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26. September 2019
Hochschule Landshut

Bordnetz Kongress

Programm

Donnerstag, 26. September 2019

09:15 - 11:00
Session Keynotes Keynotes
09:15 - 09:30
Begrüßung und Einleitung
09:30 - 10:00
Keynote: E/E concept study of a disruptive L5 Vehicle Ingo Reinhardt, Intedis  
Heutige moderne Fahrzeuge erfüllen größtenteils autonome Fahrfunktionen des Level 2 nach SAE, sind nutzerspezifisch konfiguriert, nicht kommerziell genutzt und partiell per 4G/LTE updatefähig. Einige wenige Fahrzeuge am Markt werden bereits mit L3 Funktionalitäten beworben, wenn sie auch noch nicht final freigeschaltet sind. Ob und in welchen Umfang diese bereits über notwendige redundante Energie- oder Datenverteilungssysteme verfügen, kann noch nicht final beantwortet werden. Klar ist jedoch, dass durchaus noch Optimierungspotential besteht, wie ein Vortrag von LEONI auf dem Bordnetzkongress in Ludwigsburg 2018 gezeigt hat. Daneben streben neue Marktteilnehmer in den Automobil-Sektor, sowohl als Mobilitätsanbieter als auch als Technologie-Lösungsanbieter, wie zum Beispiel Waymo, Google oder Lyft. Im Fokus stehen dabei neue Lösungsansätze, welche dem Trend zu alternativen Mobilitätskonzepten Rechnung tragen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf voll autonom fahrenden, elektrischen Fahrzeugen, flexibel einsetzbar für Personen- oder Gütertransport, einer permanenten IoT Verbindung sowie geringer Hardwarevarianz. Sie setzen dabei, an Stelle der klassischen Domainstruktur, auf eine servicebasierte Zentralrechnerarchitektur. Der Vortrag beschäftigt sich mit den Anforderungen an die E/E-Architektur und deren Systeme für ein disruptives Fahrzeugkonzept mit Level 5 Funktionalität und mehrfacher Redundanz für vollen Funktionserhalt nach Einfachfehler. Weiterhin werden die Hauptkomponenten im Sinne der ISO 26262 klassifiziert und unabhängigen Energiequellen zugeordnet. Zusätzlich werden mögliche Vernetzungsarchitekturen aufgezeigt. Abschließend zieht der Vortrag einen Vergleich zu bisher gezeigten radikalen Ansätzen etablierter Fahrzeughersteller.
10:00 - 10:30
Keynote: 3D Master Prozess: Toolgestützte, frühzeitige Qualitätssicherung der Daten aus der Topologieentwicklung Martin Mewe, BMW; Dr. Daniel Wienholtz, BMW  
Die physische Bordnetzentwicklung ist geprägt vom Dualismus der Disziplinen Elektrologik und Geometrie. In beiden Bereichen wird die Digitalisierung der Konstruktion schon seit vielen Jahren vorangetrieben. Durch neue Herausforderungen wie die steigende Variantenvielfalt oder das autonome Fahren muss der Entwicklungsprozess nun aber durchgängiger gestaltet werden, um die knappen Ressourcen bei den Entwicklern nicht zu vergeuden. Sei es durch vermeidbare Änderungsschleifen, sei es durch unnötige Wiederholungen. Ein Beitrag hierfür ist die Einführung einer durchgängigen Topologie-Entwicklung mit dem 3D-Master Ansatz. Dieser stellt die Durchgängigkeit vom 3D-Modell zur 2D-Maßzeichnung sicher und wird im Hause BMW etabliert. Durch die Weiterverwendung der 3D-Daten im gesamten Kabelbaumentwicklungsprozess steigen die Anforderungen an die Datenqualität deutlich. Diese Anforderungen betreffen zum einen die geometrische Qualität (z.B. Verbundenheit des geometrischen Netzwerks) und zum anderen die Abbildung der Vorgaben aus der Elektrologikentwicklung. Im Vortrag werden Methodik und Softwarepiloten zur Sicherstellung der Datenqualität im 3D-Master Prozess vorgestellt. Um die Datenqualität zu den Entwicklungsmeilensteinen zu gewährleisten, wurden in Pilotprojekten Messgrößen und -pläne vereinbart. Für die Ermittlung der Messgrößen wurde ein Toolset entwickelt, das auf Basis von KBL-Dateien aus heterogenen Quellen ein auswertbares, graphenbasiertes 3D-Topologiedatenmodell erstellt. Dieses erlaubt auch eine automatisierte Layout-Darstellung von komplexen Kabelbaumstrukturen, um möglichst frühzeitig im Prozess bestehende Defizite im Bereich der Datenqualität , z.B. für den 3D-Entwickler, aufzuzeigen.
