"Software-Entwicklung kann kein Anhängsel mehr sein"

Vor dem Hintergrund eines schier unaufhaltsamen Einzugs der Elektronik in Kraftfahrzeuge ist der Fahrzeugentwickler EDAG in Fulda derzeit im Begriff, seinen Elektrik/Elektronik-Bereich signifikant zu vergrößern. all4engineers sprach mit Matthias Girlach, Fachabteilungsleiter Elektrik/Elektronik bei EDAG, unter anderem über Trends und Qualität, den Stand der Technik bei der Software-Entwicklung, das 42V-Bordnetz und Vertrauen der Konsumenten in aufwändige Elektronik im Automobil.

Als Reaktion auf Qualitätsprobleme gilt der Elektronik-Boom im Auto vorerst als gebremst. Die Automobilindustrie ist bei der Verwendung komplizierter Elektronik vorsichtig geworden und Volumenhersteller ziehen immer noch vergleichbare mechanische Lösungen vor. Warum forciert EDAG gerade jetzt den Elektronik-Ausbau?
Ich glaube nicht, dass der Elektronik-Boom im Fahrzeug nachhaltig gebremst wird. Sicher gibt es einzelne Bereiche, wo das Wachstum derzeit etwas gebremst ist. Aber auf Gebieten wie dem Komfort- und Sicherheits- aber auch dem Antriebs- und Fahrwerksbereich wird sich der Aufwärtstrend weiter fortsetzen. Das Problem ist, besonders was die Qualität betrifft, dass Art und Weise, wie Software entwickelt wurde und wird, den heutigen Anforderungen an die Software nicht mehr gerecht wird. Dadurch kam und kommt es zu erheblichen Kosten-, Timing-, und Qualitätsproblemen in der Software-Entwicklung. Jetzt an der Schwelle zu veränderten Entwicklungsprozessen werden die Weichen gestellt, diese Probleme in Zukunft zu minimieren und im Idealfall auszuschließen. Die OEMs erwarten, dass innerhalb der Gesamtfahrzeug-Entwicklungsprojekte die Elektronikintegration ebenfalls mit von Engineering-Dienstleistern abgedeckt wird. Dass für derartige Projekte enormes Know-how und Manpower notwendig sind, braucht man nicht näher zu erläutern.

Worin sehen Sie momentan Ihre dringlichste Aufgabe im Elektrik/Elektronik-Bereich?
Die Elektrik/Elektronik-Sparte bei EDAG ist ja nicht neu. Dieser Bereich existiert seit 1990. Im Laufe der Zeit ist EDAG in bestimmten Themen wie Bordnetz-Konstruktionen gewachsen. Seit einigen Jahren schon wird der Elektrik/Elektronik-Bereich ausgebaut. Und das wollen wir jetzt noch verstärken. Es gilt, den Markt genau dort zu bedienen, wo der Bedarf am größten ist. Dazu wird sich EDAG besonders in den Themen Entwicklungsmethoden beziehungsweise Beherrschung der Software-Entwicklungsprozesse neuen Anforderungen stellen. Die erforderlichen umsetzbaren Technologien sind bereits erfolgreich im Hause erarbeitet worden und werden unseren Kunden zugänglich gemacht. Die Resonanz zeigt uns, dass wir auf dem richtigen Weg sind. Neben der zahlenmäßigen Vergrößerung des Bereichs auf hohem Know-how-Niveau ist ein weiterer wichtiger Faktor in der nahen Zukunft die interne Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Niederlassungen. Nicht jeder Standort verfügt über eine Crew, die groß genug ist, ein gesamtes Großprojekt allein abzuwickeln. Da sind übergreifende Zusammenarbeit und Abstimmung untereinander ganz entscheidende Faktoren.

Ist der Elektrik/Elektronik-Bereich die letzte Komponente, die dem Unternehmen noch zur Gesamtfahrzeugkompetenz fehlt, oder welches strategische Ziel verfolgt EDAG mit der massiven Erweiterung ihrer Elektronik-Präsenz?
Das strategische Ziel ist ganz klar, dass EDAG den Anspruch als der Engineering-Partner der Automobilindustrie mit Gesamtfahrzeug-Entwicklungskompetenz auch für die Zukunft beibehält. Die Elektrik/Elektronik ist dabei ein wichtiger Pfeiler, um diese Gesamtentwicklungskompetenz darzustellen beziehungsweise diese Strategie weiter zu vervollkommnen. Zur Fahrzeug-Elektrik/Elektronik gehören nicht nur die prozessorientierte Elektronik-Entwicklung, sondern auch die anderen Bereiche wie Elektrik-Konstruktion, Bordnetz-Konstruktion sowie Elektrik/Elektronik-Versuch. All diese Disziplinen müssen von EDAG abgedeckt werden. Die Erfordernisse werden anhand der Großprojekte, die derzeit im Haus platziert sind, klar. Die Elektrik/Elektronik-Umfänge sind, was die Entwicklungsverantwortung anbetrifft, mit ein wesentlicher Part der Entwicklung. EDAG besitzt große Möglichkeiten, was zum Beispiel automatische Software-Validierung im weitesten Sinne angeht. Und jetzt gilt es eben, vorhandene Kompetenzen richtig zu nutzen, um daraus Vorteile für EDAG und für unsere Kunden erarbeiten.

