UdZ / Issue 02.24

SPECTRUM – APPLIED RESEARCH 74 / UdZ 02.24 Die Automobilbranche ist derzeit mehreren disruptiven Megatrends ausgesetzt. Der Wandel zur Elektromobilität und die damit einhergehende Elektrifizierung des Antriebsstrangs führen zu weitreichenden Veränderungen im Fahrzeugbau bis hin zu Herausforderungen über das Fahrzeug hinaus. Aufbau und Betrieb von Ladeinfrastruktur sowie die Benutzung der Fahrzeugbatterie als Energiespeicher für regenerative Energiequellen sind weitere Herausforderungen und Möglichkeiten von Elektrofahrzeugen. Die damit verknüpfte Nachhaltigkeitswende und die gesetzlichen Rahmenbedingungen für beispielsweise Emissionen stellen die Fahrzeugindustrie und produzierende Unternehmen vor zentrale Aufgaben. Parallel spielen die Digitalisierung und Innovationen wie Künstliche Intelligenz und Machine Learning eine immer zentralere Rolle in der Produktion von morgen. Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten durch KI werden in der Industrie jedoch nicht hinreichend ausgeschöpft. Parallel zu den Rahmenbedingungen und den technologischen Errungenschaften wirken sich auch die Veränderungen der Arbeitswelt auf Unternehmen aus. Die Bevölkerung ist besonders durch den demografischen Wandel und den damit einhergehenden Fachkräftemangel getroffen. Weitere Entwicklungen bestehen in den notwendigen Weiterbildungen bei der Einführung neuer Technologien und der flexiblen Gestaltung der Arbeitszeit und des Arbeitsortes. Der Transformations-Hub „TuWAs“ (Transformations-Hub für umformtechnische Wertschöpfungsketten im Antriebsstrang") ermöglicht eine kostenfreie und offene Austauschplattform zur Kommunikation und Vernetzung von Forschung und Industrie. In diesem werden die verschiedenen Herausforderungen und potenziellen Lösungen adressiert, um so Transformationspotenziale aufzuzeigen und zugänglich zu machen. Der im Rahmen des Projekts „TuWAs“ diskutierte Mega- trend Digitalisierung wird auf der einen Seite durch immer leistungsstärkere Hardware und Performancesteigerung und auf der anderen Seite durch die Kostenentwicklung vorangetrieben. Zu Beginn waren digitale Abbildungen wie 2-D-CAD möglich, bevor diese virtualisiert wurden und somit eine digitale Modellierung nutzbar gemacht wurde. Dadurch wurden auch Prognosen und Grundlagen zur Entscheidungsfindung durch simulationsfähige Modelle ermöglicht. Mit der Einführung der Vernetzung wurden cyberphysische Systeme Realität. Die Hardware bildet in einem cyberphysischen System die Grundlage des Produkts, während die Wertschöpfung in den digitalen Raum verlagert wird. Dadurch sind ständige Aufwertungen und Personalisierungen solcher System möglich. Ein Beispiel für ein solches Produkt ist das Smartphone. Die Grundlage wird durch die Hardware bereitgeThe automotive industry is currently facing several disruptive megatrends. The transition to electromobility and the electrification of the drivetrain are driving profound changes in vehicle construction and introducing challenges beyond the vehicle itself. The development and operation of charging infrastructure and the use of vehicle batteries as energy storage systems for renewable energy present both challenges and opportunities for electric vehicles. The sustainability transition coupled with evolving regulatory frameworks for emissions, for example, creates significant tasks for the automotive industry and manufacturing companies. At the same time, digitalization and innovations such as artificial intelligence and machine learning are playing increasingly critical roles in the production processes of tomorrow. However, the industry has not yet fully capitalized on the vast potential applications of AI. In addition to technological advancements, changes in the world of work are also impacting companies. Demographic changes and the associated shortage of skilled workers are key challenges. Moreover, new technologies require ongoing workforce training, while companies must also adapt to more flexible working hours and work locations. The TuWAs transformation hub (Transformation Hub for Forming Technology Value Chains in the Powertrain) provides a free and open platform for communication and networking between research and industry. It addresses the above challenges and demonstrates opportunities for transformation within the industry. The digitalization megatrend discussed as part of the TuWAs project is being driven by two key factors: ever more powerful hardware and enhanced performance, as well as cost developments. Initially, digital imaging tools such as 2D CAD were available, but over time, these evolved into more advanced forms of virtualization and digital modeling. Simulation-capable models now enable forecasting and provide the basis for decision-making. With the advent of networking technologies, cyber-physical systems have become a reality. In a cyber-physical system, the hardware forms the foundation of the product, while value creation takes place in the digital domain. This shift enables continuous upgrades and personalization. One example of such a product is the smartphone, where the hardware serves as a base, but apps and extensions from digital stores allow users to expand functionality and customize the device to their preferences. At the highest level, autonomization enables the development of self-organizing systems. This enables manufacturing

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