BPK Rahmenprogramm: Besichtigung des BMW Group Forschungs- und Innovationszentrum (FIZ)

By   /  March 21, 2017  /  Comments Off on BPK Rahmenprogramm: Besichtigung des BMW Group Forschungs- und Innovationszentrum (FIZ)

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MIL OSI – Source: BMW Group –

Headline: BPK Rahmenprogramm: Besichtigung des BMW Group Forschungs- und Innovationszentrum (FIZ)

Das weltweite Forschungs- und Entwicklungsnetzwerk der BMW Group
  

Die treibende Kraft: Leidenschaft für Innovation
Das Bild des genialen Erfinders, der einsam in seiner Werkstatt
forscht, gehört in der Automobilindustrie schon lange der
Vergangenheit an. Durch effiziente Prozesse und eine enge Verzahnung
der Fachbereiche trägt jeder Einzelne direkt zur Entstehung der
Produkte und damit zum Erfolg der BMW Group und ihrer Marken BMW,
MINI, Rolls-Royce sowie BMW Motorrad bei. Um Trends frühzeitig
erkennen zu können und maßgeschneidert entsprechende Lösungen
anzubieten, ist es für die BMW Group entscheidend, in direkter
Kommunikation mit den wichtigsten Märkten zu stehen. Das weltweite
Forschungsnetzwerk der BMW Group mit fünfzehn Standorten in fünf
Ländern ist immer am Puls der Zeit. Dabei stehen alle
Innovationsstandorte in ständigem Kontakt mit dem Forschungs- und
Innovationszentrum der BMW Group in München (FIZ) und sie fungieren
sowohl als Dienstleister als auch als konstanter Impulsgeber.

Das Forschungs- und Innovationszentrum der BMW Group (FIZ)
Als eines der modernsten Entwicklungszentren der Automobilindustrie
weltweit dient das FIZ als zentrale Schnittstelle für alle technischen
sowie gestalterischen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten.
Fertigung, Logistik- und Produktionsprozesse, Motoren und alternative
Antriebe, innovative Werkstoffe und Mobilitätskonzepte – das ist nur
ein Bruchteil der Bereiche, die vom FIZ für die drei Marken BMW, MINI
Rolls-Royce und BMW Motorrad sowie deren Submarken BMW M und BMW i
abgedeckt werden.

1986 begann der Bau vom FIZ, ursprünglich war es für 4.000
Mitarbeiter ausgelegt. Das Entwicklungszentrum fördert mit seinem
wabenartigen Grundriss die Kommunikation der Mitarbeiter anhand kurzer
Wege. Die Idee, dass Innovation nur durch kurze Kommunikationswege
möglich ist, spiegelt sich konsequent in der Architektur des FIZ
wider. Das 2004 angeschlossene Projekthaus orientiert sich in seiner
Architektur am Produktentstehungsprozess der BMW Group und versammelt
alle an einem Fahrzeugprojekt Beteiligten aus den Bereichen
Entwicklung, Fertigung und Einkauf auf einer gemeinsamen Projektfläche.

Langfristige Optimierung und Erweiterung des FIZ: FIZ Future
Trotz zahlreicher Erweiterungen, wie beispielsweise dem
Aerodynamischen Zentrum, erreicht der Münchner Standort ständig seine
Kapazitätsgrenze. Das FIZ Areal, das ursprünglich für 4.000
Mitarbeiter ausgelegt war, beherbergt heute mehr als 26.000 Mitarbeiter!
Durch das stetige Unternehmenswachstum von BMW, durch die
technologischen Veränderungen (z.B. E-Mobilität, neue Materialien,
zunehmende Vernetzung) und durch neue Arbeitszeit- und
Arbeitsplatzmodelle ergeben sich mittel- und langfristig erforderliche
Flächen-und Restrukturierungsbedarfe. Deshalb plant die BMW Group
momentan eine umfangreiche Erweiterung des FIZ Areals in München: das
Projekt „FIZ Future“ soll zukünftige Bedarfe definieren und mit der
Erarbeitung eines Masterplanes einen abgestimmten Rahmen für deren
geregelte Entwicklung schaffen.

