«Für die vollständige Automatisierung braucht es eine Revolution.»

Innerhalb des Forschungsprojektes Next2OEM wird seit Februar 2023 daran gearbeitet, eine digitalisierte und automatisierte Wertschöpfungskette zu entwickeln − von der Leitungssatzentwicklung über die Leitungssatzfertigung bis hin zur Montage in die Karosserie im Automobil. Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, verfolgt Next2OEM das Hauptziel, die Leitungssatzfertigung zurück nach Deutschland zu holen.

Am Beispiel einer Mittelkonsole wurde die praktische Anwendbarkeit im Verlauf des Jahres 2025 bei Audi in Ingolstadt, Deutschland, validiert und so die Grundlage für eine mögliche Weiterentwicklung zum Serieneinsatz gelegt. Dafür wurden hochautomatisierte Lösungen für die Leitungssatzfertigung und -montage in das Fahrzeug entwickelt und als Demonstrator verkettet. Die entwickelten Konzepte sollen skalierbar auf den kompletten Leitungssatzumfang für zukünftige Fahrzeugprojekte adaptiert werden können.

Das Projekt wurde beim Konsortialführer Audi, durch Dr. Ingo Busche, Leiter Entwicklung Bordnetz Konzept und Robust Design, AUDI AG betreut. Wir haben mit ihm gesprochen und wollten wissen, wie das Next2OEM-Projekt gelaufen ist und welche Auswirkungen es auf die Zukunft hat.

Herr Dr. Busche, Sie sind seit fünf Jahren als Leiter Entwicklung Bordnetz Konzept und Robust Design bei Audi tätig und führen das Next2OEM-Förderprojekt in Ingolstadt an. Welches sind die grössten Herausforderungen, die Audi derzeit in der Bordnetzfertigung und beim Kabelbaumdesign sieht?
Wir beobachten eine kontinuierliche Funktions- und Leistungssteigerung in unseren Bordnetzen, die zu mehr Gewicht, höherer Komplexität und einer gesteigerten Bauraumanforderung im Fahrzeug führt. Weitere Themen, die uns bewegen, sind die Veränderung der klassischen Domänenarchitektur und die Anpassung der Spannungslage. Unser Ziel ist es, die Variantenvielfalt von Bordnetzen zu reduzieren. Nach innen gerichtet haben wir große Aufgaben vor uns, wie die Transformation in der Automobilindustrie von einer geometrischen 3D-Welt hin zu einer Software Defined Vehicle Organisation. Die Softwareorientierung bedeutet auch, dass wir unser Mindset verändern. Zum Beispiel müssen wir unsere Entwicklungsprozesse an eine softwareorientierte Auslegung unserer Produkte anpassen. Dabei nimmt das Bordnetz eine zentrale Rolle ein. Bisher sind wir in der Leitungsführung sehr stark in der 3D-Welt unterwegs gewesen, heute nehmen wir mehr Einfluss in der Datenwelt, Software und E/E-Architektur, also der Struktur und dem Aufbau der elektrischen und elektronischen Systeme im Fahrzeug.

Bei Next2OEM steht die Zusammenarbeit zwischen OEMs, Tier-1-Zulieferern und Technologiepartnern im Fokus. Was war die ursprüngliche Motivation von Audi, dieses Projekt voranzutreiben?
Bereits 2022 habe ich in einem Vortrag beim Bordnetzkongress in Ludwigsburg aufgezeigt, dass wir die Automatisierung als Teil unserer Wettbewerbsfähigkeit sehen. Sie ist ein wichtiger Punkt, um den Wirtschaftsstandort Deutschland abzusichern. Im Hinblick auf die Automatisierung im Bereich des Bordnetzes ist das Verbesserungspotenzial in der OEM-Produktion gross, denn sie liegt aktuell bei unter 10 Prozent. Wir sind der Überzeugung, dass sich die Automatisierung nur über die gesamte Industrie skalieren lässt und keine singuläre Lösung der AUDI AG oder des Volkswagen-Konzerns sein kann. Dieses gemeinsame Projekt bewirkt sicher mehr, als im Alleingang ein Vorentwicklungsprojekt aufzusetzen. Denn die Erkenntnisse sollen auch dazu beitragen, Deutschland als Standort zu sichern und international wettbewerbsfähig zu sein. Man darf nicht vergessen, dass wir mit Asien und Nordamerika konkurrieren.

