arbeitsmethoden zu informieren sowie inspirierende Präsentationen und Vorträge im Bereich der Simulation zu hören, die hauptsächlich von Ingenieuren aus der Praxis gehalten werden.

Das umfangreiche Programm der Altair Technology Conference Poland

Viele Teilnehmer der Tagung wiesen auf das außergewöhnlich reichhaltige Programm der Konferenz hin, das unter anderem folgende Punkte umfasste:

• In mehr als 20 Vorträgen von Vertretern aus Industrie, Forschung und Wissenschaft wurden praktische Anwendungen und Möglichkeiten der Altair Software vorgestellt.
• einen Vortrag von Lukasz Baek vom Sender CaroSeries, der mit den Teilnehmern über die Zukunft des Automobils sprach, mit besonderem Augenmerk auf Elektrifizierung und autonomes Fahren.
• eine einmalige Gelegenheit, den von Wimed in Zusammenarbeit mit Endego in Altair-Software entwickelten mobilen Energieschild ElipSafe „live“ zu sehen. Das Gerät wurde in zwei Ansichten präsentiert – vor und nach dem Absturz.
• Networking-Sitzungen.
• Ein gemeinsames Abendessen für alle Teilnehmer der Veranstaltung.
• Ein einzigartiger praktischer Workshop für 60 Personen, der an speziell vorbereiteten Arbeitsstationen durchgeführt wurde, ermöglichte es den Teilnehmern, sich mit der neuesten Version der Altair-Software vertraut zu machen.

Im Foyer des Hotels, wo auch die Kaffeepausen stattfanden, konnte man sich über die ergänzenden Lösungen der Konferenzpartner informieren: Workstations von Lenovo und 3D-Navigationsprodukte von 3Dconnexion. Im selben Raum standen auch Computer zur Verfügung, um sich über ausgewählte Altair-Software zu informieren.

Außergewöhnliche Networking-Atmosphäre

Die Altair Technology Conference Poland 2024 vermittelte den Teilnehmern nicht nur Wissen und neue Fähigkeiten, sondern schuf auch einen fantastischen Raum für Networking. Die Kaffeepausen boten den perfekten Moment für informelle Gespräche, die sich oft zu anregenden Diskussionen über aktuelle Projekte, Herausforderungen und Möglichkeiten der Zusammenarbeit entwickelten. In einer entspannten Atmosphäre war es möglich, Themen zu diskutieren, für die in formellen Präsentationssitzungen nicht immer Platz war.

Besonders wertvoll war auch das Abendessen. Die Teilnehmer hatten die Gelegenheit, sich besser kennenzulernen und engere Beziehungen zu knüpfen. Die Atmosphäre förderte den Aufbau von Vertrauen und Offenheit, was für eine langfristige Zusammenarbeit entscheidend ist. Die Tischgespräche waren leidenschaftlich und anregend, und die Teilnehmer erzählten von ihren Erfolgen und Herausforderungen, was oft zum Austausch wertvoller Tipps und Ratschläge führte.

Diese Momente erwiesen sich als äußerst wertvoll für den Aufbau beruflicher Beziehungen und die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Branchen. Die geknüpften Kontakte können zu künftigen gemeinsamen Projekten, innovativen Lösungen und gegenseitiger Unterstützung bei der beruflichen Entwicklung führen.

Danke

Wir möchten uns bei allen Referenten für ihre wertvollen Vorträge und bei den Teilnehmern für ihre aktive Teilnahme an der Konferenz bedanken. Ihr Engagement und Ihre inhaltlichen Beiträge waren entscheidend für den Erfolg dieser Veranstaltung.

Wir danken auch unseren Partnern Lenovo und 3Dconnexion für ihre Unterstützung und Zusammenarbeit, die zum hohen Niveau der Organisation der Konferenz beigetragen haben.

Ein besonderer Dank geht an Altair für die Mitorganisation dieser einzigartigen Veranstaltung.

Materialien zur Konferenz

Bitte beachten Sie, dass wir Sie in Kürze an die einzelnen Präsentationen von ATC Polen erinnern werden. Wir empfehlen Ihnen, unseren Facebook– und LinkedIn-Profilen zu folgen, um über die neuesten Nachrichten und Veranstaltungen auf dem Laufenden zu bleiben.

Wir sehen uns bei der nächsten Ausgabe der Altair Technology Conference Poland!

Die während der Konferenz durchgeführten Umfragen zeigen uns, dass die Altair Technology Conference Poland 2024 die Erwartungen der Teilnehmer erfüllt hat. Wir hoffen, dass unsere Konferenz für Sie eine Quelle der Inspiration und praktische Tipps für die weitere berufliche Entwicklung war.

Wir laden Sie schon jetzt ein, an zukünftigen Ausgaben und anderen von Endego organisierten Veranstaltungen teilzunehmen. Wir danken Ihnen für Ihre Teilnahme und sehen uns bei künftigen Konferenzen!

Schauen Sie sich die Fotogalerie der Altair Technology Conference Poland 2024 an, um die einzigartige Atmosphäre der Veranstaltung noch einmal zu erleben.

Ein modernes Auto sollte sowohl dem Fahrer als auch den Insassen ein hohes Maß an Schutz bei einem möglichen Zusammenstoß oder Unfall bieten. Crashtests dienen dazu, in der Praxis zu prüfen, wie sich ein Automodell in Bezug auf Sicherheit und Haltbarkeit in solchen Situationen verhält. Wie wichtig diese Art von Unternehmen ist, zeigt die Tatsache, dass sie bereits seit den 1950er Jahren durchgeführt werden. Mit jedem Jahrzehnt hat sich der Stand der Technik verbessert, was zu einer erhöhten Sicherheit sowohl für die Insassen des betreffenden Fahrzeugs als auch für andere Verkehrsteilnehmer geführt hat.

Derzeit werden Crashtests von Autos nicht nur von den Herstellern selbst, sondern auch von unabhängigen Organisationen wie dem European New Car Assessment Programme (Euro NCAP) durchgeführt. Je nach der Einrichtung, die die Crashtests durchführt, können die Liste der Crashtests und die geprüften Parameter variieren, obwohl das Ziel darin besteht, die Fahrzeuge einer möglichst umfassenden Prüfung und Bewertung hinsichtlich der Robustheit und Sicherheit für Fahrer und Insassen sowohl bei Kollisionen als auch im normalen Gebrauch zu unterziehen. Im Laufe der Jahre hat sich die Technologie der Crashtests weiterentwickelt – mit dem Ergebnis, dass die Qualität und Zuverlässigkeit dieser Tests gestiegen ist und die Automobilhersteller sich verstärkt um die Verbesserung der Sicherheit ihrer Fahrzeuge und die Suche nach neuen und besseren Materialien bemühen, die einen wirksameren Schutz für die Fahrzeugnutzer bieten.

Im Folgenden wird unter anderem erläutert, was Crashtests genau sind, welche Grundtypen von Crashtests unterschieden werden können, wie sie durchgeführt werden und welche Neuerungen in der Crashtesttechnik und bei den Materialien zur Erhöhung der Fahrzeugsicherheit es in den letzten Jahren gegeben hat.

Was sind Auto-Crashtests?

Fast jeden Tag hören wir von Autounfällen auf polnischen oder ausländischen Straßen. Der erste tödliche Unfall dieser Art ereignete sich bereits 1889 in Großbritannien, und bereits im 20. Jahrhundert wurden tödliche Unfälle zu einem tragischen Teil der uns umgebenden Realität. Mit der Zunahme des Autoverkehrs wurde das Thema Fahrzeugsicherheit immer stärker in den Vordergrund gerückt und ist heute eine absolute Priorität für den gesamten Automobilsektor. Zu den natürlichen Folgen dieser Entwicklung gehören:

• die Entwicklung der Crashtest-Technologie und der Vorschriften in diesem Bereich,
• verstärkte Bemühungen der Automobilhersteller um neue Materialien und Technologien, die die Sicherheit und Haltbarkeit der von ihnen produzierten Fahrzeuge verbessern können,
• eine stärkere Sensibilisierung der Autofahrer selbst, die sich bei der Wahl eines neuen Autos nicht nur vom Sicherheitsaspekt leiten lassen, sondern auch an Lösungen wie Crashtest-Simulatoren interessiert sind, um das Bewusstsein für die mit Zusammenstößen und Autounfällen verbundenen Risiken zu schärfen und das Verantwortungsbewusstsein „hinter dem Steuer“ zu fördern.

