Entscheidungsprozesse

Cities with more than 5 million inhabitants

• 1955: 11
• 1995: 35
• 2015: 60

Population

• 2013: 7 bn
• 2048: 9 bn

Stadtbevölkerung

• 2009: 50%

• Veränderung des Energiemixes hin zu erneuerbaren Energien
• Kraftstoffsorten
  • Crude Oil
  • Bio Fuels
  • Natural Gas
  • Hydrogen
  • Electricity
  • Synthetic Fuels

• Energy Source Selection
• Vehicle improvement (Fahrzeuggewicht, Luftwiderstand, Rollwiderstand)
• Powertrain improvement (Combustion, Friction, Boosting, Direct Injection, Downsizing)
• Traffic improvement (road Improvement, park and ride, Verkehrsführung)

1. aerodynamics
2. downsizing, DI
3. electrification of powertrain/hybrid
4. light weight construction
5. bio fuels
6. telematics
7. low rolling resistance tyres

innermotorisch:

• Downsizing (25%)
• Wärmemanagement
• Schmierung
• Nebenaggregate
• Ventiltrieb / variabler Ventiltrieb
• Kolbensystem
• Lagersysteme
• Pumpensysteme

Für jedes Teilproblem werden verschiedene Lösungsalternativen (bestehende oder völlig neuartige) gesucht und in einer Gesamt- bzw. Teillösungsmatrix (morphologischer Kasten) aufgelistet.

Die Gesamtproblemlösung wird durch anschließende Kombination der Lösungsalternativen und Berurteilung ihrer Wirkung im Hinblick auf die übergeordnete Zielsetzung des Fahrzeuges gesucht.

• Leistung P=n*Vh*pm/2 (W)
• Mitteldruck pm=W/Vh (N/m^2; bar)
• Drehmoment M=Vh*pm/4pi (Nm)

Downspeeding

• FE-Maßnahme (20% Drehzahlabsenkung) --> Last + 25%
• Betriebspunktverschiebung im Emissions- und Volllastbereich)

Downsizing

• Reduzierung des Hubvolumens
• Verschiebung zu höheren Mitteldrücken (Hochlastkonzept)
• Verschiebung zu höheren Drehzahlen (Hochdrehzahlkonzept) --> eher keine Verbrauchsminderung (n steigt --> Wirkungsgrad sinkt)
• mit Aufladung (in Kombination mit LLK) können kleinere Motoren gleiche Leistungen erreichen --> Ladungswechselverluste verringert
• Verringerung der Reibungs/Lagerverluste bei kleineren Motoren
• höhere spezifische Belastung --> besserer Wirkungsgrad --> Verbrauchsgünstigerer Bereich

• Abgasturbolader mit Wastegate
  • Turboloch: Verdichter erreicht seinen Regelladedruck erst ab bestimmter Drehzahl --> Mäßige Beschleunigung im unteren Drehzahlbereich (niedriges abgegebenes Drehmoment) --> Maßnahme variable Turbinengeometrie
• Verlustwärmerückgewinnung durch Thermogeneratoren (Seebeck-Effekt)

motor-intern

• Verbrennung
• Miller-Cycle
• Abgasrückführung
• Diesel/Wasser Emulsion
• homogene Verbrennung

Abgasnachbehandlung

• CO, HC: Oxi Cat
• NOx: SCR (seit 1997 -60%)
• PM: Filter (DPF) (seit 1997 -80%)

Lastpunktbeeinflussung zur Kraftstoffeinsparung

• Lastpunktanhebung
• Betriebspunktverschiebung (Leistung=c.)
• Start/Stop

Prognose für 2020 bei 100 million Fahrzeugen

• AA 19,2
• EV und Plug-in Hybrid 3
• Hybrid 6
• other (flexfuel, CNG, LPG) 10,2

Herausforderungen

• hohe Komponentenkosten
• umweltfreundlich hergestellter Wasserstoff
• H2-Infrastruktur nicht vorhanden
• Aufbau Ladestation (4700 - 9000€)

--> Erhöhung der Kundenakzeptanz

--> shift of turnover caused by electrification

• Powertrain (Nockenwelle durch IHU)
• Chassis und Suspension (CFK Bremsscheibe, Al Hinterachse)
• Exterior (Karosserie mit höherfesten Stählern, GFK Unterböden, Heckklappe Duroplast)
• Interior (I-Tafel aus Magnesium, Träger Türverkleidung Thermoplast)

