Forschung und Entwicklung Sag niemals nie

Wie sieht die Mobilität von morgen aus? Und wie halten Innovationen schnell in vielen Fahrzeugklassen Einzug? Fragen, die ZF in einem weltweiten Forschungs- und Entwicklungsnetzwerk beantwortet.

Ein bisschen 007 steckt in jedem Auto. Sprachsteuerung und einen Peilsender mit Kontrollbildschirm hat James Bonds Meistertechniker „Q“ schon vor einem halben Jahrhundert ersonnen. Mit dem Aston Martin DB5 in „Goldfinger“ (1964) und dem Toyota 2000 GT Cabrio in „Man lebt nur zweimal“ (1967) fuhr der Geheimagent seiner Zeit weit voraus. Aber auch die Fernsteuerung eines BMW 750iL per Handy wirkte auf die Zuschauer von „Der Morgen stirbt nie“ (1997) wie ein Science-Fiction.

In "Goldfinger" (1964) konnte James Bond mit der Sprachsteuerung und dem Peilsender mit Kontrollbildschirm in seinem Aston Martin noch überraschen - mittlerweile sind diese Technologien Standard in der Automobiindustrie.

Zwei Dekaden später entwickeln sich Fahrerassistenzsysteme mit Umfelderkennung durch Kameras beziehungsweise Radarsensoren zum Standard. Selbst die Fernsteuerung eines Fahrzeugs per Tablet-Computer hat ZF mit dem Innovation Truck auf der IAA Nutzfahrzeuge 2014 bereits vorgestellt.

„In unserem Langfrist-Strategieprozess haben sich drei Megatrends herauskristallisiert: Effizienz im Antriebsstrang, Sicherheitssysteme für das Fahrzeug sowie der Bereich Fahrerassistenzsysteme und autonomes Fahren“, sagt der ZF-Vorstandsvorsitzende und Vorstand für Forschung und Entwicklung, Dr. Stefan Sommer. Die digitale Revolution macht das einstige Action-Zubehör für Agenten heute für viele Fahrzeugsegmente erschwinglich – wenn die gesamte Klaviatur eines großen Unternehmens genutzt werden kann: „Einige Neuerungen unseres Innovation Trucks stammen beispielsweise aus gemeinsamen Vorentwicklungsprojekten mit dem Pkw-Bereich“, erläutert Dr. Harald Naunheimer, Leiter der Entwicklung bei ZF, „durch die bereichsübergreifende Zusammenarbeit lassen sich anspruchsvolle Innovationsziele auch bei kleineren Stückzahlen realisieren.“

Innovationen sind bei ZF kein Zufall, sondern werden systematisch vorangetrieben. Was im Kino von einsamen Technik-Genies wie „Q“ ausgetüftelt wird, ist in Wirklichkeit ein Marathonlauf Hunderter (Vor-)Entwickler aus vielen Divisionen und Teildisziplinen. Neben den klassischen Maschinenbauern sind auch Mechatroniker, Software-Architekten sowie Produktions- und Werkstofftechniker an der Ideenfindung und Produktentstehung beteiligt. Nicht zu vergessen all die Spezialisten für Vertrieb und Trendforschung, die ihr Ohr nah an den Märkten und den Kunden haben.

Netzwerke leben davon, dass sich die entscheidenden Leute persönlich treffen - vor allem für die Vorentwicklung, die häufig in interdisziplinären Arbeitsgruppen über mehrere Standorte hinweg stattfindet.

Bevor die eigentliche Ideenfindung beginnt, müssen neben der Konzernstrategie und den ausgewählten Technologiefeldern auch die künftigen Bedürfnisse der ZF-Kunden klar definiert sein. Wie wichtig dies ist, zeigt ein Innovationsthema wie das Roboterauto: „In China lässt sich jeder, der es sich leisten kann, chauffieren. Das ist eine Frage des sozialen Status, die dort das automatisierte Fahren derzeit weniger wichtig werden lässt“, berichtet Dr. Gerhard Gumpoltsberger, Leiter Innovationsmanagement in der zentralen ZF-Vorentwicklung. „Außerdem funktionieren Assistenzsysteme wie die Active Cruise Control in Städten wie Schanghai noch nicht besonders gut: Im dichten Verkehr ignorieren viele Fahrer die Sicherheitsabstände und scheren in jede noch so kleine Lücke ein.“ Die ZF-Experten gehen davon aus, dass sich das automatisierte Fahren in den USA am ehesten durchsetzen wird. „Die breiten Highways mit ihren strengen Tempolimits sind ideal für autonomes Fahren. Bei Pendelzeiten von mehr als zwei Stunden pro Tag werden die Menschen deutlich entlastet“, so Gumpoltsberger.

