Schritte in die künftige Mobilität

Heike Proff • Werner Pascha Jörg Schönharting • Dieter Schramm (Hrsg.)

Schritte in die künftigeMobilität

Technische und betriebswirtschaftliche Aspekte

ISBN 978-3-8349-4307-1 ISBN 978-3-8349-4308-8 (eBook) DOI 10.1007/978-3-8349-4308-8

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HerausgeberHeike ProffWerner PaschaJörg SchönhartingDieter SchrammUniversität Duisburg-EssenDeutschland

Vorwort der Herausgeber

Mobilität ist in aller Munde. Neue Mobilitätsbedürfnisse, neue Mobilitätskonzep­te oder der Übergang in die Elektrornobilität werden in Medien und Fachwelt intensiv und kontrovers diskutiert. Die Euphorie der ersten Stunde ist nun aber­zumindest in Deutschland - einer gewissen Ernüchterung in der öffentlichen Wahrnehmung gewichen.

Dennoch gilt es den Weg in die künftige nachhaltigere Mobilität weiterzugehen. Auf dem 3. Wissenschaftsforum Mobilität 2011 "Future Trends in Mobility" wur­den drei Entwicklungstrends begründet (Reduzierung kleinerer Fahrzeuge auf Funktionalität, verändertes Mobilitätsverhalten junger Menschen und technische Aufwertung insbesondere von Premiumfahrzeugen durch mobile Kommunikati­on und technologische Innovationen). Auf dem 4. Wissenschaftsforum Mobilität am 21. Juni 2012 "Steps to Future Mobility" ging es nun um die Frage, wie die künftige Mobilität Wirklichkeit werden kann.

Das Wissenschaftsforum Mobilität wird seit 2008 jährlich von der Fakultät für Ingenieurwissenschaften an der Universität Duisburg-Essen veranstaltet und bietet ein Forum zur intensiven Diskussion von Forschungsarbeiten zu diesem Themenfeld.

Die Beiträge auf dem 4. Wissenschaftsforum lassen sich vier Themenblöcken zuordnen, die auch die Teile dieses Tagungsbandes bilden: Automotive Enginee­ring, Automotive Management, neue Mobilitätskonzepte und Internationale Wettbewerbsfähigkeit.

Die Diskussionen auf dem 4. Wissenschaftsforum Mobilität zeigten, dass Mobili­tätsanbieter vor sehr großen Herausforderungen stehen. Sie beziehen sich auf

1. die Entwicklung neuer Produktionstechniken,

2. die Entwicklung neuer Managementkompetenzen,

3. die Aktivierung neuer Mobilitätskonzepte und

4. die Verbesserung der internationalen Wettbewerbsfähigkeit.

Diese Herausforderungen können nur durch die konsequente und koordinierte Zusammenarbeit technischer, verkehrswissenschaftlicher, betriebswirtschaftli­cher und designbezogener Forschung gemeistert werden.

VI Vorwort der Herausgeber

Für die materielle Unterstützung des 4. Wissenschaftsforums Mobilität danken wir sehr herzlich Evonic Industries, den Grillo Werken, der ZF Friedrichshafen, Automotive Rheinland und dem Förderverein Ingenieurwissenschaften an der Universität Duisborg-Essen. Wir danken auch den Automobilherstellern Opel und E-Wolf für die Vorstellung von Elektrofahrzeugen während der Tagung, dem Fraunhofer inHaus-Zentrum in Duisburg, wo wir tagen durften und dem Gabler Verlag ISpringer Fachmedien für den Büchertisch. Unser besonderer Dank gilt den wissenschaftlichen Mitarbeitern und Hilfskräften am Lehrstuhl für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre & Internationales Automobilmanagement, allen voran Benjamin Jung für die Organisation der Veranstaltung und Thomas Martin Fojcik für die Koordination der Tracks zu den vier Themenblöcken und die Bearbeitung des Tagungsbandes.

Wir hoffen, dass zukünftige Entwicklungen in der Mobilität aufgezeigt werden konnten und freuen uns auf das 5. Wissenschaftsforum Mobilität am 18. Joni 2013.

