Skip to main content
main-content

2013 | Buch

Schritte in die künftige Mobilität

Technische und betriebswirtschaftliche Aspekte

herausgegeben von: Heike Proff, Werner Pascha, Jörg Schönharting, Dieter Schramm

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

share
TEILEN
insite
SUCHEN

Über dieses Buch

Neue Entwicklungen in der Mobilität, insbesondere der Übergang in die Elektromobilität, stellen Wissenschaft und Wirtschaft vor große Herausforderungen. Es bedarf konsequenter und koordinierter Anstrengungen vieler Experten, insbesondere aus der betriebswirtschaftlichen und ingenieurwissenschaftlichen Forschung. Sie suchen Antworten auf Fragen nach der Entwicklung und Umsetzung der neuen Verkehrskonzepte, nach neuen Technologien, neuen Produktionsverfahren, nach erforderlichen Kompetenzen und nach neuen Formen der (internationalen) Organisation und Arbeitsteilung. Das Tagungsband widmet sich diesen und weiteren Themen und präsentiert die Beiträge des 4. Wissenschaftsforums Mobilität, das im Juni 2012 an der Universität Duisburg-Essen stattfand.​

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Automotive Engineering: Neue (Produktions)Techniken für die Mobilität von morgen

1. ISO 26262 konforme Software Entwicklung mit Model‐Based Design

Der modellbasierte Ansatz (Model‐Based Design) zur Entwicklung von Software in der Automobil Industrie ist weit verbreitet und gehört in vielen Anwendungen zur Standard Vorgehensweise. Die Charakteristika des modellbasierten Ansatzes sind komplexe Funktionalitäten durch Modelle zu beschreiben, diese Modelle dann mittels Simulation früh zu testen und abzusichern. Model‐Based Design findet auch Einzug in Anwendungen wie Spurassistent oder elektromechanische Lenkunterstützung. Diese sicherheitsrelevanten Systeme müssen Anforderungen der Norm zur funktionalen Sicherheit im Automobil ISO 26262 erfüllen.

C. Kurutas
2. Parametrische Geometriemodelle für die Konzeptgestaltung elektrifizierter Fahrzeuge

Das Kundeninteresse an nachhaltiger Mobilität ist in den letzten Jahren deutlich gestiegen. Gründe dafür sind die Debatte über den Klimawandel, volatile Kraftstoffpreise und der zunehmende Erfolg alternativer Antriebe. Weitere Argumente für nachhaltige Mobilität sind die fortschreitende Urbanisierung und ein neues Verantwortungsbewusstsein gegenüber der Gesellschaft, als Teil des modernen städtischen Lebensstils. Flottenregulierungen, Einfahrtsbeschränkungen in Städten und CO

2

Steuern sind zusätzliche Treiber für dieses veränderte Mobilitätsbewusstsein.

M. Ried, A. Kelnberger, A. Gumm, M. Jung, D. Schramm
3. Virtuelles Prototyping für die Entwicklung, Integration und Validierung eingebetteter Software in der Automobilindustrie

In diesem Kapitel werden die aktuellen Herausforderungen der AutomobilBranche und deren Auswirkungen auf der Entwicklung eingebetteter Systeme dargestellt. Die relevanten Probleme, die dabei auftreten, werden hier kurz beschrieben. Die bereits eingesetzten Methoden und Werkzeuge, die die Entwicklungslücken eingebetteter Software schließen, werden präsentiert.

L. Gil, Y. Öztürk, O. Ahmed, P. Jadhav
4. xFCD als Basistechnologie für die Mobilität 3.0
Entstehung, Entwicklung, Zukunftsanwendungen, Marktentwicklung

Die Herausforderungen an die zukünftige Mobilität sind vielschichtiger Natur. Eine der Problemzonen stellt sicher der Verkehr dar. Zum einen wird die Umwelt durch wenig effizient eingesetzte Antriebssysteme sehr belastet, Stichwort CO

2

Debatte, zum anderen kämpfen wir mit der Ressourcenknappheit im Bereich der fossilen Energieträger. Insbesondere der Übergang von fossilen Energieträger zu erneuerbaren, erfordert den intelligenten Umgang mit unterschiedlichen Verkehrsträgern.