10:30 - 11:00
Kaffeepause, Ausstellung, Networking

Parallele Sessions

11:00 - 13:30
Session 1 E/E-Architektur
11:00 - 11:30
Anforderungsmanagement für moderne Bordnetze Oliver Druhm, DRÄXLMAIER Group  
-­ Erfahrungsberichte - Prinzip Hoffnung -­ Was macht ein modernes Bordnetz aus? -­ Eine kurze Einführung in die Thematik des Anforderungsmanagement -­ Kommunikation ist alles - ohne Dokumentation ist alles nichts! -­ Grundlagen des Anforderungsmanagements -­ Impliziter Prozess der Entwicklung -­ Klare Grenzen - Systemdefinition und Systemkontext -­ Zusammenarbeit gestaltet sich neu auf alten Werten -­ Aufgaben für die tägliche Arbeit -­ Key-User Konzept im Anforderungsmanagement -­ Die Entwicklung der Zukunft - elektronisch - nicht elektrisch
11:30 - 12:00
Zonal Gateways: Optimizing an Automotive Ethernet based EE Architecture Dr. Christian Müller-Tomfelde, Visteon Electronics Germany  
The current automotive EE architecture with a myriad of electronic control units (ECUs) and one central vehicle gateway has grown over time and became very complex. The wiring harness for the network of such an architecture usually develops to the 3rd heaviest and costly part with up to 50 kg and a total length of up to 5 km. Todays` trends in automated driving will further increase the demand on the wiring harness by adding more ECUs, i.e., actuators and sensors. In the past, ECU consolidation was the industry response to reduce complexity in the wiring harness. In the future, technologies such as Automotive Ethernet and especially Time Sensitive Networking (TSN) will allow for an even more radical change in the EE architecture: the vehicle network becomes decomposed into subnetworks representing vehicle zones where dedicated ECUs provide gateway functionality to legacy car networks such as CAN and LIN, amongst others. On the one side, a dedicated ECU connects to all ECUs in the immediate vicinity, implemented by the rule of the closest proximity and is best coined as zonal gateway. On the other side, all zonal gateways are networked via Automotive Ethernet to form a communication backbone in the vehicle and allows, e.g., for processing vehicle data on a centralized computing unit. It can be shown, that this zonal architecture bears the potential to reduce the length of the overall wiring harness significantly to more than 50 %. Since more than 7 years, Visteon investigates in the area of multi domain consolidation resulting in the development of the world-first Cockpit Domain Controller (Cluster & IVI), which is in production with a German OEM since 2018. Furthermore, an ADAS Domain Controller is in a product development phase. Most recently, we are working on the topic of zonal EE architectures and the design of Zonal Gateways for data exchange and power distribution in collaboration with several OEMs and suppliers. In this paper, we discuss the trends and demands pointing towards the zonal architecture in future vehicles, fathom and articulate the underlying problem. We present our approach optimizing the length of the wiring harness for a given set of ECUs and the concept of zonal gateways for a future fully IP-based vehicle communication infrastructure.
12:00 - 13:30
Mittagspause, Ausstellung, Networking
11:00 - 13:30
VEC-Day VEC-Day
11:00 - 11:30
VES Workflow Forum - Die prostep ivip /VDA Bordnetz-Projektgruppen haben sich neu aufgestellt Jorgos Kyriazis, Volkswagen (prostep ivip Projektgruppe VES Workflow Forum); Johannes Becker, 4Soft (prostep ivip Projektgruppe VES Workflow Forum)  
Vehicle Electric System Workflow Forum (VES Workflow Forum) ist keine reine Namensänderung der prostep ivip / VDA Anwendergruppe, aus deren Feder die KBL- und VEC-Spezifikationen stammen. Mit der Umbenennung soll zum Ausdruck gebracht werden, dass sich die Gremien und die in der Projektgruppe vertretenen Anwenderfirmen langfristig zu Erhalt, Weiterentwicklung und Umsetzung der entstandenen Standards bekennen. Die KBL (Kabelbaumliste) und insbesondere der VEC (Vehicle Electric Container) bilden die Grundlage für ein digitales Produktmodell über den gesamten Produktlebenszyklus des Bordnetzes hinweg. Das VES Workflow Forum versteht sich als Anwenderforum, welches die Prozesse und Use Cases in der Bordnetzentwicklung erarbeitet und die Testaktivitäten im ECAD Implementor Forum steuert. Das VES Workflow Forum bündelt die Interessen der Anwenderfirmen und stellt sicher, dass die Standards die Bordnetzentwicklungsprozesse optimal unterstützen und mit ihnen wachsen. Durch die Vereinbarung von Methoden und Veröffentlichung von Tutorials soll die einheitliche Verwendung der Modelle erreicht werden. Das ECAD Implementor Forum führt Testrunden durch, um die Qualität der Schnittstellen zu verbessern. Unterschiedliche Interpretationen der Spezifikationen sollen dadurch beseitigt werden. Der Fokus der ersten Testrunde im Jahr 2019 liegt auf den Basiskomponenten des Leitungssatzes wie Steckern, Kontakten oder Leitungen und einfachen Komponentenspezifikationen. In diesem Vortrag wird ein Einblick in die aktuellen Aktivitäten der beiden Projektgruppen gegeben. Es wird berichtet, was die für Ende des Jahres geplante Version 1.2 des VEC an Neuem bringt. Modell-Highlights werden vorgestellt. Weitere Vortragsinhalte sind die im ECAD-Wiki veröffentlichten Implementation Guidelines und die Ergebnisse der ECAD-IF Testrunden.
