Wie die Entwicklung von autonomem Fahren die Kooperationsfähigkeit der OEMs auf die Probe stellt (und was sie tun können)

Ich persönlich verfolge die Entwicklung von autonomem Fahren sehr aufmerksam und freue mich - besonders wenn ich mal wieder im Stau auf der Autobahn stehe - ehrlicherweise sogar sehr darauf. 

Die Vorteile  sind vielseitig - allerdings ist das Erreichen des vollautonomen Fahrens noch weit von uns entfernt und hochkomplex. So komplex, dass es realitätsfern scheint, dass ein einzelnes Unternehmen die gesamte Entwicklung aller notwendigen Komponenten übernehmen kann. Aber welche Komponenten sind das und warum sollte die Automobilindustrie an ihrer Kooperationsfähigkeit arbeiten und wie lässt sich diese Kooperation wirklich verbessern? 

Was macht die Entwicklung so komplex?

Laut einer Studie des Fraunhofer-Instituts benötigt ein autonomes Fahrzeug zwei „Grundfähigkeiten“. Sowohl ein Verständnis der aktuellen Situation als auch die Fähigkeit einzuschätzen, wie sich diese Situation entwickelt. Dies wird durch eine Vielzahl von Funktionen und Funktionspaketen erreicht, die durch das Zusammenspiel mehrerer Module entsteht. Im übertragenen Sinne braucht ein autonomes Fahrzeug nicht nur Augen und Ohren, sondern auch die komplexe Struktur von Moral und Ethik. Im nachfolgenden Bild können sie – stark heruntergebrochen -  sehen, warum schon die reine Entwicklung der „Augen“ und „Ohren“ mehr als nur grundlegendes technisches Verständnis benötigt.

Viele Naturwissenschaften: Große Projekte bedeuten Skalierung

Durch die Vielzahl dieser Funktionalitäten wird Wissen aus vielen verschiedenen Bereichen und Wissenschaften benötigt. Physik, Informatik, Ingenieurswesen, Telekommunikation und viele weitere Disziplinen müssen als Organisation gemeistert werden, um autonomes Fahren zu ermöglichen. Auf Grund der bislang fehlenden Erfahrung im Hinblick auf die Entwicklung von autonomen Systemen können wir uns nicht darauf verlassen, alle notwendigen Schnittstellen bereits im Vorhinein zu kennen und definieren zu können , um so einzelne Module an externe Dienstleistungsfirmen zu vergeben.Die Folge sind große, personalintensive Projektorganisationen, die einen großen Teil ihrer Schlagkraft dadurch verliert, dass sie nicht effizient aufgestellt sind und dadurch mehr Aufwand in die Verwaltung der Organisation fließt als an dem Produktwertstrom zu arbeiten. 

In der Praxis sind die Organisationen oft nicht effizient organisiert. Teams sind nicht in der Lage selbstständig über Funktionalitäten zu entscheiden und diese innerhalb eines Teams zu entwickeln. Die daraus entstehenden Abhängigkeiten gilt es entsprechend zu planen. Auf Grund der Komplexität und der Unsicherheit in der Entwicklung neuer Technologien eignen sich lineare Planungs- und Entwicklungsmodelle nicht für die Durchführung solcher Projekte. Meine Empfehlung ist es, sich frühzeitig damit zu beschäftigen, wie Teams möglichst wenige Abhängigkeiten zu anderen Teams besitzen, sowie effizientes Handling der Abhängigkeiten aufzusetzen. Nutzen sie als Ausgangslage für diese Untersuchung die Wertströme, die das Produkt aufweisen soll. Mehr zum Thema „Wertströme“ erfahren Sie in diesem Blog. Eine initiale Trennung kann beispielsweise auf Komponentenbasis, wie Betriebssystem oder angelehnt an das AUTOSAR-Modell, eine offene und standardisierte Softwarearchitektur für elektronische Steuergeräte, vorgenommen werden.

Darüber hinaus empfiehlt es sich nicht, noch weitere Rollen und Abstraktionsebenen einzuführen. Beliebt sind hier die Architektur und Test-Ebenen, da sie in allen Entwicklungen vorgenommen werden müssen und speziell für die Integration essenziell wichtig sind. Unter diesen zusätzlichen Ebenen, und meist Personen, leidet meist der Wissenstransfer. Dazu zählen die Erwartungen und Klarheit über die benötigten Schnittstellen zu anderen Komponenten in der Architektur als auch häufige Fehlerbilder und Bugs im Testing auf Systemebene, welche jeweils besonders relevant für die Entwicklung der Komponenten und die Qualitätssicherung innerhalb der Entwicklung sind.