T. Stottan
5. Energiemanagement für ein Elektrofahrzeug

Für die Optimierung von Hybridfahrzeugen [4] und Elektrofahrzeugen [8] wird zurzeit ausgiebig an Energiemanagementsystemen entwickelt und geforscht. Insbesondere für eine sukzessive Erhöhung der Reichweite eines Hybrid‐ bzw. Elektrofahrzeugs können moderne Regelungs‐ und Steuerungskonzepte neben der Systemoptimierung Fortschritte erzielen [2][3][7]. Durch Simulation von Längsdynamikmodellen ist es möglich, diese Energiemanagementsysteme auf äquivalenten Kraftstoffverbrauch, auf Fahrleistungen und auf Lade‐ bzw. Bremsleistungen zu analysieren.

F. Winkle, M. Bröcker
6. Risikoanalyse von CNG–Fahrzeugen
Ansätze der Methodik mittels Konsequenz- und Wahrscheinlichkeitsbewertung

Das mit steigenden Benzinpreisen zunehmende Interesse an erdgasbetriebenen Kraftfahrzeugen seitens der Öffentlichkeit führt zu Diskussionen über die Vorund Nachteile dieser Technik. Hierbei steht die Sicherheit, welche mittels Risikobetrachtungen diskutiert werden kann, im Vordergrund. Da erdgas‐ und benzinbetriebenen Fahrzeugen unterschiedliche Technologien zu Grunde liegen, ist ein Vergleich der Sicherheit nicht ohne weiteres möglich. Um die Sicherheit von Technologien vergleichen zu können, ist es notwendig sie methodisch zu vereinheitlichen.

C. Ganz
7. Thermoelektrische Generatoranlage zur Energierückgewinnung im Kraftfahrzeug

Die aktuellen Entwicklungen in der Automobilindustrie haben im Wesentlichen eine Effizienzsteigerung von Kraftfahrzeugen zum Ziel. Die Motivation zur Entwicklung von innovativen technischen Maßnahmen basiert zum Einen auf der breit geführten gesellschaftlichen Diskussion um Energie und Emissionen und zum Anderen auf dem daraus entstehenden ökologischen Bewusstsein [1]. Die bekannte Endlichkeit des Basisrohstoffes Erdöl und die stetig steigenden Kraftstoffpreise unterstützen dabei den nutzerseitigen Wunsch nach effizienter Mobilität.

M. Koppers, D. Tatarinov, G. Bastian
8. Herausforderung der HIL–Simulation für Hybrid‐ und Elektrofahrzeuge

Die Hardware‐in‐the‐Loop‐Simulation (HIL‐Simulation) hat sich für automatisierte Tests von elektronischen Steuergeräten in Kraftfahrzeugen durchgesetzt und ist damit heute elementarer Bestandteil des Produktentstehungsprozesses. Dies gilt insbesondere für Hybrid‐ und Elektrofahrzeuge, bei denen elektronische Komponenten eine noch größere Bedeutung als bei konventionellen Fahrzeugen haben.

A. Kiffe, S. Geng, T. Schulte
9. Driver Assistance and Accident Avoidance – Today and Tomorrow

Despite the significant reduction of fatalities due to the quantum leaps in occupant protection (

Figure 9.1

), every day, approx. 3500 people die in traffic accidents worldwide, resulting in more than 1.3 Mio fatalities per year, and 20 to 50 Mio people sustain severe injuries. Motor vehicle crashes rank # 9 as cause of death, and due to the worldwide increasing motorization, rank # 5 is expected by 2020.

L. Grösch
10. Electro‐Pneumatic Brakes for Commercial Vehicles – Model Based Analysis for Control and Diagnosis

One of the important systems in a road vehicle that ensure its safe operation is the brake system. A brake system is used to decelerate the vehicle and bring it to rest it when necessary, and to hold the vehicle stationary on both flat and inclined roads. Conventional road vehicles predominantly use friction brakes at the wheels that convert the vehicle’s kinetic energy to heat energy. These friction brakes are actuated by a combination of mechanical, hydraulic, electrical and pneumatic elements. Most light motor vehicles including passenger cars are equipped with a hydraulic brake system that uses an incompressible brake fluid as the energy‐transmitting medium.

