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A·lounge Autonomes Fahren – A New Game: Werden die Karten in der Automobilindustrie neu gemischt?

Am 18. Februar 2016 diskutierten Manager und Entscheidungsträger der Automobilindustrie, aus dem In- und Ausland, auf Einladung von Atreus, im Mercedes-Benz-Museum Stuttgart, über die zukünftige Entwicklung des automatisierten/autonomen Fahrens und deren Auswirkungen auf die Automobilindustrie. Im Folgenden sind die wichtigsten Aussagen und Erkenntnisse zusammengefasst.

Executive Summary

1.) Stufen auf dem Weg zum autonomen Fahren 

Da es nicht das autonome Fahren gibt, hat die Industrie das automatisierte/autonome Fahren in insgesamt fünf unterschiedliche Stufen unterteilt.    

  • Level 0:
    „Driver only“, d.h. der Fahrer fährt selbst, lenkt, gibt Gas, bremst.  
  • Level 1:
    Bestimmte Assistenzsysteme helfen bei der Fahrzeugbedienung.   
  • Level 2:
    Teilautomatisierung (z.B. automatisches Einparken, Spurhaltung, Längsführung, Stauassistenz).  
  • Level 3:
    Hochautomatisierung, d.h. der Fahrer muss das System nicht dauerhaft überwachen, das System führt das Fahrzeug zeitlich begrenzt, der Fahrer kann durch eine kurze Vorwarnzeit vom System zum Wiedereingriff veranlasst werden.  
  • Level 4:
    Vollautomatisierung, d.h. die Führung des Fahrzeugs wird dauerhaft vom System übernommen. Werden die Fahraufgaben vom System nicht mehr bewältigt, kann der Fahrer aufgefordert werden, die Führung wieder zu übernehmen.  
  • Level 5:
    Höchste Stufe des autonomen Fahrens, d.h. das Fahrzeug hat völlige Autonomie, ist ohne Lenkrad ausgestattet und bewegt sich fahrerlos.   

2.) Neue Zielgruppen und neue Sicherheitsniveaus werden erschlossen  

Durch das hochautomatisierte/autonome Fahren erwartet die Automobil-Industrie zum einen,  

  • die Verkehrssicherheit deutlich zu erhöhen – der Faktor menschliches Versagen ist heute mit Abstand die Unfallursache Nummer 1,  
  • zum anderen können auch neue Zielgruppen und Anwendungen gewonnen werden: z.B. Menschen, die nicht (mehr) fahren können, Car-Sharing-Anwendungen, autonomes Fahren in der Logistik- und Transportbranche etc.    


3.) Rechtliche Rahmenbedingungen noch weitgehend unklar  

Die rechtlichen Rahmenbedingungen für die Vollautomatisierung (Level 4) sowie die völlige Autonomie des Fahrzeugs (Level 5) sind noch ungeklärt. Der Gesetzgeber arbeitet derzeit darauf hin – man spricht von einem Zeitrahmen bis 2020 –, die Stufe der Hochautomatisierung (Level 3) rechtlich zu ermöglichen. Level 1 (bestimmte Assistenzsysteme helfen bei der Fahrzeugbedienung) und die Teilautomatisierung (Level 2) sind derzeit ohne Weiteres möglich, weil die Letztverantwortung beim Fahrer bleibt. 

4.) Hohe technische Herausforderungen  

Je höher die Stufe des autonomen Fahrens, umso aufwendiger und teurer ist die Entwicklung und Umsetzung. Dies trifft insbesondere auf Level 4 (Vollautomatisierung) und Level 5 (völlige Autonomie) zu. Die Fahrzeuge benötigen, je nach Level, von der Leistung und Qualität sich steigernde Sensoren, Kamera- und Radarsysteme, um ihre Umgebung lückenlos wahrzunehmen. Zudem braucht es eine Hochleistungssoftware, um das Erfasste in kürzester Zeit aufzunehmen, zu verarbeiten und die richtige Entscheidung herbeizuführen. Insbesondere bei Kameras (z.B. wenn die Lichter einer Ampel verdeckt, geblendet oder abgeschwächt sind) und der Sensorik (z.B. bei schlechtem Wetter) ist noch viel technische Entwicklungsarbeit zu leisten. Das Arbeiten mit neuronalen Netzen zeigt in den Entwicklungsabteilungen gute Erfolge. Dabei handelt es sich um selbstständig lernende Computerprogramme, die große Datenmengen verarbeiten und schnell komplexe Regelmäßigkeiten und Zusammenhänge erkennen können.  

