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Das software-definierte Fahrzeug wird fortlaufend digital nachgerüstet: Bei notwendigen Over-the-Air-Updates helfen Zulieferer und IT-Spezialisten.
Foto: Bosch
Das software-definierte Fahrzeug wird fortlaufend digital nachgerüstet: Bei notwendigen Over-the-Air-Updates helfen Zulieferer und IT-Spezialisten.

amz-Serie: Over-the-Air-Updates, Teil 2

Automotive Software: Digitale Nachrüstung

Alles Gute kommt von oben: Die Autobauer setzen bei ihrer digitalen Strategie auf Funktionen aus der Datenwolke. Doch wie so oft beim modernen Autobau: Ohne die Unterstützung der Zulieferer geht es auch bei Over-the-Air-Transfers nicht.

Wenn Smartphone-Nutzer für jedes Update zum Spezialisten müssten, dann würden Mobiltelefone gewiss ein Nischendasein führen. Regelmäßige Aktualisierungen und Funktionserweiterungen über das Internet sind Erfolgsfaktoren. Auch moderne Fahrzeuge entwickeln sich zum „Smart Device“ und immer mehr hinein ins „Internet der Dinge“. Das Auto wartet nicht mehr untätig in der heimischen Garage, sondern lernt in dieser Zeit dazu. Zur nächsten Ausfahrt ist es genau so schlau wie das gleichzeitig aus der Fabrik rollende Pendant. „Vorbild der Digitalisierung im Fahrzeug sind Smartphone & Co. Das sehen wir klar in der Darstellungs- und Bedienlogik im Cockpit, wo sich Displays in allen Fahrzeugklassen durchsetzen“, bekundet Martin Schleicher, Head of Software Strategy bei Continental. Hinzu komme ein rasantes Wachstum an Softwarefunktionen bzw. Applikationen sowie die Möglichkeit für drahtlose Updates und „Funktionen auf Abruf“.

Eine wichtige Rolle beim „softwaredefinierten Auto“ nehmen Betriebssystem und Elektronik-Architektur ein. Die Gretchenfrage für Fahrzeughersteller auf dem Weg zum „OEM.OS“: Selber machen oder einkaufen? Höchstwahrscheinlich beides. Das vernetzte Fahrzeug mit seiner elektrischen/elektronischen (E/E-) Architektur und regelmäßigen Aktualisierungen über das Mobilfunknetz wird zum Großteil in Kooperation gebaut. Konsequenterweise stocken die meisten Autobauer ihre Software-Abteilungen auf, die Fahrzeugzulieferer stehen ebenfalls mit IT-Expertise parat und hinzu gesellen sich zahlreiche IT-Spezialisten aus der Tech-Szene.

Das Geschäftsfeld ist schließlich lukrativ und noch weitgehend unbeackert: Die Entwicklung des softwaredefinierten Fahrzeugs habe gerade erst begonnen, weiß man bei der Bosch-IT-Tochter Etas GmbH. Ein Kerninstrument sind „Over-the-Air“-Updates (OTA). Über die OTA-Technologie fixen die Beteiligten permanent und kostengünstig defekte Codes, halten die Software frisch und verkaufen Features bzw. „Functions-on-Demand“.

Wer hat’s erfunden?

Für Elon Musk gehörten Over-the-Air-Updates und zubuchbare Funktionen neben dem Elektroantrieb stets zur Kernkompetenz der Tesla-Flotte. Aber auch das südafrikanische Wunderkind macht nicht alles in Eigenregie. In der „Süddeutsche Zeitung“ erklärte BMW-Entwicklungsvorstand Frank Weber vergangenen September, dass die digitale Transformation die Antriebstransformation hin zum Elektromotor in den Schatten stelle. „Es ist ein vollkommener Irrglaube, dass das ein Automobilhersteller alleine hinbekommen kann – und das gilt nicht nur für BMW.“ Und deshalb holt man sich nicht nur in München oder am neuen Tesla-Sitz in Austin Hilfe von kleinen und auch großen Spezialisten.

