KI-Transformation im Automobilbau: Die Ingenieursmentalität

Während das Ökosystem der Elektrofahrzeuge die meiste Aufmerksamkeit der Mainstream-Medien auf sich zieht, verändert eine andere Entwicklung parallel die Automobilindustrie grundlegend: der Aufstieg des softwaredefinierten Fahrzeugs (SDV). Die heutigen Innovationen im Automobilbereich – ob Elektrofahrzeuge oder andere Fahrzeuge – basieren vollständig auf Software, und der KI-Boom beschleunigt diesen Wandel zusätzlich. Im Gespräch mit Engineering Edge erörterten Thomas Mueller, VP und CTO von Wipro Engineering, und Dr. Swarup Mandal, Global Head Automotive bei Wipro Engineering, wie KI die Automobilentwicklung heute und in Zukunft beeinflussen wird.

F: Was ist die wichtigste Umorientierung, die Automobilhersteller im Hinblick auf KI vornehmen müssen?

Thomas: Thomas: Falls die Autohersteller es nicht schon getan haben, müssen sie erkennen, dass sich die Welt grundlegend verändert hat. Autos waren einst rein analoge Produkte. Heute sind sie vernetzte, intelligente Geräte auf Rädern. Die Branche muss Autos als langlebige, digitalisierte Geräte betrachten, die mindestens zehn Jahre lang aktualisiert werden können.

Hersteller werden sich zunehmend durch Software differenzieren. Indem sie digital „immergrüne“ Fahrzeuge entwickeln, ermöglichen sie kontinuierliche Innovation – Fahrzeuge, die nach dem Kauf immer besser und intelligenter werden. Sie gewinnen zudem mehr Flexibilität, um auf die individuellen Bedürfnisse verschiedener Kunden einzugehen. Diese softwarebasierte Innovation wird durch KI massiv beschleunigt.

Thomas Müller

VP und CTO, Wipro Engineering

Jede Möglichkeit der softwaredefinierten Differenzierung wird von KI und oft auch von GenAI berührt.

Nur ein kleines Beispiel: Künstliche Intelligenz (KI) birgt großes Potenzial zur Optimierung des Kabinenkomforts und der Energieeffizienz durch die Nutzung von Oberflächenheizungs- und -kühlsystemen. Solche Anwendungsfälle werden sich in Bereichen wie Elektrifizierung, Batteriemanagement, Datenanalyse, autonomes Fahren, vorausschauende Wartung und vielem mehr wiederholen. Jede Möglichkeit der softwarebasierten Differenzierung wird von KI und häufig auch von GenAI (Generative KI) genutzt.

Dr. Swarup: Heutzutage beziehen wir GenAI aktiv in unsere Kundengespräche mit ein. Der größte Engpass beim Einsatz KI-gestützter Inferenztechniken in Fahrzeugen liegt im Bedarf an großer Datenmengenverarbeitung. Mit dem Aufkommen von GenAI wird die Inferenzfähigkeit verbessert und die Verarbeitung großer Datenmengen entfällt. Wir beobachten ein zunehmendes Interesse an der Integration von GenAI-basierten Funktionen. Darüber hinaus prüfen wir auch die Rolle von GenAI im Entwicklungszyklus, beispielsweise bei der automatisierten Codegenerierung, der Code-Performance-Optimierung und der Einhaltung von Vorschriften. So sind wir beispielsweise auf Situationen gestoßen, in denen eine automatisierte Testsuite.

Wir erzielen zwar eine hundertprozentige Erfolgsquote, doch bei weiteren Feldtests entdecken wir am Ende des Entwicklungszyklus Fehler oder Mängel. Um dem entgegenzuwirken, verfolgen wir zwei Ansätze. Erstens nutzen wir GenAI-basierte Tools, um Grenzfälle zu generieren und so die meisten Testanforderungen abzudecken. Zweitens setzen wir bei auftretenden Fehlern die Erklärbarkeitsfunktionen von GenAI ein, um die Ursache des Problems zu identifizieren und dadurch zusätzliche Testfälle zur Erweiterung der Testsuite zu generieren.

F: Welche Anwendungsgebiete gibt es für GenAI im Automobilbereich?

