Bosch Car Multimedia
Bosch Car Multimedia hat einen modellbasierten Systems-Engineering-Ansatz auf Basis der 3DEXPERIENCE-Plattform getestet, um alle Disziplinen in der Produktentwicklung effektiv zu kombinieren.
Vernetzte Dienste für inspirierendes Fahren
Konnektivität eröffnet neue Horizonte für die Entwicklung intelligenter Transport- und Mobilitätsdienste, die Autos sicherer, effizienter, bequemer und unterhaltsamer machen. Intelligente mobile Lösungen schaffen ein völlig neues Fahrvergnügen, beispielsweise durch Vehicle-to-Vehicle (V2V) oder Vehicle-to-Infrastructure (V2I)-Kommunikation. Bosch Car Multimedia, ein Geschäftsbereich von Bosch Mobility Solutions, verbindet das Innere und Äußere des Autos und kombiniert Fahrzeugtechnologie, Datencloud und digitale Dienste, um Fahrern und Passagieren umfassende Mobilitätslösungen anzubieten. „Konnektivität bietet enormes Potenzial“, sagte Martin Goedtke, Leiter Instrumentierungsentwicklung bei Bosch Car Multimedia. „Allerdings verkompliziert es unsere Produkte und Prozesse.“
Bosch Car Multimedia ist davon überzeugt, dass die Weiterentwicklung der digitalen Technologie und die nahezu endlosen Konnektivitätsmöglichkeiten, die das Fahren einfacher machen und die Fahrgäste unterwegs unterhalten, neben dem Zuhause und dem Büro einen dritten Lebensraum schaffen. „Wir nennen diesen dritten Lebensraum den ‚Reiseraum‘. Mit Hilfe eines autonomen Fahrzeugs können Menschen beispielsweise morgens zur Arbeit gehen und unterwegs Besprechungen abhalten. „Unsere Aufgabe ist es, Infotainment- und Vernetzungslösungen bereitzustellen, die das leisten können“, sagte Gadtke.
Beseitigung von Silos zur Verbesserung der Produktivität
Die mechanische Abteilung von Bosch Car Multimedia ist für die Entwicklung der Komponenten und das gesamte Designkonzept der Anzeigegeräte im Fahrzeuginnenraum verantwortlich. „Konnektivität zwingt uns dazu, sehr komplexe Systeme zu entwickeln, daher sind sie auch komplex“, sagt Bernd Hirt, Gruppenleiter Kernfunktionsmechanik bei Bosch Car Multimedia.
Die unterschiedlichen Disziplinen innerhalb dieser Geschäftseinheit haben jedoch die gleichen Ziele, z. B. Um ein neues Produkt für einen Automobilhersteller zu entwickeln, wurden hauptsächlich unterschiedliche Softwarelösungen eingesetzt. Bei der Arbeit in Silos wurden mögliche systemweite Interaktionen manchmal zu spät erkannt, was zu höheren Kosten führte. „Im Entwicklungsprozess sind unterschiedliche Stakeholder an den Projekten beteiligt, die mit ihren eigenen Tools arbeiten und Designs über Schnittstellen austauschen“, sagt Christian Simonis, Projektkoordinator für Proof-of-Concept für modellbasiertes Systems Engineering bei Bosch Car Multimedia. „Die Sorge ist, dass viele Informationen verloren gehen. Das ist keine effiziente Arbeitsweise.“ „In einer Zeit zunehmender Konnektivität in unserem Leben müssen wir als Entwickler von Netzwerklösungen zusammenarbeiten, um ein ganzheitliches digitales Modell mit allen Attributen jeder Domäne zu erstellen. Dadurch wird sich die Zeit bis zur Markteinführung deutlich verkürzen, da wir schneller und effizienter arbeiten können“, so Bernd Hirt.
Ein ganzheitliches digitales Modell, das alle Attribute jeder Disziplin umfasst, verkürzt die Zeit bis zur Markteinführung konsequent, da wir schneller und effizienter arbeiten können.