Hyundai und Kia locken Start-ups beispielsweise seit 2018 auf eine eigene Innovationsplattform. Mit „ZER01NE Accelerator“ sollen vielversprechende Startups identifiziert werden, heißt es aus Korea. Andere nutzen bei der Suche sogenannte Hackathons: Auch hier geht es darum, gute Ideen und (häufig) digitale Geschäftsmodelle zu prämieren und zu nutzen. Ein Beispiel ist der Porsche Data Cup, den die Sportwagenschmiede in Kooperation mit  High Mobility organisiert. Teilnehmer wetteifern mit datengetriebenen Connected-Car-Services. Das Siegerteam erhält drei Monate lang Zugang zu Porsche-Fahrzeugdaten via High Mobility und wird vom OEM bei der Weiterentwicklung unterstützt. Der Berliner Datenspezialist kooperiert aktuell mit 14 Automarken in Europa – wie BMW, Ford und Mercedes-Benz. Zwar liegt die Spezialität auf Aufbereitung und Nutzbarmachung von aus dem Fahrzeug strömenden Daten für Dritte, High Mobility hat aber auch das Potenzial sogenannter „Software-as-a-Service“-Produkte auf dem Schirm: Für CTO und Mitgründer Kevin Valdek werden digitale Services von App-Entwicklern, die „mit dem Fahrzeug kompatibel sind“, immer entscheidender beim Autokauf. „Schon heute nehmen wir wahr, dass private und gewerbliche Kunden ihr neues Auto in Abhängigkeit der Konnektivitäts-Optionen auswählen“, so Valdek gegenüber amz.

Sichere Schlüsseltechnologie

Beim Weg vom zarten Start-up zur Benchmark kann es schnell gehen. Diese Entwicklung sieht man zum Beispiel bei Sibros. Das kalifornische Unternehmen gründete sich 2018 aus ehemaligen Tesla- und Farady Future-Ingenieuren und versetzt OEM mit der „Deep Connected Platform“ eigenem Bekunden zufolge in die Lage, tiefe und geschützte Software-Updates für Komponenten bereitzustellen. Die Over-the-Air-Lösung für integrierte Fahrzeugsoftware und Cloud-Datenverwaltung kommt aktuellen Medienberichten zufolge auch ins für 2023 geplante Solarauto Sion von Sono Motors, den Elektrolaster Volta Trucks sowie den niederländischen E-Sportler in spe Lightyear One. Damit seien für jede Komponente im Fahrzeug Remote-Software-Updates und -Upgrades möglich, „und dies mit demselben Niveau von Sicherheit und Vertrauen, als wenn ein Techniker des Vertragshändlers ein Update in der Vertragswerkstatt durchführt“, liess sich Mayank Sikaria, CTO und einer der Gründer von Sibros, in einer Mitteilung zitieren.

Auch die Elektrobit Automotive GmbH arbeitet an sicherer und funktionaler Konnektivität. Bei nachträglich programmierten Fahrzeugfunktionen sind Softwareupdates über Funk eine Schlüsseltechnologie. Deshalb vermarktet die Conti-Tochtergesellschaft seit 2017 eine OTA-Plattform namens „EB Cadian Sync“. Diese ermögliche ein weites Feld von Over-the-Air-Aktualisierungen und erlaube die Freischaltung neuer Funktionen im Fahrzeug, heißt es auf Anfrage vom Unternehmensstandort Erlangen. „Da diese Lösungen mit einem ‚Subscription‘-Business Model angeboten werden und die Zahl der vernetzten Fahrzeuge kontinuierlich steigt, sehen wir hier ein großes Potential“, erklärt Elektrobit-Experte Frank Oswald.

Ein weiterer Wegbereiter der Automobilindustrie ist OTA-Spezialist KPIT, der im vergangenen Jahr einen Technologieaward der Unternehmensberatung Frost & Sullivan’s gewann. Aktuell kooperiert man auch mit der ZF Friedrichshafen AG im Bereich Soft- und Middleware: „Gemeinsam mit KPIT können wir unseren Kunden noch umfassendere Software-Lösungen anbieten, die nahtlos zu unserem Portfolio für softwaredefinierte Fahrzeuge passen: Hochleistungsrechner, Software, intelligente Sensoren und smarte Aktuatoren“, ließ Dr. Dirk Walliser, Leiter der ZF-Konzernentwicklung, im Oktober 2021 wissen. Im Global Software Center forscht der Automobilzulieferer seit Januar 2021 verstärkt an der Entwicklung von Software für künftige Fahrzeugarchitekturen. Ein Kernprodukt ist eine Automobil-Middleware, die als „Vermittler“ zwischen dem Betriebssystem eines Fahrzeugrechners und dessen Software-Anwendungen dient.