11:30 - 12:00
VEC - Umfangreiches Modell, einfache Handhabung Tobias Fehlmann, 4Soft  
Der VEC-Standard ist ein umfassendes Modell zur Abbildung aller Aspekte des (logischen und phy-sischen) Bordnetzes und wurde im Rahmen des VES Workflow Forums (und seiner Vorgängergre-mien) des Prostep ivip entwickelt. Er soll dazu dienen, die Anforderungen aller am Prozess der phy-sischen Bordnetzentwicklung Beteiligten, also die der OEM´s, Konfektionäre, Komponentenliefe-ranten u.v.a., in sich zu vereinen. Das Modell dient gleichermaßen der Darstellung von Stammdaten, Verschaltung und Verdrahtung, Topologie und Geometrie, sowie der Verknüpfung weiterer Informationen, die in der Prozesskette von Bedeutung sind, wie z.B. Verarbeitungsvorschriften oder Symbolbilder. Selbst die Beantwortung vermeintlich einfacher Fragestellungen, wie beispielsweise: "Durch wel-che Leitungen wurde eine elektrologische Verbindung realisiert und wie verlaufen diese im Fahr-zeug?" sind in Dokumenten-orientierten Prozessen nur sehr schwer oder gar nicht zu beantwor-ten. Aber auch im integrierten Modell des VEC sind hierfür Auswertungen durch die verschiedenen Schichten des Modells notwendig. Die daraus resultierende Komplexität ist, vor allem für "Neueinsteiger" in das Thema Bordnetzent-wicklung, eine Herausforderung. Insbesondere, wenn die Verarbeitung der Daten im Rahmen ei-ner Anwendungsentwicklung von fachfremden Softwareentwicklern, und eben nicht von erfahre-nen Bordnetzentwicklern erfolgen soll. Aus diesem Grund wurde von der 4Soft GmbH im Auftrag und in Zusammenarbeit mit der Volkwa-gen AG eine Programmierschnittstelle (API) für den VEC in der Sprache Java entwickelt, um den Einstieg für Anwendungsentwickler zu erleichtern. Dies beinhaltet einerseits die Navigation auf dem VEC-Modell und andererseits die Bereitstellung von häufig benötigten Berechnungen auf dem Modell. Dabei werden die von der Projektgruppe vereinbarten Methoden zur einheitlichen Ver-wendung des Modells berücksichtigt, sodass VEC-Dateien, auch wenn sie in unterschiedlichen Sys-temen oder gar Unternehmen entstanden sind, unterstützt werden können. Aus Erfahrungen, die zusammen mit der Volkswagen AG gemacht worden sind, erscheint es möglich und sinnvoll, für diverse Fragestellungen auch die Logik für solche Modellinterpretationen zu standardisieren. Das Ergebnis dieser Überlegungen ist die "EasyBordnetz"-API. In diesem Vortrag wird berichtet, wie eine Anbindung von verschiedenen Datenquellen und deren Verarbeitung in unterschiedlichen, beliebig kombinierbaren API-Schichten ermöglicht wird und welche Artefakte aus den verschiedenen Disziplinen (Schaltplan, Kabelbaum, Topologie,...) miteinander verknüpft werden, um alle nötigen Informationen ohne großen Aufwand zur Verfügung stellen zu können. Außerdem werden sowohl aktuelle, also auch mögliche zukünftige Einsatzmöglichkeiten der API vorgestellt.
