Anwendungen für das vollautomatisierte Fahren

Das immer stärker automatisierte Fahren ist einer der großen Innovationstrends in der Automobilindustrie. Die anvisierte Endstufe der Entwicklung ist das vollautomatisierte Fahren. Die Technik im und um das Fahrzeug würde dann während der gesamten Fahrt alle Situationen bewältigen. Sämtliche Personen im Auto können sich auf’s Kaffetrinken, Buchlesen oder Haarebürsten konzentrieren. Bis man im mehrspurigen Kreisverkehr des Blaubeurer Rings einem lenkrad- und pedallosen Self Driving Car (SDC) von Google begegnet, dürfte es aber noch etwa 10 Jahre dauern.

Fahrerlose, vollautomatisierte Systeme gibt es heute schon in anderen Anwendungen als dem alltäglichen Autoverkehr. Im Frühjahr hat beispielsweise BMW die neuen “Smart Transport Robots” für die Intralogistik vorgestellt. Das sind vierrädrige, koffergroße Maschinen, die Container hochlupfen und selbsttätig in einer Produktionshalle durch die Gegend bewegen. “Die ersten vollautonomen Fahrzeuge wird es vermutlich nicht auf der Straße geben, sondern in Fabriken”, sagt BMW-Produktionsvorstand Oliver Zipse (FAZ vom 05.07.16). Wegen der Formulierung in der Zukunftsform (“wird es geben”), klingt der Satz sogar zu vorsichtig, denn fahrerlose Transportfahrzeuge gibt es schon seit Jahrzehnten.

Der erste Rasenmähroboter kam 1969 in den USA auf den Markt. Paul Bennett hat auf Flickr das Album “Mowbot 1969” mit Fotos und Dokumenten angelegt. Unbedingt anschauen!

Rasenmähroboter “Mowbot” von 1969 (anklicken, um zum Album “Mowbot 1969” auf flickr.com zu kommen)

Radikale Innovationen wie der Wechsel von der menschen- zur technikbasierten Steuerung von Fahrzeugen vollziehen sich in Etappen. Der Harvard-Professor Clayton Christensen erklärt mit seinem “Disruptive Innovations”-Konzept das Muster solcher Innovationsprozesse: Neue Technologien setzen sich zunächst in neuen Märkten oder kleineren Nischenmärkten durch, bevor sie auch Massenmärkte erobern, in denen bislang eine leistungsfähigere Technologie eingesetzt wird. Die früheren Anwendungen kommen zustande, wenn die neue, “disruptive” Technologie anwendungsspezifische Vorteile bietet und die jeweiligen marktlichen Anforderungen erfüllt.

WWW-Link

Die Marktchancen einer neuen Systemtechnologie sind also nicht nur davon abhängig, wie leistungsfähig die Technik zu einem bestimmten Zeitpunkt schon ist. Genauso entscheidend sind die marktspezifischen Anforderungen und Einsatzbedingungen. 120 km/h bei Überlandfahrten und 50 km/h im Stadtverkehr sollte ein Pkw mindestens schaffen. Die Geschwindigkeiten, mit denen sich Rasenmäher bewegen bzw. bewegt werden, sind viel niedriger. Ein sportliches “Elektro-Schaf” wie der Husqvarna Automower 320 schafft maximal 5 km/h. Hier mal ein Versuch, relevante Merkmale von Einsatzfeldern für (flurgebundene) Fahrsysteme allgemein zu beschreiben (siehe Tabelle).

Merkmale der (mehr oder weniger automatisierten) Fahrsituation
1 Fahrgeschwindigkeit niedrig hoch
2 Dynamik der Verkehrssituation niedrig hoch
3 Spurwechsel, Überholen erforderlich? nein ja
4 Anzahl Verkehrsteilnehmer wenige viele
5 Route(n) gleichbleibend beliebig
6 Größe des befahrenen Raums klein groß
7 Befahrener Raum öffentlich? nein, z. B. Firmengelände ja
8 Wirtschaftlichkeit wichtig? ja nein
9 Haushalts- bzw. unternehmens­übergreifender Datenaustausch? nein ja

Wegen der passenden Bedingungen sind für Technologien zur automatisierten Fahrzeugsteuerung Rasenmäher und Transportsysteme in der Intralogistik gut als frühe Anwendungsfelder geeignet. In beiden Fällen ist nur eine geringe Fahrgeschwindigkeit erforderlich. Der zu befahrenden Raum ist relativ klein und nicht-öffentlich. Zu einer Werkshalle haben beispielsweise Kinder in der Regel keinen Zutritt. Für die herumfahrenden FTS lassen sich besondere Fahrwege kennzeichnen.

FTS kommen in Unternehmen zu Einsatz. Die betrieblichen Entscheider haben nicht nur die technische Realisierbarkeit automatisierter Systeme im Blick, sondern auch die Wirtschaftlichkeit. Wann lohnt sich die Investition in fahrerlose Systeme im Vergleich zu einer personalintensiveren Lösung? Wenn sich bezahlte Arbeitskräfte durch Automatisierung einsparen lassen, kann dies ein zusätzliches Argument zugunsten eines rein technikgesteuerten Systems sein.

Was kommt als Nächstes? Aus den zahlreichen aktuellen Meldungen über mögliche künftige Anwendungen fahrerloser Systeme habe ich drei Beispiele herausgepickt.