Martin Gaedtke
Leiter der Entwicklung von Instrumentensystemen, Bosch Car Multimedia
System Engineering ist ein ganzheitlicher Ansatz
Um der Komplexität der heutigen Kommunikationssysteme gerecht zu werden, mussten Unternehmen ihre technischen Prozesse neu organisieren, indem sie Disziplinen zusammenführten und sie stärker kollaborativ arbeiten ließen. Als langjähriger Anwender von CATIA von Dassault Systèmes nutzte Bosch Car Multimedia die 3DEXPERIENCE®-Plattform in einem Proof of Concept (PoC), um ein Combined Head-up Display (CHUD) zu entwickeln, um ein besseres Verständnis der Kinematik des Systems zu erlangen.
CHUD nutzt einen kleinen Kunststoffbildschirm zwischen Lenkrad und Windschutzscheibe, um ein virtuelles Bild, etwa Navigationsinformationen oder Verkehrsregeln, in das Sichtfeld des Fahrers zu projizieren. „Wir wollten das Potenzial einer modellbasierten Systems-Engineering-Methodik auf einer kollaborativen Plattform analysieren. Dank der langjährigen Zusammenarbeit mit Dassault Systèmes war die 3DEXPERIENCE-Plattform eine logische Wahl. „Es war wichtig, verteilte Teams zusammenbringen zu können und die bestehenden Systeme jeder einzelnen Disziplin in die Plattform zu integrieren, und das wollten wir mit diesem Proof of Concept zeigen“, sagte Bernd Geerth.
Bosch Car Multimedia wird neben anderen Companion eLearning-Kursen von Dassault Systèmes verwendet, um die Arbeit von Designern und Ingenieuren auf der 3DEXPERIENCE-Plattform zu beschleunigen. „Wir nutzen auch begleitende Schulungshandbücher, um neue Mitarbeiter zu schulen. „Schulungen können je nach Rolle oder Verantwortungsbereich zugewiesen und entsprechend den Anforderungen und Zeitplänen geplant werden“, sagt Mark Olschleger, System Test Engineer bei Bosch Car Multimedia. „Wir verwenden modellbasiertes Systemdesign, um die mechanischen, Software-, Hardware- und Kinematikanforderungen in verschiedenen Bereichen zusammenzuführen, um daraus Logik abzuleiten und unsere Designs dann physisch auf der 3DEXPERIENCE-Plattform zu modellieren“, sagte Simonis. „Ich betone diesen domänenübergreifenden Aspekt, weil die Möglichkeit, zu bewerten, wie sich beispielsweise ein Softwareparameter auf eine mechanische Komponente auswirkt, unseren gesamten Entwicklungsprozess effizienter macht.“
„Als Projektkoordinator fällt es mir durch den Einsatz eines modellbasierten Systems-Engineering-Ansatzes leichter, die einzelnen Disziplinen zu kombinieren und ganzheitlich zu bewerten“, ergänzt Simonis. „Dieses Frontloading ist unerlässlich, wenn wir die Produktleistung in einem frühen Stadium bewerten wollen, und nicht erst nach der physischen Integration und dem Testen. Ein weiterer Vorteil des modellbasierten Systems Engineering besteht darin, dass Sie mit den aktuellsten und aktuellsten Daten arbeiten können. Keine Verzögerungen durch Modellexport oder -import; Jeder Modellierer, egal aus welchem Bereich er kommt, kann immer auf die neueste Designversion seiner Kollegen zugreifen.“ Da alle Anwendungen in die Plattform integriert sind, besteht eine nahtlose Datenkontinuität. „Zum Beispiel entwickelt ein Ingenieur der Finite-Elemente-Methode (FEM) sein Simulationsmodell auf der 3DEXPERIENCE-Plattform, validiert das Modell in SIMULIA und erzeugt eine FEM-Ausgabe, die es mehreren Disziplinen, einschließlich Maschinenbauingenieuren, ermöglicht, Informationen direkt auf der Plattform zu erhalten und auf die Ausgabe zugreifen“, sagte Bernd Girt.
