Vorlesung Automotive Software-Engineering

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1 INFORMATIK CONSULTING SYSTEMS AG Vorlesung Automotive Software-Engineering Technische Universität Dresden Fakultät Informatik Professur Softwaretechnologie Sommersemester 2011 Dr. rer. nat. Bernhard Hohlfeld

2 Automotive Systems Engineering Motivation und Überblick SW-Entwicklung E/E-Entwicklung Beispiele aus der Praxis Das Automobil Normen und Standards Die Automobilherstellung Die Automobilbranche 2

3 2. Die Automobilbranche 1.Bedeutung der Automobilindustrie für die deutsche Volkswirtschaft 2.Wichtige Grundbegriffe, Wirtschaftliche Situation und Bestandsaufnahme Automotive Markt 3.Hersteller- und Zulieferer-Landschaft 3

5 1. Bedeutung der Automobilindustrie für die deutsche Volkswirtschaft Beispiele Daimler Nutzfahrzeuge Mercedes Benz PKW BMW Group Die Daten stammen aus den Jahren 2003 und 2004 Sie gelten aber in der Tendenz bis Mitte 2008 Einige Relationen gelten auch noch 2009 Auswirkungen der Finanzkrise 2008/09 Deutliche Erholung

6 Daimler Nutzfahrzeuge Umsatz 2003 Deutschland % USA % Übrige Märkte % Gesamt Mio. 6

7 Daimler Nutzfahrzeuge Mitarbeiter Deutschland % USA % Sonstige Gesamt % 7

8 Mercedes Benz PKW Umsatz 2003 Übrige Märkte % Japan % USA % Deutschland % Westeuropa (ohne D) % Gesamt Mio. 8

9 Mercedes Benz PKW Mitarbeiter Übrige Länder % USA % Deutschland % Gesamt

10 Zum Vergleich: BMW-Group im Jahr 2004 BMW Group wichtigste Automobilmärkte 2004 in % vom Absatz USA 24,5% Deutschland 23,5% Grossbritannien 12,0% Rest 40,0% Automobilproduktion der BMW Group 2004 Dingolfing Regensburg München Deutschland (59%) Ausserhalb (41%) Deutschland Quelle: Geschäftsbericht 2004 (Kurzfassung) 10

11 Auswirkungen der Finanzkrise und Erholung Daimler LKW Daimler LKW % % Umsatz Beschäftigte % Deutschland % USA % Sonstige % Absatz (Einheiten) % % Deutschland % % Westeuropa ohne D % % USA % % NAFTA ohne USA % % Brasilien % % Lateinamerika ohne BR, MEX % % Asien % % Sonstige % % 11

12 Auswirkungen der Finanzkrise Mercedes Benz PKW Mercedes Benz PKW % % Umsatz Beschäftigte % Deutschland % USA % ROW % Absatz (Einheiten) % % Deutschland % % Westeuropa ohne D % % USA % % NAFTA ohne USA % % China % % Japan % % Asien/Pazifik ohne Ch, J % 0 % Sonstige % % 12

13 Auswirkungen der Finanzkrise Mercedes Benz PKW Mercedes Benz PKW % % Umsatz Beschäftigte % Deutschland % USA % ROW % Absatz (Einheiten) % % Deutschland % % Westeuropa ohne D % % USA % % NAFTA ohne USA % % China % % Japan % % Asien/Pazifik ohne Ch, J % 0 % Sonstige % % 12

15 Automotive Markt: Historie Anfang der Massenproduktion 1904 Ford Model T: einfach und robust, ständige Modelloptimierung Plattform-Idee Fließband-Produktion ab 1913 Opel Fließband-Produktion ab Fahrzeuge pro Tag (Ford: 325) GM kauft Opel in 1929 GM In den 20ern Modellwechsel und Marketing Flexible Produktionstechniken 14

16 Automotive Markt: Fahrzeugsegmente 15

17 Automotive Markt: Fahrzeugsegmente DIN Systematik der Straßenfahrzeuge; Begriffe für Kraftfahrzeuge, Fahrzeugkombinationen und Anhängefahrzeuge 16

20 Produktionsvolumen, Fahrzeuge weltweit :-) CAGR = Compound Annual Growth Rate (Jährliche Wachstumsrate) Quelle: Mercer / Hypovereinsbank 17

