Passwort vergessen?  |  Anmelden
 |  Passwort vergessen?  |  Anmelden
Suche

Freitag, 22. Februar 2019

Nutzfahrzeuge

Nutzfahrzeugbranche will Vorreiter bei der Automatisierung sein

Von Johannes Winterhagen | 2. August 2018 | Ausgabe 31

Die Automobilzulieferer Continental und ZF bereiten sich auf den fahrerlosen Lkw vor. Denn der könnte viel schneller auf die Straße kommen als der autonome Pkw.

BU Zulieferer
Foto: ZF Friedrichshafen AG

Zugmaschinen bleiben draußen: Der Terminal Yard Tractor von ZF übernimmt eigenständig das Rangieren von Sattelaufliegern an die Rampe und wieder zurück.

Logistik ist ein knallhartes Geschäft. Dennoch könnte es sich lohnen, 30 000 € in Sensoren und Elektronik zu investieren, die es erlauben, den Lkw-Fahrer zu ersetzen. Denn dessen Lohn entspricht im Fernverkehr rund 30 % der Gesamtkosten.

Der Markt der deutschen Automobil- und Nutzfahrzeugzulieferer in Zahlen

„Das ist ein gutes Geschäftsmodell“, bestätigt Michael Ruf, der den Nutzfahrzeugbereich des Autozulieferers Continental leitet. Seiner Einschätzung nach liegt die Kosten für die Technik perspektivisch unter dem Jahreslohn eines Berufskraftfahrers. „Die Nutzfahrzeugbranche ist daher Vorreiter der Automatisierung“, meint Ruf.

Hinzu kämen zwei Effekte, die die Kosten-Nutzen-Rechnung weiter beeinflussen. Zum einen bräuchte ein fahrerloser Lkw keine Ruhepausen mehr; er wäre im Dauerbetrieb und ermöglicht so eine wesentlich schnellere Abschreibung der Fahrzeugkosten. Zum anderen finden Spediteure immer seltener qualifizierte Fahrer.

Hochautomatisiertes Fahren benötigt hochpräzise Informationen über den Streckenverlauf. Einen ersten Schritt stellt der dynamische elektronische Horizont (E-Horizont) dar, den Continental auf der IAA Nutzfahrzeuge im September vorstellen will. Dabei handelt es sich um die Weiterentwicklung eines Navigationssystems, dessen Kern heute bereits bei allen europäischen Nutzfahrzeug-Herstellern verfügbar ist.

Künftig sollen auch dynamische Informationen, etwa über ein vorausliegendes Stauende, in Echtzeit zur Verfügung gestellt werden. Das vermindert nicht nur die Unfallgefahr, sondern kann dafür sorgen, den Lkw so ausrollen zu lassen, dass er – ohne zu bremsen – exakt am Stauende zum Stehen kommt. Anhand realer Verkehrsdaten haben die Experten von Continental errechnet, dass sich durch eine solche Funktion durchschnittlich 2 % Kraftstoff sparen lassen.

Nach 2020 soll der dynamische E-Horizont mit hochauflösenden Karten kombiniert werden, die den Fahrbahnverlauf mit einer Genauigkeit von 1 cm abbilden. Sie enthalten Zusatzinformationen zu Verkehrszeichen und Infrastruktureinrichtungen wie Brücken und verbessern damit die Positionierungsgenauigkeit. Die Karteninhalte sind immer aktuell, da sie auf einem Server mit den von Fahrzeugsensoren erfassten Daten abgeglichen werden.

Im Lkw selbst werden immer nur die Daten für die vorausliegende Strecke gespeichert. Da die Datenmenge mit mindestens 1 Gigabyte für 5 km vergleichsweise groß ist, benötigt der dynamische E-Horizont ein flächendeckendes LTE- oder besser 5G-Mobilfunknetz.

Auch wenn der wirtschaftliche Nutzen autonomer Lastwagen gegeben ist, stehen einer Einführung derzeit noch hohe rechtliche Hürden entgegen. Eine Automatisierung nach Level 4, bei der der Fahrer sich mit anderen Aufgaben beschäftigt und nur im absoluten Notfall einspringt, bedeutet auch, dass die Anwesenheit im Cockpit als Arbeits- und nicht als Ruhezeit gewertet wird. Es lohnt sich daher, für die ersten Schritte der Automatisierung nicht nur den Fernverkehr zu erwägen.

Conti-Rivale ZF tut das mit einer Studie zu einem vollautomatisierten Betriebshof. Die Grundidee: Das Rangieren in Betriebshöfen führt häufig zu Schäden an Fahrzeugen und Gebäuden. Um z. B. Wechselbrücken an einer Laderampe aufnehmen zu können, muss der Fahrer rückwärts heranfahren und dabei das Fahrzeug auf wenige Zentimeter genau zwischen den Stelzen der Brücke positionieren. Zwei Wochen dauert es, bis ein Fahrer das Manöver gelernt hat – und selbst dann kommt es am Ende eines langen Arbeitstags immer wieder zu Kollisionen.

Fredrik Staedtler, Leiter der Nutzfahrzeug-Sparte von ZF, will nicht nur den Menschen durch die Maschine ersetzen, sondern die gesamten Abläufe in einem Betriebshof ändern. Demnach fährt der Fahrer nur noch bis zu einem Parkplatz hinter dem Werkstor, steigt aus und beginnt mit einer Ruhepause. Dann bringt der Lastwagen fahrerlos seine Fracht an eine Umladefläche, wo ein Spezialfahrzeug, „Terminal Yard Tractor“ genannt, die Wechselbrücke aufnimmt und an die Entladerampe fährt.

Auch der Terminaltraktor bewegt sich auf dem Betriebsgelände vollständig autonom, wie der Lkw – gesteuert von künstlicher Intelligenz. Dazu installiert ZF in den Fahrzeugen einen ProAI genannten Computer. Damit sich auf dem automatisierten Betriebshof alle Fahrzeuge frei bewegen können, ist allerdings eine höhere Instanz notwendig, die beispielsweise Vorfahrtsregeln definiert. Die Routenführung übernimmt daher ein zentraler Server, der laufend mit dem Fahrzeug kommuniziert.

Die Positionserfassung der Fahrzeuge kann durch Infrastrukturmaßnahmen – etwa induktive Sensoren unter der Fahrbahn – verbessert werden. In besonders kritischen Situationen, etwa dem Unterfahren der Wechselbrücken, übernimmt der Server auch direkt die Ansteuerung von Lenkung, Motor und Bremsen.

Die Automatisierung zwingt sowohl Conti als auch ZF dazu, das Sensorportfolio auszubauen. So geht ZF-Vorentwickler Frank-Detlev Späth davon aus, dass autonome Lkw zumindest über vier Lasersensoren verfügen werden. Dafür hat sich der Zulieferer an dem Hamburger Ingenieurbüro Ibeo beteiligt, dessen Festkörperlaser spätestens im Jahr 2021 serienreif sein soll. Continental setzt ebenfalls auf Festkörper-Lasersensoren, die völlig auf mechanisch bewegte Komponenten verzichten. Das Know-how dafür hat das Unternehmen im Silicon Valley zugekauft. Der automatisierte Lkw könnte also nicht nur für den Spediteur, sondern auch für die Zulieferer ein Geschäftsmodell werden.