S. C. Subramanian
11. Active Seat Suspension with Two Degrees of Freedom

The well‐being of passengers as well as the condition confidence of the driver are highly determined by the vibrations affecting him. Mechanical vibrations, which are induced into the driver by the seat, pedals and steering wheel, are often of stochastic kind, containing different frequencies and are sometimes characterized by impacts. Beside the well‐being, the health of the occupants can also be impaired by the induced vibrations, [1]. In particular the drivers of commercial or military vehicles are affected in case of bad roads and long journeys.

R. Kieneke, C. Graf, J. Maas

Automotive Management: Neue Kompetenzen im Automobilmanagement von morgen

Frontmatter
1. Rohstoffbeschaffung und Ansätze zur Steigerung der Ressourceneffizienz im automobilnahen verarbeitenden Gewerbe

Dieser Artikel befasst sich zunächst mit der Problemstellung der Rohstoff‐ und Energieverteuerung bzw. Rohstoffverknappung und den daraus resultierenden Herausforderungen für Unternehmen des verarbeitenden Gewerbes in Automobil‐ und Zulieferungs‐relevanten Branchen. Darauf basierend werden im zweiten Abschnitt Ansätze und Maßnahmen der Beschaffung erläutert, mit diesen Rahmenbedingungen gezielt umzugehen.

C. Röh
2. Strategische Gestaltung der Fertigungstiefe in der Wertschöpfungskette von Traktionsbatterien

Die deutsche Bundesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, eine Million Elektrofahrzeuge bis 2020 auf die Straße zu bringen [19]. Auch andere Länder verfolgen ehrgeizige Ziele im Rahmen der Elektromobilität und fördern den Kauf von Elektrofahrzeugen. Die Automobilhersteller müssen auf diese potenzielle Nachfrage reagieren, indem sie entsprechende Fahrzeuge in ihr Portfolio aufnehmen. Dabei ändert sich die automobile Wertschöpfungskette maßgeblich. Während einige Komponenten, wie der Verbrennungsmotor, langfristig an Bedeutung verlieren, müssen andere Komponenten, wie die Traktionsbatterie oder der Elektromotor, in die Wertschöpfungskette integriert werden [24].

C. Huth, K. Wittek, T. S. Spengler
3. Neue Kompetenzanforderungen für die Integration mobiler Dienste in der Automobilindustrie.
Eine Strategische Analyse und Expertenbefragung.

Die Internetökonomie verändert maßgebliche Bereiche der Gesellschaft und der Wirtschaft nachhaltig. Auch vor der Automobilindustrie machen diese Änderungen nicht halt und ziehen neue Herausforderungen für „klassische“ Industrieunternehmen nach sich. Moderne Fahrzeugnutzer erwarten zu jeder Zeit und an jedem Ort mit dem Internet verbunden zu sein.

G. Witt, R. Hoffmann, F. Reuter, S. Bartel
4. Geschäftsmodell‐Innovationen im Mobilitätsumfeld
Neuartige Mobilitätskonzepte systematisch entwickeln

Mit der Wiederentdeckung der Elektrifizierung des Antriebsstranges, den Fortschritten der IuK‐Technologien und der Berücksichtigung veränderter Kundenanforderungen und Nutzungsverhalten ergeben sich neuartige Herausforderungen und Möglichkeiten für Mobilitätskonzepte.

S. Seidenstricker, S. Scheuerle, C. Linder
5. Elektrofahrzeuge als virtuelle Speicher zur Kompensierung volatiler erneuerbarer Energien in Deutschland – Ein neues Geschäftsmodell?

