Mit strategischen Forschungsvorhaben den deutschen Automobilstandort sichern
Am 01.12.2022 starteten die beiden finalen von insgesamt sieben strategisch wichtigen Projekten aus der BMBF-Förderung zu „Elektronik und Softwareentwicklungsmethoden für die Digitalisierung der Automobilität“.
Damit werden unter Beteiligung führender deutscher Forschungseinrichtungen und Unternehmen die Weichen für mehr technologische Souveränität und Technologieführerschaft gestellt. In den Vorhaben werden zentrale Fragen der Datenverarbeitung erforscht, um den hohen Anforderungen an Rechenleistungen, Flexibilität und Effizienz für Automobile der Zukunft gerecht zu werden.
Die nun gestarteten Vorhaben sind ein wichtiger Baustein für den Automobilstandort Deutschland. Die stetig voranschreitende Digitalisierung in Fahrzeugen im Zuge von Vernetzung und autonomem Fahren stellt enorme Anforderungen an die Datenverarbeitung. Mit der Förderung von insgesamt 135 Millionen EUR in den Jahren 2022 bis 2025 beschleunigt das BMBF den Wissenstransfer aus der Wissenschaft in die Industrie und sichert so die Spitzenposition und Innovationskraft der deutschen Automobilindustrie.
Transformation der Automobilindustrie
Mit der Förderung der Projekte folgt das BMBF den Expertenempfehlungen des sechsten Spitzengesprächs der Konzertierten Aktion Mobilität aus August 2021: Es werden zukunftsweisende Elektronik und Softwareentwicklungsmethoden erforscht, die weit über das autonome Fahren und die vernetzte Mobilität hinausgehen. Die Fördermaßnahme trägt außerdem dazu bei, die Transformation der Automobilindustrie angesichts der Megatrends Digitalisierung und Nachhaltigkeit voranzutreiben und im Sinne eines Transformation-Gesamtkonzeptes umzusetzen.
Neue Entwicklungsmethoden für die Zukunft
Die Digitalisierung ermöglicht es, Prozesse, Dienstleistungen und Fahrzeuge zu automatisieren und zu vernetzen, insbesondere auch mit Hilfe Künstlicher Intelligenz (KI). Dadurch kommt es allerdings im Fahrzeug zu einer rasant wachsenden Datenmenge, die effizient und möglichst energiesparsam verarbeitet werden muss.
Zentrale Ziele der Forschungsvorhaben sind daher die Entwicklung zukunftsweisender Elektronikhardware wie spezifischer Prozessoren, leistungsfähiger Software und innovativer Rechen- und Softwarearchitekturen. Diese müssen den hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit, Sicherheit, Kompatibilität und Echtzeitfähigkeit genügen. Gleichzeitig wird an neuen Softwareentwicklungsmethoden gearbeitet, welche die Entwicklung von Werkzeugen für die Weiterentwicklung selbst voranbringen und damit den gesamten Entwicklungsprozess auf eine höhere Stufe heben.
Forschung für mehr technologische Souveränität – die Forschungsprojekte im Überblick
Für die Bereitstellung hoher Rechenleistungen wird in dem Forschungsprojekt „Central Car Server - Supercomputing für Automotive - MANNHEIM-CeCaS“ erstmals ein für den Einsatz im Automobil qualifizierter Hochleistungsprozessor entwickelt und in einem Gesamtsystem integriert. Die innovativen Ansätze des Vorhabens sind ein entscheidender Baustein künftiger Fahrzeuge. Damit trägt das Projekt wesentlich zur technologischen Souveränität Deutschlands im autonomen Fahren bei.
Zwei weitere Vorhaben konzentrieren sich auf die elektrisch/elektronische Architektur der Fahrzeuge. Neue Ansätze sind hier notwendig, um intelligent und effizient mit den großen Datenmengen in zukünftigen Fahrzeugen umgehen zu können. Im Vorhaben „Plattformkonzept für verteilte heterogene Automotive-Echtzeit Rechennetzwerk-Architekturen - MANNHEIM-EMDRIVE“ arbeitet ein Konsortium an einer Plattform, die es ermöglicht, Rechenressourcen im Fahrzeug dynamisch nach Bedarf zur Verfügung zu stellen.
Einen Schritt vorher setzt das Vorhaben „Integrale agile E/E-Entwicklung für fusionierte und standardisierte Energie- und Datenbordnetze - MANNHEIM-KI4BoardNet“ an. Hier werden dynamische und durch Künstliche Intelligenz unterstützte Entwurfsprozesse sowie eine maximale Automatisierung bei der Entwicklung und Fertigung von Bordnetzen der Zukunft entwickelt und umgesetzt. Im Ergebnis wird die Entwicklung deutlich effizienter, die Funktionalitäten nehmen zu und man spart verbaute Leitungskilometer.
Auch an die Speicher werden in Zukunft höhere Anforderungen in Bezug auf Sicherheit und Leistungsfähigkeit durch das automatisierte Fahren gestellt. Im Vorhaben „Speichersysteme für das autonome Fahren - MANNHEIM-MEMTONOMY“ entwickelt das Forschungsteam Technologien, um die Lücke zwischen Rechengeschwindigkeit der Prozessoren und dem Zugriff auf den externen Speicher zu schließen. So können die großen Datenmengen und komplexen Rechenaufgaben der autonomen Fahrfunktionen schnell, energieeffizient und sicher verarbeitet werden.
Aktuell sind Entwicklungsprozesse für KI-Anwendungen stark von der Hardware abhängig, was hohe Kosten bei der Softwareentwicklung verursacht. Im Vorhaben „Flexibles KI-Deployment und KI-Plattformen für eingebettete, automotive Anwendungen - MANNHEIM-FlexKI“ wird darum die Automatisierung beim Einsatz von Softwaremethoden vorangetrieben, wodurch geringere Entwicklungskosten und schnellere Entwicklungszyklen sowie eine Unabhängigkeit von der eingesetzten Hardware erreicht werden.
Innerhalb der gesamten Fahrzeugarchitektur gibt es sehr viele Schnittstellen sowohl bei der Hard- als auch bei der Software. Die Forschungsteams im Vorhaben „Architektur und Technologien zur Orchestrierung von automobiltechnischer Agilität - AUTOtech.agil“ legen ihren Fokus auf die Standardisierung dieser Schnittstellen, um diese mehrfach verwenden, schnell aktualisieren und um neue Komponenten erweitern zu können. So entstehen leistungsfähige Software- und Elektronik-Architekturen für automatisierte Fahrzeuge.
Ziel des Projekts „Integrierte Entwicklung und Betrieb von sicheren Automotive-Systemen –AutoDevSafeOps“ ist es, Modelle, Werkzeuge und Prozesse für zuverlässige, zertifizierbare und sichere Automotive-Software zu entwickeln, die auch während des Betriebs mit Updates versehen werden kann. Die Kerninnovation liegt in der Hardwareunabhängigkeit der Lösung und der damit zusammenhängenden Breitenwirksamkeit des Ansatzes.
Mit der Fördermaßnahme „Elektronik und Softwareentwicklungsmethoden für die Digitalisierung der Automobilität“ trägt das BMBF also wesentlich zur Technologiesouveränität bei und sichert den Automobilstandort Deutschland nachhaltig.