Bei der Erhöhung des Sicherheitsniveaus von Autos spielen Crashtests eine große Rolle. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich dabei um speziell konzipierte Tests, die unter streng definierten Bedingungen durchgeführt werden und bestimmte Verkehrssituationen wie Kollisionen oder Unfälle möglichst genau nachbilden sollen. Bei diesen Tests kann nicht nur das Verhalten des Fahrzeugs selbst bei bestimmten Kräften untersucht werden, sondern auch die Auswirkungen dieser Kräfte auf Fahrer, Passagiere oder Fußgänger. Es sei darauf hingewiesen, dass sich die Methoden, die für bestimmte Tests verwendet werden, nicht nur nach der Art der simulierten Straßensituation oder dem Testanbieter unterscheiden, sondern unter anderem auch nach der Art des Fahrzeugs. So unterscheiden sich beispielsweise Crashtests für Lastkraftwagen von denen für Personenkraftwagen, ebenso wie sich Tests für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor von denen für Elektroautos unterscheiden können.

Wozu gibt es Crashtests für Autos?

Es gibt verschiedene Gründe, warum neue Autos einem Crashtest unterzogen werden. Der Hauptgrund ist, die Sicherheit und Robustheit der hergestellten Fahrzeuge zu überprüfen, bevor sie auf den Markt kommen. Durch die Feststellung von Mängeln können notwendige Änderungen am Design oder an der Produktionstechnologie vorgenommen werden, um die Robustheit des Fahrzeugs und den Schutz von Fahrer und Insassen zu verbessern.

Ein weiterer Grund für den hohen Stellenwert von Crashtests sind gesetzliche Vorschriften. Diese verpflichten die Automobilhersteller, ihre Fahrzeuge auf die Einhaltung bestimmter Crash-Standards zu testen. Werden diese Normen nicht erfüllt, darf das getestete Fahrzeug in dem Land, in dem die Vorschriften gelten, nicht zugelassen werden.

Eine wichtige Motivation für unabhängige Crashtester ist es, potenzielle Nutzer bestimmter Modelle auf deren Sicherheitsleistung aufmerksam zu machen. Dank der von Euro NCAP vergebenen Sterne kann ein Kaufinteressent beispielsweise überprüfen, ob das Auto, das er in Erwägung zieht, ihm und seiner Familie im Straßenverkehr ein angemessenes Schutzniveau bietet.

Wie werden Auto-Crashtests durchgeführt?

Für die Durchführung von Crashtests sind in der Regel unabhängige Stellen zuständig. Eine der wichtigsten Einrichtungen auf diesem Gebiet ist Euro NCAP – das Europäische Programm zur Bewertung von Neuwagen, das Autos vieler bekannter Marken testet. Wenn Sie sich mit den Merkmalen der grundlegenden Crashtests vertraut machen, die von dieser Einrichtung durchgeführt werden, können Sie besser verstehen, worum es bei Crashtests überhaupt geht.

Einer der wichtigsten Tests, denen Euro NCAP die getesteten Fahrzeuge unterzieht, ist der Offset-Frontalaufprall. Er umfasst zwei separate Tests.

• Der erste Test besteht aus einem vollständigen Frontalaufprall gegen eine feste Wand mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h.
• Bei der zweiten Prüfung kollidiert ein Fahrzeug mit einem beweglichen Hindernis von 1.400 kg. Mit der Wahl der Hindernisparameter soll ein durchschnittliches Auto nachgeahmt werden, das in eine Kollision auf der Straße verwickelt sein könnte. Zwei Details sind in diesem Fall wichtig: Die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs und des Hindernisses ist gleich und beträgt 50 km/h, und die Aufprallfläche beträgt 50 % der Frontfläche des Fahrzeugs.

Ein weiterer von Euro NCAP durchgeführter Test ist der Seitenaufpralltest. In diesem Fall besteht der Test darin, eine 900 kg schwere Barriere gegen die Seite eines stehenden Fahrzeugs in Höhe der mittleren Karosseriesäule zu schlagen. Die Barriere bewegt sich bei diesem Test mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h.

Ein wichtiger Teil des Euro NCAP-Prüfprogramms ist der Poltest. Worin besteht er? Bei diesem Test wird das Auto mit einer Geschwindigkeit von 29 km/h seitwärts gefahren und prallt dann auf ein senkrechtes Hindernis in Höhe der mittleren Karosseriesäule.

Ein Fußgängeraufpralltest war ebenfalls Teil der Euro NCAP-Tests. Bei diesem Test wird simuliert, dass ein Fußgänger bei einer Aufprallgeschwindigkeit von 40 km/h von der Front eines Autos getroffen wird. Die Rolle des Fußgängers wird in diesem Fall von einem speziell konstruierten Dummy übernommen, der einen Erwachsenen oder ein Kind simuliert.

Es ist zu betonen, dass die oben genannten vier Tests nicht alle Prüfungen abdecken, denen neue Fahrzeuge unterzogen werden können. In Crashtests können auch viele andere Situationen simuliert werden, wie z. B. Überschläge, das Auffahren auf einen Baum oder das Auffahren auf ein anderes Auto. Darüber hinaus unterziehen Institutionen wie Euro NCAP Autos auch anderen Tests, die eine zuverlässige Bewertung ihrer Sicherheit ermöglichen. Beispiele für solche Tests sind:

• Prüfung von Kindersicherheitssystemen,
• Prüfung von Geschwindigkeitsassistenten und Sicherheitsgurt-Warnsystemen,
• Prüfung von automatischen Bremssystemen,
• Prüfung der Stabilitätskontrollsysteme von Fahrzeugen,
• Test von Systemen zur Untersuchung von Müdigkeit und Ablenkung des Fahrers.

Um jedoch auf die grundlegenden Crashtests von Euro NCAP zurückzukommen, werden die untersuchten Fahrzeuge mit der entsprechenden Anzahl von Sternen bewertet (Skala von 1 bis 5). Es sei darauf hingewiesen, dass Euro NCAP sich der ständigen Weiterentwicklung der Crashtests bewusst ist – es ist selbst aktiv daran beteiligt – und daher sind die Bewertungen, die es für die einzelnen Fahrzeugmodelle vergibt, nicht „ewig“ – nach sechs Jahren verjähren sie. Unter welchen Gesichtspunkten werden die Fahrzeuge, die an den Euro NCAP-Tests teilnehmen, bewertet? Es werden eine Reihe von Bereichen bewertet, darunter:

• Schutz für erwachsene Fahrgäste,
• Kinderschutz,
• Schutz der anderen Verkehrsteilnehmer,
• Assistenzsysteme.

Aus den Teilbewertungen ergibt sich später eine Gesamtzahl von Sternen für das getestete Fahrzeugmodell.

Innovationen bei Crash-Tests

Das rasante Wachstum des Automobilsektors und die damit verbundene Erhöhung der Fahrzeugsicherheit und -haltbarkeit bedeutet, dass sich auch die Crashtests weiterentwickeln und die Messlatte für die getesteten Fahrzeuge immer höher legen müssen. Dies wird auch von den aufeinanderfolgenden Vorschriften diktiert, die darauf abzielen, die Sicherheit des Straßenverkehrs und seiner Teilnehmer zu erhöhen. Die auf diese Art von Tests spezialisierten Einrichtungen arbeiten ständig an der Entwicklung von Testtechnologien, indem sie sowohl die Methoden und die Art der Tests selbst ändern als auch weitere Faktoren hinzufügen, die überprüft und bewertet werden müssen. Welche Beispiele für Innovationen im Bereich der Auto-Crashtests sind besonders erwähnenswert?

Numerische Modelle, die den menschlichen Körper darstellen

Menschliche Körpersurrogate, d.h. Crash-Dummies zur Simulation von Fahrzeuginsassen, spielen bei Crashtests eine wichtige Rolle. Hier wird ein besonderes Entwicklungspotenzial gesehen, um Crashtests zu verbessern und ihre Nutzbarkeit zu erhöhen. Die Entwicklungen in diesem Bereich beziehen sich nicht nur auf das Design der Dummys selbst, sondern z.B. auch auf numerische Modelle, die die Geometrie und die Eigenschaften einzelner Teile des menschlichen Körpers nachbilden. Hervorzuheben ist das von der Europäischen Union finanzierte THOMO-Projekt zur Entwicklung eines numerischen Modells des menschlichen Brustkorbs, d. h. des gesamten Bereichs zwischen Kopf und Bauch. Die Ergebnisse der im Rahmen dieses Projekts durchgeführten Forschungen haben zu einer besseren Kenntnis und einem besseren Verständnis der Reaktion menschlicher Körper mit unterschiedlichen physikalischen Parametern auf die bei einem Aufprall auf sie einwirkenden Kräfte geführt, was wiederum die Entwicklung von Crash-Dummys mit besserer biologischer Genauigkeit begünstigt hat.