12:00 - 13:30
Mittagspause, Ausstellung, Networking

Parallele Sessions

13:30 - 15:30
Session 2 Fertigung/Materialien
13:30 - 14:00
Die thermische Integration des Bordnetzes und die Beschreibung seiner elektrischen Komponenten Prof. Dr. Hans-Dieter Ließ, Universität der Bundeswehr München  
"Das Bordnetz, die Verknüpfung der elektrischen Komponenten, unterliegt in der Automobiltechnik schon seit Jahren einer bemerkenswerten Entwicklung hinsichtlich seiner technologischen Komplexität und seiner ökonomischen Bedeutung. Mit dem Vordringen der Elektromobilität dürfte es auch hinsichtlich seiner Wertschöpfung die der mechanischen Bereiche überholen. In der Gegenwart ist eines der Kernprobleme der Bordnetztechnik die Optimierung seiner Systeme und Komponenten in Bezug auf ihre Leistungsgewichte. Dabei stellt sich sehr schnell heraus, dass man diese Aufgabe nicht für jedes einzelne Bauteil isoliert betrachten darf. Vielmehr korrespondieren die verschiedenen Bauelemente nicht nur elektrisch miteinander, sondern tauschen auch bisweilen erhebliche Leistungen in Form von Wärme aus, weshalb nur eine Komponenten-übergreifende, integrierende Optimierung der einzelnen Bauteile zu einer realistischen Gestaltung des Gesamtbordnetzes führen kann. Die folgende Darstellung eines für die Gewichtsoptimierung von Bordnetzen tragfähigen Konzepts konzentriert sich auf die Beschreibung, Verknüpfung und thermische Integration seiner elektrischen Komponenten. Der erste Schritt dazu soll mit der untersten und physikalisch übersichtlich beschreibbaren Ebene Wärmeerzeugung und Wärmetransport beginnen. Dazu werden für jedes Bauteil eines Bordnetzes charakteristische Konstanten festgelegt, wie etwa das elektro-thermische Wärmeäquivalent oder die Zeitkonstante, und ihre Abhängigkeit von Bauform und Einsatzbedingung durch Messung und Rechnung ermittelt. Gegebenenfalls stehen zur Unterstützung dafür auch geeignete Rechenwerkzeuge zur Verfügung, bzw. sind in Entwicklung oder können entworfen werden. Die nächste Stufe ist die Behandlung einer Schnittstelle zwischen zwei oder weniger Komponenten. Hier wird herausgearbeitet, welche zusätzlichen charakteristischen Invarianten, bei einer Leitung sind es u.a. die Längenkonstante und das elektro-thermische Wärmeäquivalent, definiert und bestimmt werden müssen. Damit können dann mittelkomplexe Strukturen, wie ein Motorkabelsatz, ausgelegt und optimiert werden. Die letzte und anspruchsvollste Stufe ist die vollständige Behandlung eines gesamten Bordnetzes mit allen seinen Komponenten. Dazu bedarf es einer vereinfachten Beschreibung der verwendeten Bauteile, wenn die Berechnung und Optimierung noch mit vertretbarem Aufwand durchgeführt werden soll. Ein erster realisierbarer Lösungsweg mit den erforderlichen charakteristischen Invarianten für jede der in Frage kommenden Komponente soll mit diesem Beitrag dargelegt werden. Dieser Lösungsansatz wird mit den bisher erarbeiteten elektro-thermischen Beschreibungen von Bordnetzen verglichen und die Leistungsfähigkeit bewertet. Ziel ist es das Bordnetz weitgehend virtuell zu entwerfen und vorab zu testen."
14:00 - 14:30
Intelligenz im Steckverbinder für Anwendungen im Automobil und der Automatisierungstechnik aus Sicht der Aufbau- und Verbindungstechnik für hochintegrierte Elektroniksysteme Dr. Frank Ansorge, Fraunhofer EMFT  
Das digitalisierte Bordnetz ist einer der wichtigsten Funktionsträger innerhalb von (autonomen) Automobilen, wie auch Automatisierungsanlagen. Die deutsche Industrie ist Weltmarktführer auf diesem Gebiet und muss sich in einem immer härter werdenden internationalen Wettbewerb behaupten. Die Differenzierung der Produkte erfolgt hier nicht nur über den Preis, sondern insbesondere über Attribute und Zusatznutzen wie technische Zuverlässigkeit und Innovation, Bedienkomfort und kompakte Bauweise. Hierbei kommt der Anschluss- und Kontakttechnik eine besondere Rolle zu. Im Beitrag werden Anwendungen für intelligente Steckverbinder aufgezeigt und es wird die dafür erforderliche Packaging Technologie ausführlich diskutiert. Es werden ausführlich die Anforderungen an verschiedene Sensoren und Sensortechnologien beleuchtet. Fokus liegt dabei auf der durchgängigen Verfügbarkeit von Prozessinformationen, Zustandsdiagnose und Energiemanagement, als wichtigen Teil der (Bordnetz-)verbindungstechnik. Der Anschluss- und Kontakttechnik von lösbaren Verbindungen, der Steckverbinder- Technologie, kommt in beiden Fällen eine besondere Bedeutung zu. Typische Ausfälle, durch Reibkorrosion oder chemische Korrosion, haben geringe Ankündigungszeiten und können dennoch zum Ausfall wichtiger Systeme führen. Eine integrierte Überwachung der jeweils aktuellen Verbindungsqualität durch integrierte, miniaturisierte elektronische Sensorsysteme könnte Abhilfe schaffen. Zukünftig können neuen aktiven Steckverbinder Sensor- und Diagnosefunktionen