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Fahrwerk in drei Varianten

Im Köcher haben die Schwaben mit „ZF cubiX“ ein „Fahrwerk der Zukunft aus Code“, anhand dessen sich die Hinzubuchung optionaler Funktionen darstellen lässt: Das Programm sei als Bestandteil verschiedener Modellreihen „ohne zusätzlichen Integrationsaufwand mit ein und derselben Steuerplattform zu realisieren“, vermeldete ZF vor zwei Jahren. In diesem Jahr soll die Lösung erstmals bei zwei chinesischen Autoherstellern in drei verschiedenen Varianten zur Anwendung kommen – von der „cubiX Performance Drive“ über die auf Assistenzfunktionen optimierte „cubiX ADAS“ bis hin zu „cubiX AD“ für das autonome Fahren ab SAE Level 4. „Software-as-a-Service“ lautet das Stichwort – damit können sich Endkunden beispielsweise zusätzliche Features in Form einer Dynamik- oder Komfortfunktion auf ihre cubiX-Plattform dazubuchen, heißt es. Für OEM verlängert sich dadurch die Lebensdauer ihrer Modellreihen – neue Funktionalitäten erfordern keine neue Hardware, sondern werden einfach ins Fahrzeug aufgespielt.

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Das „Fahrwerk der Zukunft“ besteht auch aus Code: ZF hat das skalierbare Pordukt „cubiX“ im Angebot.
Foto: ZF Friedrichshafen AG
Das „Fahrwerk der Zukunft“ besteht auch aus Code: ZF hat das skalierbare Pordukt „cubiX“ im Angebot.

IT-Sicherheit

Wer das Thema Software denkt, muss immer auch die Cybersecurity mitdenken. Nicht zuletzt seit dem spektakulären 2015er Hack eines Geländefahrzeugs durch die IT-Sicherheitsexperten Charlie Miller und Chris Valasek wird das Thema sehr ernst genommen. Moderne Fahrzeuggenerationen haben permanente Verbindungen nach außen, was potenziell zu unberechtigten digitalen Zugriffen führt – selbst wenn es sich bei den Eindringlingen nicht um kriminelle „Black Hats“, sondern um „gute Hacker“ wie Miller/Valasek handelt, die Firmen vor Sicherheitslücken warnen. Wie in den Regelungen UN R155 und R156 festgelegt, müssen Fahrzeugsoftware und auch OTA-Updates sicher sein.

Um dem eigenen Fuhrpark eine den gesamten Fahrzeuglebenszyklus umfassende Security-Behandlung zukommen zu lassen, vertrauen Autohersteller den IT-Spezialisten. Ein großer, in diesem Segment aber wenig bekannter Akteur ist die Robert Bosch GmbH. Zum Tochterunternehmen Etas GmbH gehören die Cybersecurity-Experten der Marke Escrypt. Diese wollen Automotive Security in die Serie bringen, so der Anspruch. Die Marke stehe für Lösungen, die den gesamten Security-Prozess umfassen – von der Prävention über die Angriffserkennung bis hin zur Response, heißt es vom Security-Campus in Bochum, einem ehemaligen Opel-Standort. „Um künftig eine Typgenehmigung zu erhalten, müssen die Hersteller nachweisen, dass sie Cyberangriffe auf ihre Fahrzeugflotte erkennen und mitigieren [entschärfen, Anm. d. Red.] können“, erklärte Marcel Mulch, Security-Architekt bei Escrypt im März vergangenen Jahres.

Doch nicht nur das Thema Sicherheit steht in der Bosch-Familie auf der Agenda: „Mit Software-Updates ‚Over-the-Air‘ bringt Bosch bereits heute Autos sicher auf den aktuellen Stand. Dank einer durchgängigen Plattform für softwaredefinierte Fahrzeuge wollen wir Automobilhersteller künftig noch besser dabei unterstützen, neue Funktionen schneller zu entwickeln und auf die Straße zu bringen“, sagte Dr. Markus Heyn, Geschäftsführer der Robert Bosch GmbH, im Dezember 2021. Eine wichtige Rolle spiele auch die Kooperation mit Microsoft: Als Cloud-Anbieter helfen die US-Amerikaner über ihre Azure-Plattform bei der kabellosen Vernetzung von Autos mit der Datenwolke. So soll Fahrzeugsoftware künftig einfacher und während des gesamten Autolebens weiterentwickelt sowie auf Steuergeräte und Fahrzeugrechner aufgespielt werden. Neben Microsoft spielen übrigens auch die großen Cloud-Anbieter Google sowie die Amazon-Tochter AWS eine Rolle und sind bei Herstellern oder Zulieferern gesetzt.

