(admin) Empa Dübendorf

Intelligente Transportsysteme für mehr Effizienz und Sicherheit

its-ch und scope34 organisieren einen Innovationszirkel, um die Potenziale des Zusammenspiels zwischen Fahrzueg und Strasse zu ermitteln. Gesucht werden insbesondere Synergien einer Zusammenarbeit und Wege zur Umsetzung.

Zusammenfassung (pdf)

Die Experten aus Industrie und Hochschulen diskutierten, welche technologischen Entwicklungen im Gebiet der Verkehrstelematik in den kommenden 5 bis 10 Jahren zu erwarten seien und im positiven Sinne zu Innovation beitragen können. Auch erwogen die Experten, welche heutigen Technologien in diesem Zeitraum ihr End-of-Life erfahren werden und welche Entwicklungen in einer Sackgasse landen könnten.

Die Experten waren der Meinung, dass insbesondere Tracking-Systeme, vor allem GPS-basiert, möglicherweise aber auch auf Basis anderer positionsgebender Technologen wie GSM, eine Zukunft haben werden, ebenso das systematische Erfassen von Fahrzeugdaten und Fahrerassistenzsysteme. Mit diesen drei Basisapplikationen sind dann eine Menge Kombinationen möglich wie Navigation, Verkehrsdatenerfassung, Warnsysteme aber auch Systeme zur Positionsüberwachung, Verkehrsflussmanagement und allerlei Anwendungen im Bereich der kombinierten (intermodalen) Mobilität oder im Hinblick auf die Reduktion des Energieverbrauchs bei Fahrzeugen.

Die wichtigsten Neuerungen der kommenden Jahre sind für die Experten die Blackbox im Auto, die dauernd allerlei Fahrzeugdaten registriert (also nicht nur Crash-bezogen wie die heutige Blackbox). Auch wird die Car-to-car-Kommunikation eine wesentliche Rolle spielen in den kommenden 5 bis 10 Jahren, möglicherweise verbunden mit der Car-to-Infrastruktur- Kommunikation, wie zum Beispiel das Europäische e-Call System.

Bezüglich ganzer Verkehrssysteme erwarten die Experten einen Ausbau des öffentlichen Verkehrs, den Einsatz emissionsfreier Antriebe und ein allgemeines Mobilitäts-Pricing. Es kamen noch eine lange Reihe weiterer möglicher Entwicklungen zur Sprache, etwa die Internationalisierung des Verkehrsmanagments, Ausbau des Parkplatzmanagements (etwa mit integrierten Reservierungs- und Bezahlmöglichkeiten), neue Fahrerassistenzsysteme etc.

Einigen Technologien sagten die Experten ein klares Ende voraus, so den bodengestützten Sensoren und den meisten eigenen, analogen Funkinfrastrukturen. Auch gehen die Experten davon aus, dass bis in 10 Jahren Fahrzeuge ohne intelligente On-board-Systeme von unseren Strassen praktisch verschwunden sein werden.

Eine Absage erteilten die Experten der Weiterentwicklung von Wechseltextanzeigen und anderer aufwändiger, teurer Systemer. Ebenso erwarten sie, dass reine Schweizer Lösungen keine Zukunft haben, genauso wenig wie proprietäre, autarke Systeme. Interessant war letztlich die Position der Experten zum Datenschutz. Dem Schutz fahrzeugspezifischer Daten erteilten sie eine klare Absage, diese Information werde in Zukunft viel offener verfügbar sein.

Die Experten erwarten aber auch, dass insbesondere offizielle Stellen leichter Einsicht in personenbezogene Daten erhalten werden. Zum Beispiel wird die Polizei ohne grosse Mühen in Erfahrung bringen können, wer zu einem bestimmten Zeitpunkt ein bestimmtes Fahrzeug gelenkt hat.

Der Anlass wurde von scope34,  its-ch und swissT.net veranstaltet.

(XL) Anlässlich des Innovations-Zirkels bei GF führten wir auch wieder eine Mini-SWOT-Analyse durch. Die Teilnehmer wurden aufgefordert, bewahrenswerte und zu eliminierende Eigenschaften des Autos anzugeben, sowie erwünschte und für das Auto negative Entwicklungen zu benennen. Aus den gesammelten Stichworten wurden dann die Favoriten bestimmt.

Wichtigste Eigenschaften waren Sicherheit und Fahrkomfort, denen die Umweltbelastungen gegenüberstehen und die Entwicklungen rund um die Verwendung und Verfügbarkeit verschiedener Energeiquellen. Im Unterschied zu früheren Innovationszirkeln stand die Umwelt- und Energieproblematik für die Teilnehmer in Schaffhausen entschieden deutlicher im Vordergrund.