Thomas: Wir wissen, dass KI das Potenzial hat, Autos schneller und besser zu bauen. Autos enthalten heute 100 Millionen Codezeilen. KI kann helfen, die Komplexität dieses Codes zu bewältigen und zukünftigen Softwareprodukten ermöglichen, in Echtzeit aus Nutzerinteraktionen zu lernen. Das Ergebnis sind verbesserte Nutzererlebnisse und Autos, die sich an veränderte Bedürfnisse anpassen können. Kurz gesagt: Mit dem richtigen Umdenken ist es möglich, mithilfe von KI bessere Fahrzeuge zu entwickeln, die weniger kosten und einen höheren Wiederverkaufswert haben. Die Hersteller, die dies als Erste umsetzen, werden einen entscheidenden Vorteil gegenüber denen haben, die zögern.

Dr. Swarup: Es gibt zwei Hauptanwendungsbereiche für GenAI. Der erste Bereich umfasst GenAI-basierte Fahrzeugfunktionen wie Sprachassistenten zur Reduzierung von Ablenkungen, Verkehrsregelsysteme zur Unterstützung des Fahrers und hochauflösende Karten für autonomes Fahren. Der zweite Bereich beinhaltet die effiziente Verwaltung jeder Phase des Fahrzeuglebenszyklus, einschließlich Design, Entwicklung, Fertigung und Betrieb. Die Simulationsfähigkeit von GenAI-basierten Werkzeugen spielt dabei eine zentrale Rolle.

Q: F: Wie verändert KI die Herangehensweise der Automobilhersteller an Hardware und Software?

Müller: Das verändert alles grundlegend. Das Konzept des „softwaredefinierten Fahrzeugs“ (SDV) ist für die Zukunft der Automobilindustrie, die zahlreiche Fahrzeugmodelle entwickelt und in Serie produziert, von entscheidender Bedeutung. Die Kundenerwartungen haben sich verändert, und die Hersteller müssen Schritt halten. Künstliche Intelligenz wird dabei helfen.

Dr. Swarup Mandal

Globaler Leiter Automobilindustrie, Wipro Engineering

Das neue Paradigma im Automobilsektor ist das „KI-definierte Fahrzeug

Ein offensichtlicher und dringender Bedarf besteht darin, die Fahrzeugsoftware zu konsolidieren, um fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und digitale Cockpits zu ermöglichen, die auf einem Hochleistungsrechner (HPC) laufen. Dies erlaubt die kontinuierliche Bereitstellung neuer Software per Over-the-Air-Update. Künstliche Intelligenz (KI) kann das Fahrverhalten jedes einzelnen Fahrers im Haushalt im Alltag analysieren und die Fahreigenschaften anpassen, um das Fahrerlebnis zu verbessern, die Batterienutzung zu optimieren und vieles mehr. Mithilfe von KI können Automobilhersteller diese ADAS-Lösungen auf Basis realer Daten aus dem täglichen Gebrauch optimieren.

Dr. Swarup: Das neue Paradigma im Automobilsektor ist das „KI-definierte Fahrzeug“. SDV (Software-Defined Vehicle) erschließt das Potenzial der Fahrzeugaktualisierung, und KI ermöglicht es, diese Aktualisierung kontextbezogen an die jeweilige Umgebung und die Person(en) am Steuer anzupassen. OEMs werden zunehmend KI-gestützte Tools sowohl in der Entwicklung als auch im Betrieb einsetzen. Das angestrebte Ergebnis definiert die Fähigkeit der Software, von der Hardware unterstützt zu werden. Anders ausgedrückt: Es handelt sich um einen „KI-zentrierten, softwaregesteuerten Ansatz“."

Q: F: Welche anderen KI-gestützten Funktionen werden die Fahrer selbst bemerken?

Thomas: KI wird zur Verbesserung der Cockpit-Automatisierung, des automatisierten Parkens und der Spurhaltesysteme eingesetzt. Wie Dr. Swarup bereits erwähnte, spielt GenAI zudem eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Testszenarien. Dies wirkt sich letztendlich positiv auf das Fahrerlebnis aus. Durch die Generierung neuer Testszenarien trägt GenAI dazu bei, dass Automobilanwendungen gründlich getestet und fehlerfrei sind.

Dr. Swarup: Um genauer zu erläutern, wie KI das Nutzererlebnis im Fahrzeuginnenraum beeinflussen wird: Unternehmen wie Ford arbeiten bereits an Konzeptfahrzeugen mit adaptiven Benutzeroberflächen. Diese Oberflächen passen Sitzhöhe, Neigung und Armaturenbrettlayout kontextabhängig an. Wenn der Fahrer beispielsweise nicht aktiv fährt, während sich das Fahrzeug im Park- oder autonomen Modus befindet, sondern sich unterhält, kann der Sitz zurückgefahren werden, um mehr Platz für arbeitsbezogene Tätigkeiten zu schaffen. Dieses personalisierte und kontextbezogene Nutzererlebnis steigert Komfort und Produktivität.