Schaufensterpuppen, die die weibliche Figur simulieren

Ein interessantes Beispiel für eine Innovation bei Crashtests, die einen jahrelang unterschätzten Faktor berücksichtigt, sind Dummys, die die weibliche Figur simulieren. Lange Zeit basierten solche Modelle des menschlichen Körpers in der Regel auf den Parametern und der Körperstruktur eines durchschnittlichen Mannes. Inzwischen schätzt man, dass etwa die Hälfte der Fahrer Frauen sind, die nicht nur im Durchschnitt kleiner und leichter sind als Männer, sondern auch eine andere Muskelkraft oder eine andere Form von Rumpf, Becken und Hüfte haben. All dies führt dazu, dass ihr Körper anders auf die Belastungen reagiert, denen sie bei gefährlichen Verkehrsunfällen ausgesetzt sind.

Dies zeigt sich besonders deutlich bei Auffahrunfällen mit geringer Wucht, einer der häufigsten Kollisionsarten im Straßenverkehr. Die Forschung zeigt, dass bei solchen Zusammenstößen ein signifikanter Unterschied zu Ungunsten der Frauen besteht, was das Risiko von Verletzungen der Halswirbelsäule angeht. Die schwedische Expertengruppe unter der Leitung von Astrid Linder hat eine spezielle Puppe entwickelt, die den Körper einer durchschnittlichen Frau nachbildet. Dieser wird bei Crashtests eingesetzt und könnte in naher Zukunft dazu beitragen, dass die Autohersteller ihre Fahrzeuge verstärkt auf die Sicherheit von Frauen testen. Gegenwärtig verwenden einige Autofirmen, wie z. B. Mercedes-Benz, bereits seit Jahren Dummys, die den Körper einer Frau simulieren, bei den Crashtests der von ihnen produzierten Fahrzeuge, aber aufgrund des Fehlens einschlägiger gesetzlicher Vorschriften ist dies in der Automobilbranche bisher noch nicht ganz üblich.

Klassische Lösungen anstelle von Touchscreens

In den letzten Jahren waren die Automobilhersteller bestrebt, die Palette der Funktionen in ihren Fahrzeugen zu erweitern, die über Touchscreens und Oberflächen aktiviert werden können. Damit wollten sie nicht nur das Design des Fahrzeuginnenraums modernisieren, sondern auch den Komfort für den Fahrer erhöhen und die Produktionskosten senken. Der Trend weg von traditionellen Knöpfen und Schaltern hin zu berührungsempfindlichen Lösungen hat jedoch nach Ansicht der Euro NCAP-Experten in der Praxis zu einer größeren Ablenkung der Fahrer und damit zu einem erhöhten Unfallrisiko beigetragen. Aus diesem Grund wird bereits im Jahr 2026 die Verwendung von manuellen Schaltern, Hebeln oder Tasten für mindestens fünf wichtige Funktionen, wie z. B. die Bedienung, eine zwingende Voraussetzung dafür sein, dass ein neues Automodell bei den Euro NCAP-Crashtests die maximale Anzahl von Sternen erhält:

• Blinker,
• Warnblinkanlage,
• Windschutzscheibenwischer,
• Horn,
• SOS-Notruf-Funktion.

Virtuelle Sicherheitstests für Autos

Es lässt sich nicht leugnen, dass immer mehr Bereiche unseres Lebens in irgendeiner Weise in die virtuelle Welt eintreten. Das Gleiche gilt für den Automobilsektor – das industrielle Design von Autos basiert zum Beispiel auf CAE-Analysen oder parametrischer CAD-Modellierung, und tatsächliche Crashtests werden durch fortschrittliche Simulationen unterstützt. Virtuelle Sicherheitstests für Autos bringen viele Vorteile mit sich, zum Beispiel:

• Kostensenkungen – virtuelle Sicherheitstests reduzieren die Anzahl der tatsächlichen Crashtests und verringern so u. a. die mit beschädigten Fahrzeugen verbundenen Verluste,
• die Möglichkeit, verschiedene Faktoren im Detail zu analysieren – mit Hilfe von Simulationen kann geprüft werden, wie sich die Bauteile unter bestimmten Parametern und unter dem Einfluss von bestimmten Kräften oder anderen Faktoren, die auf sie einwirken, verhalten werden,
• Ökologie – eine Verringerung der Zahl der tatsächlichen Crashtests ist auch mit einer geringeren Abfallproduktion in Form von Teilen beschädigter Autos verbunden,
• die Sicherheit des Tests – jeder reale Fahrzeugaufprall, selbst unter kontrollierten Bedingungen, birgt ein gewisses Risiko für die Umgebung, einschließlich der Messgeräte, das bei virtuellen Sicherheitstests nicht gegeben ist.

Die Toyota-Ingenieure, die das System THUMS (Total Human Model for Safety) entwickelt haben, beteiligen sich aktiv an der dynamischen Entwicklung von virtuellen Sicherheitstests für Autos. Dabei handelt es sich um ein ständig verbessertes virtuelles Crash-System, das gemeinhin als digitale oder virtuelle Schaufensterpuppe bezeichnet wird und die Erstellung verschiedener digitaler Modelle des menschlichen Körpers ermöglicht, die sich durch eine sehr hohe biologische Genauigkeit auszeichnen. Das mit seiner Hilfe entwickelte Modell kann nicht nur die angenommene Größe oder Form des menschlichen Körpers wiedergeben, sondern unter anderem auch die Position, Dichte und Empfindlichkeit von Muskeln, Knochen und Organen. Es ist erwähnenswert, dass es mit THUMS möglich ist, z. B. ein Modell eines Kindes, einer schwangeren Frau oder eines älteren Menschen zu erstellen und dann die Daten von etwa 20 Millionen Punkten auf dem Körper und im Inneren des Körpers eines solchen virtuellen „Passagiers“ zu verfolgen und zu analysieren. Anhand eines solchen Modells können die Ingenieure die Auswirkungen verschiedener Arten von Kollisionen und Unfällen auf bestimmte Organe des „Passagiers“ analysieren und dabei berücksichtigen, wie angespannt die Muskeln sind. Anhand von – auch sehr modernen – konventionellen Crash-Dummys können wir solche detaillierten Studien nicht durchführen.

Welche modernen Materialien werden verwendet, um sichere Autos zu bauen?

In dem Bemühen, das Schutzniveau ihrer Fahrzeuge für Fahrer und Insassen zu erhöhen, arbeiten die Automobilhersteller ständig an der Erforschung neuer und der Verbesserung bereits bekannter Materialien, die für die Herstellung verschiedener Automobilkomponenten verwendet werden. Auf welche Materialien sollte man im Hinblick auf die Sicherheit und Haltbarkeit von Fahrzeugen besonders achten?

Hoch- oder sehr hochfester Stahl

Eine der am häufigsten verwendeten Werkstoffgruppen in der Automobilindustrie sind Stähle. Das liegt an den vielen Vorteilen dieser Werkstoffe, zu denen eine hohe Festigkeit und eine hervorragende Energieeffizienz gehören. Natürlich ist Stahl nicht gleich Stahl. Deshalb werden vor allem Automobilteile verwendet, die für die Sicherheit der Insassen verantwortlich sind und besonders gute Festigkeitseigenschaften aufweisen müssen:

• hochfeste Stähle wie BH oder HSLA, die z. B. für Schweller, Böden, Seitensäulen und andere Teile verwendet werden, die zu kontrollierten Knautschzonen beitragen,
• ultrahochfeste Stähle wie AHSS – wie BH oder HSLA werden sie für sicherheitskritische Fahrzeugteile verwendet und haben den zusätzlichen Vorteil, dass sie zur Gewichtsreduzierung beitragen können (die höhere Festigkeit ermöglicht die Verwendung dünnerer Bleche).

