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Matthias Wahler, Leiter Corporate Foresight, Research & Development der Wittenstein SE

Welche aktuellen technologischen, regulatorischen und wirtschaftlichen Herausforderungen beeinflussen die Produktentwicklung in der Antriebstechnik besonders?

Nachhaltigkeit ist einer der Faktoren, die aktuell die Produktentwicklung besonders beeinflussen. Es geht dabei aber nicht nur um Energieeffizienz, sondern auch um den Einsatz neuer Werkstoffe, die ohne Umwelt und Gesundheit gefährdende und zum Teil verbotene Stoffe wie PFAS (per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen) oder beschaffungskritische Materialien wie Seltene Erden auskommen und die sich gut recyceln lassen. Ein weitertes Thema ist der Cyber Resilience Act und die damit einhergehenden Prozesse in der Softwareentwicklung, da viele unserer Produkte einen immer höheren Softwareanteil aufweisen und auch Künstliche Intelligenz im Produkt wirksam wird.

In Zukunft werden Produkte und Lösungen verstärkt auch einen Softwareanteil haben, das heißt, es wird immer wichtiger, auch bei den Entwicklungstools eine interdisziplinäre Zusammenarbeit zu unterstützen.

Welche Bedeutung haben simulationsbasierte Entwicklungsprozesse und digitale Zwillinge für die virtuelle Absicherung, Funktionsvalidierung und Verkürzung der Entwicklungszyklen?

Modellbasierte Entwicklungsansätze und der Aufbau des Digitalen Zwillings spielen eine wesentliche Rolle. Digitale Zwillinge kommen bereits in der Konzeptphase der Produktentwicklung zur Optimierung des Produktdesigns zum Einsatz. Aber auch später werden durch virtuelle Prototypen Validierungs- und Prüfaufwände sowie die Entwicklungsdauer deutlich reduziert. Auf der Basis von Produktdaten und von Verhaltensmodellen in Bezug auf Energie, Thermik, Schwingungen oder Lebensdauer können bereits in frühen Konzeptphasen neue Qualitätslevel erreicht werden. Dadurch kann man sich bei einer Abnahmeprüfung auf den realen Prüfling beschränken – alle vorherigen Iterationsschleifen erfolgen am virtuellen Prototyp. Dieser Nutzen zeigt sich sowohl in der Komponenten- und Systementwicklung als auch bei deren Integration in die Maschine.

Wie verändern automatisierte Engineering-Workflows und modellbasierte Entwicklungsmethoden die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Mechanik, Elektronik und Software in der Entwicklung intelligenter Antriebssysteme?

In Zukunft werden Produkte und Lösungen verstärkt auch einen Softwareanteil haben, das heißt, es wird immer wichtiger, auch bei den Entwicklungstools eine interdisziplinäre Zusammenarbeit zu unterstützen. Dies erfordert standardisierte Schnittstellen und einen übergreifenden Digitalen Zwilling. Insbesondere durch den Einsatz von modellbasierten Entwicklungsmethoden und -Tools kann die Entwicklung kundenspezifischer Lösungen schnell und effizient erfolgen und somit die Time-To-Market verkürzt werden. Bei Wittenstein fördern wir die interdisziplinäre Zusammenarbeit über unser Fachexperten-Netzwerk, welches den domänenübergreifenden Austausch sicherstellt. Hier spricht man in der Fachwelt von ‚Advanced System Engineering‘.

Wie kann der Einsatz von künstlicher Intelligenz die Performance und Effizienz neuer Antriebssysteme verbessern?

Beim Einsatz von KI werden zum einen Produkte, die bereits einen Softwareanteil aufweisen, durch noch intelligenter sind. Diese Intelligenz kann dann z. B. genutzt werden, um die Effizienz im Betrieb zu optimieren. So können beispielsweise für Antriebssysteme mit Hilfe eines selbstlernenden, adaptiven Verfahrprofils die Systemverluste minimiert werden. Bei Wittenstein sprechen wir hier von cybertronischen Produkten und Lösungen. Zum anderen lassen sich durch KI-Methoden aber auch schon in der Produktentwicklung der Materialeinsatz, der Wirkungsgrad oder auch die Qualität und die Performance von Produkten optimieren.