22 OEM Abkürzung für Original Equipment Manufacturer Wird in der Automobilbranche als Synonym für Automobilhersteller verwendet. Definition von OEM nach wikipedia (Stand Oktober 2008) Unter einem Original Equipment Manufacturer (abgekürzt OEM, englisch für Originalausrüstungshersteller) versteht man dem Wortsinn nach einen Hersteller fertiger Komponenten oder Produkte, der diese in seinen eigenen Fabriken produziert, sie aber nicht selbst in den Handel bringt (...). In etlichen Branchen hat sich jedoch die gegenteilige Bedeutung des Begriffs OEM etabliert. So versteht man z.b. in der Maschinenbau-, Automobil- oder Golfsportartikelindustrie unter einem OEM ein Unternehmen, das von anderen produzierte Produkte unter eigenem Namen in den Handel bringt. :-) 19

25 OEM Abkürzung für Original Equipment Manufacturer Wird in der Automobilbranche als Synonym für Automobilhersteller verwendet. So versteht man z.b. in der Automobilindustrie unter einem OEM ein Unternehmen, das von anderen produzierte Produkte unter eigenem Namen in den Handel bringt. :-) Das stimmt nur teilweise: E500 bei Porsche M-Klasse, G-Klasse, Kleinserien bei Steyr-Puch Porschefertigung in Finnland Überwiegend: Der Automobilhersteller fertigt in eigenen Fabriken mit mehr oder weniger hohem Anteil von zugelieferten Teilen bzw. Komponenten. Beispiel: Motor Eigene Fertigung mit Zukauf von Halbzeugen (z. B. Buchsen) Eigene Fertigung mit Zukauf von Teilen (z. B. Kolben) Zugelieferer Motor (=Komponente) 22

26 Hersteller/OEM-Landschaft (:-) Stand: 2002) 23

27 Hersteller/OEM-Landschaft (:-) Stand: 2002) 24

28 Anforderungen an Hersteller Innovationen Modellvielfalt Modellwechsel Investitionen Kosten Konkurrenzfähigkeit Trends Weitere Konsolidierung Aftersales-Market wird wichtiger (höhere Margen) Geringere Fertigungstiefe Risikoverlagerung / Risikoverteilung bei Neu-Entwicklungen Auf Zulieferer Auf Mitarbeiter und Leiharbeitskräfte (Banken: Auf den Staat / Steuerzahler) 25

29 Anforderungen an Hersteller Innovationen Modellwechsel Konkurrenzfähigkeit Modellvielfalt 26

30 Anforderungen an Hersteller Innovationen Investitionen Modellwechsel Konkurrenzfähigkeit Modellvielfalt 26

31 Anforderungen an Hersteller Innovationen Investitionen Modellwechsel Konkurrenzfähigkeit Modellvielfalt Kosten 26

32 Anforderungen an Hersteller Innovationen Investitionen Modellwechsel Konkurrenzfähigkeit Modellvielfalt Kosten 26

33 Hersteller intern: Matrix-Struktur Modell A Modell B Modell C Modell D Elektrik Fahrwerk Antrieb Karosserie... 27

34 Hersteller intern: Matrix-Struktur Smart A-Klasse, B-Klasse C-Klasse, E-Klasse S-Klasse, Maybach M-Klasse, G-Klasse Domänen Elektrik Fahrwerk Antrieb Karosserie... 28

35 Modellvielfalt (1) 29

36 Modellvielfalt (2) 30

37 Zuliefererkette - Beispiel (teilweise fiktiv) Fahrzeug Schema der Fertigung von Bändern und Blechen Anwärmen Warmwalzen Fräsen Inspektion Türe kalt Vorwalzen Steuergerät Zwischen und Fertigwalzen Querteilen Bleche Längsteilen Bänder Kupferband (Halbzeug) Steckverbinder

38 Zuliefererkette - Beispiel (teilweise fiktiv)... und ausserdem Fahrzeug Engineering Dienstleistungen Schema der Fertigung von Bändern und Blechen Anwärmen Warmwalzen Fräsen Inspektion Türe Halbleiter kalt Vorwalzen Pressen Steuergerät Zwischen und Fertigwalzen Querteilen Bleche Längsteilen Bänder Kupferband (Halbzeug) Steckverbinder SW-Entwicklungswerkzeuge

39 Software im Fahrzeug - siehe Teil 7 Normen und Standards / AUTOSAR Fahrzeug Engineering Dienstleistungen Schema der Fertigung von Bändern und Blechen Anwärmen Warmwalzen Fräsen Inspektion Türe Halbleiter kalt Vorwalzen Pressen Steuergerät Zwischen und Fertigwalzen Querteilen Bleche Längsteilen Bänder Kupferband (Halbzeug) Steckverbinder SW-Entwicklungswerkzeuge