für die angeschlossenen Geräte (z. B. Erfassung des Energieverbrauchs, fehlerhafte Zustände, u. ä.) aufweisen. Neben den Anforderungen durch den Einsatz von IoT und Industrie 4.0 werden die erforderlichen Komponenten ausführlich diskutiert. Dazu wird es erforderlich Sensorik im Direktmontage Prozess einzusetzen. Es werden die der Materialeigenschaften für die Verwendung von "inhärent-intelligenter" Sensorik diskutiert und anhand einiger Beispiele erläutert. Ein besonderer Schwerpunkt des Beitrages ist die Packaging Technologie. Der Aufbau- und Verbindungstechnologie im Steckverbinder kommt eine besondere Bedeutung zu. Klassische Methoden, wie MID (Molded Interconnect Device) werden ebenso erörtert, wie die Umspritzung mit Thermoplast. Der erforderliche Miniaturisierunggrad kann nur durch den Einsatz von ungehäusten Silizium-Komponenten, sogenannte "bare dies" erreicht werden. Die elektrische Kontaktierung von Sensor- und Elektronik-Komponenten kann dann bevorzugt in Flip Chip Techniken mittels ACA (anisotrop conductive adhesive) oder ACF (anisotropic conductive film) Materialien oder lotfreien Kontaktiertechniken wie Cu-Sn-SLID (solid liquid interdiffusion) durchgeführt werden. Die Vor- und Nachteile der einzelnen Steckerspezifischen AVT wird gegeneinander abgewogen und ausführlich diskutiert. Eine weitere zukunftsweisende Aufbauvariante kann die Kombination der in gestanzten Bändern angebotenen Steckverbinder mit Foliensensoren auf der Basis von Rolle zu Rolle Prozessen sein. Das Besondere an dieser Aufbauvariante zeigt sich durch die grundlegende Annahme, dass damit Konfektionierung ermöglicht wird und der spätere Steckverbinder, der aus Metallteilen (Feder-Messer-System, Foliensensorik) in einem Gehäuse besteht, individuell bestückt werden kann.
14:30 - 15:00
Entwicklung eines bauraumoptimierten Steckverbinders unter Berücksichtigung des tatsächlichen Stromprofils und der eingesetzten Leitung mittels neuer Simulationsmethodik Christof Theus, Kostal Kontakt Systeme  
Immer mehr elektrische oder elektronische Komponenten finden ihren Einsatz in modernen Automobilen und Nutzfahrzeugen. Dabei erfüllen Sie verschiedene Funktionen im Bereich des Insassenkomforts oder der Sicherheit. Mit der aktuellen Entwicklung in Richtung E-Mobilität kommen Komponenten für den Antrieb hinzu, gleichzeitig müssen auch Nebenaggregate, welche bisher durch den Verbrennungsmotor betrieben werden, an ein Leistungsstromnetz angeschlossen werden. Durch die steigende Anzahl von Komponenten im Fahrzeug wird der Bauraum knapp und Steckverbinder müssen platzsparend ausgelegt werden aber gleichzeitig die steigende elektrische Last tragen. Für die Auswahl geeigneter Steckverbinder zur Übertragung einer gegebenen elektrischen Leistung werden heute Datenblattangaben bzw. Stromtragfähigkeitsdiagramme zu Rate gezogen, welche den maximal übertragbaren Dauerstrom darstellen. Schaut man sich hingegen die Stromprofile (Strom über Zeit) der Anwendungen an sieht man, dass der maximale Strom häufig nur für kürzere Zeitintervalle ansteht und während eines Großteils der Zeit nur ein kleinerer Versorgungsstrom oder ggf. gar kein Strom fließt. Wird dann der Steckverbinder einzig anhand der Stromtragfähigkeitsdiagramme ausgewählt kann das dazu führen, dass das System durch das anwendungsspezifische Lastprofil weit unterhalb seiner Grenzen betrieben wird. Für die Entwicklung eines bauraumoptimierten Steckverbinders ist es sinnvoll sich an dem tatsächlichen Lastprofil zu orientieren. Häufig spielt der verwendete Leitungsquerschnitt eine große Rolle bei der Bemessung eines Steckverbinders. Für eine Prognose der richtigen Dimensionierung im frühen Entwicklungsstadium wurde anhand von 3D-CAD Modellen mit Hilfe der Finiten - Elemente - Methode das Elektrisch-Thermische-Verhalten simuliert. Im späteren Entwicklungsstadium wird die FE-Simulation durch Prototypenmessung verifiziert bzw. optimiert. Eine weitere Möglichkeit das Elektrisch-Thermische-Verhalten numerisch zu simulieren ist die Berechnung anhand eines eindimensionalen Ersatzmodells des Systems. Die Parameter des Ersatzmodells werden anhand von Messdaten gefittet. Wird dieses gefittete Ersatzmodell mit einem allgemeinen Stromprofil beaufschlagt lässt sich die thermische Antwort des Systems berechnen. Reduziert man das Ersatzmodell auf ein einfaches RC-Glied mit parallelem Widerstand kann damit die thermische Zeitkonstante des Steckverbinders durch eine einfache mathematische Formel beschrieben werden. Christof Theus ist Mitarbeiter in der Technologieentwicklung bei KOSTAL Kontakt Systeme GmbH. Nach der Ausbildung zum Technischen Zeichner hat er an der FH-Köln Campus Gummersbach allgemeinen Maschinenbau mit Schwerpunkt Konstruktion studiert. Im Jahr 2012 hat er bei KOSTAL Kontakt Systeme als technischer Trainee angefangen. Seit 2014 arbeitet er in der Technologieentwicklung.
