Risikomanagement in der Automobilindustrie
Blick man jedoch in die Tiefe, wird schnell klar, dass eine klare Definition des Begriffs "autonome Fahrzeuge" gar nicht so einfach ist, wie es zunächst scheint, denn die Begriffe "autonome Fahrzeuge" und "autonomes Fahren" sind bisher noch nicht eindeutig definiert. Dementsprechend sind auch Lösungen für Risiken noch nicht zur Gänze miteinander abgestimmt worden. Was es dazu aktuell gibt, ist eine Klassifizierung der unterschiedlichen Assistenz- und Automatisierungsgrade:
- Vollautomatisiert (Stufe 5)
- Hochautomatisiert (Stufe 4)
- Teilautomatisiert (Stufe 3)
- Assistiert (Stufe 2)
- Driver only (Stufe 1)
Die SAE International (Verband der Automobilingenieure) führt eine weitere, sechste Stufe ein, die sich "autonomes Fahren" nennt. Damit ist gemeint, dass der Automatisierungsgrad so weit fortgeschritten ist, dass zum Führen des Fahrzeugs kein Fahrer mehr benötigt wird.
Der Verband der Automobilindustrie in Deutschland, abgekürzt VDA, nennt hierfür fünf Stufen:
- Fahrerlos (5. Stufe)
- Vollautomatisiert (4. Stufe)
- Hochautomatisiert (3. Stufe)
- Teilautomatisiert (2. Stufe)
- Assistiert (1. Stufe)
- Driver only (0. Stufe)
Im Sinne des technisch automatisierten Fahrens hat der VDA folgende Zukunftsvisionen:
- Assistiertes Fahren (heute und vor 2018)
- Automatisiertes Fahren (ab 2018, wenn die Rahmenbedingungen für Zulassung und Nutzung vorliegen)
- Autonomes Fahren (ab 202x, erste Pilotprojekte in ausgewählten Nutzungsbereichen)
Unabhängig von der Definition und den Prognosen für die Einführung von autonomem Fahren spielt das Management von Risiken eine wichtige, wenn nicht zentrale, Rolle. Denn aktives Risikomanagement ist unabdingbar für sichere autonome Fahrzeuge. Letztendlich muss sich der Fahrer bzw. der Nicht-Fahrer darauf verlassen können, dass die Systeme, insbesondere in kritischen Verkehrssituationen, funktionieren.
Autonome Fahrzeuge: Stand der Technik
Die Entwicklung von autonomen Fahrzeugen wird von allen Automobilherstellern mit Hochdruck betrieben. Aus heutiger Sicht kann die technische Entwicklung aus verschiedenen Perspektiven betrachtet werden. So gibt es beispielsweise aktive und passive Fahrassistenzsysteme, sowie unterschiedliche Ebenen wie Stabilisierung, Bahnführung und Navigation.
Unter aktiven Fahrassistenzsystemen werden solche verstanden, die in die Fahrzeugdynamik eingreifen. Bei passiven Fahrassistenzsystemen wird der Fahrer nur gewarnt. Werden die Ebenen der Stabilisierung, Bahnführung und Navigation betrachtet, ergibt sich eine Vielfalt von technischen Entwicklungen, die entweder eingreifen oder warnen. Dazu gehören zum Beispiel:
- ACC (Adaptive Cruise Control, Abstandregeltempomat)
- Automatische Notbremse
- Bremsvorbereitung
- Einpark-Assistent / Einparkhilfe
- Fußgängerschutz
- Kollisionsvermeidung / Kollisionswarnung
- Nachtsichtunterstützung
- Spurhalte-Assistent / Spurverlassenswarnung
- Tote-Winkel-Erkennung
Damit die Fahrassistenzsysteme (FAS) auf die verschiedenen Situationen im Straßenverkehr schnell und zuverlässig reagieren können, müssen sie das Umfeld in allen Richtungen (360 Grad) erfassen können. Um dies zu gewährleisten, benötigt das FAS Informationen und Daten, die es von seinen Sensoren erhält. Sensoren für Fahrassistenzsysteme sind zum Beispiel:
- Infrarotkamera[gt]
- LIDAR (Light Detection and Ranging)
- Mono- oder Stereokamera
- Radar
- Ultraschallsensoren
Für die Sicherheit sind die Leistungsfähigkeit und die Verarbeitung der Daten in den Steuergeräten besonders wichtig. Damit die Informationen in Bruchteilen einer Sekunde verarbeitet und ausgewertet werden können, bedarf es einer hochentwickelten Software, welche dies übernimmt und vor allem fehlerfrei durchführt.