In welchen E/E-Bereichen verfügt EDAG bereits zum jetzigen Zeitpunkt über ausreichend Erfahrung und in welchen Disziplinen werden Sie Neuland betreten?
Zum E/E-Leistungsspektrum von EDAG gehören, wie bereits angesprochen, die Hardware-/Software-Entwicklung, die Hardware-/Software-Qualifizierung sowie Elektrik-Konstruktion und Bordnetz-Entwicklung Es gehört die E/E-Simulation dazu, die natürlich mit der Hardware-/Software-Entwicklung verknüpft ist und eine wesentliche Rolle für die Zukunft spielen wird. Im Bereich der Kommunikation liegen die Erfahrungen auf diversen Protokollen wie CAN/LIN sowie verschiedener Diagnose-Protokolle. Neue Bussysteme werden bei uns eingeführt. Aufgrund der Entwicklungs- und Validierungstätigkeiten von EDAG verfügen wir hier über einen sehr großen Erfahrungsschatz.
Seit einiger Zeit werden im EDAG-Modulträger eigenentwickelte Komponenten / Funktionen (zum Beispiel aus dem Multimedia- oder LIN-Bus-Bereich) für die Kunden weit vor Serieneinsatz transparent in Betrieb genommen und getestet. Im Bereich E/E-Simulation hat EDAG seit einigen Jahren Erfahrungen in der Simulation von elektrischen/nicht elektrischen Systemen, in Modellbildung und Steuergeräte-Simulation. Hier ist EDAG auch in der Brennstoffzellentechnologie tätig. Gleichfalls besitzt EDAG langjährige Erfahrung im Bereich der Elektrik-Konstruktion und Bordnetzentwicklung, das heißt im Einzelnen, Entwicklung des Bordnetzkonzeptes, Leitungsverlegung und Komponentenkonstruktion sowie der zugehörigen Lieferantensteuerung. Eine entsprechende Entwicklungsmannschaft besitzt ebenfalls das "Know-how", komplette Bordnetze auf modernsten CAD-Systemen (zum Beispiel LCABLE, E3D) zu konstruieren. Zukünftig wird EDAG sein Wissen in den Bereichen E/E-Simulation, 42V-Bordnetz, bei neuen Bussystemen weiter ausbauen und wir werden gemeinsam mit den OEMs und Lieferanten unter Zuhilfenahme geeigneter Simulationstools die Entwicklungsprozesse optimieren.

Was zählt für Sie künftig zu den Standbeinen der neuen Elektronik-Kompetenz im Hause EDAG, wie planen Sie sich gegenüber der etablierten Konkurrenz zu behaupten oder hervorzutun?
Für EDAG als Systemintegrator ist entsprechendes Komponenten- und System-Know-how von elementarer Bedeutung. Besonders entscheidend für die erfolgreiche Rolle als Systemintegrator wird die Beherrschung des Gesamtfahrzeug-Entwicklungsprozesses und damit auch die Sicherung der Software-Qualität im Zusammenspiel aller E/E-Komponenten im Fahrzeug sein. Bei der Umsetzung der E/E-Strategie von EDAG werden die Software-Entwicklung, -Validierung und -Simulation die wichtigsten Themen sein. Besonders der Simulation kommt hier eine wachsende Bedeutung zu. Sie bietet die Möglichkeit, einen wesentlichen Teil des Software-Entwicklungsprozesses, zum Beispiel Lasten- und Pflichtenhefte und damit die Steuergeräte-Funktionalitäten oder die Kommunikation unterschiedlicher Systeme zu Beginn der Software-Entwicklung, zu testen und zu optimieren. Leider wird heute vielerorts noch klassisch entwickelt. Mit geeigneten Entwicklungsmethoden und -tools ist es jedoch möglich, die Phasen Entwicklung und Validierung wesentlich besser zu verknüpfen. EDAG findet sich hier in der Rolle des Prozesstreibers und bringt sich damit in eine sehr vorteilhafte Position am Markt.

