Fahrzeug Design - Teil 1

Definition des Begriffs Design

  • Passiver Sinn- „Designte“ = Nutz- bzw. Gebrauchswert einer Produktgestalt

    • Umfasst die optimale Betätigbarkeit, einfache Benutzbarkeit und gute Sichtbarkeit sowie Erkennbarkeit für den Menschen (sowohl Käufer als auch Benutzer) über den gesamten Produktlebenszyklus.

  • Aktiver Sinn- „Designen“ = systematische Entwicklung der Produktgestalt

    • Bezeichnet den ganzheitlichen Prozess der Gestaltung, welcher die ästhetischen, funktionalen, ergonomischen und symbolischen Aspekte eines Produktes integriert.

    • Teilprozesse: Konzeption (Ideenfindung, Zieldefinition), Entwurf (Skizzierung, Modellierung), Ausarbeitung (Detaillierung, Oberflächengestaltung) innerhalb der komplexen konstruktiven Produktentwicklung.

    • Orientierung am Pflichtenheft: Ein zentrales Dokument, das alle spezifischen Anforderungen an Bedienbarkeit, Sichtbarkeit, Erkennbarkeit und weitere Produkteigenschaften detailliert festlegt.

Allgemeine Fahrzeuggestalt und Teilgestalten

  • Gestalt = Das harmonische Zusammenspiel aus formgebenden und strukturellen Elementen, die das visuelle Erscheinungsbild und die Interaktion mit dem Produkt prägen.

    • Aufbau (Packaging, Funktions- & Strukturkonzept): Definiert die grundlegende Volumenverteilung und die Anordnung der Hauptkomponenten (Motor, Passagiere, Gepäck). Dies ist die "grobe Gestalt".

    • Form (Flächen, Linien, Details): Bestimmt die äußere Hülle und die innere Struktur, beeinflusst Aerodynamik und Emotion.

    • Farbe: Beeinflusst die Wahrnehmung von Größe, Gewicht und Emotionalität; kann Markenidentität stärken.

    • Oberfläche (Material, Textur, Haptik): Beeinflusst die taktile Wahrnehmung und visuelle Wertigkeit (z.B. glänzend, matt, rau, weich).

    • Grafik (Logos, Beschriftung, Symbole): Kommuniziert Marke, Funktion und Benutzerführung.

  • Drei Gestaltarten in Analogie zum Industrial-Design-Raster – eine Klassifikation zur systematischen Betrachtung des Designs:

    • Funktions-gestalt (Fu) : Bezieht sich auf die Primärfunktionen des Produkts, wie z.B. das Fahren eines Autos. (z. B. Getriebe, Motor).

    • Interface-gestalt (If): Umfasst alle Elemente, die die Interaktion des Nutzers mit dem Produkt ermöglichen (z.B. Lenkrad, Armaturenbrett, Infotainmentsystem).

    • Tragwerks-gestalt (Tw): Beschreibt die strukturellen Elemente, die die Lasten aufnehmen und die Stabilität gewährleisten (z.B. Karosserie, Chassis).

  • Wichtig: Der Aufbau als „grobe Gestalt“ ist die fundamentale Grundlage für alle weiteren Teilgestalten und bestimmt maßgeblich die Proportionen und das grundsätzliche Erscheinungsbild eines Fahrzeugs.

Aufbauarten (Detaildefinition)

  • Einteilung nach Integrations- und Additionsgrad von Karosserievolumina – beschreibt, wie die Hauptvolumina (Motorraum, Passagierraum, Kofferraum) miteinander verbunden sind:

    • CC (Cubic-Cubic) – klassische 1-Box: Ein einziges, durchgehendes Volumen ohne sichtbare Trennungen (z.B. Minis wie VW Up).

    • AC (Additiv-Cubic) – 2-Box (Steilheck): Zwei klar definierte Volumina, meist Motorraum und ein kombinierter Passagier-/Kofferraum mit steilem Heckabschluss (z.B. VW Golf).