Kunststoffe

Starke, haltbare und leichte Kunststoffe sind aus der heutigen Automobilwelt nicht mehr wegzudenken. Sie werden sowohl bei der Herstellung von Außenbauteilen wie Spoilern und Stoßfängern als auch bei der Produktion von Innenausstattungen wie Dachhimmeln, Teppichen und Kopfstützen verwendet. Welche Kunststoffe sind besonders beliebt für Bauteile, die eine wichtige Rolle für die Sicherheit im Auto spielen? Dazu gehören unter anderem:

• Polyphenylensulfid (PPS), das z. B. bei der Herstellung von Pumpen, Ventilen und verschiedenen Komponenten des Kraftstoffsystems verwendet wird, die für den sicheren Betrieb eines Autos entscheidend sind,
• Polypropylen mit EPDM-Zusatz, z. B. für die Herstellung von robusten Stoßfängern,
• geschäumtes Polypropylen (EPP), das zur Herstellung von Bauteilen verwendet wird, die Energie absorbieren, z. B. in Autotüren.

Es ist erwähnenswert, dass Bauteile aus Kunststoffen häufig durch eine so genannte Verstärkung mit verschiedenen Arten von Metall- oder Keramikfasern verstärkt werden, was ihre mechanischen Eigenschaften weiter verbessert.

Verbundwerkstoffe

Eine weitere wichtige Gruppe von Werkstoffen, die bei der Konstruktion von Autos berücksichtigt werden, sind Verbundwerkstoffe. Ein hervorragendes Beispiel für einen innovativen Verbundwerkstoff, der z. B. für Karosserieteile oder Antriebswellen verwendet wird, ist Kohlefaser. Sie zeichnet sich nicht nur durch ihre hohe Festigkeit aus, sondern auch durch ihre geringe Korrosionsanfälligkeit, ihr sehr geringes Gewicht und ihre einzigartige Ästhetik. Ein weiterer im Automobilsektor weit verbreiteter Verbundwerkstoff ist Kevlar, eine Aramidfaser mit noch höheren Festigkeitseigenschaften, hoher Wärme- und Reibungsbeständigkeit und extrem geringem Gewicht. Aufgrund seiner Eigenschaften wird Kevlar zur Verstärkung von Zahnriemen und anderen wichtigen Komponenten der Fahrzeugstruktur verwendet.

Sicherheit und Fahrzeugdesign

Immer anspruchsvollere Crashtests sowie das Bestreben, den Kunden qualitativ hochwertige und sichere Fahrzeuge zu liefern und gleichzeitig kosteneffizient zu produzieren, beeinflussen den mehrstufigen Prozess der Fahrzeugentwicklung. Dabei spielen unter anderem Computeranalysen und -simulationen eine große Rolle, die sowohl bei der Konstruktion einzelner Fahrzeugkomponenten als auch des Gesamtfahrzeugs eingesetzt werden. Die Konzentration auf die Optimierung einzelner Fahrzeugkomponenten und die korrekte Umsetzung der besten Version bei der Konstruktion des Fahrzeugs ist sehr wichtig, damit das Fahrzeug seinen Insassen einen hohen Sicherheitsstandard bieten kann.

Der Entwurf und die anschließende Umsetzung in die Produktion einer sicheren Automobilkomponente mit den gewünschten Eigenschaften erfordert einen umfassenden Ansatz und die Einbindung eines qualifizierten Teams von Ingenieuren in ein bestimmtes Technologieprojekt. Als Endego können wir professionelle Unterstützung durch Experten mit langjähriger Erfahrung in der Leitung und Umsetzung von Technologieprojekten für den Automobilsektor bieten. Wir bieten umfassende Ingenieurdienstleistungen an, bei denen wir in allen Phasen eines Projekts aktiv mitwirken – von der Erstellung des ersten Konzepts bis zum Start der Serienproduktion.

Sie möchten sich von kompetenten Ingenieuren und Konstrukteuren mit Komponenten unterstützen lassen, die zu einer deutlichen Verbesserung der Sicherheit des Projektfahrzeugs Ihres Unternehmens beitragen können? Nehmen Sie Kontakt mit uns auf!

Welche innovativen Materialien sind die Zukunft des Automobilbaus? 

Automobilhersteller, die in ihren Werken umweltfreundliche Produktionsstandards einführen wollen, müssen die Grundsätze des Ökodesigns und des Kreislaufdesigns beachten. Demnach sollte die Automobilherstellung darauf abzielen, die Umweltkosten von Fahrzeugen zu senken, indem sie unter anderem

• ihr Gewicht zu reduzieren, 
• die Verwendung von Recyclaten und erneuerbaren Materialien bei der Herstellung. 

Die Automobilhersteller arbeiten intensiv an innovativen Werkstoffen, die sich bei der Fahrzeugherstellung bewähren und gleichzeitig die entsprechenden Kriterien erfüllen können. Ein Aspekt, der bei der Suche nach neuen Werkstoffen für den Automobilbau besonders beachtet wird, ist deren Leichtigkeit. Gleichzeitig sollen sie aber auch andere Anforderungen erfüllen, wie z.B. Haltbarkeit oder optimale Herstellungskosten. 

Im Rahmen des Umweltschutzes und der Verringerung des Raubbaus an Primärrohstoffen spielt die Erhöhung des Anteils von Rezyklaten und nachwachsenden Rohstoffen im Automobilbau eine noch wichtigere Rolle. Dies spiegelt sich in den Vorschriften wider, denen die Automobilhersteller unterliegen und die sie dazu verpflichten, recycelte Materialien in die Konstruktion ihrer Fahrzeuge einzubeziehen. Dies soll zu einer nachhaltigeren Automobilproduktion, einer Verringerung des Abfallaufkommens und einer größeren Unabhängigkeit des Automobilsektors von der Beschaffung neuer Rohstoffe führen. 

Moderne Automobilherstellung – warum wollen wir das Gewicht von Autos reduzieren? 

Wenn wir uns ansehen, wie sich die Automobilproduktion weltweit verändert, können wir einige interessante Trends erkennen. Der erste Trend ist, dass die Autos, die auf den Markt kommen, immer größer werden. Vergleicht man beispielsweise die aktuelle B-Klasse mit ihren Pendants von vor ein paar Jahrzehnten, so stellt man fest, dass die Größe vieler heutiger Vertreter dieses Segments die ähnlicher älterer Fahrzeuge übersteigt. Ein weiterer Prozess, der sich leicht beobachten lässt, ist die Erweiterung der Fahrzeugausstattung. Klimaanlagen oder fortschrittliche Sicherheitssysteme gehören heute zum Standard, was noch vor einem Dutzend Jahren nicht alltäglich war. Besonders interessant ist jedoch, dass der moderne Automobilbau dazu übergeht, die Autos immer größer zu machen und ihre Ausstattung zu erweitern, während gleichzeitig immer mehr Wert darauf gelegt wird, ihr Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig ein angemessenes Niveau bei anderen Parametern beizubehalten. Was sind die Gründe für dieses Phänomen? 

Der Hauptgrund, warum Unternehmen bei der Herstellung von Autos auf die Verwendung moderner, leichter Werkstoffe setzen, ist praktischer Natur. Die Zunahme des Fahrzeuggewichts, die unter anderem auf die oben genannten Faktoren im Zusammenhang mit der Größe und Ausstattung der heutigen Autos zurückzuführen ist, hat eine Reihe negativer Folgen. Dazu gehören: 

• eine Verringerung der Kraftstoffeffizienz oder, einfacher ausgedrückt, eine höhere Verbrennung, 
• erhöhter Ausstoß von Kohlendioxid und anderen Schadstoffen in die Atmosphäre, 
• eine Verringerung der Leistung des Fahrzeugs. 

Um eine bessere Leistung und Kraftstoffeffizienz zu erreichen und gleichzeitig die schädlichen Abgasemissionen zu verringern, versuchen die Hersteller, das Gewicht der von ihnen produzierten Fahrzeuge zu reduzieren. Dazu suchen sie nach neuen, leichteren Werkstoffen, aus denen sich Bauteile mit ähnlichen oder sogar besseren Eigenschaften als ihre herkömmlichen, schwereren Gegenstücke herstellen lassen. 

Welche modernen Materialien werden verwendet, um das Fahrzeuggewicht zu reduzieren? 