Die nach Einschätzung der Teilnehmer wichtigsten Qualitäten des Autos sind Sicherheit, Fahrkomfort und seine Alltagsfunktion, einen von A nach B zu bringen. Die ganze Liste weiterer erhaltenswerter Eigenschaften umfasst aber auch Raumangebot, Komfort, Geschwindigkeit, Einparksensoren, Navigation, Privacy, Langlebigkeit und Fahrspass.

Einstimmig wünschen sich die Teilnehmer, sämtliche Umweltbelastungen zu eliminieren. Dazu gehören Lärm, CO2-Ausstoss, Abgase („alles, was stinkt“), aber auch Risiken für Dritte. Darüber hinaus wurden einige technische “Mängel” genannt, an deren Behebung die Automobilindustrie zweifellos schon arbeitet: die Störanfälligkeit der Elektronik, Scheibenwischer und das Lenkrad, das doch durch Robotik ersetzt werden könnte, die Komponentenvielfalt, das Gewicht der Carrosserie und die Verwendung schwerer oder seltener Materialien überhaupt. Viele der Verbesserungsideen betrafen hingegen das gesamte automobile Verkehrssystem: Radarfallen, Tanken, die Unternutzung des Raumangebots im Auto.

Auf die Wunschliste für Neuentwicklungen schrieben die Teilnehmer ganz oben „Autopilot“ und „andere Energiequellen“, dicht gefolgt vom Wunsch nach selbsterzeugender Bewegungsenergie und dem Einsatz erneuerbarer Energien. Aus der Vielzahl von Ideen sind folgende Anregungen noch erwähnenswert: Verwendung anderer Energiespeicher, Reduktion der Teilevielfalt und Einsatz von Software, die die Mechaniker verstehen.

Einstimmigkeit herrschte über die meist bedrohliche Entwicklung für das Auto, die Verfügbarkeit von Energien. Klimaveränderung, Verkehrsentwicklung und Entwicklungen in der Politik (Roadpricing, Steuern) wurden ausserdem genannt und für relevant befunden.

(pr) Die Kunststofftechnik im Dienste einer energieeffizienten Mobilität

Fachhochschule Nordwestschweiz
Hochschule für Technik
Institut für Kunststofftechnik

Mit Kunststoffen, Verbundmaterialen, Carbon, Fasern und Schäume neuen Herausforderungen begegnen: Sie bieten grosses Potenzial für innovative und wirtschaftliche Konstruktionen und Herstellungsverfahren. Anwendungsfelder bestehen im Innenraum, der Carrosserie, im Antriebsstrang und bei vielen Nebenaggregaten, oft im Verbund mit eingebetteten mechanischen, elektrischen Komponenten und Sensoren. Kunststoffe realisieren Gewichtseinsparungen und haben so direkte Auswirkungen auf Verbrauch und CO2-Ausstoss.

FHNW IKT Einladung

An der scope34 Veranstaltung zeigt das Institut für Kunststofftechnik der FHNW seine Kompetenzen anhand von Praxisbeispielen.

Eine gemeinsame Veranstaltung von scope34, der Fachhochschule Nordwestschweiz und der Solothurner Handelskammer

(XL) Kohlefaserverstärkte Autoräder sind 50 % leichter als herkömmliche Leichtmetallräder. Das bedeutet 1,4 Tonnen weniger CO2 über die Lebensdauer eines Autos.

Nicolò Pini entwickelt mit seinem Team bei Kringlan composites Autofelgen aus Carbonfasern in Kombination mit einem speziellen Kunststoff. Damit werden die Felgen leichter. An einem Fahrzeug mit 17″ Rädern (A4-Klasse, z.B.) kann man mit leichteren Rädern etwa 20 kg sparen. Das ist eine ungefederte, rotierende Masse: Gemäss einer Faustregel der Physik zählt eine rotierende Masse doppelt. Es ist so als ob man 40 kg auf der Karosserie sparen würde.

Man rechnet üblicherweise mit einer Verbrauchsreduktion von 6-8%, pro 100 kg gespartes Gewicht: Kringlan Felgen bringen etwa 0.2-0.3 l/100 km Verbrauchsreduktion (Basis 7.7 l/100 km Durchschnittsverbrauch) und dadurch zwischen 3.5 und 7 g/km CO2 Emissionen oder 1,4 Tonnen CO2 über die gesamte Lebensdauer eines Autos (Basis BUWAL). Das ist mehr als die Emissionsreduktion, die viele Autohersteller in den letzten 8 Jahren erreicht haben.

Links:

Das TV-Portait aus der Sendung Start-up
Artikel auf inno-swiss.com:
Der ETH-Ingenieur, der das Rad neu erfindet
kringlan oder: Die Scheibe kommt ins Rollen
Porträt bei SF1 Start-up:
Carbon-Räder (kringlan composites AG)

(XL) Im April und Mai 2007 haben 3 Innovationszirkel stattgefunden. Die Themen waren «Antrieb», «Elektrik und Elektronik» und «Leichtbau und Materialien». Das wichtigste Ziel wurde erreicht, nämlich dass Sie als Teilnehmer neue Kontakte knüpfen können.

