Digital Twin: die Zukunft im Computer
FutureStarter Deevakar Kuppuswamy ist beeindruckt, mit welchem Tempo ZF die Next Generation Mobility umsetzt. Zusammen mit seinem Team reduziert er die Entwicklungszeiten neuer Elektroantriebe dank Simulationen, virtueller Freigaben und Digital Twins um bis zu 50 Prozent.
Mechanik und Mobilität haben Deevakar schon fasziniert, als er in seiner Jugend ebenso leidenschaftlich wie erfolgreich sein 49 ccm bis 90 ccm Moped frisierte. Die intensive Beschäftigung mit mechanischen Abläufen und deren Optimierung spielte bei seiner Entscheidung, Mechanical Engineering an der University of Madras zu studieren, eine große Rolle. Auch heute ist sein Interesse an Mechanik ungebrochen: „Die physikalischen Gesetze, die uns erlauben, mit Autos oder Motorrädern unterwegs zu sein, haben sich nicht geändert. Aber die Digitalisierung der Automobilindustrie hilft uns, besser zu verstehen, an welchen Stellschrauben wir drehen können, um die mechanischen Prozesse eines Motors oder Getriebes maximal effizient zu gestalten.“
Deevakar Kuppuswamy, Leiter der Abteilung “ZF TCI Systems, E-Motor & Innovation”
Virtuelle statt physischer Prototypen: Der digitale Zwilling
Während noch vor wenigen Jahren physische Prototypen eines neuen Getriebes in langwierigen Tests ihre Tauglichkeit beweisen sollten, entsteht heute am Computer zunächst ein virtuelles Abbild: der Digital Twin. „Unsere zukünftigen Produkte befinden sich praktisch virtuell in meinem Computer“, schmunzelt Deevakar. „Der Digital Twin erlaubt uns, gemeinsam mit unseren Kunden virtuelle Simulationen durchzuführen und unsere Technologie zu validieren.“ Das erspart nicht nur viel Zeit, die früher für den Bau von Prototypen notwendig war, sondern steigert auch die Zuverlässigkeit der ZF-Produkte und ist erheblich günstiger. Bevor es in die Pilotphase in die reale Welt geht, sind bereits etliche Entwicklungsschleifen gedreht und ein sehr viel höherer Reifegrad erreicht.
„Fünf Jahre Entwicklungszeit für ein Getriebe oder einen E-Antrieb können wir so auf drei Jahre bis zur Produktion reduzieren – obwohl die Komponenten sowie die Software heute wesentlich komplexer geworden sind“, fasst Deevakar zusammen. So gehören zu einem hybridisierten Automatikgetriebe heute auch Elektromotor sowie Wechselrichter zum System und müssen mitentwickelt werden. Die Zeitersparnisse durch virtuelle Freigaben sind daher – gerade in einer Zeit ständiger Technologiesprünge, in der es vor allem um „Time-to-market“ geht – ein enormer Vorteil.
“Unsere zukünftigen Produkte befinden sich praktisch in meinem Computer”, erklärt der Ingenieur.
Erfahrung beschleunigt die Transformation
Die Geschwindigkeit, mit der ZF die digitale Transformation zur Next Generation Mobility antreibt, und die neuen Möglichkeiten, beeindruckt den Leiter der Abteilung „ZF TCI Systeme, E-Motor und Innovation“: „In meinen sechs Jahren bei ZF hat sich mehr verändert, als ich in den rund 15 Jahren meiner Karriere in der Automobilindustrie zuvor erlebt habe.“ Dabei profitiert das Unternehmen von methodischem Know-how, das über Jahrzehnte in der Entwicklung von Automobilkomponenten und neue Technologien entstanden ist: welche Testprozedere in Simulationen einfließen müssen, welche Parameter es dabei zu berücksichtigen gilt und welche Test-Designs zu validen Ergebnissen über den gesamten Lebenszyklus führen. „Von unseren langjährigen Erfahrungen aus dem physikalischen Testen von Getrieben profitieren wir auch bei der virtuellen Validierung von Elektroantrieben“, ist Deevakar überzeugt. „Und das ist der Vorteil, den wir vielen Wettbewerbern voraushaben.“
Dabei beobachtet der Ingenieur einen Paradigmenwechsel: „Lange Zeit sind Technologien von der Raumfahrt über die Luftfahrt in den Automobilbau gelangt. Das hat sich geändert. Gerade Innovationen wie virtuelle Freigaben, Simulationen und Digital Twins haben ihren Ursprung in der Automobilindustrie. Sie setzen auch für andere Branchen neue digitale Entwicklungsstandards“, beschreibt er seinen Eindruck. Keine Zweifel hat Deevakar daran, dass ZF einen entscheidenden Anteil daran hat. „Ich war 13 Jahre bei einem Wettbewerber, der überwiegend mechanische Komponenten wie Kupplungen und Getriebe gefertigt hat“, sagt er. „Von daher war mir das hohe technologische Level der ZF-Produkte – etwa bei den 8HP- oder 9HP-Getrieben – durchaus bewusst. Aber wie sich das Unternehmen in den vergangenen Jahren auch durch Zukäufe weiter gewandelt hat und welche breite Palette an Lösungen, Systemen, Komponenten und Software ZF liefern kann, hätte ich mir damals kaum vorstellen können.“
Deevakar Kuppuswamy ist beeindruckt von der Geschwindigkeit, mit der ZF den technologischen Wandel vorantreibt.
Hyderabad: Kompetenzzentrum für Simulation
Dabei schätzt Deevakar auch den globalen Ansatz: „Ich arbeite in einem internationalen Team mit Kollegen, die über mehrere Standorte verstreut sind. Aber in Hyderabad ist das ZF Competence Center für Simulation. Designänderungen der Konstruktion in Deutschland werden sofort virtuell in der TCI Hyderabad validiert. Das ist das, was wir am besten können“, sagt er stolz. Gleichzeitig treibt ZF die Lokalisierung technischer Lösungen voran: „Wir adaptieren die Spezifikationen je nach Markt oder Branche, in der unsere Produkte eingesetzt werden“, beschreibt er diesen Ansatz. „Gleichzeitig berücksichtigen wir unterschiedlichen Anforderungen auch in den Parametern unserer Simulationen.“
Gemeinsam mit seinem Team sorgt Deevakar Kuppuswamy dafür, dass in Indien viel mehr Menschen als bisher Zugang zu Mobilität haben.
So sind die Kriterien für Fahrzeuge, die ausschließlich in subtropischen Gebieten eingesetzt werden andere als für jene, die in einen Temperaturbereich zwischen minus 25 und plus 40 Grad aushalten müssen. Die Mechanik fasziniert Deevakar noch immer: „Auch für die E-Mobilität brauchen wir Motoren, Lenkungen, Bremsen, Achsen und Räder. Nur so können wir erreichen, dass gerade in Indien viel mehr Menschen Zugang zu Mobilität haben als bisher.“ Als FutureStarter fühlt sich Deevakar, da er mit seinem Team er dazu beiträgt, dass dies besonders nachhaltig und effizient geschieht.
Was genau macht eigentlich ZF?
Wir gestalten das Fahrzeug der Zukunft. Dabei steht unser Team im Fokus, unsere #FutureStarter. Sie entwickeln täglich Technologien – von Nachhaltigkeit, Elektromobilität und autonomem Fahren bis Software, Digitalisierung und Vehicle Motion Control.