Die Ersetzung schwerer durch leichtere Werkstoffe ist im Automobilbau nicht neu. Dieser Trend ist schon seit Jahren zu beobachten, wie der zunehmende Einsatz von Kunststoffen und Verbundwerkstoffen bei der Fahrzeugherstellung zeigt. Eine wichtige Herausforderung für die Automobilhersteller bei der Planung eines Fahrzeugs und seiner anschließenden Produktion besteht darin, das richtige Gleichgewicht zwischen der Gewichtsreduzierung des Fahrzeugs und der Beibehaltung seiner wichtigsten Eigenschaften zu finden. 

Wie schwierig diese Aufgabe ist, lässt sich gut an den Eigenschaften der im Automobilbau verwendeten Stahl- und Aluminiumlegierungen verdeutlichen. Die Attraktivität von Aluminiumlegierungen für die Herstellung von Karosserieteilen ist beispielsweise in erster Linie auf ihr geringes Gewicht zurückzuführen, bei dem sie dem Stahl überlegen sind. Der Gewichtsaspekt hat jedoch nicht dazu geführt, dass Stahl für Automobilbauteile aufgegeben wurde. Der Grund ist seine höhere Verformungsbeständigkeit als bei Aluminiumlegierungen. Um das Gewicht von Stahlbauteilen zu reduzieren, werden sie beispielsweise aus kohlenstoffarmen Stählen mit entsprechenden Zusätzen hergestellt, was die Verwendung dünnerer und damit leichterer Bleche bei gleichbleibender Festigkeit ermöglicht. 

Kunststoffe 

Eine wichtige Gruppe von Werkstoffen, mit denen das Gewicht eines Fahrzeugs reduziert werden kann, sind zweifellos verschiedene Kunststoffarten. Sie bieten sowohl funktionell als auch wirtschaftlich einen Vorteil. Welche leichten Kunststoffe werden im Automobilbau in Polen und weltweit verwendet? 

Anhand des genannten Beispiels lässt sich feststellen, dass sich das moderne Industriedesign von Autos in Richtung Gewichtsreduzierung bewegt. Ziel ist es, die Kraftstoffeffizienz und die Leistung der Fahrzeuge zu verbessern und ihre Abgasemissionen zu verringern. Gleichzeitig ist zu beachten, dass die Gewichtsreduzierung von Fahrzeugen nicht mit einer Verschlechterung ihrer sonstigen Eigenschaften verbunden sein darf. Mit Hilfe innovativer Werkstoffe lassen sich Fahrzeugkomponenten herstellen, die leichter sind, eine hohe Festigkeit aufweisen und in vielerlei Hinsicht gut aussehen. Welche dieser Werkstoffe sind es wert, besonders beachtet zu werden? 

• EPP (expandiertes Polypropylen) ist ein leichtes, mechanisch sehr widerstandsfähiges Material, das bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen am häufigsten für energieabsorbierende Elemente, z. B. in Stoßstangen und Türen, verwendet wird. Es wird auch bei der Herstellung von Autoinnenraumkomponenten wie Kopfstützen oder Sitz- und Kofferraumverkleidungen verwendet. Es ist erwähnenswert, dass EPP erfolgreich mit einer Vielzahl von Metallkomponenten und Kunststoffen kombiniert werden kann, wodurch diese Materialien weitere gewünschte Eigenschaften erhalten. 
• Polyurethan – die charakteristischen Merkmale dieses Kunststoffs sind hohe Haltbarkeit, Flexibilität und Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beschädigungen. Außenbauteile von Kraftfahrzeugen, wie z. B. Spoiler, werden aus diesem Material hergestellt. 
• Ultramid – ein weiteres Beispiel für einen leichten Kunststoff, der in der Automobilbranche sehr gefragt ist. Die Attraktivität dieses thermoplastischen Werkstoffs ist nicht nur auf sein geringes Gewicht zurückzuführen, sondern auch auf seine hohe Festigkeit, Steifigkeit und Wärmebeständigkeit. Ultramid kann auf verschiedene Weise verstärkt werden, zum Beispiel mit Glasfasern. Die Hersteller verwenden das Material, um eine Vielzahl von leichten und äußerst haltbaren Automobilkomponenten, einschließlich Ölwannen, herzustellen. 

Verbundwerkstoffe 

Verbundwerkstoffe sind ebenfalls eine Gruppe moderner Materialien, die im Automobilbau zur Gewichtsreduzierung eingesetzt werden. Unter ihnen ist Kohlefaser in der Automobilwelt besonders bekannt und wird zum Beispiel für Karosserieteile und Antriebswellen verwendet. Bauteile aus Kohlenstofffasern sind teuer, aber sie zeichnen sich aus: 

• sehr leicht, 
• keine Anfälligkeit für Korrosion, 
• hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beschädigungen 
• außergewöhnliche Ästhetik. 

Es ist erwähnenswert, dass Kohlefaser nicht der einzige leichte Verbundwerkstoff ist, der für den Automobilsektor interessant ist. Ein weiteres Beispiel für einen leichten Verbundwerkstoff, der in der Automobilindustrie verwendet wird, ist die Aramidfaser, besser bekannt als Kevlar. Sie verdankt ihre Beliebtheit in der Automobilwelt unter anderem folgenden Gründen: 

• sehr geringes Eigengewicht – Aramidfasern sind nicht nur deutlich leichter als Stahl, sondern auch als Kohlefaser) 
• hohe Zugfestigkeit und mechanische Beschädigung, 
• hohe Wärmebeständigkeit, 
• hoher Reibungswiderstand. 

Welche Anwendungen finden Aramidfasern im Automobilbau? Sie werden unter anderem für Folgendes verwendet: 

• Konstruktion von Karosserieteilen in leichten Rallyefahrzeugen, 
• Verstärkung lebenswichtiger Fahrzeugkomponenten, wie z. B. Zahnriemen, 
• die Entwicklung von Reibbelägen mit Kevlarfasern für einen wirksameren Kupplungsschutz in Sportwagen und Geländewagen.  

Rezyklate und erneuerbare Materialien – der Schlüssel zur nachhaltigen Automobilherstellung 

Das Bestreben, das Gewicht von Autos zu reduzieren, ist nicht der einzige umweltfreundliche Trend, den wir im Automobilsektor beobachten können. Eine weitere Richtung, die von den Automobilkonzernen sowohl aufgrund ihres verantwortungsvollen Umgangs mit der Umwelt als auch aufgrund der gesetzlichen Vorschriften verfolgt wird, ist die Kreislaufmobilität. Zu ihren Hauptzielen gehören: 

• Reduzierung der schädlichen Abgasemissionen, 
• Verringerung des Abfallaufkommens, 
• Verringerung des Einsatzes von Primärrohstoffen zugunsten einer stärkeren Nutzung von Sekundärrohstoffen. 

Die intensiven Diskussionen auf europäischer Ebene im Zusammenhang mit der Ausarbeitung neuer Verordnungen über die so genannte „Kreislauffähigkeit“ von Fahrzeugen werden durch die statistischen Daten gerechtfertigt. Nach aktuellen Berechnungen ist die Automobilherstellung eine der Industrien, die am meisten für den Verbrauch von Ressourcen wie Stahl, Kunststoff, Aluminium und Gummi verantwortlich ist. Im Zusammenhang mit dieser Industrie besteht auch ein hoher Bedarf an z. B. Glas oder Kupfer, und mit der fortschreitenden Motorisierung und der Entwicklung von Elektrofahrzeugen auch an Seltenen Erden. Die Umstellung des Automobilsektors auf eine Kreislaufwirtschaft wird als eine Möglichkeit zur Verbesserung dieser Situation gesehen. 

Es sei darauf hingewiesen, dass Automobilunternehmen, die Autos im Einklang mit dem Konzept der Kreislaufwirtschaft herstellen wollen, einen umfassenden Ansatz zu diesem Thema verfolgen müssen. Die erfolgreiche Umsetzung der Grundsätze der Kreislaufwirtschaft setzt voraus, dass sowohl die Art und Weise, wie Autos konstruiert, hergestellt und am Ende ihres Lebenszyklus behandelt werden, als auch die für die Herstellung von Fahrzeugen verwendeten Materialien auf einen angemessenen Standard gebracht werden. Das Modell der Kreislaufwirtschaft wird derzeit von führenden Unternehmen der Automobilbranche wie Volkswagen, Mercedes, Renault, BMW und anderen umgesetzt.  