Die Teilnehmer arbeiteten als Experten-Panel auch inhaltlich. In Mini-SWOTs ermittelten sie, in welchen Bereichen in den nächsten 10-15 Jahren Innovationen im Automobilbau zu erwarten sind: Bekannte Technik und Materialien und Kostenminimierung werden Themen bleiben. Lösungen sind nötig, um das Gewicht der Fahrzeuge zu reduzieren und die Komplexität zu meistern. Alternative Kraftstoffe und Antriebssysteme und aktive Sicherheit sind Innovationsthemen. Wenig Chancen räumten die Experten dem Leichtfahrzeug ein (Stichwort «totales Plastikauto») und dem fahrerlosen Auto.

Inhaltsübersicht (Beiträge im passwortgeschützten Memberbereich):

• Innovation im Automobilbau — Zusammenfassung Mini-SWOTs
• Teilnehmer der Innovationszirkel I (Präsentationen)

(XL) Die Teilnehmer der Innovationszirkel I arbeiteten als Experten-Panel an Mini-SWOTs. Sie ermittelten, in welchen Bereichen in den nächsten 10-15 Jahren Innovationen im Automobilbau zu erwarten sind.

Bekannte Technik und Materialien und Kostenminimierung werden Themen bleiben. Die Bedeutung der Elektronik wird weiterhin zunehmen, sei das im Bereich der Komfort- und Unterhaltungselektronik, bei den Fahrerassistenz- und Navigationssystemen, bei der elektronischen Ansteuerung des Motors, beim Ersatz von Glühbirnen durch LEDs etc. Das Bus-Konzept wird sich weiter durchsetzen. Der Verbrennungsmotor wird so schnell nicht verschwinden, gerade auch weil die Kraftstoff-Infrastruktur hochgradig verfügbar ist, aber auch aus technischen Gründen (hoher Drehmomentanspruch, Drehzahlvarianz). Die Zuverlässigkeit von Autos wird zunehmen, und dafür auch die Diagnosefähigkeit. Ebenso wird weiterhin die passive Sicherheit ausgebaut. Die heute verwendeten Werkstoffe ermöglichen Haltbarkeit, Erscheinungsbild, Formenvielfalt und Materialmix ermöglichen. Solange sie gut verfügbar sind, werden sie sich wenig ändern.

Neue Lösungen sind nötig, um das Gewicht und damit den Verbrauch der Fahrzeuge zu reduzieren, denn die heutigen Anstrengung zur Gewichtsreduzierung reichen noch nicht aus. Der Kraftstoffkonsum ist noch zu hoch, damit auch die Schadstoffemissionen. Als Ansatzpunkte wurden etwa die heutige Übermotorisierung der Fahrzeuge und deren Dimensionierung für Crash-Situationen genannt, aber auch die schlechte Teillasteffizienz, der zu grosse Stromverbrauch im Auto und die Nebenantriebe, die häufig ineffizient sind. Auch die Komplexität des Autos gilt es zu meistern, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, Totalausfälle zu vermeiden und die Störungsdiagnose zu unterstützen. Es wird gleichzeitig erwartet, dass die Vernetzung sowohl der Teilsysteme, insbesondere der aktiven Sicherheitselemente, aber auch die Kommunikation mit dem Umfeld (Strasse, andere Verkehrsteilnehmer) zunehmen wird. Die Abhängigkeit des Autos vom Erdöl wird zunehmend Thema, ebenso die Rezyklierbarkeit; Platzbedarf, Lärm oder Pneuverschleiss sind weitere Punkte, wo die Experten Innovation im Sinne ressourcenorientierten Wirtschaftens erwarten. Bei alledem bleibt der Preisdruck ein limitierender Faktor und damit verbunden die Herausforderung, Innovationen dieser Art in Nutzen für den Endkunden – also den privaten, gewerblichen oder institutionellen Autobesitzer – zu übersetzen.

Alternative Kraftstoffe und Antriebssysteme und aktive Sicherheit sind die wichtigsten Themen bei denen die Experten in den nächsten 10-15 Jahren neue Lösungen erwarten. Dabei stehen hybride und alternative Antriebstechnik mit geringerem Verbrauch im Vordergrund, welche – auch dank höherem Wirkungsgrad – die Fahrleistung jedoch nicht einschränken. Abgasreinigung und Lärmvermeidung werden das Auto umweltverträglicher machen. Verwendung leichterer und umweltfreundlicher, rezyklierbarer Materialien und Downsizing sollen diese Anstrengungen unterstützen. Aktive Sicherheit wird viele der heutigen passiven Sicherheitssysteme ersetzen, etwa durch Vorwarnsysteme rund ums Auto wie zum Beispiel Pre-Crash-Sensorik. Damit wird die Elektronik nochmals an Bedeutung zunehmen. Entscheidend ist dabei die Zuverlässigkeit und die Intelligenz der Elektronik. Gleichzeitig nimmt auch die Elektrifizierung der Aggregate zu – Getriebe, Instrumentierung werden als Beispiele genannt. Intelligente Energiezuweisung und ein verbesserter Wirkungsgrad der Stromproduktion sind erforderlich, um die Verbrauchsziele zu erreichen.