    • AA (Additiv-Additiv) – 3-Box (Stufenheck): Drei separate und klar abgegrenzte Volumina für Motor, Passagiere und Kofferraum (z.B. Audi A4 Limousine).

    • AI (Additiv-Integrative) – Coupé / Fastback: Motorraum additiv, Passagier- und Kofferraum integriert mit fließendem Dachverlauf, oft sportlicher (z.B. Porsche 911 Coupé).

    • IC (Integrative-Cubic) – Van / Mono-Space: Motorraum teilweise integriert, Passagier- und oft auch Kofferraum bilden ein großes, flexibles Volumen (z.B. VW Sharan).

    • II (Integrative-Integrative) – Flow / One-Box (z. B. Kleinbus): Alle Volumina fließend und nahtlos integriert, eine sehr aerodynamische und raumeffiziente Form (z.B. Mercedes EQV Flow Concept).

  • Beispiele: VW Up (CC), VW Golf (AC), Audi A4 (AA), Porsche 911 Coupé (AI), VW Sharan (IC), Mercedes EQV Flow Concept (II) veranschaulichen die verschiedenen Aufbauarten im realen Fahrzeugdesign.

  • Übungsaufgaben im Foliensatz (Zuordnung realer Fahrzeuge) fördern das Verständnis.

Form, Farbe & Grafik im Fahrzeugdesign

  • Form:

    • Bestimmt Flächeneigenschaften, Übergänge zwischen Flächen, die Linienführung (z.B. Sicken, Charakterlinien) und die Detaillierung (z.B. Scheinwerfergestaltung, Griffe).

    • Maßgeblich für die emotionale Wirkung (z.B. sportlich, elegant, robust) und entscheidend für die aerodynamische Effizienz eines Fahrzeugs ( cw-Wert, Luftwiderstand).

  • Farbe & Oberfläche:

    • Farbton, Helligkeit, Sättigung spielen eine Rolle für die visuelle Präsenz und Markenidentität. Das Finish (Matt, Hochglanz, Metallic-Effekte) beeinflusst die Lichtreflexion und Wertanmutung.

    • Materialwahl (z.B. Leder, Stoff, Holz, Carbon), sowie Texturen (Glatt, genarbt, gebürstet) prägen die haptische und visuelle Qualität des Innenraums und der Interieur-Details.

  • Grafik:

    • Umfasst Markenlogos (z.B. VW-Emblem), Typzeichen (z.B. "Golf"), Piktogramme (z.B. für Klimaanlage), UI-Icons auf Bildschirmen, Nummernschilder und Individualisierungen (z.B. Rallye-Streifen).

    • Wichtig für Markenkommunikation, Funktionalität und Personalisierung.

Veränderungstreiber der Fahrzeugentwicklung

  1. 1 Verschärfter Wettbewerb: Führt zu kürzeren Produktlebenszyklen und erhöhtem Innovationsdruck, da neue Akteure und Technologien ständig den Markt herausfordern.

  2. 2 Neue Märkte & Kundensegmente: Erfordern eine größere Vielfalt an Fahrzeugtypen und maßgeschneiderten Lösungen (z.B. E-Scooter, Micro-Mobility, SUVs für Schwellenländer).

  3. 3 Individualisierungstrends: Kunden wünschen einzigartige Fahrzeuge, was die Komplexität in Design und Produktion erhöht, aber auch neue Geschäftsmodelle ermöglicht.

  4. 4 IuK-Technologien (Informations- und Kommunikationstechnologien): Ermöglichen vernetzte Dienste, Over-The-Air (OTA)-Updates, autonomes Fahren und neue User Experiences im Fahrzeug.

  5. 5 Neue Fertigungsverfahren: Additive Fertigung (3D-Druck), CFK (Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe) und Modulbauweise reduzieren Gewicht, Kosten und ermöglichen komplexere Formen.