Ein wichtiger Bestandteil der Kreislaufwirtschaft in der Automobilproduktion ist die stärkere Verwendung von Rezyklaten im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugherstellungsmodellen. Moderne Technologien ermöglichen die Rückgewinnung von Rezyklaten, die erfolgreich in der Produktion von Automobilkomponenten eingesetzt werden können, ohne dass die Gefahr besteht, dass ihre wesentlichen Eigenschaften beeinträchtigt werden. Es lohnt sich, interessante Beispiele für den Einsatz von Rezyklaten und nachwachsenden Rohstoffen bei der Herstellung von Fahrzeugteilen näher zu betrachten. 

Wozu können Rezyklate und nachwachsende Rohstoffe im Automobilbau verwendet werden? 

Einer der Automobilhersteller, der sich für die Verwendung von recycelten Materialien bei der Herstellung von Fahrzeugkomponenten einsetzt, ist BMW. Die neuen Fahrzeuge der Marke verwenden mindestens 20 % recycelte Kunststoffe im Gesamtgewicht der bei der Herstellung eines Fahrzeugs verwendeten Kunststoffe. Beispiele für die Verwendung von Rezyklaten und erneuerbaren Materialien in einigen der neuesten Elektroauto-Modelle von BMW sind: 

• Mattlacke aus nachwachsenden Rohstoffen, einschließlich Bioabfall, 
• Wüstenstoff, der aus pulverisierten Kaktusfasern und Biopolyurethan gewonnen wird und als Ersatz für tierisches Leder z. B. bei Sitzpolstern dient, 
• recycelte Kunststoffe, die bei der Herstellung von Stoßstangen oder Windschutzscheibenabdeckungen verwendet werden, 
• Bodenbelag aus einer Kombination von Kunststoffen, die u. a. aus gebrauchten Fischernetzen gewonnen werden. 

Die BMW Group ist natürlich nicht der einzige Hersteller, der bei der Herstellung von Bauteilen für seine Fahrzeuge verstärkt auf Rezyklate und nachwachsende Rohstoffe setzt. Wie nutzen andere Automobilhersteller solche Lösungen, um die Umweltauswirkungen ihrer Fahrzeuge zu verringern? 

Ford verwendet für die Herstellung von Fahrgestell- und Motorabdeckungen sowie von vorderen und hinteren Radlaufabdeckungen für seine Neuwagen Kunststoffe aus PET-Flaschen, Nylon oder Polypropylen. Ein wichtiger Bereich der umweltfreundlichen Aktivitäten der Marke ist auch die Maximierung des Aluminiumrecyclings in den Produktionsstätten, wodurch der Bedarf an neuen Rohstoffen erheblich reduziert wird. Erwähnenswert ist auch, dass der Hersteller bei der Produktion eine Vielzahl von erneuerbaren Materialien pflanzlichen Ursprungs verwendet, wie zum Beispiel Sojaschaum für Sitzkissen, Rückenlehnen und Kopfstützen.  

Eine interessante Lösung, die Mercedes und seine Partner entwickelt haben, ist Pyrolyseöl, das teilweise aus gebrauchten Autoreifen gewonnen wird. In Kombination mit zertifiziertem Biomethan, das aus landwirtschaftlichen Abfällen gewonnen wird, entsteht ein Kunststoff mit sehr guten Eigenschaften, der für die Herstellung einer Vielzahl von Bauteilen wie z. B. Türaußengriffen verwendet werden kann. Durch die Möglichkeit, Bauteile aus Sekundärrohstoffen herzustellen, die sich in Qualität und technischen Parametern nicht von ihren Pendants aus so genanntem Neuplastik unterscheiden, entfällt die Notwendigkeit, fossile Rohstoffe zu verwenden. Es ist erwähnenswert, dass dieses recycelte Material auch für die Herstellung anderer Automobilkomponenten verwendet werden kann, z. B. für den Aufpralldämpfer, der Teil des Frontgurts eines Fahrzeugs ist. 

Es gibt zahlreiche Beispiele für den Einsatz moderner Rezyklate, nachwachsender Rohstoffe und anderer Arten von recycelten Rohstoffen bei der Herstellung von Automobilkomponenten. Im Zusammenhang mit anderen Anwendungen dieser Materialien, die hervorgehoben werden sollten, ist unter anderem zu erwähnen: 

• Halterung und andere recycelte Komponenten, die beim Audi Q4 e-tron verwendet werden, 
• Dinamica Mikrofaser, die zum größten Teil aus Polyesterfasern u.a. aus recycelten PET-Flaschen und Alttextilien gewonnen wird und in Kombination mit Kunstleder für die Polsterung der Sportsitze im Innenraum des Audi Q4 e-tron S line verwendet wurde, 
• Teppiche und Schalldämmung aus recycelten Materialien, die im Skoda ENYAQ iV verwendet werden, 
• Innenverkleidung des ID. Buzz von Volkswagen teilweise aus recycelten Materialien hergestellt. 

Zusammenfassung 

Die Automobilherstellung in Polen und auf der ganzen Welt durchläuft derzeit einen allmählichen Wandel in Richtung Ökologie und mehr Respekt für die natürlichen Ressourcen. Dazu gehört die ständige Suche nach neuen Materialien, die es den Automobilherstellern ermöglichen, die negativen Umweltauswirkungen der von ihnen produzierten Fahrzeuge zu verringern und gleichzeitig deren Effizienz und Leistung zu verbessern. 

Einer der wichtigsten Trends in der heutigen globalen Automobilproduktion ist das Bestreben, das Fahrzeuggewicht zu reduzieren. Warum setzen sich die Automobilhersteller ein solches Ziel? Die Gewichtsreduzierung eines Fahrzeugs kommt einer Reihe von Aspekten zugute, z. B. der Kraftstoffeffizienz und der Leistung des Fahrzeugs. Sie trägt auch zu geringeren Emissionen bei und macht das Fahrzeug umweltfreundlicher. Um das Gewicht ihrer Fahrzeuge zu verringern, suchen die Automobilhersteller nach modernen Leichtbauwerkstoffen, die schwerere Gegenstücke ersetzen können und gleichzeitig die erwarteten Eigenschaften, wie beispielsweise Festigkeit oder Wärmebeständigkeit, beibehalten. Verbundwerkstoffe, u. a. in Form von Kohlefaser und Kevlar, sowie innovative Kunststoffe wie Ultramid zeichnen sich in dieser Rolle aus. 

Unter dem Gesichtspunkt der Senkung der Umweltkosten von Fahrzeugen ist die Erhöhung des Anteils von Rezyklaten und erneuerbaren Materialien in ihrer Konstruktion wichtiger als die Verringerung ihres Gewichts. Der verstärkte Einsatz von recycelten Materialien bei der Fahrzeugherstellung ist auch eine gesetzliche Vorgabe für die Automobilhersteller. Der verstärkte Einsatz solcher Kunststoffe bei der Fahrzeugherstellung hat viele Vorteile, wie z. B. die Verringerung schädlicher Abgasemissionen, die Verringerung des Abfallaufkommens und die Senkung des Verbrauchs von Primärrohstoffen, um nur einige zu nennen. Der verstärkte Einsatz von recycelten Materialien ist auch ein notwendiges Element für die Automobilherstellung, um dem Konzept der Kreislaufmobilität zu folgen, das von einer wachsenden Zahl führender Automobilunternehmen umgesetzt wird. 

Als Endego verfügen wir über umfangreiche Erfahrung mit Technologieprojekten für den Automobilsektor. Wir bieten umfassende Dienstleistungen an, bei denen wir in jeder Phase des Projekts involviert sind, von der Entwicklung des ersten Konzepts bis hin zum Start der Serienproduktion. Unter anderem können Unternehmen, die das Gewicht ihres Fahrzeugs reduzieren und moderne recycelte Materialien für ihr Fahrzeug verwenden möchten, von der Unterstützung unseres qualifizierten Teams profitieren. 

Benötigen Sie die Unterstützung von erfahrenen Ingenieuren und Konstrukteuren aus der Automobilbranche, um zuverlässige und leichte Komponenten aus recycelten und erneuerbaren Materialien für das Projektfahrzeug Ihres Unternehmens zu entwickeln? Nehmen Sie Kontakt mit uns auf! 

