Technologien für digitale Zwillinge zur Beschleunigung von ADAS und autonomer Fahrzeugentwicklung

Das unglaubliche Versprechen von vollständig autonomen Fahrzeugen (Autonomous Vehicle, AV) und fortschrittlicheren Fahrerassistenzsystemen (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) hat die Automobilbranche im letzten Jahrzehnt größtenteils angetrieben. Sie hat Erstausrüster (Original Equipment Manufacturers, OEMs) dazu inspiriert, ihre Systeme, Designs und Entwicklungsprozesse innovativ zu gestalten und mithilfe von Daten einen nie dagewesenen Automatisierungsgrad zu erreichen. Und doch ist das letztendliche Ziel schwer zu erreichen. 

Ob es nun um die hohen Kosten für Tests in der Praxis geht oder darum, mit den sich ständig weiterentwickelnden regulatorischen Anforderungen Schritt zu halten: Erstausrüster stehen in jeder Hinsicht vor Herausforderungen. Doch mit Entwicklungen wie den digitalen Zwillingstechnologien, die die Lücke zwischen digitaler und physischer Welt schließen, haben Fertigungsunternehmen heute mehr Tools als je zuvor, um diese Hürden zu überwinden – um die betriebliche Effizienz zu steigern, den komplexen Produktlebenszyklus von ADAS- und AV-Systemen zu managen und letztlich Innovationen voranzutreiben.

Um zu verstehen, wie digitale Zwillinge ADAS- und AV-Innovationen beschleunigen können, ist es wichtig, zunächst die Kräfte zu berücksichtigen, die die Beziehung von Erstausrüstern zu den Daten beeinflussen, mit denen diese Systeme gespeist werden.

• Von On-Premises zur Cloud: Der Wechsel vom physischen Data Center zu einer cloudbasierten Infrastruktur erschließt riesiges Potenzial für Automobilunternehmen. Cloud Computing ermöglicht Erstausrüstern die Skalierung von Datenspeicher- und -verarbeitungsfunktionen und erleichtert die Zusammenarbeit zwischen Teams auf der ganzen Welt. Darüber hinaus werden fortschrittliche ML- und Simulationsmodelle, die für die Entwicklung von ADAS/AV entscheidend sind, besser und effizienter unterstützt als On-Premises-Systeme.
  

• Die Kluft zwischen Digital und Real schließen: Um Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten, benötigen ADAS- und AV-Systeme eine nahtlose Integration realer Daten und simulierter Umgebungen. Digitale Zwillingstechnologien, mit denen Erstausrüster virtuelle Modelle erstellen können, die die Leistung realer Fahrzeuge widerspiegeln, ermöglichen es Technikern, Tests durchzuführen, die sich ansonsten nur schwer oder gefährlich physisch rekonstruieren lassen. Sie können beispielsweise das Fahren bei einem Erdbeben simulieren, ohne darüber nachzudenken, wie sich tektonische Platten verschieben lassen, oder virtuelle Crashtests durchführen, was die Anzahl der benötigten physischen Prototypen verringern kann. Durch die Einspeisung realer Daten in diese Simulationen können Erstausrüster Algorithmen schneller optimieren und so Zeit und Kosten herkömmlicher Testmethoden reduzieren.
  

• Neue Vorschriften und Anforderungen: Die sich ständig weiterentwickelnde Regulierungslandschaft für ADAS- und AV-Technologien, insbesondere im Hinblick auf Sicherheitsstandards und Datenschutz, erfordert von Erstausrüstern ein agiles Gleichgewicht zwischen Compliance und Innovation. Digitale Zwillinge ermöglichen einen gründlicheren Validierungs- und Verifizierungsprozess und ermöglichen so eine schnellere Zertifizierung, weniger Entwicklungskosten und schnellere Markteinführung.
  
  

• Innovation fördern: Dank der Fähigkeit, verschiedenste Fahrbedingungen zu simulieren – darunter extremes Wetter, Straßenverkehrsgefahren oder verschiedene Verkehrsszenarien –, ermöglicht die digitale Zwillingstechnologie schnellere und kostengünstigere Innovationen in ADAS- und AV-Systemen, indem Erstausrüster neue Ideen virtuell erkunden und validieren können, wodurch der Aufwand für die ständige Entwicklung von Prototypen reduziert wird. 

• Betriebliche Effizienz steigern: Angesichts der Datennutzung digitaler Zwillinge können Erstausrüster reale Daten in Simulationen integrieren, wodurch umfangreiche Tests auf der Straße reduziert werden, und auch simulationsbasierte Daten nutzen, um das Lernen und die Produktverfeinerung weiter zu verbessern. Diese Integrationen tragen dazu bei, die Zusammenarbeit zwischen Teams zu verbessern, von Softwareentwickler:innen bis hin zu Hardware Engineers, und verbessern letztlich die Qualität des Produkts bei gleichzeitiger Senkung der Gesamtkosten für die Entwicklung.

• Produktlebenszyklusmanagement verbessern: ADAS- und AV-Systeme haben lange Lebenszyklen, die sich oft über mehrere Fahrzeuggenerationen erstrecken. Digitale Zwillinge helfen Erstausrüstern, diese Komplexität zu bewältigen, indem sie einen umfassenden Überblick über die Leistung eines Fahrzeugs im Zeitverlauf erhalten. Vom ersten Entwurf bis hin zu Forschung und Entwicklung und Support auf dem Ersatzteilmarkt ermöglichen diese virtuellen Modelle kontinuierliche Updates und Verbesserungen. So können Softwareupdates, Hardwareänderungen und Sicherheitsanforderungen ohne Unterbrechung des Produktlebenszyklus implementiert werden.

Diese Innovationen sind vielleicht erst der Anfang. Während bereits vorhandene Daten aus realen Fahrzeugen lange Zeit als Grundlage für Simulationsmodelle dienten, verleiht das Aufkommen generativer KI (GenAI) der digitalen Zwillingstechnologie eine neue Dimension. Zusätzlich zu den aufgezeichneten Daten aus der Praxis können Erstausrüster mit generativer KI völlig neue Szenarien entwickeln oder Lösungen auf der Grundlage sich verändernder Datenmuster optimieren.

In der ADAS- und AV-Entwicklung bietet diese Kombination von Ansätzen das Beste aus beiden Welten: Reale Daten bieten praktische Möglichkeiten für Alltagssituationen, während GenAI helfen kann, sich auf Szenarien vorzubereiten, die erst noch erfasst werden müssen.

Um sich all das zunutze zu machen, benötigen Erstausrüster jedoch eine robuste, skalierbare Datengrundlage, die diese aufkommenden digitalen Zwillingstechnologien vorantreiben und Innovationen fördern kann. Indem sie reale und simulierte Daten kombinieren, bieten digitale Zwillinge den Weg zu effizienteren, zuverlässigeren und sichereren Fahrzeugen. Auf diesem Weg zum Fortschritt sind es Daten, die den Weg ebnen.

Um mehr darüber zu erfahren, wie Technologien für digitale Zwillinge die Automobilbranche revolutionieren können, planen Sie ein Treffen mit Autoexpert:innen von Snowflake und Siemens auf der CES 2025.