Laut Jürgen Hirt, Projektleiter Combiner Headup Display, Bosch Car Multimedia, hilft modellbasiertes Systems Engineering dem Unternehmen dank des gewonnenen ganzheitlichen Systemverständnisses auch dabei, Rekursionen in der Produktentwicklung zu reduzieren, was die Entwicklungszeit deutlich verkürzt und die Kosten senkt. „Wenn es um die Validierung unserer Designs geht, ermöglicht mir ein modellbasierter Systems-Engineering-Ansatz die Beantwortung von Fragen wie „Tut mein Produkt wirklich das, was mein Kunde erwartet?“ oder „Kann ich Subsysteme testen, auch wenn die gesamte Umgebung noch nicht vollständig definiert ist?“ „Mit anderen Worten: Kann ich Software- oder Hardwaresimulationen im laufenden Betrieb durchführen?“ sagte Olschleger. „Die Antwort auf alle diese Fragen lautet „Ja“, denn alle relevanten Informationen sind in einem gemeinsamen digitalen Modell gespeichert. Diese Wissensbasis ermöglicht es, Subsysteme in sehr frühen Phasen zu testen, was bedeutet, dass kostspielige Änderungen zu einem späteren Zeitpunkt im Entwicklungsprozess vermieden werden können und gleichzeitig die Anzahl physischer Prototypen deutlich reduziert wird.“
Ein ganzheitliches digitales Modell, das alle Attribute jeder Disziplin umfasst, verkürzt die Zeit bis zur Markteinführung konsequent, da wir schneller und effizienter arbeiten können.
Bernd Hirt
Leiter der Gruppe Grundfunktionen der Mechanik, Bosch Car Multimedia
Virtuelle Simulation ermöglicht eine frühzeitige Validierung
„Beim Entwurf einer Systemarchitektur ist es wichtig, die Systemanforderungen zu berücksichtigen, um zu bestimmen, wie ihre Komponenten physikalisch zusammenarbeiten“, sagte Micha Schönwiesner, Systemverhaltensingenieur bei Bosch Car Multimedia. „Früher war es nur mit physischen Prototypen möglich, Konstruktionsfehler wie Kollisionen oder etwas, das nicht richtig funktionierte, richtig zu erkennen“, fügte er hinzu. „Jetzt kann ich nach meiner Simulation digital sehen, dass zu Beginn alles richtig funktioniert und in 3D zeigen, wie sich die Anpassung bestimmter Parameter auf die Funktion des gesamten Produkts auswirkt.“
„Dank des modellbasierten Ansatzes können wir Konzepte und deren Schwächen unter Berücksichtigung aller Toleranzen bereits im frühen Entwicklungsstadium schneller analysieren, sodass das System richtig interpretiert werden kann“, sagt Martin Schmidt, Geschäftsführer von Kundenprogramm Bosch Car Multimedia . „Mit Hilfe von kinematischer Simulation und Verhaltensmodellierung konnten wir beispielsweise das Design des Blockierungserkennungsalgorithmus anpassen, wodurch die Verletzung menschlicher Finger praktisch ausgeschlossen ist.“ Die Kinematik des Projektionsdisplays ist komplex; Virtuelle Simulation ist wie eine digitale Röntgenaufnahme, die es uns ermöglicht, zu visualisieren, was in verschiedenen Anwendungsfällen passiert. Diese visuelle Demonstration war ausschlaggebend für die Diskussion der CHUD-Kinematik mit unserem Kunden, und wir erhielten sehr positives Feedback zu dem modellbasierten Systemansatz, den wir hier verfolgten. Schmidt sagte auch, dass das Unternehmen aus Vertriebssicht Aufwärtspotenzial sehe. „RFPs werden schneller bearbeitet, weil wir unsere Vorschläge dank Ideen aus früheren Projekten und der Möglichkeit, im System erfasste Informationen wiederzuverwenden, in kürzerer Zeit einreichen können“, sagte er.
