Bernd Jost Geschäftsführer DiIT GmbH

Tendenz steigend: Bernd Jost von der DiIT GmbH weiß, dass sich der Anteil an Sonderleitungssätzen im Fahrzeug kräftig erhöhen wird. Bild: DiIT

| von Ralf Bretting

Herr Jost, wie haben sich die Randbedingungen in der Kabelbaumentwicklung und -produktion in den letzten Jahren verändert?

Der Kabelbaum im Auto ist über viele Jahre stetig gewachsen, in seiner Struktur aber unverändert geblieben. 1950 kamen Autos noch mit rund 40 Leitungen aus, heute sind – je nach Modell – zwischen 2.500 und 4.000 Leitungen verbaut. Die durchschnittliche Leitungslänge beträgt inzwischen zwei Kilometer, in komfortablen Premiumfahrzeugen können es sogar sechs Kilometer sein.

Heißt, der große Wandel durch Konnektivität und Automatisierung schlägt bis auf das Bordnetz durch?

Genau. Der Anteil von Sonderleitungssätzen hat sich zuletzt enorm erhöht – Grund sind neue Funktionen, die große Datenmengen durch das Bordnetz schicken: Steuergeräteinformationen, Sensordaten, Kamerasignale. An entsprechend leistungsfähigen Kabelsätzen führt kein Weg vorbei, solange immer mehr Fahrerassistenzsysteme und höhere Autonomiegrade die Fahrzeugentwicklung prägen. Aus Sicherheitsgründen ist Redundanz gefragt: Kritische Funktionen müssen ähnlich wie bei einem Flugzeug mehrfach abgesichert werden. Auch die Elektrifizierung von Autos führt logischerweise zunächst einmal dazu, dass immer mehr Kabel benötigt werden.

Warum sind Lösungen, die Kabelbaumfertigung zu automatisieren, noch immer rar?

Das hat zum einen technische Gründe: Kabelbäume bestehen aus biegeschlaffen Teilen, sie enthalten nicht nur Leitungen, sondern auch Klipse, Schrumpfschläuche oder Hülsen – alles Teile, die maschinell nicht einfach zu handhaben sind. Zum anderen: Überall dort, wo Kunden ihre Autos individuell konfigurieren, werden Bordnetze heute praktisch in Losgröße 1 gefertigt. Das steht einer Automatisierung, die sich für eine Fertigung von Gleichteilen in hoher Stückzahl lohnt, im Weg. Außerdem haben viele Tier 1-Zulieferer ihre Fertigung in Niedriglohnländern verlagert, mit Werken, in denen 80 bis 90 Prozent aller Tätigkeiten manuell erfolgen.

Ein Fahrzeug von Audi steht symbolisch auf einem ausgebreiteten Kabelbaum
Noch haben die Zulieferer von Kabelbäumen nicht zum Sprung in die Industrie 4.0 angesetzt. Eine automatisierte Produktion aber ist unumgänglich. Bild: Audi, Shutterstock/Winai_Tepsuttinun

Wie passt das mit den steigenden Qualitätsanforderungen der Automobilhersteller zusammen? Unter Umständen geht es doch auch um Haftungsfragen, oder?

Absolut. In einem hochautomatisierten oder gar autonomen Fahrzeug ist der Kabelbaum ein sicherheitsrelevantes Bauteil – alle Fertigungsschritte müssen lückenlos dokumentiert werden und rückverfolgbar sein. Deshalb bauen einige Bordnetzhersteller bereits entsprechende Systeme auf. Sie sollen es im Fall eines Problems ermöglichen, rasch Ursachen zu identifizieren und – falls erforderlich – zielgerichtet Rückrufe umzusetzen. Aber Sie haben Recht: Die wachsende Komplexität im Bordnetz müsste eigentlich mit einer automatisierten Fertigung Hand in Hand gehen.

Macht der Einsatz eines digitalen Zwillings Sinn?

Keine Frage: Je mehr Daten aus dem Produktentstehungsprozess vorliegen, desto besser. Digitale Zwillinge von Kabelbäumen aber sind noch nicht im Einsatz, dafür gibt es einfach zu viele Prozessbrüche – beispielsweise bei der Übergabe der OEM-Spezifikation an den Tier 1-Lieferanten und dann noch einmal, wenn die Engineering-Daten in die Produktion weitergereicht werden. Auch in der Fertigung selbst wird zu wenig dokumentiert. Welche Charge Rohmaterial kam zum Einsatz? Welche Teile wurden mit welchen Prozessparametern verbaut? All diese Informationen würden helfen, die Qualität des Endprodukts abzusichern. Ich bezeichne Kabelbäume gerne als lebende Produkte: Innerhalb eines Jahres kann es in der Entwicklung schon mal bis zu tausend Modifikationen geben.

Was muss aus Ihrer Sicht geschehen, um eine durchgehende, datenzentrierte Lösung für Kabelbäume auf den Weg zu bringen?

Die Initiative muss klar von den OEMs ausgehen, als Anforderung an die Tier 1-Lieferanten, relevante Daten in der Produktion zu erfassen. Der Einsatz einer integrierten Software zur Steuerung des Produktionsprozesses und zur Dokumentation der Teilschritte erscheint mir unabdingbar.

Welche Anforderungen kommen durch das autonomen Fahren in Verbindung mit Hochvolttechnik auf das Bordnetz zu? Braucht es neue Konzepte?

Hochvoltkabel haben einen größeren Querschnitt als Datenkabel. Die Verbindungstechnik muss auf hohe Stromstärken ausgelegt sein. In der Produktion braucht es spezielles Equipment, beispielsweise in Form von Exzenterpressen. Das Thema Testen und Bewerten direkt im Herstellungsprozess hat Priorität: Mögliche Schwächen sollen sofort erkannt und beseitigt werden. Einen Trend zu komplett neuen Architekturen, beispielsweise zu einer sogenannten Backbone-Topologie, bei der der komplette Energie- und Kommunikationsfluss über eine zentrale Schicht aus Leitungen laufen würde, sehe ich derzeit nicht.