Automotive Systems Engineering

Der Begriff englisch Automotive Systems Engineering (ASE) ‚Automobil-Systemtechnik‘ bezeichnet eine Reihe von Aktivitäten, Methoden, Prozessen und Werkzeugen, die in der Forschung und Entwicklung (F&E) von modernen Fahrzeugen zum Einsatz kommen.^[1]

Beschreibung

Der Fokus des Automotive Systems Engineering (ASE) liegt primär auf einer Entwicklungsmethodik des Systems, d. h. auf der Anwendung von Systems Engineering auf Automobile. Konkret geht es um die Entwicklung, Modellierung und Erprobung von E/E/SW-Bausteinen, also von Elektrik, Elektronik und Software, eines modernen Fahrzeugs im Rahmen des Gesamtsystems. Damit grenzt sich das Automotive Systems Engineering (ASE) von anderen klassischen Teilgebieten wie dem Motor, Getriebe, Antriebsstrang oder dem Fahrwerk ab, ist jedoch eng verzahnt, da die Mehrzahl der Teilsysteme heute elektronisch gesteuert wird und somit mit ASE in Verbindung kommt und umgekehrt.^[2] Des Weiteren liegt Schwerpunkt des Systemengineerings klassischerweise nicht auf der Softwareentwicklung, sondern auf der Systemmodellierung. Zwischen den Fachdisziplinen gibt es jedoch elastische Schnittstellen.

ASE ist eine interdisziplinäre Ingenieurswissenschaft, die von Ingenieuren, Technikern und anderen Fachexperten – auch im Team, z. B. mit Softwareentwicklern – praktiziert wird. Teilbereiche umfassen auch das Testing und die Verifizierung & Validierung (manchmal auch Test & Validierung). Die Praxis ist branchenspezifisch und durch Normen (ISO u. a.) vorgegeben. Einige dieser Normen sind jedoch auch in anderen Branchen gültig, wenn auch in angepasster Form. Der Fokus aller Aktivitäten liegt meist auf der Technik.

Hintergrund

Fahrzeuge haben sich seit der digitalen Revolution und speziell seit der Massenproduktion von Halbleitertechnologie und Mikroelektronik zu hochkomplexen Systemen entwickelt. Dies hat die Anforderungen und Herausforderungen in der Entwicklung von Komponenten und Geräten verschärft. Um das Thema zu beherrschen, integriert das Fachgebiet Automotive Systems Engineering eine Vielzahl von anderen Themengebieten. Die Praxis ist auch auf unbemannte Systeme usw. übertragbar. Typische Anwendungen sind Fahrerassistenzsysteme, autonome Fahrzeuge, selbstfahrende Fahrzeuge, moderne Fahrzeuge, Robotaxis, uvm.

Inhalte und Themengebiete

Ingenieurswissen

• Mathematik (Analysis, Algebra), Physik, Chemie und Werkstoff- und Materialwissenschaften
• Echtzeitsysteme (vgl. Eingebettetes System und Echtzeitbetriebssysteme), Mikroprozessortechnik oder Mikrocontrollertechnik
• Funktionale Sicherheit oder Ausfallsicherheit
• Softwaretechnik, Programmiersprachen oder andere Techniken des Computer-aided software engineering (CASE)
• Mess- und Regelungstechnik

Systemwissen

• Systemtheorie
• Systems Engineering
• Simulation, Modellierung oder Computersimulation

Fachwissen

• Elektrik und Elektronik bzw. Hardware
• Feldbussysteme, speziell der CAN-Bus
• Kfz-Technik
• Mechanik und Mechatronik
• Sensortechnik

Studiengang

Automotive Systems Engineering wird auch als eigenständiger Studiengang an einigen Hochschulen angeboten. Um die hohe Komplexität der Einzelbereiche zu begreifen, sollten Fachleute in diesem Gebiet eine Gesamtübersicht erlangen. Jedes dieser Einzelgebiete erfordert jahrelange Erfahrung und Tätigkeit. Ein ASE-Ingenieur ist ein Systemingenieur und sollte entsprechend tätig sein.

Hochschulen

• Hochschule Esslingen
• Hochschule Heilbronn
• Hochschule Konstanz
• RWTH Aachen
• TU Berlin
• Fachhochschule Südwestfalen (Standort Iserlohn)
• TU Kaiserslautern

Siehe auch

• International Council on Systems Engineering (INCOSE)

Literatur

• Benjamin S. Blanchard, Wolter J. Fabrycky (Hrsg.): Systems Engineering and Analysis. 5. Auflage. Pearson, Essex 2014, ISBN 978-1-292-02597-1 (englisch, archive.org).
• Thomas Tille (Hrsg.): Automobil-Sensorik 1. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2016, ISBN 978-3-662-48943-7, doi:10.1007/978-3-662-48944-4.
• Thomas Tille (Hrsg.): Automobil-Sensorik 2. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2018, ISBN 978-3-662-56309-0, doi:10.1007/978-3-662-56310-6.
• Thomas Tille (Hrsg.): Automobil-Sensorik 3. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2020, ISBN 978-3-662-61259-0, doi:10.1007/978-3-662-61260-6.
• Fabian Wolf: Fahrzeuginformatik: Eine Einführung in die Software- und Elektronikentwicklung aus der Praxis der Automobilindustrie. Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden 2018, ISBN 978-3-658-21223-0, doi:10.1007/978-3-658-21224-7.
• Kai Borgeest: Elektronik in der Fahrzeugtechnik: Hardware, Software, Systeme und Projektmanagement. Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden 2021, ISBN 978-3-658-23663-2, doi:10.1007/978-3-658-23664-9.
• Rolf Isermann: Automotive Control: Modeling and Control of Vehicles. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2022, ISBN 978-3-642-39439-3, doi:10.1007/978-3-642-39440-9.