Kooperation mit Externen

Durch den schnellen Bedarf an weiterer Expertise für die Entwicklung von autonomen Fahrsystemen stehen viele Organisationen vor der Herausforderung, dass die notwendige Expertise oft noch nicht (ausreichend) im Unternehmen vertreten ist.

Für die Lösung dieses Problems gibt es, aus meiner Sicht, drei Varianten mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen:

  1. Einstellen neuer Mitarbeiter:innen, die die benötigten Skills mitbringen
    Vorteil: Das Wissen bleibt nach dem Projekt im Unternehmen
    Nachteil: sehr teure Variante und langfristige Verpflichtungen
  2. Ausbildung der bestehenden Belegschaft
    Vorteil: planbar und gezielt umsetzbar
    Nachteil: zeitaufwendig und zusätzliche Aufgaben erhöhen den Bedarf an Priorisierung
  3. Beauftragung externen Dienstleister mit benötigtem Know-how
    Vorteil: schnell einsetzbares Knowhow. Neue Sichtweisen für kreative Lösungsansätze kommen in die Teams
    Nachteil: sehr teure Variante. Wissen wird nicht im Unternehmen gebunden. Interner Steuerungsaufwand für die Verwaltung von Schnittstellen kommt hinzu.

Egal, wie Sie sich entscheiden: Es muss in jedem Fall eine Kooperation gewährleistet werden. Für die Etablierung der Kooperation innerhalb des eigenen Unternehmens sind die gängigen Arbeitsmodelle bereits ausgelegt und vorbereitet – schließlich haben alle Ihrer Mitarbeiter:innen diesen Prozess bereits durchlaufen. Sie sollten hierbei einen Fokus darauf legen, die neue Expertise auch zu fördern und weitere Mitarbeitende daran teilhaben zu lassen, z.B. durch Wissenstransfer mittels Austausch-Terminen und Pair- oder Mobprogramming.

Sollten Sie sich entscheiden, die bestehende Belegschaft weiterzubilden ist es relevant, die Frage nach der Kapazität zu stellen und ihre Prioritäten entsprechend zu überprüfen. Umso mehr Verantwortung den Teams zusteht, umso relevanter wird es hier, eine klare Ausrichtung und Rahmenbedingungen für Ihr Projekt zu schaffen, um möglichst zielgerichtet arbeiten zu können. Alle diese internen Schritte, können Sie mit Ihrem ScrumMaster besprechen und selbstständig steuern. Bei der Kooperation mit externen Unternehmen ist dies deutlich schwieriger.

 Um die Kooperation mit externen Unternehmen zu verbessern haben sich drei Stellschrauben bewährt:

Gestalten Sie ihre Verträge möglichst flexibel und verzichten Sie auf klassische Abnahme-Mengen und Messgrößen. Speziell in der Automobilbranche stoßen wir immer wieder auf ausufernde Projekte, bei denen externe Dienstleister mit Dienstverträgen, auch „Time and Material“ genannt, beauftragt werden. In seltenen Fällen werden Werkverträge abgeschlossen, bei denen die Ziele des Projektes bereits zu Beginn dessen festgelegt werden. Planen sie Veränderungen während des Projektverlaufes ein, um flexibel zu bleiben.

Dabei sind beide Vertragsformen im komplexen Umfeld des autonomen Fahrens jeweils ungeeignet. Werkverträge setzen den Dienstleister unter Druck möglichst schnell und effizient zum Projektabschluss zukommen, jedoch nimmt sich das Projekt früh die Flexibilität das externe Know How explizit zu nutzen. Bei „time and material“ Verträgen stehen Dienstleister und Einkauf vor dem gegenteiligen Problem: Sobald versucht wird die externen Teams und Teammitglieder zu optimieren, stößt man an Limitierungen, die vertraglich geregelt werden. Beispielsweise werden Storypoints abgerechnet, die per Definition nichts mit dem zeitlichen Aspekt zu tun haben. Abgesehen davon, ist eine Bezahlung auf Basis einer vagen Schätzung wenig planbar und damit ein erhöhtes Risiko für Dienstleister:innen und Auftraggebende. Stellen Sie diese Verträge also auf möglichst einfache Abrechnungsmethoden um, wie geleistete Tage um zeitintensive Diskussionen aus dem Team herauszuhalten.

