MAN Truck & Bus

Abstraktes Bild von verzerrten Lichtquellen.

Der lange Weg zum autonomen Fahren

15.06.2020

Einsparpotenziale bis zu 50 Prozent: Automatisiert fahrende Trucks und Busse werden Mobilität und Logistik auch wirtschaftlich revolutionieren. Das schafft neue Umsatzchancen für Hersteller, die Automatisierungstechnologien für Nutzfahrzeuge auf den Markt bringen. Allerdings gibt es noch hohe Hürden.    

Platooning: Auch im Platoon-Lkw kann der Fahrer jederzeit eingreifen.
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Volle Kontrolle Auch im Platoon-Lkw kann der Fahrer jederzeit eingreifen.

Mobilität im Wandel

Die Technik von Nutzfahrzeugen entwickelt sich rasant. Dank neuer Antriebstechnologien, digitaler Konzepte und intelligenter Vernetzung entstehen neue Fahrzeugkonzepte, neue Einsatzformen, ja sogar neue Geschäftsmodelle in der Nutzfahrzeugindustrie. Was steckt hinter Schlagworten wie „Technologischer Wandel“, „Alternative Antriebe“, „Digitalisierung“ oder „Automatisiertes Fahren“? Welche Auswirkungen hat dieser Wandel auf die Nutzfahrzeugindustrie in den nächsten Jahren? MAN beleuchtet die Fragen nach künftigen Energiequellen und Antriebskonzepten.

Die Zeiten, als der Fahrer alle Funktionen eines Fahrzeugs selbst bedienen musste – oder durfte – sind lange vorbei. Spätestens seit der Einführung des elektronischen Bremssystems EBS und der elektronisch unterstützten Schaltung Mitte der 1990er-Jahre tragen elektronische Assistenzsysteme einen erheblichen Teil zu mehr Komfort, insbesondere aber zu mehr Sicherheit in Bussen und Lkw bei. In aktuellen Nutzfahrzeuggenerationen zählen elektronische Helfer wie Spurassistent, Notbremsassistent, Abstandsregeltempomat oder Abbiegeassistent fast schon selbstverständlich zum Ausstattungsumfang und einige dieser Assistenzsysteme, wie der Notbremsassistent, sind sogar gesetzlich vorgeschrieben.

Kameras und Sensoren bereiten Automatisierung den Weg

Was moderne Trucks und Busse heute an Sicherheitseinrichtungen und Assistenzsystemen vorhalten, hat mit klassischem Fahrzeugbau nur noch am Rande zu tun. Software und Elektronik haben zunehmend an Bedeutung gewonnen. Unter dem Blech und hinter der Windschutzscheibe, an Rädern, Bremsen, Lenkrad, Motor und Getriebe messen zahlreiche Sensoren, was im und um das Fahrzeug herum passiert. Ununterbrochen fließen diese Daten während der Fahrt an leistungsfähige Computer, in denen Programme und Algorithmen in Bruchteilen von Sekunden Entscheidungen treffen und Befehle senden an Bremse, Lenkung, Motor- und Getriebesteuerung.

So errechnet beispielsweise ein Computer aus den Bildern, die eine Videokamera an der Windschutzscheibe laufend überträgt, ob das Fahrzeug die Fahrspur hält und ob Verkehrsschilder eine Geschwindigkeitsbeschränkung ankündigen. Anhand von Daten, die ein Radargerät an der Fahrzeugfront sendet, steuert ein Rechner den Abstand zum Vordermann und greift sogar in die Bremse ein, sollte der Abstand zu gering werden. Und selbst Daten über Steigungen und Gefälle aus dem Navigationssystem helfen in modernen Fahrzeuggenerationen, die richtige Mischung zwischen Gas geben und Rollenlassen zu finden, die der wirtschaftlichsten Fahrweise entspricht.

Viele Flottenbetreiber haben längst den Nutzen der elektronischen Systeme erkannt und setzen diese vermehrt ein. Denn: Assistenzsysteme sorgen für weniger Unfälle und Schäden und damit für eine höhere Verfügbarkeit der Fahrzeuge. Das reduziert ebenso die Gesamtbetriebskosten, die sogenannte Total Cost of Ownership (TCO), wie eine durch elektronische Systeme unterstützte kraftstoffsparende Fahrweise. Das gilt für Lkw ebenso wie für Omnibusse.