(1) Etwas anspruchsvoller als in den Anwendungsfeldern Rasenmähen und Intralogistik, aber teilweise ähnlich erscheinen mir die Anforderungen an ein System zum fahrerlosen Valet Parking. Den englischen Begriff “valet” (dt. = Kammerdiener) kannte ich bisher nur aus “Downton Abbey”. Beim Valet Parking übernimmt die Technik bei der Einfahrt in ein Parkhaus oder eine Parkgarage das Kommando. Nett anzusehen ist das in einem Bosch-Video aus dem Jahr 2015.

Ein wesentlicher Unterschied zu den Beispielen Mähroboter und FTS besteht darin, dass am Valet Parking mehrere Akteure beteiligt sind. Fahrer + Auto einerseits und Parkhaus andererseits. Zwischen beiden Parteien ist ein Datenaustausch erforderlich. Hier kommen womöglich noch Dienstleister ins Spiel, die den Datentransfer organisieren. Mähroboter und FTS funktionieren dagegen in geschlossenen lokalen Systemen, in denen der jeweilige Haus- bzw. Werksherr die Fäden zieht.

(2) In Sitten im schweizerischen Kanton Wallis kann man seit ein paar Wochen selbstfahrende Kleinbusse nutzen. Für den öffentlichen Raum ist dieser Test eine Schweizer Premiere. Die zwei Fahrzeuge verfügen jeweils über 11 Sitzplätze und sind mit maximal 20 km/h auf einer 1,5 km langen Rundstrecke in der Innenstadt unterwegs. Momentan ist immer ein “Sicherheitsfahrer” an Bord, der den Betrieb überwacht und eine Notbremsung machen kann. Die Fahrgeschwindigkeit des kleinen ÖPNV-Busses ist also recht moderat, die befahrene Route kurz und gleichbleibend. Die vorhandene Infrastruktur lässt sich also sehr detailliert im Voraus erfassen. Ein sehr ähnliches Projekt namens “Olli” steht in der US-Hauptstadt Washington vor dem Start des Testbetriebs.

Selbstfahrende Busse: “Postauto” von Navya in Sitten • “Olli” von Local Motors für Washington, D.C. • “Future Bus” von Daimler (zum Vergrößern anklicken).

Daimler hat vor wenigen Wochen einen “Future Bus” auf die 20 Kilometer lange Strecke zwischen dem Flughafen Amsterdam Schiphol und der Stadt Haarlem geschickt. Dort gibt es die längste BRT-Linie Europas (BRT = Bus Rapid Transit). Bei freier Strecke fährt der Zukunftsbus bis zu 70 km/h schnell, meist aber deutlich langsamer. Der menschliche Fahrer eines nachfolgenden Busses verlor bald die Geduld und überholte den “Technologieträger” aus dem Hause Daimler.

(3) Vor ein paar Tagen habe ich online einen 8-Kilo-Sack mit Trockenfutter für die beiden Familienkaninchen bestellt. Mit den Außenmaßen 14 x 42 x 82 cm passt der Sack leider nicht ganz in den schicken Zustellroboter, den der Logistikdienstleister Hermes und das Start-up Starship Technologies gemeinsam testen wollen. So ein High-Tech-Wägelchen ist 50 Zentimeter hoch und 70 Zentimeter lang, schafft Lasten bis 15 Kilogramm und bewegt sich mit maximal 6 km/h. Lieferungen in einem Umkreis bis zu fünf Kilometer sollen möglich sein. Vielleicht ist das was für Apotheken, um Medikamente auszuliefern.

Ein Zustellroboter bei der Arbeit (zum Vergrößern anklicken)

Auf Rasenflächen und Bürgersteigen, in Parkhäusern und Fabrikhallen tut sich also viel in Richtung vollautomatisiertes Fahren. Unternehmen, die in zehn Jahren erfolgreich ein echtes Self Driving Car anbieten oder ausstatten möchten, können und sollten sich schon heute ein paar Anwendungsfelder zum Üben suchen.

Verwandte Blog-Einträge:
Bedrohte Arten
Innerhalb der kommenden 20 Jahre könnten fast 50 Prozent der Arbeitskräfte in den USA ihren Job durch “Computerisation” verlieren. Das sagen Benedikt Frey und Michael A. Osborne von der Uni Oxford. Im Posting geht es nicht nur um die Aussagen der beiden Forscher, sondern allgemein um die Faktoren, die auf den Automatisierungsgrad von Tätigkeiten Einfluss haben.
Brennstoffzellenantrieb: Warten auf den Durchbruch
Unternehmen, die Brennstoffzellenantriebe fit für Massenmärkte machen wollen, brauchen Geduld und Ausdauer. Toyota, Honda und Hyundai produzieren zwar Pkw-Kleinserien, aber die Preise sind hoch und das H2-Tankstellennetz ist dünn. Manche Nischenanwendungen bieten aber Chancen. Stichwort: Disruptive Innovation.
Happy Birthday, Clayton Christensen!
Das Konzept disruptiver Innovationen hat sich der Harvard-Professor Clayton Christensen ausgedacht. In dem Blog-Eintrag wird allgemein das Konzept erläutert. Außerdem gibt es zwei Beispiele: Flashspeicher und elektrische Antriebe.