Das Ziel von Next2OEM ist es, die gesamte Wertschöpfungskette der Leitungssatzfertigung zu digitalisieren und stark zu automatisieren. Welche Vorteile verspricht sich Audi von diesen Prozessen?
Wir waren von Anfang an überzeugt, dass in einem Förderprojekt der maximale Grad der Automatisierung das Ziel sein muss. Und das gelingt nur, wenn die gesamte Wertschöpfungskette eingebunden ist. Wir wollten einen grossen Schritt machen und mit dem Förderprojekt gemeinsam lernen, wie wir zukünftig automatisierungsgerecht entwickeln können. Das betrifft in der heutigen Entwicklung den physischen Aufbau des Fahrzeugs, die digitalen Daten sowie deren Vernetzung, wobei sich das Förderprojekt hauptsächlich auf die Validierung der Datenseite fokussiert. Next2OEM wird seitens Audi sowohl von der Bordnetzentwicklung als auch von der Produktion, dem Audi Production Lab, getragen. Wir bringen bei Audi also bereits zwei Geschäftsbereiche zusammen, die auf das Thema der Wertschöpfungsketten einzahlen.

In der Realität ist die Bordnetzfertigung nach wie vor von vielen manuellen Arbeitsschritten geprägt. Wo sehen Sie das grösste Potenzial für Automation?
Diese Frage ist nicht einfach zu beantworten, denn: Die vollständige Automatisierung, wie sie Next2OEM anstrebt, ist nah am produzierenden OEM-Werk, flexibel, reaktionsschnell und liefert eine konstant hohe, messbare Qualität. Dazu gehört auch ein Datenraum mit allen Informationen, der in Zukunft immer wichtiger werden wird. Wo hier die Vorteile liegen, ist klar. Gleichzeitig ist die Automatisierung einzelner Prozessschritte an heutigen Fertigungsstandorten eine herstellerabhängige, technische Evolution auf Basis von klassischen KPIs. Es handelt sich also um zwei schwer vergleichbare Ansätze, da je nach Konfektionär andere Automatisierungsschritte relevant wären.

Ich bin der Meinung, dass kleine, technische und evolutionäre Automatisierungsschritte nicht zum Ziel führen werden. Für die vollständige Automatisierung braucht es eine Revolution. Unser Ziel ist ganz klar der höchste Grad der Automatisierung, denn: Was wir innerhalb des Förderprojektes in Sachen Fertigungsautomatisierung sehen, ist in China und Japan bereits heute möglich. Wir sind bereit, unseren Leitungssatz so zu entwickeln, dass wir diese Automatisierung auch in unseren Produkten erreichen und unternehmen dafür bereits viel. Wir brauchen auf der anderen Seite aber einen Hersteller, der dann auch kosteneffizient automatisiert produziert.

Inwieweit spielt die zonale Architektur des Leitungssatzes im Fahrzeug eine Rolle im Projekt?
Neue E/E-Architekturen, wie die zonale Architektur, sind ein wesentliches Element, um die Komplexität im Leitungssatz zu reduzieren. Der neue, nach geometrischen Zonen aufgeteilte Aufbau verspricht kleinere, leichter automatisierbare Leitungssatzmodule im Fahrzeug. Aktuell ist der Leitungssatz häufiger nach funktionalen Zonen, wie zum Beispiel Audio oder Klimatisierung aufgeteilt. Das führt zu grösseren, zusammenhängenden Strukturen.

Zu behaupten, dass man in einer Domänen-Architektur nicht automatisieren kann, wäre allerdings falsch, denn wir zeigen auf, dass es geht. Im Projekt haben wir einen autarken Leitungssatz herangezogen, konkret die Mittelkonsole aus einem aktuellen Audi-Produkt. Bei kundenspezifischen Kabelsätzen wie wir sie heute kennen, zum Beispiel einem Innenraumleitungssatz, ist Stand heute eine Automatisierung kaum möglich. Die Frage war also, wie weit wir springen wollen.

Wenn man das Bordnetz betrachtet, wären sicherlich geometrische und nicht funktionale Zonen wünschenswert. Kleine, kompakte und variantenarme Leitungssätze sind in neuen Architekturen wahrscheinlicher und noch besser automatisierbar. Aber Wünsche im Hinblick auf das Bordnetz gehen oft nicht Hand in Hand mit der Realität im Fahrzeug.