Die Automobilindustrie sowie die Energiewirtschaft unterliegen derzeit einem Paradigmenwechsel hin zu mehr Nachhaltigkeit, welcher durch knappe Energieressourcen, neue Umweltanforderungen und einem gesellschaftlichen Wandel getrieben wird. Obwohl die Integration von Elektrofahrzeugen (Battery Electric Vehicles Abk. BEV) in das Stromnetz und mögliche neue Geschäftsmodelle bisher kaum untersucht worden sind, wird das Potenzial der Elektromobilität insbesondere darin langfristig gesehen.

G. Fournier, M. Baumann, J. Buchgeister, M. Weil, R. Seign
6. Der Sailing‐Ship‐Effect in der Automobilwirtschaft

In der Berichterstattung über die Entwicklungen hin zu alternativen Antrieben für den automobilen Individualverkehr lässt sich seit Jahren ein wiederkehrendes Muster identifizieren. Nach dem konkreten Einführungstermin und der marktweiten Verbreitung dieser Alternativen gefragt, äußern sich die relevanten Automobilkonzerne stets dahingehend, dass Zeiträume zwischen drei und fünf Jahren genannt werden, in denen die jeweiligen Alternativen tatsächlich einen signifikanten und über reines Prototyping oder Sonderanwendungen hinausgehende Markstellung haben werden [2].

B. Liesenkötter, G. Schewe
7. Die Herausforderungen innovativer Technologien mit einem effizienten Problemmanagement meistern

Die immer lauter werdenden Forderungen des Marktes nach umweltschonender Mobilität, seien es hybride, rein elektrische Antriebe oder Mobilitätsdienstleistungen, stellen die Automobilindustrie vor große Herausforderungen. Dabei gilt es vor allem die Probleme, die zwangsläufig mit diesen hochinnovativen Technologien auftreten so schnell wie möglich aufzunehmen und abzustellen.

R. Schmitt, T. Effey, B. Rupprecht
8. Management komplexer Innovationssysteme auf Basis des Viable System Models

Unternehmen der Automobilindustrie stehen mehr denn je besonderen Herausforderungen im Innovationsmanagement gegenüber. Sie müssen im Bereich des Unternehmensumfeldes die zunehmende Wandlungsgeschwindigkeit und Koexistenz von aufkommenden Trends in den Bereichen Mode, Design und Technik beherrschen, sowie mit der wachsenden Komplexität in technischer und sozialer Sicht umgehen.

J. Wehinger, C. Herrmann
9. Mobile Connectivity Zielgruppe Autofahrerinnen und ihre Präferenzen für Smartphone‐basierte Infotainment‐Lösungen

Der Besitz eines Führerscheins ist für Frauen in Deutschland mittlerweile fast eine Selbstverständlichkeit.

D. Kortus‐Schultes, B. Lankes, R. Meese, K. Pauwels, E. Xhaferaj
10. Ausbau von Wettbewerbsvorteilen durch Smart Data Management in der Automobilindustrie

Die steigende Komplexität sowie verkürzte Lebenszyklen von Produkten und wachsende Kundenanforderungen zwingen immer mehr Entscheidungsträger dazu, ihre Wertschöpfungsprozesse zu identifizieren und zu optimieren, damit sie die Wettbewerbsfähigkeit ihres Unternehmens stärken können.

E. Stefanova, J. Wößner

Neue Mobilitätskonzepte in Aktion

1. Strategien von Städten zur Elektromobilität

Die Folgen wachsender Mobilität stellen Städte und Gemeinden vor große Herausforderungen. Insbesondere die negativen Auswirkungen steigenden Verkehrsaufkommens mindern – vor allem im urbanen Raum – erkennbar die Lebensqualität. Zudem soll die externe Energieabhängigkeit auch im Verkehrssektor gesenkt werden.

T. Ernst, S. Scheuerle, S. Seidenstricker
2. Softwaregestützte Potentialanalyse für die Integration von Elektrofahrzeugen im Fuhrpark der Stadtverwaltung Ludwigsburg

Fuhrparkbetreiber in Kommunen und Firmen beschäftigen sich heute zunehmend mit der Möglichkeit, Elektrofahrzeuge in ihre Flotten aufzunehmen. Elektrofahrzeuge haben jedoch im Vergleich zu Verbrennungsfahrzeugen zwei wesentliche Nachteile: Zum einen haben heutige Fahrzeugmodelle in der Regel eine eingeschränkte Reichweite von rund 100km, die im Winter bei elektrisch betriebener Heizung noch deutlich niedriger liegen kann [1].