Das weltweite Forschungs- und Entwicklungsnetzwerk der BMW Group
Das FIZ ist bei weitem das größte Entwicklungszentrum der BMW Group.
Ein wesentlicher Erfolgsfaktor des Unternehmens ist das weltweite
Forschungs- und Entwicklungsnetzwerk der BMW Group.
In den USA ist die BMW Group mit vier Standorten für Forschung und
Entwicklung vertreten. Das “California Innovation Triangle” beinhaltet
das BMW Group Technology Office in Mountain View, das Engineering and
Emission Test Center in Oxnard und BMW Designworks USA in Newbury
Park. An der Westküste in Woodcliff Lake befindet sich das BMW Group
Development Office USA. Die BMW Group hat weitere
Entwicklungsstandorte in Shenyang, Peking und Shanghai (China), sowie
in Tokyo (Japan).
Im Entwicklungszentrum für Dieselmotoren (EWZ) in Steyr (Österreich)
wurden bisher alle BMW Dieselmotoren entwickelt. Bereits in der ersten
Entwicklungsphase beginnt die Kooperation zwischen
Produktionsspezialisten und Lieferanten. So auch im Landshuter
Leichtbauzentrum: Leichtbauspezialisten forschen hier an der
Verwendung innovativer Materialien und optimieren dementsprechend die
Produktionsprozesse. Dank der verkehrsgünstigen Lage zwischen der
Münchner Fahrzeugentwicklung und den bayrischen Produktionsstandorten
der BMW Group, kann das erlangte Wissen schnell in das Design und die
Produktion neuer Fahrzeuge und Fahrzeugteile integriert werden.

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EMV – Elektromagnetische Verträglichkeit

Die beiden EMV-Absorberhallen im Forschungs- und Innovationszentrum
(FIZ) der BMW Group in München ermöglichen die Untersuchung der
elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) aller Systeme im
Gesamtfahrzeug. Erprobungen finden dort sowohl unter reproduzierbaren
Laborbedingungen als auch in simulierten, dynamischen Fahrzuständen
statt. Dabei können die Wechselwirkung aller elektronischen Systeme
und Assistenzfunktionen auch in realitätsnahen Fahrzuständen simuliert
und praxisgerecht erprobt werden.

Die größere der beiden Hallen ist 29 Meter lang, 17 Meter breit und
11 Meter hoch. Zur Ausrüstung zählen unter anderem ein Rollenprüfstand
und computergesteuerte, bewegliche Attrappen. So kann die Aktivierung
von Fahrstabilitätssystemen bei exakt definierten Geschwindigkeiten
ebenso simuliert werden wie das Eingreifen anderer
Fahrerassistenzsysteme. An den Decken der Prüfkammern ist jeweils ein
bewegliches Antennensystem installiert, das die nötigen
elektromagnetischen Felder generiert. Nach außen hin ist das Gebäude
abgeschirmt, damit Mess-Ergebnisse nicht von äußeren Einflüssen
verfälscht werden. 
Die beiden EMV-Absorberhallen im FIZ ermöglichen eine umfassende
Absicherung des Gesamtfahrzeugs – von der absolut zuverlässigen
Funktion der Fahrwerksregel- und Assistenzsysteme bis hin zum
störungsfreien Empfang von Telefon-, Radio-, TV- und
Navigationssignalen. Pro Jahr werden dort rund 450 Fahrzeuge getestet.
Die Produktqualität und die Zuverlässigkeit des Gesamtfahrzeugs hält
so unter dem Aspekt der elektromagnetischen Verträglichkeit stetig mit
den steigenden Anforderungen Schritt.