Warum ist das Thema Leitungen und deren Verarbeitung für Audi so relevant geworden? Traditionell ist dieser Bereich ja bei den Zulieferern verortet.
Die Anzahl der Funktionen im Premium-Segment wächst, folglich auch der Leitungssatz und damit die Notwendigkeit, eine Lösung für steigende Kosten, Gewicht und Verbaubarkeit zu finden. Den grössten Lösungsraum sehen wir heute in den E/E-Architekturen. Neue Architekturen helfen bei der Restrukturierung des konventionellen kundenspezifischen Kabelsatzes (KSK) hinzu zonalen Ansätzen, die eine Automatisierung begünstigen.

Um automatisieren zu können, müssen wir dies bereits in der Entwicklung entsprechend berücksichtigen. Doch diese Kompetenz müssen wir uns erst erarbeiten und dafür ist die Betrachtung der gesamten Wertschöpfungskette aus unserer Sicht am zielführendsten. Wir schieben diese Aufgabe nicht einfach den Konfektionären zu, sondern wollen bei Audi lernen, automatisierungsgerecht zu entwickeln. Dabei hilft das Verständnis für den Datenraum und wie dieser mit der Komplexität eines Bordnetzes funktionieren kann. Ich gebe zu: Welche Daten eine Maschine von Komax braucht, hat mich früher nicht interessiert. Heute ist das anders, denn gegenseitiges Verständnis innerhalb der digitalen Wertschöpfungskette ist sehr wertvoll.

Welche Anforderungen stellt Audi an seine Zulieferer für die Herstellung von Kabelbäumen?
Wir werden den Fokus künftig noch stärker auf die Automatisierung von Leitungssätzen richten, sowohl im Niedervolt- als auch im Hochvoltbereich. Dies mit einer klaren Definition im Lastenheft. Und wir werden den Automatisierungsgrad der eingekauften Leitungssätze abfragen. Es wird spannend sein zu sehen, welche Rückmeldungen wir bei diversen Projekten seitens der Hersteller erhalten, auch im Kontext der Wirtschaftlichkeit.

Das Next2OEM-Förderprojekt wird Ende Januar abgeschlossen sein. Wie ist es gelaufen und welche Erkenntnisse können Sie ziehen?
Es ist sehr gut gelaufen. Alle Partner haben an einem Strang gezogen und waren sehr motiviert. Das macht das Leben als Konsortialführer natürlich leichter. Durch die Arbeit an der gesamten Wertschöpfungskette haben wir voneinander gelernt. Warum zum Beispiel Ultraschallschweissen im Prozess wichtig ist, wie und warum Komplexität und Varianz reduziert werden müssen.

Wir sehen sehr deutlich, dass eine automatisierte Vormontage beim OEM nur mit einer automatisierten Leitungssatzfertigung funktionieren wird. Diese Erkenntnis ist wichtig, denn sie bedeutet, dass wir dementsprechend einkaufen und automatisiert beliefert werden müssen. Und wir haben festgestellt, dass wir in Europa in der Lage sind, durch die gute Vernetzung in der Wertschöpfungskette Ergebnisse zu erzielen, die weltweit einmalig sind. Was wir mit dem Next2OEM-Förderprojekt hier umgesetzt haben, ist weltweit einmalig. Dadurch sind wir in der Lage, Impulse in die Industrie zu geben, sowohl in der Digitalisierung als auch in der physischen Umsetzung. Ein weiterer Effekt ist, dass die Hemmschwelle bei der Automatisierung weiterzumachen und tiefer ins Detail zu gehen bei den beteiligten Kollegen schwindet.

Welche Konsequenzen haben diese Erkenntnisse für die Zukunft bei Audi?
Im ersten Schritt werden wir das Thema Bordnetz-Automatisierung bei Audi und innerhalb des gesamten Volkwagen-Konzerns noch stärker diskutieren. Die Konzern-Arbeitskreise haben das Next2OEM-Projekt live vor Ort gesehen, wir tauschen uns unter den Marken zu den Erkenntnissen aus und nutzen sie natürlich konzernweit, denn Skalierung ist eine Stärke des Konzerns.

Darüber hinaus nehmen auch andere technische Bereiche die Bemühungen hin zur Automatisierung wahr. Wenn selbst die Fertigung biegeschlaffer Teile automatisiert werden kann, spricht das für ähnliche Schritte bei weiteren Bauteilen. Das ergibt einen interessanten Effekt. Welche Auswirkungen das Projekt auf unsere Produkte haben wird, können wir in den nächsten zwei bis fünf Jahren sehen. Mit Next2OEM haben wir vorindustrielle Ergebnisse erzielt, die in einem nächsten Schritt in die Produktentwicklung implementiert werden könnten.