Richtlinien und Normen der FMEA VDA und FMEA AIAG
Bei teilautonomen bzw. autonomen Fahrzeugen beginnt das Risikomanagement bereits im Produktentstehungsprozess (PEP). Deshalb ist eine FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), also eine Auswirkungs- bzw. Risikoanalyse für das Qualitäts-, Sicherheits- bzw. Risikomanagement unerlässlich. Die Kriterien für die FMEA-Vorgehensweise im PEP von autonomen Fahrzeugen werden in Deutschland vom Verband der Automobilindustrie (VDA) herausgegeben. Auf internationaler Ebene ist die FMEA der AIAG (Automotive Industry Action Group) für das Risikomanagement ausschlaggebend. Zwar sehen die FMEA des VDA und jene der AIAG letztendlich dieselben Ziele vor, aber die entsprechenden Handbücher weisen Unterschiede auf. Deshalb werden die beiden Analysen hinsichtlich Bedeutung, Auftreten und Entdeckung harmonisiert. Denn alle Lieferanten, die an deutsche und US-Hersteller liefern, sind verpflichtet, die FMEA auf der Basis der FMEA-Handbücher des VDA und der AIAG durchzuführen und zu bewerten. Der Abschluss der Harmonisierung ist für das 4. Quartal 2018 vorgesehen.
Einsatz der FMEA
Die Durchführung der FMEA VDA bzw. der FMEA AIAG sieht sechs Schritte vor. Dabei wird zwischen Systemanalyse und Fehleranalyse bzw. Risikoreduzierung unterschieden. Unter dem Punkt Systemanalyse fallen folgende Schritte:
- Betrachtungsumfang (1. Schritt)
- Strukturanalyse (2. Schritt)
- Funktionsanalyse (3. Schritt)
Zum Risikomanagement, also der Fehleranalyse und der Risikoreduzierung, werden gezählt:
- Fehleranalyse (4. Schritt)
- Risikoanalyse (5. Schritt)
- Optimierung (6. Schritt)
Zentraler Bestandteil der Fehleranalyse ist die Erstellung einer Fehlerkette, also Fehlerfolgen, Fehlerart und Fehlerursachen, für jeden Prozessschritt. Im fünften Schritt - der Risikoanalyse - der FMEA VDA soll die Zuweisung von Maßnahmen zu Fehlerart und Fehlerursachen erfolgen.
Insgesamt betrachtet ist die Zusammenführung der FMEA VDA und der FMEA AIAG ein Vorteil für alle, die in der Fahrzeugindustrie mitwirken bzw. mitarbeiten. Denn in der harmonisierten Fassung der FMEA AIAG und VDA werden die Unterschiede im Detail aufgehoben. In der Folge muss man nur "eine" FMEA machen.
Allgemeine Vorgaben für das automatisierte Fahren
Die Entwicklung von automatisiertem Fahren kann nur durch einen rechtssicheren Rahmen vorangetrieben werden. Die Rechtssicherheit darf sich dabei nicht nur auf die nationale Ebene beschränken, sondern muss auch global gewährleistet sein. Ein wichtiger Eckpfeiler ist hier das sog. Wiener Übereinkommen aus dem Jahr 1968. Damals wurde festgelegt, dass der Fahrer jederzeit die Kontrolle über das Fahrzeug haben muss. Da dieser Grundsatz mit dem automatisierten Fahren nicht vereinbar ist, wurde der entsprechende Artikel im März 2014 abgeändert. Verabschiedet wurde die Änderung von der zuständigen Arbeitsgruppe der UNECE (UN-Wirtschaftskommission für Europa). Zwar wird im geänderten Wiener Übereinkommen noch immer gefordert, dass jedes Fahrzeug einen Fahrer haben muss, allerdings kann es sich nun auch um einen sog. übernahmebereiten Fahrer handeln. Also um einen Fahrer, der das System übersteuern sowie ein- und ausschalten kann.
