Software erfindet das Rad neu

Das Automobil durchläuft derzeit einen grundlegenden Wandel. Große Innovationen zeichnen sich bereits am Horizont ab. Im Mittelpunkt steht dabei immer die Software. Welche Auswirkungen wird dies auf die Automobilindustrie haben, da Autos zunehmend durch ihre Software definiert werden?

In diesem Artikel erörtern wir, wie Software das Konzept von Fahrzeugen revolutioniert:

• Das 'Warum'
• Faktoren
• Hindernisse 
• Der Weg in die Zukunft

Warum Fahrzeuge durch Software definiert werden

Autos haben sich allmählich von elektromechanischen Bauteilen zu Computern auf Rädern entwickelt. Damit wird Software zur primären Quelle der Wertschöpfung in Fahrzeugen. Dementsprechend nimmt die Softwareentwicklung einen immer größeren Teil der Forschungs- und Entwicklungsbudgets der Automobilhersteller in Anspruch, und bis 2030 wird erwartet, dass Software 50 % der Materialkosten von Fahrzeugen ausmachen wird. Die steigenden Investitionen der Automobilhersteller in die Softwareentwicklung spiegeln die Anerkennung der Tatsache wider, dass Software in naher Zukunft nicht nur den Großteil der Wertschöpfung ausmachen wird, sondern auch das Geschäftsmodell der Branche grundlegend verändern wird. Die Automobilhersteller werden konkurrieren und versuchen, ihre Marken auf der Grundlage von Software zu differenzieren. Neben der Veränderung ihres einzigartigen Wertangebots werden Softwarefunktionen das Verkaufsmodell grundlegend verändern - von einem Modell, bei dem die Erstausrüster (OEM) einmalige Verkäufe tätigen, zu einem Modell, bei dem Software- und Serviceprämien kontinuierliche Einnahmequellen darstellen.

Faktoren, die die Ausrichtung auf Software vorantreiben

Die neuesten Innovationen, die der Welt bevorstehen, erfordern hochentwickelte und komplizierte Software. Das autonome Fahren macht diesen Punkt am deutlichsten. Es wird künstliche Intelligenz erfordern, um Objekte als Menschen oder Autos zu identifizieren. Es wird ein hohes Maß an Konnektivität mit anderen Fahrzeugen und der Umwelt erfordern. Und es muss diese und zahllose andere Berechnungen augenblicklich durchführen oder es würde Unfälle riskieren, während es gleichzeitig eine unglaublich unempfindliche Cybersicherheit aufrechterhalten muss. Für das autonome Fahren werden große Mengen an Hardware-Geräten benötigt, die wiederum noch mehr Code erfordern. Moderne Luxusfahrzeuge haben bereits Hunderte von Millionen Codezeilen. Diese Zahl wird mit der zunehmenden Autonomie, Elektrizität und Vernetzung der Fahrzeuge noch weiter ansteigen.

Ein weiterer Faktor, der ein softwarezentriertes Geschäftsmodell für Automobilhersteller vorantreibt, ist die so genannte Hardware-Kommerzialisierung. Mit der Kommerzialisierung der Hardware ist die zunehmende Homogenität der Autoteile gemeint. In dem Maße, wie die Differenzierung bei der Fahrzeug-Hardware abnimmt, sinken auch die Gewinne. Und wenn die Teilehersteller nicht auf der Basis der Autoteile konkurrieren können, brauchen sie einen anderen Differenzierungsfaktor, um ihre Gewinne zu steigern - Software. Softwaredienste werden bereits allmählich zu einer wichtigen Einnahmequelle. Ein Beispiel für die Verschiebung des Geschäftsmodells ist Tesla, das seinen Kunden ein FOTA-Software-Upgrade (Firmware-over-the-air) für 100 Dollar/Monat anbietet. Experten gehen davon aus, dass sich das Abonnement-Geschäftsmodell weiter verbreiten wird, da es einen kontinuierlichen, nachhaltigen Cashflow ermöglicht.

