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Audi R8

Ein Supersportler entsteht - Teil IV

Foto: Audi 19 Bilder

Die Entstehungsgeschichte eines Supersportlers. Eine Dokumentation in sechs Teilen von Gerd Kebschull. Teil IV: Vom Showcar zum Serienprodukt - und dann war da noch die Sache mit dem Meisterbock. 

03.12.2006

Nachdem die ersten Design-Entwürfe fertig waren, wurden diese Daten als Vorgabe für ein 3D-Modell genutzt. Es entstanden drei Exterieur-Modelle und ein Interieur-Modell, die dem Vorstand präsentiert wurden."Es ist aber meistens nicht der Fall“, erklärt Sieber, "dass sofort zwei Modelle verworfen werden, sondern in der Regel erfolgt eine Verfeinerung oder Vermischung der Entwürfe.“

Es folgte die Serienentwicklungs- und Erprobungsphase des R8: Ingenieure, Designer, Mathematiker, Physiker, Chemiker, Mechaniker, Werker, Elektronik- oder IT-Experten bei Audi arbeiten in virtuellen Computerwelten, auf Crashbahnen, Prüfständen und Teststrecken, mit Zeichenblöcken, in Windkanälen, oder im Reich der Sinne.

Für den R8 wurden die Werkzeuge der computergestützten Simulationstechnologien aus der virtuellen Welt intensiv genutzt, zahllose Fahrzeugeigenschaften in Bits und Bytes dargestellt, nur wenige "echte“ Prototypen benötigt und gleichzeitig eine sehr hohe Produktreife erreicht. Der Vorteil liegt auf der Hand: Was vorab schon in der virtuellen Welt konstruiert, zerstört, geprüft, verändert und dargestellt werden kann, muss später von vom realen Auto nur noch bestätigt werden. Das spart nicht nur Entwicklungszeit und Kosten, sondern steigert gleichzeitig die Qualität, weil sich eventuelle Zielkonflikte im Fahrzeug wesentlich effizienter auflösen lassen.

Moderne Technik unterstützt In diese Welt gehören Begriffe wie Computer Aided Design (CAD), Computer Aided Engineering (CAE), Digital Mock-Up (DMU), Finite Elemente Methode (FEM) oder Virtual Reality (VR). Gearbeitet wird mit Supercomputern, Powerwalls, gigantischen Datenmengen und den modernsten Software-Technologien. Der klassische Maschinenbau und die Fahrzeugkonstruktion treffen hier auf hohe Mathematik, auf rechenfähige Gitterstrukturen und komplizierte Differenzialgleichungen. Kaum etwas, was nicht am Computer berechnet und simuliert werden könnte.Die Liste der Einsatzgebiete von Simulationstechnologien im Fahrzeug ist lang: Steifigkeit, Festigkeit und Lebensdauer der Karosserie, Schwingungskomfort, Türen, Klappen, Insassenschutz, Interieurbauteile, Verbindungstechnik oder die Crash-Performance können ebenso dargestellt werden, wie Fahrdynamik und -komfort, Verbrauch, Sensorik, Aerodynamik und Aero-Akustik, Klimatisierung, Scheinwerfer, Fahrwerkeigenschaften oder die Verbrennung im Motor.

 Die Aufzählung ließe sich nahezu beliebig fortsetzen. Derzeit hat die Technische Entwicklung bei Audi rund 250 verschiedene Simulationsmethoden produktiv im Einsatz. Mit von der Partie sind in dieser frühen Phase auch bereits die Kollegen aus den Bereichen Werkzeugbau, Fertigung und Versuchsbau. Im Rahmen der "Digitalen Fabrik“ simulieren sie, ob sich beispielsweise bestimmte Blechteile überhaupt herstellen lassen.