15:00 - 15:30
Kaffeepause, Ausstellung, Networking
13:30 - 15:30
VEC-Day VEC-Day - Prozesse
13:30 - 14:00
Holistic Automotive Design process for Communication Security & Functional Safety Hans-Juergen Mantsch, Siemens PLM  
Today´s automotive industry is very much driven by the unprecedented challenge to design Autonomous & Electrified Vehicles. Being able to provide the needed documentation & evidence for homologation & certification results in a major focus on Functional Safety respectively ISO26262 driven design. In addition, the technical implementation of AV features is expected to result in a vast increase of complexity, hardware, interconnect & data rates. In the cause of this "Rush for Safety", Communication Security is often neglected. Still it has a fundamental impact on the vehicle E/E design as well as the downstream implementation in the connected Electrical, Embedded Software & Network domains as exposing the vehicle internal control logic to public IP networks introduces the risk of dramatic hazards by e.g. injecting malicious code or unwanted remote-control. This presentation will demonstrate a proven, holistic E/E design flow which addresses exploration, design, verification, validation and certification of autonomous vehicles across all involved development domains, with a special focus on how to deliver solutions for security driven requirements for in- & outbound vehicle communication.
14:00 - 14:30
Virtuelle Validierung im Bordnetzprozess Uwe Prüfer, smartCable  
Virtuelle Validierung ist in einem mechatronischen Prozess wie dem Produktentstehungsprozess des physischen Bordnetzes besonders wichtig, da jede Änderung in den Ausgangsdaten Datenqualität -konsistenz und Rückverfolgbarkeit des Gesamtmodells beeinträchtigen kann. Agilität ist zusätzlich gefordert da gesetzliche Auflagen sich ändern können und Einfluss auf Regelkonformität haben. Im Vortrag wird gezeigt welche Methodik das Bordnetztool V5H benutzt um diesen Anforderungen zu genügen. Die Grundlagen werden durch eine modellbasierte Vorgehensweise im gesamten Lebenszyklus des physischen Bordnetzes bis hin zum Manufacturing geschaffen. Ein erweiterbarer Regelkatalog stellt sicher, dass neuen Erkenntnissen aber auch neuen Vorgaben jederzeit entsprochen werden kann. Prüfungen sind konfigurierbar, sodass in jeder Entwicklungsphase passende Prüfprogramme zusammengestellt werden können. Das detaillierte Prüfprotokoll hilft bei der Fehlerlokalisierung. Für den Datenaustausch zwischen Zulieferer und OEM wird die notwendige Qualität sichergestellt. Erheblicher Nutzen wird auch bei Wiederverwendung von Teilmodellen in anderen Projekten erreicht, weil mögliche Fehler bereits bei der Integration in die neue Umgebung sichtbar werden.
14:30 - 15:00
Simulation von Bordnetzen - auf dem Weg zur Predictive Maintenance mit dem Digital Twin Aravind Ramesh Chakravarthi, Leoni Bordnetz-Systeme  
Zunehmende Anforderungen der OEMs und ehrgeizige Vorgaben hinsichtlich Elektromobilität und Autonomen Fahrens erfordern innovative und zuverlässige Produkt- und Systemlösungen. Die Fahrzeughersteller stellen die Anforderungen an eine simulationsbasierte Produkt- und Systementwicklung an Tier-1- und Tier-2-Lieferanten. Die Anforderungen transformieren sich von einem Simulationsmodell zum so genannten Digital-Twin Ansatz. LEONI ist sich bewusst, dass die Qualität und die schnelle Bereitstellung komplexer Design-Lösungen nur durch die Anwendung und Ausschöpfung des vollen Potentials validierter Simulationsmethoden realisiert werden kann. Um die volle Komplexität eines Modells auf Systemebene zu erfassen und die Grundsteine für digitale Zwillinge zu schaffen, ist es wichtig, die Bedeutung, das Konzept und die Herausforderungen von Systemen und digitalen Zwillingen zu verstehen. Diese Präsentation versucht, im ersten Schritt zwischen den verschiedenen Ebenen von Simulationsmodellen, ihren Vor- und Nachteilen zu unterscheiden. Darüber hinaus wird das Konzept von Digital-Twin auf Basis der Kundenanforderungen als allgemeines Thema vorgestellt und speziell mit dem Bordnetz in Zusammenhang gebracht. Das Bordnetz stellt mehrere Herausforderungen für die Entwicklung und Wartung eines digitalen Zwillings von Komplexität/Variabilität bis hin zur Einbindung von softwarebasierten Steuergeräten dar. Daher gibt es mehrere Ansätze, die berücksichtigt werden müssen, die von der Komplexität, der Überwachungsrelevanz und dem zu beobachtenden Parametertyp abhängen, der den Typ des Digital Twin definiert. Um angestrebte Vorteile, wie z.b. Predictive Maintainance, kontinuierlich synchronisiertes virtuelles Modell und Hardware sowie eine Verbesserung der Nutzerzufriedenheit zu erreichen, werden in der Präsentation erste Lösungsansätze dargestellt.