Welche Hauptaufgaben werden bei der Elektrik/Elektronik-Integration vernetzter Systeme im Hinblick auf die große Anzahl verschiedener Komponenten und Zulieferer auf Sie zukommen?
E/E-Systemintegratoren müssen viele Bereiche der E/E-Entwicklung beherrschen. Innerhalb der Entwicklungsprozesse kommt der Entwicklungskoordination eine enorm große Bedeutung zu. Ein Großteil der Integrationsaufgaben werden die Lieferantensteuerung und das Projektmanagement ausmachen. Netzwerkmanagement - die Sicherstellung der Steuergeräte-Funktionalitäten im Gesamtverbund oder Diagnosefunktionalitäten sind nur einige Beispiele, mit denen sich Systemintegratoren wie EDAG befassen müssen. Als Gesamtfahrzeugentwickler werden wir Entwicklungsverantwortung für die E/E-Umfänge übernehmen. Wir übernehmen letzten Endes die Entwicklungsverantwortung für die Gesamtfunktionalität der Fahrzeuge. Darin besteht die Herausforderungen bei der E/E-Integration vernetzter Systeme. Und dieser werden wir uns natürlich stellen.

Bis vor kurzem hatte es die Software schwer, als Produkt wahrgenommen zu werden. Sie galt bei den Auftraggebern lange Zeit quasi als kostenlose Zugabe. Welche Rolle wird die Software-Entwicklung zukünftig in Ihrem Unternehmen spielen?
Die Software-Entwicklung und hier vor allem die Methodik der Software-Entwicklung werden eine der zentralen Säulen beim Ausbau der Elektronik-Kompetenz sein. Von dem 90-prozentigen Anteil der Innovationen im Fahrzeug, der durch die Elektronik geprägt ist, werden derzeit 80 Prozent im Bereich der Software realisiert. Allein ein Vergleich der aktuellen Entwicklungskosten mit den früheren verdeutlicht, welche Veränderungen es in diesem Bereich gegeben hat. Lagen die Software-Entwicklungskosten früher beispielsweise für ein Steuergerät im unteren einstelligen Millionen Bereich, so liegen sie heute teilweise bei bis zu mehreren zehn Millionen Euro. Und das schlägt sich natürlich auch auf den Preis nieder.
Die Software-Entwicklung kann kein Anhängsel mehr sein. Die Komplexität der Einzelsysteme und vor allem der Elektronik-Architektur, des gesamten E/E-Verbundes, hat sich wesentlich erhöht. Es wird ohne strukturierte Entwicklungsabläufe nicht mehr möglich sein, Software termin- und qualitätsgerecht zu entwickeln. Der Aufwand für die Entwicklung und Validierung, die Sicherstellung der Software-Qualität, ist also immens gewachsen. Und das wurde in der Vergangenheit häufig unterschätzt. Letztendlich entscheidend für die Akzeptanz der Software beim Kunden wird neben den Features besonders die Bedienbarkeit der Systeme und die Sicherstellung der Software-Qualität sein.

Die vorherrschende Skepsis der Automobilindustrie gegenüber aufwändiger Elektronik im Automobil erfordert enorme Anstrengungen in puncto Qualitätssicherung. Fehler in elektronischen Bauteilen können derzeit fatale Folgen für das eh schon angeknackste Vertrauen der Konsumenten haben. Welche Anstrengungen unternimmt EDAG, um dieses Vertrauen in die Elektronik wieder zu stärken?
Genau das hat EDAG festgestellt und das ist auch ein wesentlicher Punkt, an dem wir auch am Markt ansetzen wollen. Wir sind momentan damit beschäftigt, mit Lieferanten und OEMs eben diese durchgängigen Prozesse in der Software-Entwicklung und Hard/Software-Validierung entsprechend auf ein neues Niveau zu heben. Die Methodik der Software-Entwicklung ist im Moment eines der wichtigsten Themen bei den OEMs und Lieferanten. Überall werden Vorträge gehalten, überall wird Forschung betrieben.
Wir haben uns seit einiger Zeit darauf eingestellt und versuchen, mit durchgängigen Entwicklungsprozessen, die bei EDAG auch vom gesamten Personal gelebt werden, eine der Grundlagen für das weitere Wachstum des E/E-Bereichs zu schaffen. Die Sicherung der Software-Qualität der Einzelkomponenten ist die Basis für Sicherung der Funktionalität des Gesamtverbundes aller Steuergeräte. Dazu gehört der verstärkte Einsatz von Simulationstools zum einen für die Steuergeräte-Funktionalitäten und zum anderen für die Funktion im Gesamtverbund. Sicherlich sind auch veränderte Architekturen notwendig. Man muss darüber nachdenken, ob in einem Fahrzeug künftig 70 Einzelsteuergeräte notwendig sind oder ob man sie auf eine sinnvolle Anzahl von Steuergeräten reduziert, die dafür leistungsfähiger sind. Bezüglich derartiger technologischen Fragen sind wir sehr intensiv mit unseren Kunden in Verbindung.