"Abgehobener" Produktionsprozess

In einer imaginären Fabrikhalle wird geprüft, wo genau welche Anlage positioniert werden muss. An der Powerwall, einer etwa sechs Meter breiten und 2,50 Meter hohen Rückprojektionswand, können sich alle am Entwicklungsprozess Beteiligten, vom Techniker bis zum Vorstand, ein virtuelles Bild des Audi R8 machen. Nahezu jedes Detail ist darstellbar, selbst die Oberflächenbeschaffenheit der verwendeten Materialien im Innenraum. Per Mausklick lässt sich das Auto aus jeder erdenklichen Perspektive betrachten und "Flüge“ rund ums Fahrzeug oder durchs Interieur absolvieren.

Auch unterschiedliche Außenfarben, Ausstattungsvarianten, Rechts- oder Linkslenker sind in sekundenschnelle darstellbar. Selbst die Vermischung von realer und virtueller Welt gehört zum Entwicklungsalltag. So kann man einen virtuellen Audi R8 auf der Powerwall in eine reale Umwelt einbauen und so feststellen, wie sich das Fahrzeug einmal im "echten“ Straßenbild einfügt.

Bereits in der Konzeptphase des R8 spielte die Berechnung bei der Auslegung und Optimierung des Fahrzeug-Packages eine besonders wichtige Rolle. Bestimmte Werkzeuge erlauben es, das modulare Fahrzeugkonzept durch etwa 1.000 verschiedene Parameter zu beschreiben. Jeder dieser Parameter kann interaktiv verändert werden. Die Konstruktion wird dann automatisch in den durch die Veränderung beeinflussten Nachbarbereichen angepasst. So lässt sich beispielsweise die komplette B-Säule innerhalb weniger Minuten um fünf Zentimeter nach hinten verschieben.Welche Datenmengen dabei bewegt werden, zeigt ein Beispiel: Die Modellgrößen für eine Crashanalyse betragen inzwischen bis zu eine Million Elemente und man berechnet Vorgänge bis zu einer Dauer von 150 Millisekunden. Um etwa einen Frontcrash zu berechnen, benötigt ein Supercomputer mit acht Prozessoren etwa 22 Stunden. Eine Art Reifegradmesser im gesamten Entwicklungsprozess des Audi R8 ist der Design Check. Dabei handelt es sich um einen Visualisierungs- und Entscheidungsprozess mit dem Ziel, Fehlentwicklungen zu vermeiden und klare Arbeitsaufträge zu erteilen.

Der Design Check beginnt in der Konzeptphase und endet mit dem Produktionsstart. Im Rahmen dieses langen Prozesses werden Konzepte und die jeweils aktuellen Entwicklungsstände frühzeitig visualisiert und verifiziert. Dabei bewegen sich die Ingenieure sowohl in virtuellen Welten als auch in Modellen und "echten“, voll funktionsfähigen Fahrzeugen. Ziel des Design Checks ist es, das gesamte Audi R8-Projekt für alle am Entwicklungsprozess Beteiligten transparent zu machen.

Ergonomie- und Package-Maße, etwa Türeinstieg, Bein- und Kopffreiheit, Beladung des Kofferraums, Durchsicht nach hinten, die Fahrerposition oder die Praktikabilität der Cupholder, werden beim Design Check schon früh abgeprüft. Außerdem erfolgt dort die Abstimmung aller notwendigen Aktivitäten zur Produktoptimierung mit den Fachabteilungen, um so die Qualität der Serienentwicklung und damit auch die spätere Produktqualität zu erhöhen.

Mächtig Fahrtwind für den R8

Mächtig Fahrtwind bekam das Projekt bei den Ingenieuren, die sich um die Themen Aerodynamik und Aero-Akustik kümmern. Mehr als 1.000 Stunden verbrachten Prototypen und Vorserienfahrzeuge des Audi R8 in einem der weltweit modernsten Windkanal-Zentren am Audi Standort Ingolstadt.