Angesichts der globalen Umwelt- und Nachhaltigkeitsherausforderungen muss sich die Branche der Off-Highway-Maschinen an neue, strengere Energieeffizienzstandards anpassen. Technologische Entwicklungen und Innovationen eröffnen den Maschinenherstellern neue Möglichkeiten, ihre Umweltauswirkungen zu verringern und gleichzeitig die Betriebseffizienz zu steigern und die Betriebskosten zu senken.

Lösungen für Hersteller von Off-Highway-Maschinen

Mit der rasanten Entwicklung der Automobilindustrie steigt auch im Sektor der geländegängigen Maschinen die Verfügbarkeit von Lösungen zur Steigerung der Energieeffizienz. Die Anpassung an neue Trends erfolgt in diesem Fall jedoch relativ langsam. Dies liegt daran, dass die einfache Nachbildung einer einzigen Lösung für verschiedene Off-Highway-Fahrzeuge selten anwendbar ist. Die Auswahl der richtigen Technologie hängt sowohl von der Konstruktion, dem Gewicht, dem Zweck und den Einsatzfällen oder Arbeitszyklen als auch von den Leistungs- und Drehmomentanforderungen der einzelnen Maschinen ab.

Es gibt jedoch bereits eine Reihe von Lösungen, die für energieeffizientere Off-Highway-Fahrzeuge genutzt werden können. Einige davon haben wir im Folgenden hervorgehoben:

• Innovationen in der Konstruktion: Fortschritte in Technologie und Software ermöglichen es, bereits in der Konzeptentwicklungsphase Änderungen vorzunehmen, die die Energieeffizienz erhöhen. Der Einsatz präziser Computersimulationen führt zu einem besseren Verständnis der Arbeitszyklen und zu einer Maximierung der Maschinenleistung bei gleichzeitiger Senkung der für den Betrieb erforderlichen Energiemenge. Darüber hinaus können durch vorausschauende Analysen potenzielle Fehlerstellen und Geräteausfälle vorhergesagt werden.
• Durch die Abkehr von traditionellen Formen und die Verwendung leichterer Materialien können das Gewicht des Fahrzeugs sowie der Luftwiderstand und der Kraftstoffverbrauch reduziert werden, ohne dass die betriebliche Effizienz darunter leidet. Die Energieeffizienz von Maschinen wird auch durch die Optimierung der Antriebssysteme beeinflusst.
• Hybridantriebe: Hybridlösungen kombinieren die Effizienz von BEVs mit der Reichweite herkömmlicher Motoren und ermöglichen ein flexibleres Management des Energieverbrauchs. Diese Systeme können automatisch zwischen verschiedenen Energiequellen umschalten oder diese kombinieren, um die Betriebseffizienz zu maximieren und gleichzeitig die CO2-Emissionen zu minimieren. Der Elektromotor kann den Betrieb des Verbrennungsmotors beim Bremsen oder Beschleunigen erfolgreich unterstützen, Energie für Arbeitsgeräte bereitstellen oder das Temperaturregelungssystem in der Fahrerkabine unterstützen.
• Elektrifizierung: Es kommen immer mehr Off-Highway-Maschinen mit Elektroantrieb auf den Markt. Die Fortschritte in der Batterietechnologie, insbesondere in Bezug auf die Lebensdauer der Batterien, die Ladezeit und die Energiedichte, erweitern das Anwendungsspektrum für BEV-Lösungen. Off-Highway-Elektrofahrzeuge sind sowohl umweltfreundlicher als auch leiser als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren. Der Einsatz von BEVs im Off-Highway-Sektor reduziert daher den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen. Gleichzeitig sinken die Betriebskosten, da batterieelektrische Fahrzeuge seltener gewartet werden müssen und kostengünstiger zu reparieren sind als Maschinen mit Verbrennungsmotor.
• Autonome Steuerungssysteme: Immer mehr Fahrzeuge nutzen die automatische Steuerung einzelner Funktionen oder ganzer Komponenten. Ein Beispiel dafür ist das autonome Abschalten des Motors nach einer bestimmten Zeit der Inaktivität, was in der Praxis den Kraftstoffverbrauch und die Geräuschemissionen reduziert.
• Mit dem zunehmenden Einsatz solcher Lösungen wird auch die Fernsteuerung von Betriebsfunktionen von Off-Highway-Maschinen und sogar deren unbemannter Betrieb immer beliebter. In der Praxis ermöglicht dies nicht nur eine Steigerung der Energieeffizienz, sondern auch eine Verbesserung der Sicherheit und Produktivität.
• Anpassung der Geschäftsmodelle: Technologieentwicklung ist nicht nur Innovation bei Komponenten oder Design. Es geht auch um neue Möglichkeiten, schlüsselfertige Lösungen wie Batterie-Leasing oder Vehicle-as-a-Service (VaaS) anzubieten. Deren Einsatz erhöht die Offenheit der Endnutzer für BEVs und erleichtert auch die Finanzierung solcher Fahrzeuge.

Lösungen für Nutzer

Nicht nur die Hersteller haben ein Interesse an der Verbesserung der Energieeffizienz von Geländemaschinen. Die Energieeffizienz von Maschinen hängt auch davon ab, wie sie eingesetzt werden, und von anderen Faktoren im Zusammenhang mit dem Flottenmanagement. Auf dem Weg zur Verringerung des CO2-Fußabdrucks der von ihnen genutzten Maschinen können die Nutzer von Off-Highway-Maschinen beispielsweise von den folgenden Lösungen profitieren:

• Digital machine monitoring and fleet management systems: modern technologies, such as telematics and advanced fleet management software, enable precise monitoring and optimization of fuel consumption and equipment efficiency. These systems can identify critical points in fuel consumption and emissions, facilitating efforts to reduce overall energy consumption. In addition, such software is useful for planning and plotting optimal travel routes, which also boosts energy efficiency.
• Gute Planung und Überwachung von Innovationen: Strategische Planung und Flexibilität sind unerlässlich, um die Anpassung an die neuesten Technologien zu erleichtern. Indem man sich über neue Trends und Vorschriften auf dem Laufenden hält, können notwendige Lösungen schneller umgesetzt und die Energieeffizienz des gesamten Fuhrparks schrittweise erhöht werden. Dieser Ansatz spart langfristig Geld und kann zur Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens beitragen.
• Wachsende Verfügbarkeit von Elektromaschinen: Mit zunehmendem Wettbewerb und Umweltbewusstsein steigt auch die Attraktivität von batteriebetriebenen Maschinen. Immer mehr Hersteller entscheiden sich dafür, ihr Portfolio um Elektrofahrzeuge zu erweitern, was es den Anwendern erleichtert, die am besten geeignete Lösung mit optimalen Kosten zu finden. JCB, Volvo, Wacker Neuson, Mecalac und Liebherr, um nur einige zu nennen, haben bereits elektrische Off-Highway-Maschinen in ihrem Portfolio.
• Regelmäßige Wartung der Fahrzeuge: Der ordnungsgemäße technische Zustand der Maschinen gewährleistet ihren optimalen Betrieb und trägt zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs bei. Laufende Reparaturen, regelmäßige Schmierung und Filterreinigung tragen zu einer korrekten Energieeffizienz der eingesetzten Geräte bei. Darüber hinaus empfiehlt es sich, biologisch abbaubare Öle und Schmierstoffe zu verwenden, die im Falle von Leckagen die Umwelt nicht belasten und nicht verschmutzen.
• Aus- und Weiterbildung: Die Energiewende ist nicht möglich, ohne das Bewusstsein und die Beteiligung der Mitarbeiter zu fördern. Die richtige Nutzung von Maschinen kann ihre Energieeffizienz erheblich steigern und ihre Umweltauswirkungen verringern.
• Wenn die BEV- oder pHEV-Technologie zum Einsatz kommt, ist es darüber hinaus wichtig, Kompetenzen für den Betrieb und die Wartung von Elektro- und Hybridmaschinen zu entwickeln. Eine angemessene Ausbildung ermöglicht es Ihnen, die neuesten Technologien effektiv zu nutzen und ihr Potenzial voll auszuschöpfen. Sie schärft auch das Bewusstsein für die Vorteile und Möglichkeiten energieeffizienter Off-Highway-Maschinen.
• Digitale Maschinenüberwachungs- und Flottenmanagementsysteme: Moderne Technologien wie Telematik und fortschrittliche Flottenmanagementsoftware ermöglichen eine genaue Überwachung und Optimierung des Kraftstoffverbrauchs und der Geräteeffizienz. Diese Systeme können kritische Punkte beim Kraftstoffverbrauch und bei den Emissionen identifizieren und so die Bemühungen um eine Reduzierung des Gesamtenergieverbrauchs erleichtern. Darüber hinaus ist solche Software nützlich für die Planung und Erstellung optimaler Fahrtrouten, was ebenfalls die Energieeffizienz steigert.