Einige Unternehmen haben zudem Regelsysteme entwickelt, die Autofahrer bei der Einhaltung der Verkehrsregeln verschiedener Länder unterstützen. Diese Systeme liefern Hinweise und Informationen zu Straßenverhältnissen, gesperrten Strecken und weiteren relevanten Details. Zusätzlich werden beim Einparken Projektionslichter eingesetzt, um die Fahrspur anzuzeigen und andere Verkehrsteilnehmer zu warnen, wodurch das Parken sicherer und effizienter wird. Diese praktischen Anwendungen verdeutlichen den Fortschritt und das Potenzial von KI in der Automobilindustrie.

F: Wo liegen die Gewinnmöglichkeiten?

Thomas: Durch die Schaffung einer langfristigen und skalierbaren Fahrzeugcomputerplattform können die Hersteller die Cloud nutzen, um im Laufe der Zeit neue Funktionen und Funktionalitäten bereitzustellen.

Thomas Müller

Vizepräsident und CTO, Wipro Engineering

Die Gewährleistung von Raum für zukünftiges Softwarewachstum ermöglicht es, Fahrzeuge kontinuierlich zu verbessern. Die Branche muss dafür einiges umlernen und neue Wege beschreiten. Doch die Mühe lohnt sich.

Die Kernfunktionalität eines Motors zu verändern ist schwierig und würde offensichtlich kostspielige Rückrufaktionen erfordern. Die Art und Weise, wie der Motor „denkt“, zu verändern, ist jedoch eine ganz andere Sache. Durch den Einsatz von KI können Hersteller kontinuierlich neue Infotainment-Funktionen, Sicherheitsverbesserungen und Updates der Kernfunktionalität drahtlos bereitstellen. Einige dieser Software-Updates werden voraussichtlich kostenlos sein, andere hingegen optionale Upgrades, die Käufer entweder einmalig oder im Abonnement erwerben können. Hier lässt sich gutes Geld verdienen.

Dr. Swarup: KI wird die Rentabilität und gleichzeitig die Bezahlbarkeit auf dreierlei Weise steigern. Erstens wird sie die Fahrzeugentwicklung und den Betrieb effizienter und optimiert gestalten, wodurch die Entwicklungskosten sinken und der Fokus stärker auf die Optimierung der F&E-Kosten gelegt werden kann. Zweitens ermöglicht sie eine zusätzliche Einnahmequelle durch die Implementierung eines nutzungsbasierten Abrechnungsmodells für die Funktionen. Das dritte wichtige Potenzial liegt in den großen Datenmengen, die das Fahrzeug während des Betriebs erfasst. Hieraus lässt sich noch eine bedeutende Einnahmequelle erschließen, die das Ergebnis zusätzlich verbessern kann.

F: Warum nutzen die Hersteller angesichts der Möglichkeiten diese nicht schon häufiger?

Thomas: Veränderungen, insbesondere in der Großserienfertigung, sind leichter gesagt als getan. Mir ist völlig klar, dass jedes Unternehmen eine gewisse Lernkurve durchlaufen muss, um die Komplexität der KI-Integration in Fahrzeuge zu bewältigen – und genau hier kann Wipro helfen. Aber es geht um mehr. Hersteller sind nicht daran gewöhnt, die Computerhardware in Autos großzügig zu dimensionieren – das kann sich wie eine unnötige Ausgabe anfühlen, besonders wenn der Fahrer den Nutzen nicht sofort bemerkt. Hardwareänderungen und -modifikationen sind kostspielig und zeitaufwendig. Doch die Schaffung von Raum für zukünftiges Softwarewachstum ermöglicht es, Fahrzeuge kontinuierlich zu verbessern. Die Branche muss einiges umlernen und Neues lernen. Aber es lohnt sich.

Das erfordert natürlich eine andere Infrastruktur. Deshalb haben wir bei Wipro unser Cloud-Car-Ökosystem entwickelt , um OEMs die Entwicklung softwaredefinierter Fahrzeuge zu erleichtern. Die API-basierte Fahrzeugarchitektur innerhalb des Cloud-Car-Ökosystems ermöglicht es Entwicklern, neue Funktionen schnell zu prototypisieren und agile, responsive Designansätze zu verfolgen. Dies trägt zur Realisierung von Personalisierungsfunktionen und dynamischen Anpassungen innerhalb der Sicherheitsgrenzen bei.