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Das Aerodynamische Versuchszentrum (AVZ)

Eine der wichtigsten Erweiterungen des Forschungs- und
Innovationszentrums (FIZ) war das Aerodynamische Versuchszentrum (AVZ)
der BMW Group, das mit modernsten Windkanälen ausgestatten ist. Der
Bau des AVZ begann 2006, eröffnet wurde es in 2009. Die BMW Group
investierte über 170 Millionen Euro in den Bau und die Ausstattung des
Versuchszentrums. Hier werden Fahrzeugmodelle in Originalgröße,
Prototypen und Serienfahrzeuge anhand einer präzisen Abbildung der
realen Strömungsverhältnisse auf der Straße untersucht. Der von einem
Gebläse erzeugte Windstrom mit einem Durchmesser von 8 Metern trifft
das an seiner Messposition im Plenum verankerte Fahrzeug. Die Räder
des Fahrzeugs stehen auf kleinen Laufbändern, mit deren Hilfe die
Drehbewegung der Fahrzeugräder simuliert wird. Damit lässt sich der
sogenannte Flow-Split – also die Anteile der Strömung, die über und
unter dem Fahrzeug sowie seitlich daran entlang fließen – wesentlich
genauer erfassen als in einem konventionellen Windkanal. Der BMW Group
Windkanal ermöglich den Entwicklern, genau zu erkennen, wie sich
Detailoptimierungen auf den Luftwiderstand, die aerodynamische Balance
oder die Zu- und Abfuhr von Kühlluft auswirken. Die maximale
Anströmgeschwindigkeit im neuen Windkanal beträgt 300 km/h. Dies führt
beispielsweise bei der Untersuchung von Motorsportfahr­zeugen auch im
Hochgeschwindigkeitsbereich zu realitätsnahen Messungen.

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BMW setzt auf HTC Vive VR-Brillen und Mixed Reality bei der
Entwicklung neuer Fahrzeugmodelle.

Bilder aus dem Computer statt aufwendig gebauter Entwürfe:
mehr Flexibilität, schnellere Ergebnisse und geringere Kosten.

Als erster Automobilhersteller hat BMW in 2016 ein konsequent aus
Komponenten der Computerspiele-Industrie entwickeltes Mixed Reality
System in der Fahrzeugentwicklung ein. Dieses bietet deutliche
Verbesserungen gegenüber bisher bekannten VR-Systemen. So wird der
Grundstein dafür gelegt, dass Virtual Reality in nicht allzu ferner
Zukunft an vielen Entwicklerarbeitsplätzen Realität sein wird.

Durch den Einsatz des Computersystems kann vor allem in frühen
Entwicklungsstadien Zeit und Aufwand gespart werden. Bislang konnten
VR Untersuchungen nur an teuren Spezialanlagen durchgeführt werden.
Durch den Einsatz von Consumer Electronic gewinnen die Entwickler ein
ungeahntes Maß an Flexibilität, weil Änderungen sehr schnell umgesetzt
und getestet werden können. Zusätzlich werden sich Entwickler aus
aller Welt von ihrem Standort aus an der Entscheidungsfindung
beteiligen, ohne dafür weit reisen zu müssen. Erst wenn Entwürfe dank
der 3D-Brille überprüft sind, werden sie zur weiteren Erprobung
tatsächlich gebaut.

Seit den 1990er Jahren setzt die BMW Group VR-Systeme im
Entwicklungsprozess ein. Nun festigt BMW diese Vorreiterrolle durch
den konsequenten Einsatz von Technologie aus einer Branche, die bisher
nicht im Fokus der industriellen Anwendung lag. Komponenten aus der
Computerspiele Industrie ermöglichen es Ingenieuren und Designern seit
diesem Frühjahr, immer häufiger und realistischer in virtuelle Welten
abzutauchen. Die kürzeren Innovationszyklen der Consumer Electronic
ermöglichen einen deutlich gesteigerten Funktionsumfang bei
gleichzeitig geringeren Kosten. Dadurch können mehr Fahrzeugfunktionen
immer wirklichkeitsgetreuer in einem VR Modell abgebildet werden.
Zudem ist eine Skalierung auf viele Entwicklerarbeitsplätze mit
geringem Aufwand möglich.