Wenig Chancen räumten die Experten dem Leichtfahrzeug ein (Stichwort «totales Plastikauto») und dem fahrerlosen Auto. Die totale Pannen- und Unfallvermeidung wird in den nächsten 10-15 Jahren ebensowenig Realität, wie das 100 % rezyklierbare Auto oder die self-healing Karosserie. Auch die Brennstoffzelle, so glaubten die Experten, wird sich nicht so schnell auf breiter Basis durchsetzen.

Die Experten äusserten sich auch zur Nutzung des Autos. Individuelle Mobilität wird dabei immer im Vordergrund stehen, wobei das Auto weiterhin mehrheitlich im individuellen Besitz bleiben wird, denn es wird nach wie vor Image-Träger sein – sowohl im positiven wie im negativen Sinn. Das schliesst Objektivität beim Autokauf aus – nicht nur für Privatnutzer. Das Auto als «reine Commodity» ist damit ebensowenig realistisch, wie das Einheitsauto oder der vollständige Ersatz des Autos durch den öffentlichen Verkehr. Trotzdem wurde «Gebrauchen ohne Besitzen» Innovationspotenzial zugestanden. Die Experten erwarteten generell ein Sinken der Verkaufspreise, zum Teil gar ein deutliches Sinken (Stichwort 2000-Euro-Auto). Nicht auszuschliessen sei dabei eine starke Polarisierung in ein Luxus- und ein Billigsegment. Während Verkehrslenkung und Routenmanagement als Themen mit Entwicklungspotenzial gesehen wurden, aber sowohl totale aktive Verkehrslenkung als auch grenzenlose Mobilität erhielten von den Experten eine Absage.

(XL) Programm des 2. April 2007

Ankunft der Teilnehmer bei der EMPA: 16:00

16:15 — Kompetenzen und Positionierung der Teilnehmer
16:45 — Innovationsschwerpunkte beim Antrieb
17:30 — Mapping von Kompetenzen und Innovationsschwerpunkten
18:00 — Konsolidieren der Workshop-Ergebnisse, Ausblick
18:30 — Schluss der Veranstaltung

Dokumente:
Briefing Dossier Antrieb
Programm
Standort und Anfahrtsplan EMPA

(XL) Programm des 10. Mai 2007

Ankunft der Teilnehmer beim IVP im Technopark: 16:00

16:15 — Kompetenzen und Positionierung der Teilnehmer
16:45 — Innovationsschwerpunkte beim Antrieb
17:30 — Mapping von Kompetenzen und Innovationsschwerpunkten
18:00 — Konsolidieren der Workshop-Ergebnisse, Ausblick
18:30 — Schluss der Veranstaltung

Dokumente:
Briefing Dossier Leichtbau und Materialien
Programm
Standort und Anfahrtsplan Technopark

Liste der teilnehmenden Firmen (wird laufend ergänzt):
Collano Xirio, Schmitten
Dynamic Test Center / Berner Fachhochschule, Biel
Esoro, Fällanden
Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung (IWK), Hochschule für Technik, Rapperswil
IVP ETH, Zürich
Institute of Materials and Process Engineering, Zürcher Hochschule Winterthur
KLS Kunststofftechnik und Formenbau AG, Vilters
kringlan, Zürich
Rieter Automotive, Winterthur

(XL) Programm des 8. Mai 2007

Ankunft der Teilnehmer beim CSEM: 16:00

16:15 — Kompetenzen und Positionierung der Teilnehmer
16:45 — Innovationsschwerpunkte beim Antrieb
17:30 — Mapping von Kompetenzen und Innovationsschwerpunkten
18:00 — Konsolidieren der Workshop-Ergebnisse, Ausblick
18:30 — Schluss der Veranstaltung

Dokumente:
Briefing Dossier Elektrik / Elektronik
Programm
Standort und Anfahrtsplan CSEM

Liste der teilnehmenden Firmen (wird laufend ergänzt):
APAG, Dübendorf
CSEM, Zürich
HMT microelectronic AG, Biel
Huber+Suhner, Pfäffikon
Polycontact, Chur
Saia-Burgess, Murten
Schaffner, Luterbach
Semantic System, Glattbrugg
Teltronic, Biberist