F. Klausmann, F. Kötter, F. Rothfuss
3. Relevanz der Intermodalität für CarSharing‐Konzepte

Die Notwendigkeit einer nachhaltigeren Mobilität mit einer spürbar erhöhten Energieeffizienz und verkehrsträgerintegrierenden Lösungen gilt in der verkehrspolitischen Diskussion als ausgemacht. Deshalb sind die Hoffnungen, die mit der Einführung von CarSharing‐Konzepten verbunden sind, seit Jahren groß [44].

N. Pieper, T. Heußler, D. Woisetschläger, C. Backhaus
4. „Mobilfalt“ – ein Mitnahmesystem als Ergänzung des ÖPNV in ländlichen Räumen

Die Anzahl der Einwohner in Deutschland sinkt bereits seit 2003, gleichzeitig altert die Bevölkerung deutlich. Aufgrund von Wanderungsprozessen verläuft die Bevölkerungsentwicklung regional sehr unterschiedlich, sodass sich in ländlichen Räumen Prozesse der Alterung und Schrumpfung der Bevölkerung überlagern.

V. Schmitt, C. Sommer
5. Individuelle und dynamische Navigation unter Berücksichtigung von Restkapazitäten im Straßennetz

In den Navigationssystemen der Gegenwart werden bei Störungen Fahrzeuge kollektiv auf Nebenstrecken geroutet, die nach kurzer Zeit überlastet sind. Die Ausweichroute ist nur für die ersten Fahrzeuge günstig. Hintergrund hierfür ist, dass alle Navigationssysteme dieselbe (statische) Information empfangen und deshalb dieselbe Ausweichroute ermitteln.

S. Wolter
6. Mobilitätskonzepte im Wandel – Mobilitätsmanagement als Hebel zur Reduzierung von CO2‐Emissionen

Die Verknappung und Verteuerung fossiler Energieträger führt (wiederholt) zu einer intensiven Diskussion über innovative und nachhaltige Mobilitätskonzepte der Zukunft. Angeheizt durch aktuelle Trendthemen wie Elektromobilität, CarSharing oder Multimodalität werden visionäre Ideen und Mobilitätsbausteine in der Fach‐ und Medienwelt präsentiert, die neben einer facettenreichen Gestaltung der Verkehrssysteme auch massive Veränderungen des Mobilitätsverhaltens skizzieren.

M. Stiewe, D. Wittowsky
7. Does vicinity loose significance through telecommunication? – a glance at our future mobility

To conquer distances – virtually or physically – is a lifelong dream of humanity, which is reflected in many symbols, such as the seven league boots, the first step of man on the moon or the internet. At first glance, all of these symbols imply a liberation from the limits of nature – but the more we get used to them, or when looking more closely, we often discover a certain ambivalence, which may take years or even decades to become apparent.

D. Zumkeller

Internationale Arbeitsteilung und internationaler Wettbewerb um die Mobilität von morgen

1. Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Automobilindustrie im Übergang in die Elektromobilität

Die europäischen Automobilunternehmen führen traditionell die Technologieentwicklung in der Automobilindustrie an. Neue Technologien, veränderte Marktbedingungen und der verschärfte Wettbewerb stellen sie jedoch vor große Herausforderungen. Speziell bei Elektrofahrzeugen haben vor allem asiatische Wettbewerber schon einen beträchtlichen Know‐how‐Vorsprung aufgebaut.

H. Proff, D. Kilian
2. Wettbewerbsfähigkeit der japanischen und koreanischen Automobilindustrie im Übergang zur Elektromobilität

Während deutsche Automobilhersteller bislang durch technologische Innovationen die Trends in der Weltautomobilindustrie maßgeblich mitprägten, nehmen sie im zukunftsträchtigen Bereich der Elektromobilität aktuell eher einen hinteren Platz ein. Besonderes Augenmerk gilt demgegenüber japanischen und koreanischen Anbietern.