Ganzheitlicher Ansatz als Instrument zur Steigerung der Energieeffizienz von Off-Highway-Maschinen

Die Industrie für Off-Highway-Maschinen befindet sich derzeit im Umbruch, angetrieben durch die Notwendigkeit von Nachhaltigkeit und technologischer Innovation. Für Unternehmen, die in diesem Bereich tätig sind, werden die Fähigkeit, Trends zu antizipieren, Flexibilität bei der Entscheidungsfindung und die Bereitschaft, in neue Technologien zu investieren, immer wichtiger.

Der wachsende Druck auf die Umwelt zwingt den Off-Highway-Sektor dazu, bedeutende Schritte zur Verbesserung der Energieeffizienz von Maschinen zu unternehmen. Das wachsende Umweltbewusstsein, unterstützt durch immer strengere Emissionsvorschriften, eröffnet den Herstellern einzigartige Möglichkeiten, die Branche in eine nachhaltigere Richtung zu verändern. Bei der Umgestaltung der Off-Highway-Industrie ist es jedoch entscheidend, nicht nur das Design der angebotenen Lösungen anzupassen, sondern auch die Bediener zu schulen und hohe Wartungsstandards einzuhalten. Letztlich geht es darum, die Energieeffizienz mit der Minimierung des ökologischen Fußabdrucks des gesamten Sektors in Einklang zu bringen.

Unternehmen, die sich der Herausforderung stellen, sich an die neuen Normen anzupassen, werden nicht nur die Erwartungen des Marktes erfüllen, sondern auch zu einer nachhaltigeren Zukunft beitragen. Diese Unternehmen haben die Möglichkeit, die Landschaft des gesamten Off-Highway-Sektors zu gestalten und ihn zu einem effizienteren und umweltfreundlicheren Maschinenbetrieb zu führen.

Wenn Sie Unterstützung bei der Entwicklung energieeffizienter Off-Highway-Maschinen suchen, laden wir Sie herzlich ein, mehr über unsere Erfahrung und unser Fachwissen in diesem Bereich zu erfahren.

V-MODEL Weg

Werfen Sie einen Blick auf das Übersichtsdiagramm mit dem in ASPICE verwendeten V-Modell:

Sie werden sehen, dass die obigen Prozessschritte V-förmig sind. Daher stammt auch der Name des V-Modells. Die hier beschriebenen Hauptbereiche sind System Engineering und Software Engineering. Neue Überarbeitungen von ASPICE befassen sich jedoch auch mit anderen Teilen des Prozesses.

Im Allgemeinen beginnt die Produktentwicklung mit dem Schritt SYS1 in der oberen linken Ecke und geht über weitere Schritte nach unten. Sie können drei Hauptabschnitte des V-Briefs unterscheiden:

• Der linke Teil des V – beschreibt Prozesse wie:
  • Aufnahme der Kundenbedürfnisse,
  • Festlegung eines gemeinsamen Verständnisses und Schreiben von Anforderungen,
  • Erstellung des Hauptproduktdesigns/der Architektur,
  • Identifizierung der Trennung zwischen allgemeinen systembezogenen Fällen („SYS“) und der Kompetenz, diese zu implementieren („SW“ oben).
• Der untere Teil von „V“ ist der Teil, in dem die Produktkomponenten auf der Grundlage der vorherigen Anforderungen entworfen und hergestellt werden. Hier beginnt auch der zweite Teil des Prozesses: die Verifizierung.
• Der rechte Teil von „V“ beschreibt den Verifikationsprozess der vorherigen Schritte. Es ist kein Zufall, dass jeder Schritt auf der rechten Seite mit dem Schritt auf der linken Seite übereinstimmt. Damit soll zum Ausdruck gebracht werden, dass wir das erstellte Produkt mit den definierten Bedürfnissen/Anforderungen/Entwürfen verifizieren.

Dies ist ein allgemeiner Überblick über das V-Modell. ASPICE hat jedoch noch mehr Schritte, die beschrieben werden sollten:

Die obige Übersicht stammt aus der Revision ASPICE v3.1 des Leitfadens. Sie können sehen, dass ASPICE verschiedene Prozesse während des Produktlebenszyklus anspricht. Es zielt darauf ab, die Produktentwicklung zu unterstützen und Anhaltspunkte zu liefern, wie der Informationsfluss berichtet, verifiziert und verbessert werden kann.

ASPICE-Vorteile

Die Einführung einer ASPICE-Methode in Ihre Produktentwicklung hat mehrere Vorteile:

1. Qualität der Software-/Hardware-Entwicklung – es bietet gute Praktiken für die Bereitstellung von Input für die Entwicklung und die Überprüfung der Ergebnisse, während das Risiko von Problemen in den späten Phasen eines Produktzyklus minimiert wird.
2. Effizienzsteigerung – die Wahl geeigneter Methoden zur Anwendung der ASPICE-Prozessschritte kann dazu beitragen, die Produktivität zu steigern und die Kosten der Produktentwicklung zu senken.
3. Bessere Kommunikation – Die ASPICE-Richtlinie weist auf die Bedeutung der Kommunikation zwischen allen an der Produktentwicklung beteiligten Parteien hin. Berichte, der Austausch von Erkenntnissen und die Kommunikation von Blockaden sind der Schlüssel für eine reibungslose Produktentwicklung.
4. Höhere Kundenzufriedenheit – aufgrund der Herausforderungen in der Automobilindustrie kann die Anwendung solch bekannter Standards das Vertrauen der Kunden in Ihre Arbeit und Ihren Ruf stärken. Dies kann dazu beitragen, die Loyalität des Kunden zu stärken und die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass der Kunde für zukünftige Projekte wiederkommt.
5. Einhaltung von Industriestandards – das Ziel der Anwendung von ASPICE ist die Einhaltung der sich ständig ändernden Standards und die Bereitstellung einer zuverlässigen Informationsquelle zu diesen Standards.

ASPICE-Herausforderungen

Obwohl ASPICE in der Automobilindustrie ein hochfunktionaler Rahmen ist, ist er nicht frei von Herausforderungen. Die Anwendung dieses Rahmens ist vor allem zu Beginn mit Herausforderungen verbunden, wie zum Beispiel:

1. Komplexität – Der ASPICE-Standard besteht aus detaillierten und komplexen Rahmenwerken, die für die Mitarbeiter schwer zu verstehen sein können. Es ist wichtig, die Richtlinien Schritt für Schritt einzuführen und sich dann auf die Schulung der Benutzer zu konzentrieren, damit der Prozess gut verstanden wird.
2. Ressourcenbeschränkungen – aufgrund des Bedarfs an zusätzlichen Werkzeugen und Schulungen zur Unterstützung des neuen Prozesses ist die Einführung von ASPICE teuer und ressourcenintensiv. Für kleine Organisationen könnte es eine Herausforderung sein, ihre begrenzten Ressourcen für solche Maßnahmen einzusetzen.
3. Fehlen aller Industriestandards – ASPICE versucht, mit den meisten der verwendeten Standards (insbesondere in der Softwareentwicklung) auf dem neuesten Stand zu sein. Es werden jedoch nicht alle Standards berücksichtigt. Dies könnte zu Unstimmigkeiten zwischen den Anforderungen der Kunden/Lieferanten und ihren Standards führen.
4. Integration in bestehende Prozesse – wenn das Unternehmen bereits einige Prozesse im täglichen Einsatz hat, kann die Einführung von ASPICE eine Herausforderung sein und das Unternehmen sogar dazu zwingen, problematische Systeme zu entfernen. Wie schwierig der Prozess auch sein mag, für das Unternehmen ist es von Vorteil, wenn die Mitarbeiter die Veränderung akzeptieren.

Wenn Sie mehr über ASPICE erfahren möchten, empfehle ich Ihnen, nach kostenlosen Leitfäden und einem Pocket Guide zu suchen, der Ihnen hilft, die einzelnen Prozessschritte zu verstehen. Beim nächsten Mal werde ich versuchen zu erklären, wie man ASPICE zur Bewertung von Prozessen während des Produktlebenszyklus einsetzen kann.