40 Zulieferer-Landschaft Historisch haben sich bestimmte Automobilzulieferer-Zentren gebildet. Ruhrgebiet: Sauerland: Stuttgart: Stahlherstellung Blechbearbeitung Feinmechanik München: Software / Elektronik Mehr als 70% der Zulieferer sind KMU Jährliches Branchenwachstum seit 1993: 10% :-) Standort bei OEM wegen Einbindung der Lieferanten in Entwicklung, Logistik und Produktion Smart Werk in Hambach (F) OEM produzieren zunehmend im Ausland Zulieferer müssen nachziehen Problematisch für kleine Lieferanten Hohe Investitionen für ausländische Standorte Sprachbarrieren Kulturelle Unterschiede 34

41 KMU - Wikipedia (Mai 2010) KMU ist die Abkürzung für: Karl-Marx-Universität, Name der Universität Leipzig von 1953 bis 1991;... Kleine und mittlere Unternehmen Kleine und mittlere Unternehmen (KMU), in Belgien und Österreich Klein- und Mittelbetriebe (KMB), ist die Sammelbezeichnung für Unternehmen, die definierte Grenzen hinsichtlich Beschäftigtenzahl, Umsatzerlös oder Bilanzsumme nicht überschreiten. Die Einordnung erfolgt in der Regel unabhängig von der gewählten Rechtsform oder der Eigentümerstruktur. Unternehmen, die die Grenzen überschreiten, werden Großunternehmen genannt. International sind die englischen Bezeichnungen Small and Medium-sized Businesses (SMB) oder Small and Medium-sized Enterprises (SME) gebräuchlich. Französisch: petites et moyennes entreprises (PME) Wichtig für Mittelstandsförderung (EU, BMBF) 35

42 Zulieferer: Spektrum und Produkte Vom Komponenten- zum Systemlieferanten 36

43 Zulieferer: Spektrum und Produkte Vom Komponenten- zum Systemlieferanten Stufe IV Komponenten R&D gering Fertigungs-Know-How einbringen wenig herstellerübergreifende Standards 36

44 Zulieferer: Spektrum und Produkte Vom Komponenten- zum Systemlieferanten Stufe IV Komponenten Stufe III Module / Subsysteme R&D gering Vormontierte Einheiten Fertigungs-Know-How Zulieferer einbringen übernimmt Teile der Prozesskette wenig herstellerübergreifende Nutzung von Standards Synergieeffekten Einbringung von Know-How 36

45 Zulieferer: Spektrum und Produkte Vom Komponenten- zum Systemlieferanten Stufe IV Komponenten Stufe III Stufe II Module / SubsystemeTeilsysteme ABS / Bremse R&D gering Vormontierte Einheiten R&D hoch Fertigungs-Know-How Zulieferer einbringen übernimmt Teile Nutzung der Prozesskette von Know-How des Konzerns wenig herstellerübergreifende Nutzung von Standards Synergieeffekten Hochinnovative Systeme möglich Einbringung von Know-How 36

46 Zulieferer: Spektrum und Produkte Vom Komponenten- zum Systemlieferanten Stufe IV Komponenten Stufe III Stufe II Stufe I Module / SubsystemeTeilsysteme ABS Gesamtsystem / Bremse Bremse incl. ABS R&D gering Vormontierte Einheiten R&D hoch Nur OEM-Anforderungskatalog Fertigungs-Know-How Zulieferer einbringen übernimmt Teile Nutzung der Prozesskette von Know-How Komplette des Value Konzerns Chain eingebunden wenig herstellerübergreifende Nutzung von Standards Synergieeffekten Hochinnovative Systeme Baukastennutzung möglich Einbringung von Know-How Langfristige Bindung 36

47 Zulieferer: Trends Quelle: Mercer / Hypovereinsbank 37

48 Zulieferer: Trends :-) (Chrysler -> Fiat) DaimlerChrysler -> Daimler Quelle: Mercer / Hypovereinsbank 37

50 Zulieferer: Trends VDO -> Siemens VDO -> Continental -> Scheffler Temic -> Continental Quelle: Mercer / Hypovereinsbank 37

52 Zulieferer: Trends LKW - Aufbauten Krankenwagen Spezialfahrzeuge (Feuerwehr, Müllabfuhr, Stadtreinigung) Quelle: Mercer / Hypovereinsbank 37