Dr. Swarup: TDie Umstellung des Fahrzeugs auf die neue Generation der E/E-Architektur und die Bereitstellung von Anwendungen als Microservices verbessern die Wiederverwendbarkeit von Subsystemen einer Fahrzeugplattform. Dadurch können die Gesamtbetriebskosten für neue oder aktualisierte Funktionen um 30 bis 50 % gesenkt werden. Der Einsatz von Microservices und Containern ermöglicht zudem Skalierbarkeit. Die kontinuierliche Entwicklung und Integration von Softwarefunktionen kann Dienste und Benutzererlebnisse bieten, die die Kundenerwartungen übertreffen. All diese Initiativen zielen darauf ab, Innovationen für Automobilhersteller einfacher und risikoärmer zu gestalten. Wir bei Wipro unterstützen aktiv führende Tier-1-Zulieferer und OEMs bei ihrem Übergang zu SDVs (Software-Driven Vehicles).

F: Was müssen die Automobilhersteller tun, um sich vorzubereiten?

Thomas: Wir können zumindest davon ausgehen, dass die Nutzung von KI in der Automobilindustrie zunehmen wird. Sobald führende Unternehmen sie einsetzen, wird der Rest der Branche nachziehen müssen. Softwaredefinierte Fahrzeuge, kontinuierliche Over-the-Air-Updates, KI-gestützte vorausschauende Wartung, Echtzeit-Fahrzeugdiagnose, personalisierte Erlebnisse und autonome Fahrtechnologien werden künftig zum Standard gehören.

Ich wage die Prognose, dass bis 2028 die meisten neuen Pkw sowohl mit automatisierten Fahrfunktionen als auch mit KI-gesteuerten Komfortfunktionen ausgestattet sein werden . Traditionelle Automobilhersteller müssen angesichts der zunehmenden Komplexität moderner Fahrzeuge auf einen softwaredefinierten Ansatz umsteigen. Es ist an der Zeit, die Hardware-Software-Beziehung zu entkoppeln und die Vorteile einer Cloud-nativen Struktur für die Entwicklung von Automobilsoftware zu erkennen.

Dr. Swarup: Automobilhersteller sind zunehmend daran interessiert, KI-Lösungen in ihre Digitalisierungsprozesse zu integrieren. Um Kosten zu sparen, müssen sie zusammenarbeiten und nicht differenzierende Ressourcen wiederverwenden. Die so erzielten Einsparungen können für die Entwicklung kritischer Funktionen oder die Bereitstellung zusätzlicher Rechenressourcen genutzt werden, um den Wert von SDVs (Software-Driven Vehicles) besser auszuschöpfen. Jeder Hersteller muss den Transformationsprozess beschleunigt und kosteneffizient gestalten. Dies erfordert ein gut entwickeltes Ökosystem mit Software- und KI-Kompetenzen, um die Entwicklung und den Betrieb der Fahrzeuge zu steuern. Die OEMs sollten die Unterstützung von Engineering-Dienstleistern wie uns in Anspruch nehmen, die sich in einer einzigartigen Position befinden, die Zusammenarbeit zu fördern und die SDV-Entwicklung mit einem KI-gestützten, softwaregesteuerten Ansatz voranzutreiben.

Denso, ein führender Automobilhersteller, hat beispielsweise den Wunsch geäußert, klein anzufangen und seine KI-Kompetenzen schrittweise auszubauen, um spezifische Herausforderungen zu bewältigen. Immer mehr Kunden werden diesen Weg einschlagen. Automobilhersteller wissen um die Bedeutung der Rückverfolgbarkeit, insbesondere im Hinblick auf die Einhaltung gesetzlicher Bestimmungen. Durch die Kombination systematischer Tools mit menschlicher Expertise können wir Herausforderungen effektiv meistern und uns auf die Zukunft der KI in der Automobilindustrie vorbereiten.

Um mehr über die Engineering-Dienstleistungen von Wipro und darüber zu erfahren, wie wir KI einsetzen, um unseren Kunden die Verwirklichung ihrer Technologie- und Geschäftsziele zu ermöglichen, besuchen Sie bitte unsere Engineering-Seite und senden Sie uns eine E-Mail an info@wipro.com.