Fahrzeughersteller müssen bei der Planung und Entwicklung neuer PKWs und LKWs auch die jeweiligen regionalen Unterschiede auf dem Weltmarkt berücksichtigen. Denn der Verschleiß eines Fahrzeugs ist in Brasilien womöglich eine anderer als in Österreich. Mithilfe der Simulationssoftware VMC® des Fraunhofer ITWM wird eine geo-referenzierte Analyse von Umweltbedingungen möglich, um die Beanspruchung und Energieeffizienz für einen Fahrzeugtyp zu simulieren.

Alle Wege führen nach Rom. Das stimmt zwar. Der wesentliche Unterschied dabei ist allerdings der Aufwand, den man betreiben muss, um dorthin zu kommen - mit einem PKW oder LKW beispielsweise. Dabei spielen nicht nur die Entfernungen eine Rolle, sondern auch Hindernisse wie Anstiege, der Straßenbelag, das Klima und so weiter. Und natürlich ist es wichtig zu berücksichtigen, wie sehr das Fahrzeug durch die individuelle Fahrweise beansprucht und abgenutzt wird.

All das sind Faktoren, die auch für die Fahrzeugentwickler von größtem Belang sind. Und das natürlich nicht nur für die Strecke nach Rom, sondern für die unterschiedlichsten Straßen und Regionen weltweit. Schließlich ist es ein Unterschied, ob die Transporter eines LKW-Herstellers vorwiegend auf deutschen Autobahnen unterwegs sind oder in den südamerikanischen Anden. Ob ein gut ausgebauter Highway in den Vereinigten Staaten mit gemächlicher Geschwindigkeit befahren werden kann oder der Stadtverkehr in einer chinesischen Großstadt bewältigt werden muss. »Die Besonderheiten bei der Auswahl von Fahrzeugen in den verschiedenen Regionen der Welt sind auch in Bezug auf Verschleiß und Energieeffizienz ein für moderne Fahrzeughersteller nicht mehr zu vernachlässigender Faktor«, sagt Michael Burger vom Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM.

Bild: Fraunhofer ITWM

Die Automobilindustrie orientiere sich bei Fragen der (immer wichtiger werdenden) Anpassung ihrer Fahrzeuge an verschiedene Regionen beziehungsweise Märkte deshalb nicht nur an den verschiedenen kulturellen Geschmäckern, sondern auch an den jeweiligen Umständen vor Ort: Wie zeichnen sich dort die Straßen aus? Sind die Strecken hier in der Regel geradlinig oder stark kurvig? Gibt es viele Kreisverkehre, Ampeln oder gesetzliche Geschwindigkeitsbegrenzungen? Wie sind die Wetterbedingungen oder die im Durchschnitt zu überwindenden Höhenverhältnisse? Und gibt es Messwerte etwa zur Rauigkeit der Straßen, denn auch das hat einen starken Einfluss auf den Verbrauch von Fahrzeugen. Aber natürlich müssen auch die in den Regionen statistisch am stärksten vorhandenen unterschiedlichen Fahrertypen berücksichtigt werden: Viele Gebiete haben einen unterschiedlichen »Mix« an Fahrern, die sich etwa nach Aggressivität, schonendem Fahren oder auch Unfallhäufigkeit kategorisieren lassen.

Die Automobilindustrie entwickelt Markt- und Zielgruppenspezifisch

Natürlich werde dabei ein Fahrzeug nicht an jede einzelne dieser Kategorien regionalspezifisch angepasst, erklärt Burger. Trotzdem aber ist es für Automobilhersteller grundlegend einschätzen zu können, wieviel ein Fahrzeug »aushalten« sollte. Denn unter Umständen müssen bestimmte Eigenschaften eines Pkws oder eines LKWs angepasst werden. Möglich aber werden die dafür nötigen Erkenntnisse nur durch entweder ausführliche (und entsprechend teure) Feldtests und Erhebungen. Oder durch Simulationen, wie sie mithilfe der Software VMC®-Simulation durchgeführt werden können.

VMC®-Simulation ist Teil der Suite „VMC® - Virtual Measurement Campaign“, die am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM entwickelt wurde und derzeit immer weiter verbessert wird. »Mit diesem Tool kann das Fahrzeugverhalten in ausgewählten Regionen oder Märkten weltweit bestimmt werden«, erklärt Burger. Dabei werden vor allem die Beanspruchung der Fahrzeuge, beispielsweise im Bereich Triebstrang, oder auch der Verbrauch und die Energieeffizienz virtuell errechnet. »Die Grundidee der Simulations-Software ist eine Kombination verschiedener geo-referenzierter Datenquellen mit der statistischen Modellierung der Kundennutzung und Fahrzeugsimulationsmethoden beziehungsweise Optimierungsverfahren. Dazu gehören typische Kundenrouten, Topographie oder Verkehr«, so Burger. Dabei greifen die Forscher vor allem auf digitale Karten und Satellitendaten zurück, aber auch auf Datenmaterialien, wie sie beispielsweise die Ämter in einzelnen Ländern zur Verfügung stellen. »Kennen wir erst das Straßennetz und die Qualität der Straßen mit ihren Unebenheiten und verschiedenen Belägen, die Kurven, die Steigungen, Verkehrszeichen und Geschwindigkeitsbegrenzungen sowie Verkehrsinformationen, können wir mithilfe von VMC® die potentielle Wirkung der regionalen Straßensituation auf eine vorher ausgewählte Fahrzeugklasse eines Herstellers abschätzen«, betont Burger. Dabei gehe es nicht darum, die Situation eines einzelnen Fahrzeugs exakt zu reproduzieren, sondern die qualitativen Tendenzen und die unter Umständen sehr großen Variationen (etwa bei Lasten und Verbrauch) statistisch korrekt abbilden zu können. Diese Daten reichen dann aus, um einen Vergleich verschiedener Regionen in Hinblick auf für den Hersteller relevante Attribute zu ermöglichen oder im Zweifelsfall eine nachfolgende reale Messkampagne besser vorzubereiten.

Geo-referenzierte Daten

»Mittlerweile ist VMC® so weit ausgereift, dass Fahrzeughersteller das Tool bei ihren Planungen intensiv nutzen«, erklärt Burger. Die Software wird kontinuierlich weiterentwickelt, sowohl methodisch als auch hinsichtlich der Einbindung und Aggregation immer neuer Datenquellen. Während beispielsweise die Straßenrauigkeit in Skandinavien gut protokolliert und einsehbar ist, ist in Deutschland ein Teil der Informationen dazu nicht öffentlich zugänglich. Die Forscher nutzen deshalb zusätzlich auch intelligente mathematische Methoden, um beispielsweise mithilfe von Fahrzeugmessungen die Datenbank kontinuierlich zu ergänzen und auszubauen. (hen)

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