Fahrzeugkonzepte & HMI

Bei der Gestaltung von Mobilitätslösungen im Spannungsfeld zwischen Effizienz, Sicherheit und Fahrerlebnis werden konzeptionelle Ansätze, die über die Fortschritte auf der Komponenten- und Systemebene hinausgehen, immer entscheidender. Am ika verknüpft der Querschnittsbereich Fahrzeugkonzepte & HMI die vielfältigen Kompetenzen der verschiedenen Fachbereiche, um neue Mobilitätskonzepte zu entwickeln. Da hierbei die Anforderungen an Forschungsprojekte und deren Komplexität stetig steigen, bietet der Forschungsbereich zertifiziertes Projektmanagement mit agilen Methoden an (SCRUM).

Gesamtfahrzeugkonzeption & Design

Anforderungsanalyse & UX basierte Konzept-Ideation

Zur Entwicklung neuartiger, kundenorientierter Produkte und Lösungen ist das Verständnis von Nutzerbedürfnissen und der darauf basierenden systematischen Anforderungsanalyse ein zentrales Element. Dabei werden die Anwendungsfälle und Nutzerzielgruppen sowie die entsprechende User Experience in den Mittelpunkt der Entwicklung gestellt. In Kundenworkshops können darüber hinaus gemeinsam Ideen gestaltet werden, um Marken- und identitätststiftende Anforderungen mit zu erfassen. Hinzu kommen Einflüsse aus verfügbaren sowie neuartigen Technologien, nationale und internationalen Standards und Gesetzgebungen sowie Benchmarks und Konkurrenzanalysen. Innerhalb des Entwicklungsprozesses kann die Anforderungsanalyse sowohl in Form klassischer Lastenhefte abgeschlossen oder als agiler Prozess in Form lebender Dokumente prozessbegleitend fortgeführt werden.

Fahrzeugarchitektur & Package

Auf Basis der Anforderungsanalyse können technische Package-Lösung erstellt werden, die alle wesentlichen Komponenten sowie die geometrische Grundgestaltung des Fahrzeugs und des Fahrgastraumes umfassen. Neben der Visualisierung des Fahrzeugkonzepts in der Frühphase liegt ein Fokus des Forschungsbereichs auf der ergonomischen Gestaltung des Fahrerarbeitsplatzes sowie auf innovativen Innenraumkonzepten. Im Laufe des Projektes werden typischerweise der Fahrzeugentwurf sowie die technischen Lösungen auf System- und Komponentenebene in Zusammenarbeit mit den relevanten Fachbereichen kontinuierlich ausgestaltet.

Design-Technik-Konvergenz

Der Entwicklungsprozess wird durch das im Forschungsbereich angesiedelte Designteam von der frühen Ideenphase (Design-Thinking), über Skizzen und Renderings zur Visualisierung bis hin zur Class-A Flächengestaltung und zum Prototypen- und Messefahrzeugbau begleitet. Durch die enge interdisziplinäre Zusammenarbeit wird eine effiziente Design-Technik-Konvergenz ermöglicht.
Sowohl hinsichtlich der Lehre als auch in Bezug auf größere Projekte profitiert das ika von der intensiven Kooperation mit der renommierten Hochschule Pforzheim sowie von etablierten Industriekontakten.

Prototyping

Das Leistungsspektrum des Querschnittsbereichs Fahrzeugkonzepte & HMI wird bei Bedarf durch die Koordination des Prototypings fahrfähiger Demonstratorfahrzeuge abgerundet.

HMI-Entwicklung

Anforderungsanalyse & Technologiebewertung

Vor Beginn der eigentlichen Entwicklung innovativer Interaktionskonzepte steht die gründliche Untersuchung des zukünftigen Nutzungskontextes, damit die Bedürfnisse und Erwartungen des Nutzers erfüllt werden können. Darüber hinaus müssen neben den Kundenanforderungen auch ökonomische, technische und legislative Rahmenbedingungen bekannt sein und entsprechend berücksichtigt werden. Aus diesem Grund bietet das ika umfangreiche Anforderungsanalysen an. In Abhängigkeit der Fragestellung werden dabei weitere Fachbereiche des ika oder auch direkt Nutzer des zukünftigen Produktes eingebunden. Teil dieser Analyse kann auch die Untersuchung möglicher Konkurrenzprodukte in Form von HMI-Benchmarking Studien oder Patentanalysen sein.