--> Multi-Material-Design

neue Materialien: Nanopartikel im Polymermatrix

• erhöhte Formstabilität
• verringerte Wärmeausdehnung
• verbesserte Temperaturbeständigkeit
• verbesserte Feuerfestigkeit
• geringere Permeabilität

Prüfeinrichtungen sind in der Regel mit sehr hohen Investitionen verbunden. Aus wirtschaftlichen Gründen ist daher ein effizienter Einsatz notwendig

• Erhöhung Nutzzeit / Auslastung
• Effizienzsteigerung im Betrieb
• Steigerung der Ergebnisqualität
• Ausweitung Anwendungsspektrum

1. Motorenprüfstände
2. Komponentenprüfstand
3. Windkanal
4. Crashanlagen
5. Rollenprüfstand
6. Akustikhalle
7. Chassis Testing
8. Teststrecke

Realität vs. Simulation

• Wieviel Kosten können gespart werden?
• Wievile Prototypen können eingespart werden?
• Welcher Zeitvorteil ergibt sich?

Arten und Anwendung

• Strömungssimulation (CFD) --> Standard bei Auslegung von Brennräumen und Ansaugstrecken
• Simulation der Aerodynamik des Fahrzeugs und einzelner Komponenten
• Struktursimulation mit Finite Elemente --> liefert verlässliche Ergebnisse, die mit dem nach wie vor unverzichtbaren Realversuchen gut übereinstimmen
• Fahrzeugsimulation
• Motor-/Antrieb-Simulation (0-D, 1-D, 3-D)

Stellhebel und Wirksamkeit

• Welche Kosten verursachen Simulationsmethoden?
• Wo ergänzen Simulationen die Hardware?
• Welche Potentiale der Simulation sind derzeit ungenutzt?
• Wie sieht eine optimale Vernetzung der virtuellen und realen Welt aus?
• Welches strategische Ziel wird mit der virtueller Produktentwicklung verfolgt?
• Hardware-in-the-Loop am Prüfstand (reales Testobjekt + zu simulierende Umgebung: Einspritzsystem, Sensoren, Motorverhalten)
  • Verbrauch und Emissionen (Einfluss der Applikation)
  • Entwicklungsprozess (Funktionsentwicklung und -absicherung)

--> Entscheidungen erfordern Simulationergebnisse mit einem hohem Reifegrad (hohe Genauigkeit und Sicherheit)

--> Nachhaltigkeit des Einsatzes virtueller Produktentwicklungsmethoden erfordert Kenntnisse ihrer Potentiale, Stellhebel und Wirksamkeit

Analyse

• Zielgruppe
• Märkte
• Wettbewerbsumfeld
• Trends

Zielplanung

• Markt
• Konzern/Marken
• Termine
• Rendite

Strategie

• Vermarktung
• Produktportfolio
• Preispositionierung
• Technik/Innovation

Umsetzungsmanagement

• geschäftsbereichübergreifend
• prozeßmanagend
• lebenszyklusverantwortend

Marktanforderungen

• Verkürzung Design to Market
• Konsolidierung der Zulieferindustrie
• Zunahme der organisatorischen Komplexität
• Zunahme der technischen Komplexität
• Fragmentierung des Automobilmarktes

--> Herausforderungen für Fahrzeughersteller

• Steigende Kundenanforderungen
• Diversifizierung der Produktpalette zur Ausnutzung der Nischenmärkte
• kürzere PLZ mit sinkenden Lifetime - Stückzahlen
• Hohe Entwicklungskosten
• Outsourcing, Fertigungstiefenverlagerung
• Überkapazitäten und hohe Kapitalbindung
• Bedarfsgerechte Produktion

Verlagerung der wichtigen Entscheidung in frühe Phasen

Markt

• Entwicklung Gesamtmarkt
• Volumenchancen durch Imagegewinn und Kundennähe

Wirtschaftliche Rahmenbedingungen

• Währungsparitäten
• Zölle, Steuern
• Lieferanten, Wettbewerber
• Personal

Kosten

• Investitionen
• Herstellkosten
• Logistikkosten
• Incentives

1. Segmentierung der Bevölkerung über 15 Jahren
2. Segmentierung orientiert sich an Alltagsidentität der Menschen
3. Es erfolgt eine kontinuierliche Anpassung an die gesellschaftlichen Veränderungen
4. Es erfolgt eine integration des aktuellen gesellschaftlichen Trendgeschehens
5. Regional, national, transnational und global einsetzbar