5.) Große Datenmengen müssen sicher verarbeitet werden  

Die vielen Sensoren im Fahrzeug generieren gigantische Mengen an Daten. Ein einzelnes Fahrzeug generiert in einer Minute schnell 100 Gigabyte. Mit den heute eingesetzten Datenübertragungsraten würden Daten aus einer Minute Fahrt mehrere Minuten Übertragungszeit benötigen. Daneben müssen Fahrzeuge sicher gegen mögliche Hackerangriffe geschützt werden. Wie schwierig das sein wird, zeigen die täglichen Hackerprobleme in unseren IT-Systemen.  

6.) Entwicklungstalente sind knapp und umkämpft  

Die hohe technische Herausforderung verlangt erstklassige Fachkräfte, die der internationale Markt derzeit nicht in ausreichender Zahl bieten kann. Insofern sehen sich Hersteller und Zulieferer einem „internationalen Ringen um Talente“ ausgesetzt. Da die großen Hersteller und Zulieferer Entwicklungszentren weltweit betreiben, ist dieses Phänomen kein rein deutsches, wenngleich der Ausbildungsstand der Fachkräfte hierzulande keine internationalen Vergleiche scheuen muss. Für viele Leistungsträger sind Arbeitgeber dann interessant, wenn sie ein kulturelles Umfeld haben, das großen Talenten umfassende Freiräume und Möglichkeiten der Selbstverwirklichung bietet.  

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7.) Konkurrenten aus den USA sind ernst zu nehmen   

Die etablierten Hersteller und Zulieferer sehen sich aber nicht nur dem eigenen Wettbewerb gegenüber. Es sind auch die neuen „Global Player“ wie Tesla, Google und Uber, die auf den Markt drängen und damit deutlich mehr Bewegung in den Automarkt bringen. Auch zahlreiche Start-ups wie z.B. Zoox entwickeln Lösungen für das autonome Fahren. Wenngleich ihr automobiles Fachwissen nicht auf jahrzehntelanger Erfahrung beruht, verfügen die „Neuen“ über eine hohe Kapitalausstattung, eine sehr hohe Innovationsgeschwindigkeit und großes Know-how bei Themen wie „Maschinenlernen“, „neuronale Netze“ und der „Objekterkennung im Feld“. Anbieter wie Tesla stellen „firmware updates“ bereits „over the air“ zur Verfügung, um neue Funktionen in das Auto zu bringen (z.B. die Fähigkeit des Tesla S, teilautomatisiert zu fahren). Dass eine solche Software womöglich nicht ausgereift ist, nehmen Unternehmen und Käufer bei diesen Lieferanten in Kauf. Demgegenüber zögern die etablierten Hersteller, ihren Kunden derartige Risiken zuzumuten.  

8. Chancen für die Zuliefer-Industrie  

Während heute schon ca. 30 % der Fahrzeugkosten elektrische/elektronische Komponenten ausmachen, wird erwartet, dass der Anteil in den nächsten Jahren auf 50 % anwachsen wird. Die für das automatisierte/autonome Fahren notwendigen Komponenten werden sicherlich von Zulieferern bezogen werden. Daraus ergeben sich neue Chancen für die Zulieferindustrie. Klassische Komponenten (Schalter, Spiegel, Anzeigen) werden stärker an Bedeutung verlieren. Dafür dürfte komplexen Kamera-, Radar- oder anderen Erkennungssystemen sowie der Verarbeitung der Daten in der Fahrzeug-CPU die Zukunft gehören.    

9. Der Kunde entscheidet über den Markt  

Während derzeit die ersten teilautomatisierten Systeme (z.B. Stauassistent) in den Markt eingeführt werden, läuft die Entwicklung in Richtung Hochautomatisierung bis zu völliger Autonomie des Fahrzeugs ungebrochen weiter. Die Branche ist sich einig: Der Kunde erwartet weitere Funktionen, die das Fahren erleichtern. Die teuren Entwicklungskosten werden sich aber nur dann amortisieren, sofern der Kunde bereit ist, diese Neuerungen großflächig anzunehmen und den Preis für diese Features zu bezahlen. Wie auch in der Vergangenheit wird erwartet, dass neue Lösungen zunächst bei Luxusfahrzeugen eingesetzt werden, anschließend in der Mittelklasse und schließlich auch im Massenmarkt.  