Entwicklungsmethoden & Guidelines

Für die erfolgreiche Entwicklung neuer Produkte bedarf es neben der gründlichen Anforderungsanalyse und Vorbereitung auch angepasster Entwicklungsansätze, die den dynamischen Herausforderungen gerecht werden. Daher beschäftigt sich der Forschungsbereich Fahrzeugkonzepte & HMI intensiv mit der Weiterentwicklung anforderungsgerechter Entwicklungsansätze und deren Validierung in der Praxis. Dazu gehört auch die Ergänzung und Überarbeitung von internationalen Standards und Guidelines vor dem Hintergrund neuer Technologien wie dem automatisierten Fahren oder Augmented-Reality Anzeigen.

Konzeptentwicklung

Darauf aufbauend können HMI-Konzepte iterativ, anforderungsgerecht und in einem nutzerzentrierten Prozess entwickelt werden. Dazu bietet der Forschungsbereich Fahrzeugkonzepte & HMI systematische Expertenevaluationen an und koordiniert im Entwicklungsprozess Nutzerstudien, die vom Forschungsbereich Verkehrspsychologie & Akzeptanz zur Absicherung und Bewertung verantwortet werden.

Prototyping

Um die Evaluation während der iterativen Entwicklung zu ermöglichen und die erarbeiteten Konzepte zu demonstrieren, steht ein breites Spektrum von Prototyping-Methoden zur Auswahl. Dieses reicht von einfachen Low-Fidelty Prototypen, über Darstellungen und Simulationen in der virtuellen Realität (VR) bis hin zu voll funktions- und messefähigen Demonstratoren. Dazu wird sowohl auf das Design- als auch auf das Programmierungs-Know-how des ika zurückgegriffen. Das Leistungsspektrum des Querschnittsbereichs Fahrzeugkonzepte & HMI wird auch hier bei Bedarf durch die Koordination des Prototypings fahrfähiger Demonstratorfahrzeuge oder messetauglicher Großprojekte abgerundet.

Mobilitätsforschung

Globale Herausforderungen wie der Klimawandel und die Urbanisierung aber auch neue technologische Entwicklungen wie die zunehmende Automatisierung und Vernetzung verändern die Mobilität der Menschen und Güter. Im Forschungsbereich Fahrzeugkonzepte & HMI werden die sich verändernden Mobilitätsbedarfe analysiert und darauf zugeschnittene nachhaltige Mobilitätslösungen entwickelt. Durch die Koordination des Profilbereichs Mobility & Transport Engineering und des Future Mobility Centers der RWTH Aachen sowie durch die Zusammenarbeit mit unseren Partnern im Kompetenznetzwerk automatisierte und vernetzte Mobilität erforschen und entwickeln wir die Mobilität der Zukunft interdisziplinär und ganzheitlich.

Als Grundlage für die Entwicklung innovativer Fahrzeug- und Mobilitätskonzepte erfolgt zunächst eine Analyse der Ausgangs- und Rahmenbedingungen sowie eine nutzerzentrierte und anwendungsspezifische Bedarfsanalyse. Auf Basis dieser Ergebnisse und ergänzender Verkehrssimulationen werden Anforderungen an Fahrzeuge, Infrastruktur und Mobilitätssystem abgeleitet und in ein Lastenheft überführt.

Im nächsten Schritt werden nutzerzentrierte Fahrzeug- und Mobilitätskonzepte entwickelt, die die definierten Anforderungen erfüllen. Dabei wird ein ganzheitlicher Ansatz verfolgt, der neben dem Fahrzeug selbst das bestehende Mobilitätssystem und die Umweltauswirkungen berücksichtigt. Durch vertiefende Verkehrssimulationen können wichtige Systemparameter sowie die verkehrlichen und ökologischen Auswirkungen der Konzepte abgeschätzt werden. Um eine erfolgreiche Implementierung der Konzepte zu ermöglichen, werden neben der technischen Machbarkeit und Wirkweise auch innovative Betriebsstrategien und Geschäftsmodelle erforscht. Durch eine Technologiebewertung und Evaluation kann die Konzepterstellung abgerundet werden.

In Zusammenarbeit mit den anderen Forschungsbereichen des ika sowie in Kooperation mit Kommunen und Verkehrsbetrieben wird die Umsetzung der Mobilitätskonzepte vorangetrieben und wissenschaftlich begleitet.

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