Damit auch fahrerlose Fahrzeuge auf den Straßen fahren können, bedarf es weiterer gesetzlicher Änderungen. Dies betrifft im Straßenverkehrsrecht alle Fahrzeuge ab der Stufe 3 des automatisierten Fahrens. Zudem muss das deutsche Verhaltensrecht für hochautomatisierte Fahrfunktionen angepasst werden. Ebenso müssen im internationalen Kfz-Zulassungsrecht Änderungen vorgenommen werden, so dass beispielsweise automatische Lenksysteme mit einer Geschwindigkeit über 10 km/h eingeführt werden können.
Management von Risiken
Das Risikomanagement in der Produktentwicklung in der Fahrzeugindustrie findet heutzutage noch immer überwiegend über Excel-Tabellen statt, weil die Tabellenstruktur von Excel einfach zu bedienen ist. Dieser Vorteil stößt aber bald an seine Grenzen, wenn es darum geht, das Risikomanagement im Produktentstehungsprozess über den eigenen Computer bzw. das eigene Netzwerk zu erfassen. Schnell steht man vor vielen Tabellen, die aneinander angeglichen werden müssen. Dieser Vorgang der Zusammenführung kostet Zeit und Nerven und ist letztendlich eine potentielle Fehlerquelle. Zudem stößt man schnell an die Analysegrenzen.
Effektiver und effizienter ist eine Software zur Umsetzung von Risiken in der Produktentwicklung. Denn diese webbasierten Programme, wie zum Beispiel PLATO e1ns, "arbeiten", wie die Fahrzeugindustrie auch, global. Vernetzung ist hier das Stichwort. So kann jeder Teilnehmer am Produktentstehungsprozess seine Daten in die Software eingeben. Dies ermöglicht die Erstellung von Fehlerstrukturen, indem die Fehler in einer Fehlerkette verbunden werden. Für das Risikomanagement bedeutet dies, dass die Entdeckung, das Auftreten und in der Folge die Bedeutung jeder Fehlerkette einfach bewertet werden können. Mit Hilfe von Software-Lösungen können weitere Maßnahmen im Risikomanagement global initiiert und umgesetzt werden.
Neubewertung von Risiken
Da der technische Fortschritt von autonomen Fahrzeugen äußerst schnell voranschreitet, müssen beim Risikomanagement im Produktentstehungsprozess die Ergebnisse ständig überprüft werden. PLATO e1ns gewährleistet dabei eine optimale Zusammenarbeit von Kunden und Lieferanten, die die Bewertung und die Neubewertung von Risiken nach der Umsetzung der entsprechenden Maßnahmen einfach ermöglicht. Mit e1ns hat PLATO eine Lösung entwickelt, die in den frühen Phasen des Produktentstehungsprozesses ansetzt. Genau dort, wo die Basis zur Kosten- und Risikovermeidung beginnt.
Grundsätzlich sind Software-Lösungen für das Management von Risiken im Produktentwicklungsprozess besser geeignet für Unternehmen zur Qualitätssicherung, da sie nicht nur Zeit, sondern auch Kosten ersparen. Denn bei einer globalen Entwicklung muss auch das Risikomanagement global funktionieren. Global meint dabei, dass die FMEA nicht auf stationären Computern durchgeführt wird, sondern webbasiert, eine bequeme und nützliche Steuerungsart welche herkömmliche Programme nicht leisten. Mit einer Software kann das Risikomanagement effizient durchgeführt werden, da auf jeder Produktionsstufe weltweit Risiken in das System eingegeben werden können. Eine entsprechende Software, die allen Anforderungen an ein vernetztes Management von Risiken entspricht, kann bei der PLATO AG mit umfangreichen Modulen auf das eigene Risikomanagement angepasst werden.
Quellen:
vda.de (Automatisiertes Fahren)
fvv.tuwien.ac.at (PDF)
vdv.de (Autonome Fahrzeuge - PDF)
next-mobility.news
archiv.wirtschaftsdienst.eu
industriemagazin.at
derstandard.at