10. Wie sehr autonomes Fahren wirklich die Sicherheit erhöht, ist noch umstritten  

Autonomes Fahren bringt zwar im ersten Schritt mehr Komfort (der Fahrer kann sich während der Autofahrt anderen Dingen widmen), jedoch bedeutet dies nicht automatisch mehr Sicherheit. Insbesondere ab Level 3, d.h. dem hochautomatisierten Fahren, wird der Wechsel von der Führung des Fahrzeugs durch das System und nicht mehr durch den Fahrer im Hinblick auf die Sicherheit noch als problematisch gewertet. Ein Vergleich mit der Luftfahrt, in der seit vielen Jahren automatische Systeme das Fliegen übernehmen, zeigt, dass Unfälle durch menschliches Versagen reduziert wurden, die Anzahl an Unfällen insgesamt jedoch nicht vermindert werden konnte. Ursächlich hierfür sieht man die zunehmende Komplexität der Systeme, deren Anfälligkeit (z.B. Software) und das Training der die Systeme bedienenden oder überwachenden Personen. Es ist davon auszugehen, dass sich diese Fakten auch im Straßenverkehr, also beim autonomen Fahren einstellen werden.  

11. Erfahrungen der Luftfahrt mahnen zum umsichtigen Umgang mit der Technik  

Die Erfahrungen in der Luftfahrt zeigen, dass automatische Systeme immer dann ausfallen, wenn die Umstände am ungünstigsten sind. Das heißt, wenn es stürmt, wenn Sensoren vereisen, wenn Triebwerke ausfallen oder die Hydraulik klemmt, müssen Piloten selbst übernehmen. Bei einwandfreien Flugbedingungen werden die Piloten (bis dato immer noch zwei Piloten pro Flugzeug) von „Fliegern“ zu „Überwachern“ des automatischen Systems. Ähnliches wird wohl von Fahrzeuglenkern ab Level 3 (hochautomatisiertes Fahren) und aufwärts verlangt werden. Inwieweit dafür die Ausbildung der Fahrer ergänzt bzw. dem Fahrer Trainingsmöglichkeiten angeboten werden müssen, ist noch offen.   

12. Die völlige Autonomie des Fahrens in weiter Ferne  

Die völlige Autonomie des Fahrens (Level 5), ein Konzept, das Google verfolgt, sieht man jedoch in weiter Ferne und im schlechtesten Fall nicht vor 2030. Der Anspruch ist hoch – gilt es doch dem Fahrzeug das beizubringen, was Menschen beim Fahren heute zu tun vermögen. Hoffnung und Ziel ist es, deutlich weniger Fehler/Störungen zu haben als dies mit unseren „menschlichen“ Fehlern der Fall ist.   

Die Gastredner der A·lounge Autonomes Fahren am 18. Februar 2016 in Stuttgart

 

„In der Forschung greifen wir seit etwa einem Jahr auf tiefenneuronale Netze zurück, die extrem leistungsfähig sind. Das ist ein großer Schritt in Richtung autonome Fahrzeuge.“

Matthias Schulze, Senior Manager der Daimler AG Environment Perception Vehicle Automation and Chassis Systems
 

„Die Kompetenz beim automatisierten Fahren konzentriert sich auf das Silicon Valley. Dabei entwickelt sich die künstliche Intelligenz in einem sehr hohen Tempo weiter.“

Dr. Hans-Peter Hübner, Executive Vice President Engineering Chassis Systems Control bei der Robert Bosch GmbH
 

„Mit der Erhöhung des Automationsgrades hat sich die Flugsicherheit nicht signifikant erhöht, die Unfallursache ‚Mangelndes Training‘  hat sich vervierfacht.“

Flugkapitän Manfred Müller, Leiter Flugsicherheitsforschung bei der Deutsche Lufthansa AG
 

„Der Fahrer muss wissen, was ein System von ihm verlangt. Unbedingt muss ein ‚mode confusion‘  verhindert werden, also unterschiedliche Systeme in unterschiedlichen Autos mit unterschiedlichen Automatisierungsgraden.“

Dr. Christoph Hecht, Interessenvertretung Verkehr/ADAC

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