Simulationen und Prüfstände

Das Forschungs- und Entwicklungszentrum (FEZ) in Friedrichshafen bündelt die Kompetenz aus vielen Fachbereichen, um den Produktentstehungsprozess vorzubereiten.

In Sichtweite des Friedrichshafener Flughafens arbeiten rund 1000 Experten daran, neueste Technologien möglichst schnell für Pkw, Nutzfahrzeuge, Bau- und Landmaschinen, Schienenfahrzeuge und Schiffe nutzbar zu machen. Schon während der Vorentwicklung werden im Forschungs- und Entwicklungszentrum (FEZ) Prototypen von Aggregaten und Bauteilen auf Herz und Nieren geprüft. Bei diesen Tests zum Funktions- und Lebensdauerverhalten messen die FEZ-Experten beispielsweise Spannungen, Schwingungen und Geräusche. Auch in Zeiten hoch entwickelter CAD-Simulationen werden viele Erkenntnisse weiterhin auf Prüfständen und in Akustiklabors gewonnen – und im Fahrversuch. Nur in der Praxis lassen sich die Anforderungen an komplexe Produkte unter allen Umweltbedingungen verifizieren.

Die Kundennähe ist auf allen Kontinenten von strategischem Vorteil: Während das FEZ in Friedrichshafen gerade um ein neues Prüfzentrum für Getriebe erweitert wird, entstehen ähnliche Teststände und Werkstätten auch in den USA und in China. In Schanghai soll die Zahl der Forscher und Entwickler in den nächsten Jahren von 500 auf 850 aufgestockt werden.

In hundert Jahren hat ZF ein tiefes Gesamtverständnis von den komplexen Systemen im Fahrzeug entwickelt. Dank seiner starken Technologieposition kann das Unternehmen von der digitalen Revolution besonders profitieren. Schon heute ist mehr als ein Fünftel der Entwickler auf den Gebieten Elektrik, Elektronik und Software tätig: Systemvernetzung und hohe Funktionalität auf kleinem Bauraum sind die künftig noch wachsenden Stärken im internationalen Entwicklungsverbund. Sorry, Mr. Bond, aber außerhalb des Kinos hätte Ihr Meistertechniker „Q“ gegen die gut vernetzte ZF-Mannschaft wohl keine Chance.

"Mehrwert für unsere Kunden"

Herr Dr. Naunheimer, ZF will in den nächsten Jahren schnell wachsen. Bis 2025 soll sich der Umsatz mehr als verdoppeln. Wie können Sie diese Strategie mit innovativen Produkten absichern?

In den Bereichen, in denen wir arbeiten, wollen wir Innovationsführer sein und dadurch Mehrwert für unsere Kunden schaffen. Wir aktualisieren ständig unsere Roadmap in die Zukunft, die zehn bis 15 Jahre vorausschaut. Aber es geht nicht nur um brillante neue Ideen. Unsere Strategie hält auch fest, dass wir die Kosteneffizienz im Auge behalten. Das geht nur durch ein präzises Innovationsmanagement und durch lokale Entwicklungsteams sowie Produktionsstätten in der Nähe unserer Kunden.

In zehn Jahren wird automatisiertes Fahren selbstverständlich sein. Können Sie an einem Beispiel verdeutlichen, wie Sie die Kosten dabei im Auge behalten?

Auf intelligente Weise sparen wir Kosten, indem wir Bauteile durch Softwarelösungen ersetzen. Beim automatisierten Fahren braucht man beispielsweise redundante Systeme, um die Ausfallsicherheit zu gewährleisten. Statt einzelne Komponenten doppelt zu installieren, könnte man im ersten Schritt Bremse, Lenkung und Antrieb zusammenschalten – mittlerweile stecken ja in jedem dieser Bauteile eine Vielzahl von Sensoren. Durch die Vernetzung entwickeln wir neue Funktionalitäten, welche die Komponenten einzeln nicht erbringen könnten. So lassen sich anspruchsvolle Innovationen schneller in die Breite tragen.

Wird ZF die Systeme an Bord noch stärker mit der Umfelderkennung vernetzen?

Ja, wir könnten beispielsweise das Fahrwerk mit einer Kamera verbinden. Systeme wie CDC schaffen für den Autofahrer einen deutlich erlebbaren Mehrwert, wenn sie die Straße schon im Voraus „lesen“ können, statt nur auf die Fahrbahnunebenheiten zu reagieren. Grundsätzlich entwickeln wir in allen Geschäftsbereichen nicht nur unsere Kernthemen weiter, sondern schauen über den Tellerrand hinaus. Wir nennen das systems intelligence: ZF ist mehr als seine einzelnen Business Units.

Fotos: Corbis, Tim Müller, Felix Kästle

Weitere Artikel zu dem Thema