Duisburg, im September 2012 Heike Proff

Werner Pascha Jörg Schönharting

Dieter Schramm

Inhaltsverzeichnis

Vorwort der Herausgeber .............................................................................................. V Inhaltsverzeichnis ......................................................................................................... VII

Schritte in die künftige Mobilität - technische und betriebswirtschaftliche Aspekte - Einordnung ..................................................................................................... 1

Track 1 Automotive Engineering: Neue (Produktions)Techniken für die Mobilität von morgen ................................................................................... 3

Kurzfassung .................................................................................................... 5

1 ISO 26262 konforme Software Entwicklung mit Model-Based Design ... 7 DrAng. C. Kurutas (The MathWorks GmbH)

2 Parametrische Geometriemodelle für die Konzeptgestaltung elektrifizierter Fahrzeuge ............................................................................ 19 M. Ried, A. KeInberger, A. Gumm, DrAng. M. Jung (BMW Group), Prof DrAng. D. Schramm (Universität Duisburg-Essen)

3 Virtuelles Prototyping für die Entwicklung, Integration und Validierung eingebetteter Software in der Automobilindustrie ............ 35 L. Gil, Y. Öztürk, O. Ahmed, P. Jadhav (MB-technology GmbH & Co. KGaA)

4 xFCD als Basistechnologie für die Mobilität 3.0 ...................................... .47 T. Stottan (AUDIO MOBIL Elektronik GmbH)

5 Energiemanagement für ein Elektrofahrzeug .......................................... 61 F. Winkle, Prof DrAng. M. Bröcker (Hochschule Heilbronn)

6 Risikoanalyse von CNG-Fahrzeugen ......................................................... 75 C. Ganz (Bergische Universität Wuppertal)

7 Thermoelektrische Generatoranlage zur Energierückgewinnung im Kraftfahrzeug .......................................................................................... 93 M. Koppers (Universität Duisburg-Essen), D. Tatarinov (Fachhochschule Trier), PrOf Dr. G. Bastian (Hochschule Rhein-Wi1JZl),

8 Herausforderung der HIL-Simulation für Hybrid- und Elektrofahrzeuge ........................................................................................ 111 A. Kiffe, S. Geng, PrOf DrAng. T. Schulte (Hochschule OstwestJalen-Lippe)

VIII Inhaltsverzeichnis

9 Driver Assistance and Accident Avoidance - Today and Tomorrow 121 Dr. rer. nato L. Grösch (Automotive Safety Consulting)

10 Electro-Pneumatic Brakes for Commercial Vehicles - Model Based Analysis for Control and Diagnosis ......................................................... 133 Prof Dr. S. C. Subramanum (lndilln Institute ofTechnowgy Madras)

11 Active Seat Suspension with Two Degrees ofFreedom ........................ 147 R. Kieneke, C. Graf, Prof DrAng. J. Maas (Hochschule Ostwestjalen-Lippe)

Track 2 Automotive Management: Neue Kompetenzen im Automobilmanagement von morgen ..................................................... 161

Kurzfassung ................................................................................................ 163

1 Rohstoffbeschaffung und Ansätze zur Steigerung der Ressourceneffizienz im automobilnahen verarbeitenden Gewerbe .... 165 PrOf Dr. C. Röh (Hochschule Landshut)

2 Strategische Gestaltung der Fertigungstiefe in der Wertschöpfungskette von Traktionsbatterien ........................................ 203 C. Huth, K. Wittek, PrOf Dr. T. S. Spengler (TU Braunschweig)

3 Neue Kompetenzanforderungen für die Integration mobiler Dienste in der Automobilindustrie .......................................................... 219 PrOf DrAng. G. Witt (Universität DUisburg-Essen), Dr. R. HOffmann, F. Reuter (BMW Group) S. Bartel (Universität Duisburg-Essen)

4 Geschäftsmodell-Innovationen im MobiUtätsumfeld ............................ 241 S. Seidenstricker, S. Scheuerle, C. Linder (Fraunhojer Institut für Arbeits­wirtschaft und Organisation)