Bitte sagen Sie uns ein paar Worte zum 42V-Bordnetz.
Vor ein paar Jahren noch herrschte die Meinung vor, dass das erste serienmäßige Fahrzeug mit dem 42V-Bordnetz etwa im Jahr 2003 auf den Markt kommt. Die entscheidende Frage in der gesamten Debatte ist die nach der technologischen Notwendigkeit des 42V-Bordnetzes. Dem Kunden ist es gleich, ob 12 oder 42 Volt im Fahrzeug installiert sind. Erst die technischen Features werden den Ausschlag für den Einsatz des 42V-Bordnetzes geben. Die Grenzen des 12V-Bordnetzes sind, was die derzeitigen Komponenten betrifft, im Prinzip schon so gut wie erreicht. Die meisten neuen Technologien, die zukünftig ins Fahrzeug kommen werden, wie Brake-by-Wire oder Steer-by-Wire, sämtliche Heizungen, einfach alles, was viel Strom verbraucht, werden bei 12 V keine Chance haben. Das wird der Zeitpunkt für das 42V-Bordnetz sein. Doch zurzeit herrscht noch ein großer Kostennachteil, vor allem im Hinblick auf die einzelnen Bauteile: Man denke nur an die Beleuchtung, Starter/Generator, Relais etc. Bei vielen Komponenten ist zusätzliche Entwicklungsarbeit zu leisten und oft sind diese neuen 42V-Komponenten teuerer als unter 12 V.
Aufgrund der Kompatibilität zu den bisherigen Fahrzeugen wird es am Anfang ein Zweispannungsbordnetz geben. Der Aufwand, um die "selbstverständlichen" Sicherheiten etwa bezüglich Kurzschlussfestigkeit zu gewährleisten, ist mit dem Zweispannungsbordnetz enorm und technische Fragen diesbezüglich nicht ganz einfach zu lösen - gerade in Bezug auf die verschiedenen Schnittstellen zwischen den Netzen. Meiner Ansicht nach wird man, was nun den zeitlichen Horizont angeht, in spätestens ein bis zwei Jahren beginnen, die ersten Fahrzeuge aus der Oberklasse, bei denen beispielsweise die X-by-Wire-Technologie jetzt gerade Einzug hält, mit 42V-Bordnetzten auszurüsten. Das hieße, dass sie etwa um das Jahr 2008 auf den Markt kommen.

Eine isolierte Betrachtung der jeweiligen Entwicklungszyklen legt den Schluss nahe, dass die Automobilentwicklung und die Halbleiterindustrie einfach nicht zusammen passen. Innerhalb derselben Zeit, die während der Entwicklung eines komplett neuen Autos vergeht, gelten mindestens drei Chip-Generationen bereits als technisch überholt. Doch die Autobauer einschließlich ihrer Entwicklungsdienstleister müssen langfristig planen. Wie geht EDAG mit dieser Diskrepanz um?
Als Entwicklungsdienstleister kann EDAG den Halbleiterfirmen natürlich nicht vorschreiben, wie und in welchen Zeitabständen sie ihre Produkte zu produzieren haben. Derzeit betreibt die Halbleiterindustrie ihre "Modellpolitik" relativ unabhängig und nicht in Absprache mit den Fahrzeugherstellern. Die Probleme, die damit zusammenhängen, sind verständlicherweise immens. Wird beispielsweise bei einem Produktionszeitraum von sechs bis acht Jahren der Prozessor zwei- bis dreimal abgekündigt, so stellt das einen nicht zu unterschätzenden Kostenfaktor dar. Es wäre wünschenswert, wenn es hier Vereinbarungen zwischen der Halbleiterindustrie und der Automobilindustrie gäbe. Leider beträgt der Anteil der Automobilindustrie an der weltweiten Halbleiterproduktion nur etwa 5 Prozent und daran kann man schon erkennen wer hier derzeit die Prioritäten setzt.

Herr Girlach, vielen Dank für das Gespräch.



Zur Person:
Dipl.-Ing. (TU) Matthias Girlach wurde am 21. November 1965 in Lichtenstein/Sa. geboren. Nach dem Studium der Elektrotechnik tritt er 1991 als Entwicklungsingenieur Elektrik/Elektronik in die Fa. EDAG ein. Danach folgt ein Auslandsaufenthalt in Portugal. Im Jahr 1995 ist er bei EDAG beteiligt an der Serienanlaufbetreuung Elektrik für den VW Sharan. 1997 wird Girlach zum Teamleiter Elektrik/Elektronik und im Jahr 2000 zum Fachabteilungsleiter Elektrik/Elektronik bei EDAG befördert.

Autor(en): Thomas Jungmann

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