Autonome Fahrzeuge senken Betriebskosten um bis zu 50 Prozent

Bereits heute bieten die elektronischen Helfer also erhebliches Einsparpotential für Bus- und Transportunternehmer. Doch in der höchsten Ausbaustufe erwarten Experten eine weitere Senkung der Betriebskosten um 35 bis 50 Prozent. Dann nämlich, wenn Elektronik, Software und Algorithmen ganz das Fahren übernehmen, ohne Fahrer am Steuer, autonomes Fahren also. Die Unternehmensberatung McKinsey rechnet beim Einsatz von Automatisierungstechnologien der sogenannten Stufe 5, dem fahrerlosen Fahrzeug, bei schweren und mittelschweren Lkw mit 35 Prozent Kostensenkung, größtenteils durch den Wegfall der Fahrerkosten. Bei Transportern, wo das Fahrpersonal heute mit Abstand den größten Kostenblock darstellt, ließen sich laut McKinsey die Betriebskosten sogar um 50 Prozent senken.

Autonomes Fahren: Kameras und Radarsensoren füttern Assistenzsysteme mit Daten
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Technologische Basis Kameras und Radarsensoren füttern Assistenzsysteme mit Daten und treiben die zunehmende Automatisierung der Nutzfahrzeuge voran.

Feldversuch bei Platooning-Fahrern von MAN, DB Schenker und der Hochschule Fresenius
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Entspannt und konzentriert Platoon-Piloten sind am Steuer ebenso ruhig und fokussiert wie Fahrer in herkömmlichen Lkw. Das hat MAN in einem Feldversuch mit DB Schenker und der Hochschule Fresenius getestet.

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Jahre

dauert es, bis autonome Nutzfahrzeuge durch die Straßen rollen.


 

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der städtischen Transporte in 2030 sind automatisiert.


 

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Prozent

automatisierte Lkw sind 2030 auf Autobahnen und fest definierten Strecken zu erwarten.


 

Dazu kommt, dass insbesondere im Fernverkehr autonom fahrende Lkw keine Pausen und Ruhezeiten einlegen müssten und beinahe rund um die Uhr im Einsatz sein könnten. Um diesen Vorteil zu nutzen, so das Ergebnis einer Umfrage der McKinsey-Experten, wären Flottenbetreiber bereit, deutlich mehr für entsprechend ausgerüstete Trucks zu investieren. Die Schlussfolgerung: Die Automatisierungstechnik könnte den Nutzfahrzeugherstellern zusätzliche Umsätze bescheren. Allerdings, so schränken die Experten ein, nicht für alle gleichermaßen. Einerseits werden wohl eher jene Hersteller von der neuen Technik profitieren, die früh in die Entwicklung investiert haben und als Erste Lkw und Busse mit funktionierender Automatisierungstechnologie anbieten können. Andererseits verschärft sich der Wettbewerb, denn neben den etablierten Nutzfahrzeugherstellern wollen auch New-Technology-Unternehmen wie Google, Uber oder Tesla in diesem neu zu erschließenden Markt eine gewichtige Rolle spielen.

Erste Tests sind vielversprechend

Bereits heute bieten die elektronischen Helfer also erhebliches Einsparpotential für Bus- und Transportunternehmer. Doch in der höchsten Ausbaustufe erwarten Experten eine weitere Senkung der Betriebskosten um 35 bis 50 Prozent. Dann nämlich, wenn Elektronik, Software und Algorithmen ganz das Fahren übernehmen, ohne Fahrer am Steuer, autonomes Fahren also. Die Unternehmensberatung McKinsey rechnet beim Einsatz von Automatisierungstechnologien der sogenannten Stufe 5, dem fahrerlosen Fahrzeug, bei schweren und mittelschweren Lkw mit 35 Prozent Kostensenkung, größtenteils durch den Wegfall der Fahrerkosten. Bei Transportern, wo das Fahrpersonal heute mit Abstand den größten Kostenblock darstellt, ließen sich laut McKinsey die Betriebskosten sogar um 50 Prozent senken.