5 Elektrofahrzeuge als virtuelle Speicher zur Kompensierung volatiler emeuerbarer Energien in Deutschland -Ein neues Geschäftsmodell? ...................................................................... 253 PrOf Dr. G. Fournier (Hochschule Pjorzheim), M. Baumann, J. Buchgeister, M. Weil (Karlsruhe Institute ofTechnology), R. Seign (University of Cambridge)

6 Der SaiUng-Ship-Effect in der Automobilwirtschaft .............................. 273 B. Liesenkötter, PrOf Dr. G. Schewe (Westfälische Wilhelms-Universität Münster)

7 Die Herausforderungen innovativer Technologien mit einem effizienten Problemmanagement meistem ............................................. 287 PrOf Dr. R. Schmitt, T. Effey (RWTH Aachen), B. Rupprecht (BMW AG)

Inhaltsverzeichnis IX

8 Management komplexer hmovationssysteme auf Basis des Viable System Models ............................................................................................ 297 J. Wehinger (Volkswagen AG), Prof Dr. C. Herrmann (TU Braunschweig)

9 Mobile Connectivity - Zielgruppe Autofahrerinnen und ihre Präferenzen für Smartphone-basierte Infotainment-Lösungen ........... 317 Prof Dr. D. Korfus-Schultes, B. Lankes, R. Meese, K. Pauwels, E. Xhaferaj (Hochschule Niederrhein)

10 Ausbau von Wettbewerbsvortei1en durch Smart Data Management in der Automobi1industrie ................................................ 331 E. Stefanova (Universität StuttgartlMieschke Hofmann und Partner-A Porsche Company), J. Wößner (Mieschke Hofmann und Partner - A Porsche Company)

Track 3 Neue Mobilitätskonzepte in Aktion ...................................................... 343

Kurzfassung ................................................................................................ 345

1 Strategien von Städten zur Elektrornobilität ........................................... 351 T. Ernst, S. Scheuerle, S. Seidenstricker (Fraunhofer Institut für Arbeits­wirtschaft und Organisation)

2 Softwaregestützte Potentia1analyse für die Integration von Elektro-fahrzeugen im Fuhrpark der Stadtverwaltung Ludwigsburg .............. 365 F. Klausmann, F. Kötter (Universität Stuttgart), F. Rothfuss (Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation)

3 Relevanz der Intermodalität für CarSharing-Konzepte ........................ 379 N. Pieper (TU Braunschweig), Dr. T. Heußler (DB Mobility Logistics AG), Prof Dr. D. WoisetschIäger, Dr. C. Backhaus (TU Braunschweig)

4 "Mobilfalt" - ein Mitnahmesystem als Ergänzung des ÖPNV in ländlichen Räumen .................................................................................... 401 V. Schmitt, PrOf Dr.-Ing. C. Sommer (Universität Kassel)

5 Individuelle und dynamische Navigation unter Berücksichtigung von Restkapazitäten im Straßennetz ........................................................ 415 S. Wolter (TRC Transportation Research and Consulting GmbH)

6 Mobilitätskonzepte im Wandel - Mobilitätsmanagement als Hebel zur Reduzierung von CÜ2-Emissionen .................................................... 429 M. Stiewe, Dr.-Ing. D. Wittowsky (Institut für Landes- und StadtenwicklungsJorschung gGmbH)

X Inhaltsverzeichnis

7 Ooes vicinity loose significance through telecommunication? -a glance at our future mobility ................................................................. 445 Prof DrAng. D. Zumkeller (Karlsrulle Institute ofTechnology)

Track 4 Internationale Arbeitsteilung und internationaler Wettbewerb um die Mobilität von morgen ................................................................. 461

Kurzfassung ................................................................................................ 463

1 Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Automobi1industrie im Übergang in die Elektromobilität ............................................................. 465 Prof Dr. H. Proff, D. Kilian (Universität Duisburg-Essen)

2 Wettbewerbsfähigkeit der japanischen und koreanischen Automobi1industrie im Übergang zur Elektromobilität ....................... 479 S. Horak, Prof Dr. W. Pascha (Universität Duisburg-Essen)