Reifegradspiegel Methodik

• Schaffung von Transparenz im PEP in Bezug auf Produktreife
• Positionierung der Methodik im PEP zu harten PEP-Meilensteinen
• durchgängige Bewertungsarchitektur mit inhaltlichem Kriteriengerüst
• Sowohl quantitatives als auch qualitatives Bewertungssystem
• erkennen und frühzeitiges beseitigen von Problemen
• Kontrolle der Meilenstein-spezifischen Reifegradziele durch interne Kunden und Lieferanten
• Führungsinstrument für Vorstand und Projektleitung

Controlling des Entstehungsprozesses

PEP als Teil des Kerngeschäftsprozesses

1. Müssen Innovationen verbessern?
2. Für Wen neu?
   • Welt, Industriesektor, Branche, Firma
3. Wie neu?
   • Innovationsgrad: Festlegung und Messung ist über mehrdimensionale Kriterien möglich
   • Bsp.: Breakthrough, Major/Must Innovation, incremental Innovation

Es existiert keine allgemeingültige Definition

--> Diese Abgrenzung muss jede Firma für sich selbst vornehmen

• nur 17% aller Innovationen werden vom Kunden gekauft
• Verhältnis von Umsatz zu internen Entwicklungskosten sinkt --> ökonomischer Handlungsdruck
  • geschlossene --> offene Innovation (aktive strategische Nutzung der Außenwelt zur Vergrößerung des eigenen Innovationspotentials)
  • Bsp.: Automotive Lab (Kooperation Unternehmen und öffentlichen Forschungseinrichtungen)

Marktakzeptanz

• Innovation und Emotion
• Welt der Lösungen --> Welt des Erlebens

Ansätze des Innovationsmanagements

• House of Innovation
• Pentathlon-Innovationsprinzip

Innovationsmanagement heißt: die Fähigkeit zu haben, eine Innovation/Erfindung für

• neue Produkte, Produktionsmethoden, Organisationsformen
• oder eine grundlegende Neuerung in einem Geschäfts-(Modell) System

und ihre erfolgreiche Realisisierung abzuwickeln

--> basiert auf funktionsübergreifende Zusammenarbeit

Plattform

• Modelle eines bestimmten Segments
• hohe Gleichteilanteil innerhalb von Fahrzeugen eines Segments
• Kostenersparnis durch Synergien zwischen Modellen unterschiedlicher Marken

MQB

• besteht aus Modulen
• jedes Modul wird auf differenzierten oder segmentübergreifenden Einsatz optimiert
• einige Module weiterhin segmentspezifisch eingesetzt (Plattform)

Enge Verzahnung des Vermarktungsprozess mit dem Innovationsprozess

Erhaltung und Steigerung des Unternehmenswertes durch

• Kostenführerschaft und Differenzierung
• Mehrmarkenstrategie mit breiter Marktabdeckung
• Offensive Modellpolitik (breites Modellangebot)
• Innovative Produktentwicklungsstrategie (Plattformen, Module)
• Konzentration auf Kernkompetenzen: automobile Produkte und Dienstleistungen

Finanzielle Ziele

• Mindestverzinsungsanspruch 9%
  • Operative Umsatzrendite v. St.: 6,9% (entspr. 4,5% n. St.)
  • Kapitalumschlag 2,0
• Selffunding
• Break-Even max. 60%
• Liquidität als Mindestreserve

Beziehungen zu Stakeholdern

Marktposition zum stärksten Wettbewerber

Risikomanagement

in Zusammenhang mit dem PEP

Abgleich zwischen Bottom Up und Top Down

--> Kostenlücke

--> Beteiligung des Herstellers an der gesamten Wertschöpfungskette

• Steigende Bedeutung des After Sales Bereiches
• Produkt wird zum Türöffner für Erträge im nachgelagerten Bereich

1. Wandel im Kundenverhalten
2. Anforderungen aus dem Transportaufkommen
3. Wettbewerbsstrategien
4. Technologische Entwicklung
5. Rechtliche Rahmenbedingung
   • Umweltbestimmungen
   • Kommerzielle Regularien
   • Vertriebsspezifische EU-Gesetzgebung für den Automobilvertrieb

--> Trends beeinflussen das Freizeit- und Nutzfahrzeuggeschäft

Bsp. Multivankampagne