Haben Sie es nun ermöglicht, dass die externen Teams bestmöglich arbeiten können, sollten Sie inhaltlich Anleitung geben. In meinen Projekten durfte ich in der Kooperation zusätzlich feststellen, dass externe Teams meist generalistisch aufgesetzt sind und im Grunde nur Anforderungen zugeschoben worden, die ausgesprochen stark ausformuliert sein müssen. Sie werden zu sogenannten „Coding Monkeys“. Das lässt sich nur verhindern, indem Sie die externen Teams als Teil Ihrer Vision sehen und klar formulieren, welche Funktionalität am Ende des Projektes zustande kommen soll. So kann ein Dienstleistungs-Unternehmen Teammitglieder auf ihrem Projekt einsetzen, die über die notwendige Expertise verfügen. Zusätzlich können Sie so sicherstellen, dass das Gegenüber die Expertise überhaupt leisten kann.

Abschließend sollten sie das Zusammenarbeitsmodell und den Verantwortungsbereich mit den externen Dienstleistern möglichst deutlich formulieren. Ich empfehle als Zielbild eine enge Partnerschaft, die beinahe so wirkt, als wären die externen Entwickler:innen Teil des gesamten Teams. Dies ermöglicht es, einfache Strukturen ohne komplizierte Regeln aufsetzen zu können. . Ist dies absolut unmöglich und ungewünscht, entsteht zusätzliche Bürokratie, indem Spezifikationen für komplexe Systeme sehr konkret beschrieben werden müssen, ohne zu wissen, was das richtige Vorgehen ist. Autonomes Fahren ist weit weniger erforscht und erprobt als die Bestellung von Antriebssträngen oder Chassis, somit ist es notwendig, allen Entwickler:innen Zugang zu den aktuellen Zielen und Herausforderungen des Projektes zu verschaffen. Nutzen Sie dafür Formate, wie regelmäßige Townhall-Veranstaltungen, gemeinsame Planung und Demos der Funktionen. Ohne diese Informationskanäle können auch selbstorganisierte Teams an Lieferfähigkeit einbüßen, da die notwendigen Informationen stets bei Zentralfunktionen, wie Projektleitung o.Ä., eingeholt werden müssen. So entsteht ein Bottleneck, das keines sein müsste.

Crossfunktionalität innerhalb und übergreifend der Komponenten

In meinen Projekten hat sich gezeigt: Teams, denen wichtige technische Expertise fehlt, werden extrem langsam, da sie sich das Wissen zuerst aneignen müssen. Was diesem Aufarbeiten entgegensteht, wurde in vorhergehenden Absätzen beschrieben. Ich möchte Ihnen empfehlen, die Hardware- & Softwareentwicklung für autonomes Fahren, möglichst nah zueinander aufzustellen.

So sind sicherheitskritische Komponenten und Anforderungen, wie beschrieben in den ASIL Stufen der ISO 26262, gemeinhin bekannt und können gemeinsam bearbeitet werden. Treten Fehler in der Software oder Hardware auf, können diese gemeinschaftlich und mit kurzen Kommunikationswegen getestet und gelöst werden. Sollte dieser Schritt noch weit entfernt sein, empfiehlt es sich wenigstens die Hardware und Softwareorganisation gegenseitig offenzulegen, um kurze Kommunikationswege und Entscheidungen auf technischer Ebene zu ermöglichen. Hier helfen regelmäßige, öffentliche Reviews in denen das Erarbeitete präsentiert und Wissen geteilt wird. 

Jedoch besteht die Crossfunktionalität nicht nur durch die Expertise in einzelnen technischen Modulen, sondern auch in der Verantwortung über mehrere Systemebenen hinweg. So sollten Systemtests nicht außerhalb des Teams mit einem eigenständigen Testteam erfolgen, sondern Teil der Aufgabenstellung für das Team sein und eine entsprechende Testinfrastruktur zur Verfügung stehen.

Zusammenfassend sollten wir uns bei der Entwicklung komplexer Systeme also bereits vor dem Start Gedanken über die Struktur und Zusammenarbeit machen. Nur so kann die vollständige Integration und der Weg zum autonomen Fahren geebnet werden. Durch klare Strukturen und Organsationen, welche sich am Wertestrom orientieren, können effiziente Teams und Kooperationen geschaffen werden. Die Kooperation mit externen Partner:innen  muss zielgerichtet sein und sich am Bedarf messen. Bleiben Sie offen für das Teilen von übergreifendem Wissen zur effizienten Zusammenarbeit! Nur dann sind wir in der Lage die komplexen Systeme der Zukunft zu entwickeln. 

Bildquelle Header: Roberto Nickson auf Unsplash

Automotive
Innovation
Agile Toolbox
Produktentwicklung
Thilo Münz
January 27, 2023

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