Stolpersteine behindern die Zukunft

Da die Autos immer intelligenter werden, explodiert die Zahl der elektronischen Steuergeräte (ECU). In aktuellen Fahrzeugen umfassen diese Steuergeräte alles von der Motorsteuerung über Antriebsstrangmodule bis hin zu Karosseriesteuerungsmodulen usw.. Wenn Fahrzeuge neue Funktionen erhalten, benötigen sie natürlich auch mehr Steuergeräte, und mit zusätzlichen Steuergeräten wird die Verkabelung sowohl komplexer als auch teurer. Auch den Mikrocontroller-Einheiten (MCU), die als Basis der Steuergeräte dienen, sind Grenzen gesetzt. Um die vierte Stufe des autonomen Fahrens (L4) zu erreichen, wird erwartet, dass Fahrzeuge eine Rechenleistung von 100 Tera-Operationen pro Sekunde benötigen - zehnmal so viele Operationen/Sekunde wie bei autonomen Fahrzeugen der Stufe zwei. All dies wird zusätzliche Änderungen an der elektrischen und elektronischen Architektur erfordern. Erschwerend kommt hinzu, dass Steuergeräte oft von verschiedenen Zulieferern geliefert werden, die dann unterschiedliche Programmiersprachen verwenden, was die Steuergerätesoftware ineffizient und redundant macht. Es ist wahrscheinlich, dass die Computer in den Fahrzeugen immer mehr zentralisiert werden.

Abgesehen von den Herausforderungen bei der Hardware benötigt die Software-Entwicklungsorganisation in der Automobilindustrie dringend eine agile Transformation. Das traditionelle Top-Down-Modell der Softwareentwicklung ist ein veraltetes Relikt aus der Zeit, als das Ende des Wertschöpfungszyklus der Verkauf des Fahrzeugs war. Es ist zu schwerfällig und kostenintensiv, um die schnellen Software-Iterationen zu liefern, die für einen Software-Service und ein Abonnementmodell erforderlich sind. Die Fahrzeughersteller müssen die Zeit bis zur Markteinführung verkürzen und sicherstellen, dass die Softwaredienste mit Blick auf den Endnutzer entwickelt werden. Dazu muss ein agiler Ansatz gewählt werden. Die agile Methodik bringt jedoch ihre eigenen Herausforderungen mit sich, insbesondere in einer so großen und komplexen Organisation wie der eines Automobilherstellers. Sie birgt die Gefahr von Silos. Funktionsübergreifende, kollaborative Teams können dieses Risiko mindern und die Effizienz fördern. Software Analytics kann auch eine agile Umstellung erleichtern, indem sie tiefe Transparenz in der Softwareentwicklung schafft und es der Unternehmensführung ermöglicht, den Fortschritt verschiedener digitaler Initiativen zu verfolgen und Problembereiche aufzuzeigen, in die die Manager eingreifen können.

Die Herausforderungen und geeigneten Strategien für die Mitglieder der Automobilindustrie sind sehr unterschiedlich, je nachdem, ob sie als Luxus- oder als Massenmarke positioniert sind, ob sie weiterhin Verbrennungsmotoren produzieren oder auf Elektroantrieb umstellen und ob sie Erstausrüster oder Teilehersteller sind. Viele Fahrzeughersteller müssen beispielsweise ihr eigenes Betriebssystem entwickeln oder gehen dazu in unterschiedlichem Maße Partnerschaften mit Technologieunternehmen ein. Der Wandel in der Branche hat auch Akteuren in der Automobilindustrie, wie Chip-Herstellern oder Algorithmus-Entwicklern, eine neue Bedeutung verliehen.

Der Weg in die Zukunft

Der Weg, der vor uns liegt, ist sehr unterschiedlich, je nachdem, welche Rolle das Unternehmen in der Lieferkette spielt. Doch unabhängig davon, ob es sich um einen Automobilhersteller, einen Teilelieferanten oder einen reinen Softwareanbieter handelt, stehen sie alle vor einer ähnlichen Herausforderung: Software erfindet das Auto neu, aber ihre Entwicklung bleibt unüberschaubar und komplex. Vielen Akteuren in der Automobilindustrie, insbesondere den etablierten Automobilherstellern, fehlt es an Software-Know-how und Talent, um die anstehenden Herausforderungen zu meistern. Digitale Boardrooms bieten einen Teil der Lösung, indem sie ein Maß an Transparenz in die Software-Organisation bringen, das die strategische Verwaltung und Planung durch die Unternehmensführung ermöglicht.