15:00 - 15:30
Kaffeepause, Ausstellung, Networking

Parallele Sessions

15:30 - 17:00
Session 3 Test und Validierung
15:30 - 16:00
Signal improvement concept for CAN FD networks Yao Yao, CAN in Automation  
Nowadays, the communication demand is increasing. Especially in an Automobile, the demand, for achieving higher bit-rates, and for connecting more ECUs into CAN, is increasing significantly. CAN FD is developed, as a method to achieve higher data bit rates. But it is difficult to establish a robust CAN FD communication, under the network, which has much signal ringing. Because the bit rate is increasing, the bit decision timing is shortened while the signal ringing time is the same as in conventional CAN. As a result, the network size must be limited. Therefore, the signal improvement concept (SIC) is developed for achieving higher bit-rates, and to enable larger network topology flexibility. CiA has established the working group signal improvement to discuss the specification for signal improvement concept (SIC). There are two concepts for the SIC discussed in the working group. One technology is to suppress the ringing on the critical receiving nodes, the other one is to suppress the ringing on the transmitting node. The updated CiA 601-4 will provide the specification and recommendation for the signal improvement functionality. This presentation will introduce the functionality of the signal improvement concept (SIC), the SIC transceiver timing requirements, and the system timing behavior recommendation.
16:00 - 16:30
Testumgebung für heterogene E/E-Fahrzeugtopologien Christopher Manthey, GÖPEL electronic  
Die ausgeprägte Heterogenität sowie die steigende Komplexität moderner E/E-Fahrzeugarchitekturen bieten neue Herausforderungen für das Testequipment. Um trotz komplexer Übertragungsprotokolle, hoher Datenmengen und einer Vielzahl neuer Technologien die Zuverlässigkeit und Sicherheit der elektrischen Anlage des Kraftfahrzeugs sicherzustellen, ist die Anpassung oder Neuentwicklung von Testfällen und Testsystemen notwendig. Im Fokus des Vernetzungstests stehen dabei sowohl etablierte Bussysteme als auch moderne Übertragungstechnologien. Eine plausibilisierte und abgestimmte Datengrundlage sowie ein mehrstufiger Testprozess helfen, Folgefehler zu vermeiden. Durch den Einsatz einheitlicher Testmechanismen können heterogene Fahrzeugnetzwerke effizient getestet werden. Detaillierte Prüfungen zum spezifikationsgerechten Verhalten der Steuergeräte im Verbund können auf Basis der skalierbaren GÖPEL electronic-Testumgebung flexibel eingesetzt werden. Die Firma GÖPEL electronic zeichnet sich dabei durch langjährige Erfahrungen in der Zusammenarbeit mit OEMs und Zuliefern sowie durch Kundennähe und Flexibilität aus.