S. Horak, W. Pascha
3. Development perspectives of the Chinese electric vehicle market

Three decades of unabated growth have made China one of the world’s economic powerhouses and set off an expansion in the country’s transportation sector that is unique in modern economic history. Urbanization and industrialization have caused a significant increase in mobility needs and road vehicles to accommodate them. Supported by substantial improvements in incomes and living standards, the vehicle population quadrupled between 2001 and 2010 to reach 78 million [10].

P. T. Heiden, M. Taube
4. Die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Automobilindustrie auf den Märkten von morgen

Die weltweite Wirtschafts‐ und Finanzkrise im Jahr 2008/2009 hat die europäische Automobilindustrie stark getroffen. So ist die weltweite Automobilproduktion zwischen 2008 und 2009 um neun Prozent gesunken [9]. Von dieser Rezession hat sich die gesamte Branche durch den unerwartet steilen Aufschwung im Jahr 2010 mit einem Produktionsanstieg von 22 Prozent gegenüber 2009 vermeintlich sehr schnell erholt.

J. Sandau, T. Wiegmann
5. Eine Untersuchung der strukturellen Komplexität des Netzwerkes an Wertschöpfungsnetzwerken der deutschen Automobilindustrie – Implikationen zur Bestimmung ihrer Wettbewerbsfähigkeit

Das Unglück von Fukushima im März 2011 hat dazu geführt, dass nicht nur japanische sondern auch europäische und nordamerikanische Automobilhersteller ihre Produktion stoppen mussten, was einen Verlust von einem Drittel der weltweiten Tagesproduktion zur Folge hatte [1].

R. Colmorn, M. Hülsmann
6. Einfluss von Staatsfonds auf die Corporate Governance
Fallstudienorientierte Betrachtung der Daimler AG und Volkswagen Group

Die Automobilindustrie ist mit 20,3 Prozent der umsatzstärkste Industriezweig Deutschlands [1]. Allen voran die Daimler AG und Volkswagen Group zählen mit einer Gesamtanzahl von 660.000 Beschäftigten in der ersten Wertschöpfungsstufe zu den wichtigsten Arbeitgebern [2] und bilden mit einer Marktkapitalisierung von 71,6 Mrd. auch nach der Finanzmarktkrise die Spitze der europäischen Automobilindustrie [3].

K. D. Kuta, T. M. Fojcik
7. Veränderungen im Management von Tochtergesellschaften angesichts der zunehmenden internationalen Wertschöpfung

Der Kampf um Marktanteile in der Automobilindustrie fand lange vor allem in den einkommensstarken, hoch entwickelten Ländern der Triade (Westeuropa, Nordamerika und Japan) sowie in Südkorea und Australien statt. In einer zweiten Wachstumsphase investierten die Automobilunternehmen auch in weniger entwickelten Ländern wie Südafrika, Malaysia, Thailand und Mexiko in Produktionsbetriebe.

H. Proff, M. Söndgerath
8. Wachstumsmarkt Indien
Eine Analyse der Akzeptanz von Elektrofahrzeugen

Bis zum Jahr 2025 wird sich Indien nach Experten‐Schätzungen zum fünftgrößten Konsumentenmarkt der Welt entwickeln [15]. Die Mittelschicht soll von 50 Mio. auf 583 Mio. Menschen wachsen und die Einkommen werden sich verdreifachen. Die „kollektive Kaufkraft der Mittelschicht“ [3] wirkt sich auch auf den Automobilmarkt aus.

K. Dudenhöffer, J. Tücking, R. Arora
Backmatter
Metadaten
Titel
Schritte in die künftige Mobilität
herausgegeben von
Heike Proff
Werner Pascha
Jörg Schönharting
Dieter Schramm
Copyright-Jahr
2013
Verlag
Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN
978-3-8349-4308-8
Print ISBN
978-3-8349-4307-1
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-8349-4308-8

Stellenausschreibungen

Anzeige

Premium Partner