Neue Architektur

Continental schraubt am nötigen zentralen Nervensystem moderner Fahrzeuggenerationen: Eigenen Aussagen zufolge entwickelte der Technologiekonzern den „In-Car Application Server 1“ (ICAS1) für die VW ID-Baureihe und somit Hochleistungsserver für Fahrzeuge mit der dazugehörigen Software. „Der ICAS1 ist das größte Systemintegrationsprojekt der letzten 25 Jahre und zeigt die Kompetenz von Continental bei der Beherrschung von Fahrzeugarchitekturen, der Full-Stack-Integration und dem hochkomplexen Projektmanagement“, berichtet Martin Schleicher, Head of Software Strategy bei Continental.

Die neue E/E-Architektur überbrücke die Lücke von der heutigen verteilten zu einer integrierten und zentralisierten Fahrzeugarchitektur der Zukunft, ist in einer Conti-Mitteilung zu lesen. Und erst kürzlich brachte Conti im BMW iX den nächsten Hochleistungsrechner als zentrale Steuereinheit für alle Cockpit-Funktionen in Serie. OEM zählen bei der notwendigen Elektronikstruktur eines softwaredefinierten und vernetzten Fahrzeugs nicht erst seit gestern auf Continental. „Seit 1996 haben wir so mehr als 50 Millionen Fahrzeuge mit Continental-Technik vernetzt. Bis heute bieten wir eine Vielzahl an Services rund um das Fahrzeug an, z.B. sichere OTA-Updates und Fahrzeugferndiagnose, digitale schlüsselbasierte Dienste sowie Software-Integration von OEMs und Drittanbietern“, so Martin Schleicher gegenüber amz.

In diesem digitalen Geschäftsprozess sieht er das eigene Unternehmen vor allem als Integrator, der das Zusammenspiel der Software im Fahrzeug mit Plattformen für Hochleistungscomputer bedient. Eine Position, in der sich auch Faurecia gefällt. Über die Tochtergesellschaft Faurecia Clarion Electronics integrierte der Elektronikspezialist jüngst die „Aptoide Automotive App Stores“ in Fahrzeuge der BMW Group. Das „App-Ökosystem“ bietet Autofahrern Anwendungen zu unterschiedlichen Bereichen, wie Ralf Drauz, Sales Director für deutsche OEM bei Faurecia Clarion Electronics und Geschäftsführer der Clarion Europa GmbH, auf Anfrage klarstellt: „Grundsätzlich bietet der Aptoide-Automotive-App-Store die Möglichkeit, alle verfügbaren Apps zu integrieren, dazu gehören z.B. auch Office-Programme oder Business-Anwendungen, wie z.B. für Lieferfahrzeuge.“ Durch die Verknüpfung von Apps mit Geodaten würden zudem künftig spannende neue Services und Angebote ermöglicht – beispielsweise aktuelle Angebote von auf der Reiseroute liegenden Betrieben der Gastronomie, Kultur, Wellness und Freizeit.

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Ralf Drauz verantwortet als Sales Director für deutsche OEM bei Faurecia Clarion Electronics und Geschäftsführer der Clarion Europa GmbH auch den App-Store für Automobilhersteller.
Foto: Faurecia Clarion Electronics
Ralf Drauz verantwortet als Sales Director für deutsche OEM bei Faurecia Clarion Electronics und Geschäftsführer der Clarion Europa GmbH auch den App-Store für Automobilhersteller.

Neben BMW ist der „App Store“ bereits für VW Lateinamerika unter dem Namen VW Play im Einsatz. Zudem sei man mit weiteren deutschen, französischen und amerikanischen Herstellern im Gespräch. Der App-Store entstammt der „gebündelten Expertise“ von Aptoide und Faurecia und deckt eine Bandbreite von Anwendungen ab und ist offen für zukünftige Erweiterungen des Applikationsangebots. „Dies umfasst sowohl Apps externer Entwickler als auch Updates oder die Integration neuer Funktionalitäten innerhalb des Cockpits“, so Ralf Drauz. Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, bei Bedarf auch Anwendungen aus den Bereichen Sound oder Vibration, Temperierung, Licht oder Sitzfunktionen wie Massage oder Belüftung via App verfügbar zu machen.

In Teil 1 unserer kleinen OTA-Serie ging es um die Angebote der Autohersteller im Bereich „Functions-on-Demand“. Der Beitrag ist bereits erschienen. Im dritten Teil befassen wir uns mit vermeintlichen Kehrseiten der neuen Technologie und lassen Verbraucherschützer sowie Branchen-Verbände zu Wort kommen. Zum Artikel geht es hier.

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Foto: Porsche/ amz-Screenshot
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