16:30 - 17:00
Modellentwicklung und Ermittlung der Zuverlässigkeit von elektrischen Komponenten im Bordnetz Dr. Sven-Joachim Kimmerle, Physical Software Solutions  
Die Entwicklung von der rechnerunterstützten Fahrassistenz bis zum vollautonomen Fahren setzt hohe Zuverlässigkeit der einzusetzenden Komponenten und Systeme voraus (ASIL B). Zahlen zur Zuverlässigkeit stehen aber noch nicht ausreichend zur Verfügung. Es ist abzusehen, dass damit die Wertschöpfung der Elektrik die der Mechanik überholen wird. Trotzdem hat an sicherheitsrelevanten Stellen wie bei der Lenksäule die mechanische Lösung immer noch Vorrang. Das steht im Gegensatz zur Luftfahrtechnik, wo "Fly by wire" mit ausreichender Redundanz mittlerweile Stand der Technik ist. Dort hat es mit der ISO 26262 und dem FIDES-Guide (FIT-Raten) schon früh intensive und firmenübergreifende Bemühungen einer Standardisierung gegeben. Das wird in der Automobiltechnik jetzt versucht nachzuholen. Der erste Schritt dazu kann nur auf der untersten, der Komponenten-Ebene beginnen. Die Frage ist, unter welchen Bedingungen und in welcher Zeit ein Bauelement seine Funktionen erfüllen kann. Die Bestimmung dieser Ausfallzeit setzt die Festlegung eines Ausfallkriteriums voraus, das dem Einsatz in der Praxis nahe kommen sollte. Da die gängigen Prüfungsmethoden nicht zerstörungsfrei sind, ist die Bestimmung immer mit einem hohen Messaufwand verbunden. Es wird deshalb mit der einfachsten Komponente des Bordnetzes, den unbegrenzten Leitungen begonnen. Als Ausfallkriterium wurde bei der hierzu durchgeführten Untersuchung die Versprödung der Isolierung mit Hilfe des Wickeltestes bei Raumtemperatur zugrunde gelegt. Damit gelang es mit Hilfe statistischer Auswertungen für einen begrenzten Temperaturbereich allgemein beschreibbare Zusammenhänge für den Mittelwert der Ausfallzeit und seiner Standardabweichung zu finden. Diese Ergebnisse kann man auf andere konstante Temperaturen hochrechnen und damit die Erwartungswerte der Ausfallzeit mit den zugehörigen Konfidenzintervallen statistisch angeben. Als anspruchsvoller erwies sich die Lebensdauer-Berechnung für Komponenten, die nacheinander verschiedenen Temperaturbelastungen ausgesetzt sind. So zeigten die Messergebnisse unter anderem, dass auch die Reihenfolge der unterschiedlichen Temperaturbelastungen signifikant in die statistischen Lebensdauer-Angaben eingeht. Als Ergebnis des Vergleichs der numerischen Simulation mit den Messwerten werden für Leitungen charakteristische Invarianten abgeleitet, die nur vom Isoliermaterial abhängen. Das entwickelte mathematisch-physikalische Modell wurde in ein Rechenwerkzeug umgesetzt. Ein nächster Schritt ist dann die Betrachtung weiterer Komponenten des Bordnetzes, die auf vergleichbare Weise beschrieben werden können. Das wären Steckverbindungssysteme, Kabelschuhe, Sicherungen und Massebolzen bis hin zu den peripheren Geräten. Hier werden dann die Abhängigkeiten der Invarianten der einzelnen Komponenten durch die gegenseitige Beeinflussung im Bordnetz zu behandeln sein.
15:30 - 17:00
VEC-Day VEC-Day - Workshop
15:30 - 17:00
Workshop: Digital Thread und Digital Twin in der Bordnetzentwicklung Oguzhan Balandi, Universität Kassel  
Die Semantic Web Technologien wurden entwickelt, um komplexe, heterogene und riesige Datenmengen im Internet zu bewältigen. Heutzutage werden diese Technologien zunehmend in der Industrie eingesetzt, weil Unternehmen mit den gleichen Problemen zu kämpfen haben. Die semantisch vernetzen Daten, die sogenannten Linked Data, bilden die Basis der Semantic Web Technologien. Linked Data ermöglicht in der Industrie eine transparente und adaptive Plattform für Collaborative Engineering und gleichzeitig eine algorithmierbare Ebene für die Automatisierung der Prozesse. Aufbauend auf dem Ontologie-basierte VEC, das auf dem vergangenen Bordnetzkongress vorgestellt wurde, wird im ersten Teil des Workshops Semantic Web-Technologien anhand praktischer Beispiele vermittelt. Es wird gezeigt, wie die Daten vernetzt, visualisiert, abgefragt und die logischen Regeln ausgeführt werden können. Im zweiten Teil des Workshops werden die Anwendungsfälle mit Schwerpunkt auf der Realisierung von Digital Thread und Digital Twin in der Bordnetzentwicklung diskutiert.
17:00 - 17:30
Abschluss-Keynote Abschluss-Keynote
17:00 - 17:30
Abschluss-Keynote: Die automatische Kabelbaum-Fertigung und der Lösungsraum durch neue Bordnetz-Architekturen Stephan Fahrnbauer, BMW  
Langfristig ist der Kabelbaum in seiner heutigen Form aus verschiedensten Gründen nicht mehr sicher zu beschaffen. Automatisierung in der Kabelbaumfertigung ist ein wichtiger Beitrag um die Versorgungssicherheit aufrecht zu erhalten. Um den Automatisierungsgrad in der Kabelbaumfertigung zu steigern müssen klare Gestaltungsrichtlinien berücksichtigt werden. Diese haben einen starken Einfluss auf das zukünftige Kabelbaumdesign und verändern dadurch die Bordnetz-Architektur grundlegend.

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