3 Oevelopment perspectives of the Chinese electric vehicle market ...... 495 P. T. in der Heiden, PrOf Dr. M. Taube (Universität Duisburg-Essen)

4 Die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Automobilindustrie auf den Märkten von morgen ................................................................... 509 Dr. J. Sandau, Dr. T. Wiegmann (Kienbaum Management Consultants GmbH)

5 Eine Untersuchung der strukturellen Komplexität des Netzwerkes an Wertschöpfungsnetzwerken der deutschen Automobilindustrie -Implikationen zur Bestimmung ihrer Wettbewerbsfähigkeit... ............ 531 R. Colmorn, PrOf Dr. M. Hülsmann (Jacobs University Bremen)

6 Einfluss von Staatsfonds auf die Corporate Govemance ...................... 549 K. D. Kuta (Zeppelin Universität), T. M. Fojcik (Universität Duisburg-Essen)

7 Veränderungen im Management von Tochtergesellschaften angesichts der zune1unenden internationalen Wertschöpfung ............ 575 PrOf Dr. H. Proff, M. Söndgerath (Universität Duisburg-Essen)

8 Wachstumsmarkt Indien ........................................................................... 589 K. Dudenhöjfer, J. Tücking (Universität DUisburg-Essen), R. Arora (National Institute of Technology -India)

Schlussbetrachtung ...................................................................................................... 603

Schritte in die künftige Mobilität - technische und betriebswirtschaftliche Aspekte - Einordnung

Prof Dr. H. Proff, T. M. Fojcik (Universitiit Duisburg-Essen!

Vor einem Jahr konnten auf dem 3. Wissenschaftsforum 2011 drei wesentliche Entwicklungstrends der zukünftigen Mobilität begründet werden:

1. die Reduzierung (kleinerer) Fahrzeuge auf Funktionalität als Antwort auf veränderte KundenWÜllSche und verschärfte Umweltanforderungen,

2. ein verändertes Mobilitätsverhalten im Rahmen umfassender Mobilitätskon­zeptesowie

3. die technische Aufwertung insbesondere von Premiumfahrzeugen durch mobile Kommunikation und technologische Innovationen.

Daran anknüpfend wurde auf dem 4. Wissenschaftsforum 2012 in Duisburg un­tersucht, wie diese Entwicklungen Wirklichkeit werden können Dazu wurden die Forschungsbeiträge im Tagungsband vier Themenfeldern zugeordnet:

1. Automotive Engineering

(Neue Prozess)techniken für die Mobilität von morgen - Fahrzeugentwick­lung. Energieeffizienz von Kfz-Antrieben und Fahrerassistenzsystemen),

2. Automotive Management

(Neue Kompetenzen für ein Wertschöpfungsmanagement in unsicheren Au­tomobilmärkten, als Basis neuer Geschäftsmodelle und für das FuE­Management in der Automobilindustrie).

3. Mobilitätskonzepte

(Neue Mobilitätskonzepte in Aktion - Strategien von Kommunen, Flottenbe­treibern und Privatkunden, neue Mobilitätsdienstleistungen wie Mitnahme­systerne, Fahrräder und Car Sharing und neue Technologien in Telekommu­nikation, Navigation und Mobilitätsmanagement).

4. Internationale Wettbewerbsfähigkeit

(Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Automobilindustrie und Manage­mentherausforderungen auf den Märkten von morgen).

2 Einordnung

Schritte in die künftige Mobilität: Ansatzpunkteauf unterschiedlichen Ebenen

Internationale Wettbewerbsfähigkeit - Verbesserun!J der Wettbewerbsfäl1igkeft?

Neu.e MObilitälskonzepte - Aktivierung neuer MObilitätskonzepte

Au1omotive Management - Aufbau neuer Managementkomlletenzen

Automol ive Engineering - Unterstützung neuer Technologien

Wenn Deutschland den Übergang in neue Formen der Mobilität mit treiben und die Wertschöpfung im Land halten will, müssen technische und betriebswirt­schaftliche Anforderungen optimiert und zusammengeführt werden. Dies ist eine interdisziplinäre Aufgabe. Wettbewerbsvorteile entstehen an den Schnittstellen.