Komax hat als Partner innerhalb von Next2OEM viel Erfahrung aus der automatisierten Kabelverarbeitung eingebracht. Wie wichtig ist diese Automatisierungskompetenz für den Erfolg des Projekts?
Der Beitrag ist enorm wichtig, da Komax viele Schnittstellen mit den Partnern hat. Das fängt bei den digitalen Daten an, geht über die Bordnetz-Komponenten bis hin zum Konfektionär. Noch wichtiger ist aber der Ausblick, den Komax gibt. Aus unserer Sicht hat das Unternehmen erkannt, wie ein sehr hoher Fertigungs-Automatisierungsgrad erreicht werden kann. Wenn wir unsere Ziele erreichen wollen, werden wir in der Fertigung einen Automatisierungsgrad von über 90 Prozent haben. Auch im Vergleich mit der Konkurrenz aus Asien wird das ein Spitzenwert.

Können Sie Beispiele nennen, in denen Komax einen entscheidenden Mehrwert für das Projekt geliefert hat?
Wenn wir den Zusammenschluss der Sigma-, Zeta- und Omega-Maschinen einmal ausblenden, sind es im Wesentlichen drei Punkte: Erstens garantiert Komax hohe Liefertreue und Qualität in der Fertigung, was alle Partner mitgezogen und vorangetrieben hat. Zudem zeigt Komax echtes Interesse an der gesamten Wertschöpfungskette, hat sich aktiv eingebracht und die richtigen Fragen gestellt. Zweitens waren die Erkenntnisse, die wir im Bereich der Splice-Gestaltung im Mittelkonsolen-Leitungssatz erzielen konnten, für uns sehr wichtig und wertvoll. Und drittens waren die Erarbeitung der Taping- und Testing-Lösungen ein elementarer Bestandteil des Projektes. In der Summe sind es die Mitarbeitenden, die Kompetenz von Komax, die wertvollen Inputs und die Qualität, die ich hier besonders hervorheben würde.

Zum Abschluss: Welche Fähigkeiten müssen Partner und die Industrie generell mitbringen, um gemeinsam mit Herstellern wie Audi den nächsten Schritt in Richtung hochautomatisierter Bordnetzproduktion zu gehen?
Aufgrund des weltweiten Drucks wünsche ich mir vor allem Verständnis für die Investitionsrechnung bei automatisierter Fertigung, also dem «Capital Budgeting». Erhalten Hersteller heute einen Auftrag von uns, wird dieser umgesetzt, ausgeliefert und sie erhalten sofort Geld. Eine Realität mit vollständiger Automatisierung würde bedeuten, dass Tier-1-Hersteller sehr viel früher investieren müssen und erst später Geld erhalten. Der Return of Investment wird also verzögert. Ist kein Verständnis für das Capital Budgeting vorhanden, werden wir unsere Ziele nur schwer erreichen können. Das Projekt zeigt auf, dass wirtschaftliche Diskussionen hinsichtlich Anlageninvestitionen geführt werden müssen.

Dazu kommt, dass der Mehrwert der erlangten Daten erkannt werden muss, also für den Rucksack, den ein Bauteil mit sich trägt. Die Daten, die während der Produktion oder Montage eines Bauteils entstehen, wie zum Beispiel die Position des Steckers, die von Anfang bis Ende beibehalten wird. Wenn der Stecker am Leitungssatz nach der Fertigung in die «Transportbox fällt», wird der Rucksack automatisch geleert. Denn die Daten, im genannten Beispiel die Position, können nicht mitgenommen und müssen später neu gewonnen werden. Der Wert von Informationen und die Weitergabe über die gesamte Wertschöpfungskette ist nicht zu unterschätzen.

Ausserdem brauchen wir Partner, die Automatisierung als Wettbewerbsvorteil verstehen und nicht als zusätzliche Anforderung des OEM. Wir wollen Hersteller nicht mit Vorgaben konfrontieren, sondern eine kooperative Zusammenarbeit führen, denn: Wir können keinen Leitungssatz entwickeln ohne einen Konfektionär, der ihn baut. Wir wollen also niemanden in eine gewisse Richtung treiben. Wir wünschen uns Verständnis dafür, dass Automatisierung von Vorteil ist.