Wie die Kräfte des Windes auf den Sportwagen einwirken, können die Audi Entwickler dort testen. Eine Turbine mit rund vier Metern Durchmesser und einer Antriebsleistung von 2,6 Megawatt beschleunigt die Luft auf bis zu 300 Stundenkilometern. Dass die R8-Features auch in Kundenhand und unter extremen Bedingungen voll funktionsfähig sind, wird in der Fahrzeugerprobung ermittelt. Der Sportwagen musste ein breit gefächertes Aufgaben- und Einsatzspektrum bei der Erprobung über sich ergehen lassen. Mehrere Millionen Testkilometer werden die Prototypen und Vorserienfahrzeuge des Audi R8 abgespult haben, bevor die ersten Serienmodelle Anfang 2007 an die Kunden ausgeliefert werden. Erprobt wird auf den unterschiedlichsten Prüfständen, den Testgeländen des Volkswagen-Konzerns, bei minus 35 Grad Celsius am Polarkreis, in sengender Hitze der Sand- und Geröllwüsten im Süden Afrikas, auf Highways in Florida, auf Staub-, Splitt-, und Schotterpisten in Europa, Asien, Brasilien und Mittelamerika bis zur Nordschleife des Nürburgrings.

Seit geraumer Zeit sind die getarnten Audi R8-Modelle auf öffentlichen Straßen oder in den entlegensten Winkeln der Erde unter extremen dynamischen, klimatischen und topografischen Bedingungen unterwegs.

Neben solchen Aspekten werden in der Entwicklung eines neuen Audi Modells auch die „weichen Faktoren“ immer wichtiger. Neben der Formgebung fürs Auge, spielen vor allem das Gehör, der Geruchsinn und der Tastsinn eine nicht unerhebliche Rolle bei der Audi R8-Entwicklung. Die Mitarbeiter der Qualitätssicherung saßen ebenfalls frühzeitig mit am Entwicklungstisch. "Am Anfang ging es für uns nicht darum, Detailfragen zur Qualität zu erörtern, sondern um die Kundenanforderungen, die an ein Fahrzeug wie den Audi R8 gestellt werden, herauszuarbeiten“, sagt Isgen.Danach wachten die Experten bereits bei den Design- und Datenkontroll-Modellen oder Prototypen über die Qualität. Isgen: "Qualität muss von Anfang an mit entwickelt werden. Das kann man nachträglich nicht mehr ins Fahrzeug bringen.“

Die Feinabstimmung der technischen, der sichtbaren und fühlbaren Qualität erfolgt in der Vorserie. Unter anderem geschieht das bei Audi auf einem Messinstrument mit dem schönen Namen „Meisterbock“. Den gibt es sowohl fürs Exterieur als auch für das Interieur. Woher kommt der Name? Darauf kann auch Isgen keine Antwort geben, aber was er kann, ist klar: Der Meisterbock ist eine Art Leiterrahmen aus Aluminium, auf dem das Fahrzeug mit den jeweils aktuell verfügbaren Teileständen aufgebaut, vermessen und bewertet wird. Diese Beurteilungen finden wöchentlich statt. In einer großen Runde stellen die Zulieferer am Meisterbock ihre neuen, optimierten Bauteile den Mitarbeitern der Qualitätssicherung, Entwicklung und Fertigung vor. Passen die Spaltmaße? Wie ist die Haptik? Wie wirkt das Teil im Gesamtfahrzeug? Lassen sich Tasten und Schalter gut erreichen und bedienen? Lässt sich das Teil später an der Fertigungslinie problemlos montieren?

Eine Vielzahl solcher Fragen wird in diesen Meisterbock-Gesprächen erörtert und dabei Lösungen erarbeitet. Rund 300 relevante Audi R8-Teile, innen und außen, kommen auf diese Weise auf den Prüfstand. Isgen: „Das geht so lange, bis wir die hohe Qualität herstellen können, für die Audi bekannt ist.“

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