Bei so vielen Vorteilen und so viel Interesse am automatisierten Fahren stellt sich zwangsläufig die Frage: Wann ist diese Technologie serienreif? Schließlich können Busse und Trucks schon heute selbsttätig lenken, Gas geben und bremsen. Und erste Versuche mit autonomen Nutzfahrzeugen liefern bereits vielversprechende Ergebnisse. Das haben MAN Truck & Bus und DB Schenker im weltweit ersten Praxistest von Platooning-Lkw im Realverkehr gezeigt.

Automatisierte Transporte erfolgreich im Realverkehr
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Erfolgreich im Realverkehr MAN hat mit DB Schenker und der Hochschule Fresenius die Praxistauglichkeit und Effizienz von automatisierten Transporten unter realen Bedingungen auf der Autobahn bewiesen.

Darüber hinaus hat MAN das Straßenwachtfahrzeug aFAS entwickelt, das einem Mäh- oder Kehrfahrzeug in gebührendem Abstand automatisch folgen kann und so – völlig fahrerlos – eine Wanderbaustelle absichert. Und im Rahmen des Praxistests Hamburg TruckPilot werden zwei MAN TGX-Prototypen vollautomatisiert Container zwischen transportieren – innerhalb des Containerterminals sogar komplett fahrerlos. 

Gesetzgebung und schnelles mobiles Internet erforderlich

Dennoch wird es nach Einschätzung von Experten noch mehr als zehn Jahre dauern, bis selbstfahrende Nutzfahrzeuge auf öffentlichen Straßen rollen. Eine aktuelle Studie des Beratungsunternehmens Boston Consulting Group (BCG) räumt dem autonom fahrenden Nutzfahrzeug große Zukunftschancen ein, dämpft aber die Erwartungen auf eine schnelle Umsetzung in der Praxis, insbesondere in Europa. Denn die Markteinführung dieser Technologie werde eine internationale Harmonisierung der Aufsichtsregeln erfordern. Dies könnte nach Ansicht der BCG-Experten in der EU angesichts zahlreicher rechtlicher Unterschiede zwischen den Mitgliedsstaaten schwierig werden.

Eine weitere Hürde bildet die notwendige Infrastruktur. Denn während heutige Assistenzsysteme ausschließlich auf Sensoren reagieren, die im Fahrzeug verbaut sind, wird es für vollständig autonom fahrende Trucks und Busse notwendig sein, mit anderen Fahrzeugen und mit Systemen der Verkehrsinfrastruktur zu kommunizieren. Auf diese Weise lassen sich Informationen in die Rechner der Fahrzeugsteuerung einspeisen, die außerhalb des direkten Umfelds des Fahrzeugs liegen, wie etwa der Straßenzustand auf der weiteren Strecke, Unfälle oder Behinderungen. Sicherheitsabstände und Bremswege lassen sich mit dieser Technologie verkürzen, die Genauigkeit der Fahrzeugsteuerung verbessern und Fehler minimieren. WLAN von Fahrzeug zu Fahrzeug und schnelles mobiles Internet des 5G-Standards in jedem Winkel Europas sind dazu Mindestvoraussetzungen. Transporte innerhalb abgesperrter Areale, wie Minen, Großbaustellen oder Hafengelände scheinen daher die wahrscheinlichsten Ersteinsätze für fahrerlose Fahrzeuge zu sein, unterliegen sie doch weit weniger rechtlichen und technischen Einschränkungen als der öffentliche Straßenverkehr.

Bis zum Jahr 2030 – so schätzen die Autoren der BCG-Studie – wird der Anteil von zumindest auf Teilstrecken autonom fahrenden Fahrzeugen bei Transportern, die viel in Innenstädten unterwegs sind, nicht mehr als zehn Prozent ausmachen. Bei schweren Lkw, die große Strecken auf Autobahnen zurücklegen oder Güter auf fest definierten Strecken transportieren, dürfte der Anteil der autonomen Fahrzeuge im Jahr 2030 dagegen bereits bei rund 20 Prozent liegen.

Viele Flottenbetreiber haben längst den Nutzen der elektronischen Systeme erkannt und setzen diese vermehrt ein.

Text Andreas Lubitz
Fotos GettyImages/Malorny

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