Die BMW Strategie mit dem Fokus auf innovative Technologien und
Digitalisierung kann damit bestmöglich unterstützt werden. Mit Hilfe
der visuellen Erlebnisse lassen sich schnell Fahrzeugfunktionen und
neue Innenraumkonzepte darstellen. Damit ist es möglich, Fahrten durch
eine Großstadt zu simulieren und dabei zu testen, wie die Rundumsicht
auf die Umgebung ist, oder ob ein Display je nach Blickwinkel oder
Sitzposition schwer zu erkennen oder zu erreichen ist. Der
Entwicklungsingenieur hat dabei die Illusion, in einem realen Auto in
einer realen Verkehrssituation zu sitzen.

Nach intensiven Evaluierungen im Jahr 2015 hat BMW sich für den
Einsatz der derzeit leistungsfähigsten Lösungen entschieden. Durch
frühzeitige Unterstützung durch den Mobile Computing-Hersteller HTC
kommen bereits seit Herbst 2015 mehrere HTC Vive Entwicklerkits in
Pilotprojekten zum Einsatz.
Kernstück dieser Brille sind zwei hochauflösende Displays und ein
laserbasiertes Trackingsystem, das bei BMW einen Bereich von 5 x 5
Metern abdeckt. Die grafischen Inhalte werden von Software, die sonst
die beste Grafik in Computerspielen realisiert, berechnet. BMW setzt
dafür die Unreal Engine 4 von Epic Games ein. Diese ermöglicht eine
stabile Ausgabe von 90 Bildern pro Sekunde bei gleichzeitig
fotorealistischer Qualität. Um die Berechnungen durchzuführen, werden
High End Game Rechner mit wassergekühlten und übertakteten Komponenten
(u.a. Intel Core i7 und zwei Nvidia Titan X Grafikkarten) verwendet.
Fortschritte bei Hard- und Software der Brille sind zu erwarten und
werden regelmäßig evaluiert.

Optische Eindrücke alleine reichen nicht aus. Aus diesem Grund setzt
BMW einen wiederverwendbaren Interieuraufbau ein, der durch die
Verwendung von Rapid Prototyping zusätzlich die Wahrnehmung im Sinne
einer Mixed Reality unterstützt. Darunter versteht man die
intelligente Kombination von tatsächlich fühlbaren Oberflächen und
Bedienelementen mit der virtuellen Realität. So entsteht ein
ganzheitliches Erlebnis, das noch weiter gesteigert wird, indem
beispielsweise der typische BMW Motorsound präzise, räumlich
wiedergegeben wird. Im Zusammenspiel mit dem Virtual-Reality-Modell
kann man das Fahrzeug dann in verschiedenen Umgebungen erleben. Der
absolut realistische Fahrzeugeindruck, der dadurch entsteht, ist in
der Automobilindustrie bisher einzigartig.

Das verwendete HTC Vive Lighthouse -Trackingsystem erzeugt im Raum
ein für den Menschen nicht sichtbares Lichtfeld, das von Sensoren an
der VR-Brille und den Controllern erfasst wird. Die verwendeten Laser
erneuern das Trackingfeld im Abstand weniger Millisekunden, und
ermöglichen so eine höchst präzise Ortung jeder Körper-Bewegung und
selbst kleinste Veränderung der Blickrichtung. Nur durch dieses sehr
genaue und stabile Tracking kann sich der Betrachter störungsfrei in
der virtuellen Umgebung bewegen – Voraussetzung für einen möglichst
naturgetreuen Raumeindruck und einen maximalen Immersionsgrad, aber
auch für eine gute Verträglichkeit der VR-Brille.
Das optimale Zusammenspiel der einzelnen Devices und Komponenten wie
VR-Modell, Rapid Prototyping, VR-Brille und Tracking wird durch das
von BMW in Eigenleistung entwickelte Mixed Reality Gesamtsystem realisiert.

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