  6. 6 Gesetze & Verordnungen: Strengere Grenzwerte für CO₂-Emissionen, zunehmende Sicherheitsanforderungen (NCAP-Tests) und Datenschutzbestimmungen beeinflussen Design und Technik maßgeblich.

  7. 7 Wachsende Komfort- & Sicherheitsansprüche: Erhöhen die Erwartungen an Ergonomie, Assistenzsysteme und die passive Sicherheit, was sich im Design widerspiegelt.

Produktentstehungsprozess (PEP) – Fahrzeugspezifisch

  • Eine Phasenstruktur mit definierten Meilensteinen (MS) zur Steuerung komplexer Entwicklungsprojekte:

    1. Strategiephase: Grundlegende Weichenstellungen und Ideenfindung.

    2. Definitions-/Konzeptentstehungsphase: Konkretisierung der Anforderungen und erste grobe Entwürfe.

    3. Konzeptentwicklung / Konvergenz: Verfeinerung und Abstimmung des Konzepts bis zur Entscheidung.

    4. Absicherung, Detaillierung & Freigabe (Serienanlaufvorbereitung): Technische Reifmachung und Vorbereitung der Produktion.

  • Iterativer Informationsfluss: Ein ständiger Austausch und Rückkopplung zwischen Design, Engineering, Marketing und Fertigung ist entscheidend, um die Produktziele zu erreichen und Konflikte frühzeitig zu lösen.

Strategiephase

  • Ableitung aus Unternehmens-, Plattform-, Technologie-, Portfolio-, Design-Strategie: Das Produkt wird in den übergeordneten Kontext des Unternehmens und seiner Zukunftspläne eingebettet.

  • Frühe Vorentwicklung, Nutzer- & Trendanalysen, Benchmarks: Identifikation von Marktlücken, Kundenbedürfnissen und Best Practices der Wettbewerber als Basis für neue Produktideen.

Definitions-/Konzeptentstehungsphase

  • Anforderungsanalyse: Sammlung und Strukturierung von Anforderungen von Stakeholdern (Kunden, Vertrieb, Produktion), Car-Clinics (Studien mit potenziellen Kunden zur Konzeptbewertung) und technischen Zielgrößen (Performance, Verbrauch).

  • Erste Entwürfe: Erstellung von Proportionsmodellen (oft im Maßstab 1:10 oder 1:5), Designskizzen (analog & digital), Tape-Renderings (Fahrzeugumrisse mit Klebeband auf großen Tafeln) und Grobmaß- & Packageplänen (erste Layouts des Innen- und Außenraums zur Prüfung der Platzverhältnisse).

Konzeptentwicklung / Konvergenz

  • Proof-of-Concept: Nachweis der Machbarkeit hinsichtlich Funktion, Kosten, Gewicht, Qualität durch erste Prototypen oder Simulationen.

  • Zentrale Konfliktlösungsphase zwischen Technik und Design: Hier werden Kompromisse gefunden, um technische Anforderungen (z.B. Bauraum, Crashtest-Struktur) mit den ästhetischen und ergonomischen Zielen des Designs zu vereinbaren.

Absicherung & Freigabe

  • Seriengerechte Konstruktion: Detaillierung der feinen Flächengestaltung (CAS/CAD), Definition von Toleranzen und Passungen für die Serienproduktion.

  • Prototypenbau, Werkzeugerstellung: Fertigung von Musterfahrzeugen für Tests und Entwicklung der Spritzguss- oder Presswerkzeuge für die Serienfertigung.

  • Serienanlaufplanung: Koordination aller Schritte bis zur Massenproduktion, inklusive Logistik und Qualitätssicherung.

Designprozess & Studio Engineering

  • Schnittstelle Design ↔ Ergonomie ↔ Technik: Das Studio Engineering ist ein interdisziplinäres Team, das sicherstellt, dass Designkonzepte technisch umsetzbar sind und ergonomische Anforderungen erfüllen, ohne die gestalterische Vision zu opfern.

    • Sorgt für Einhaltung technischer Randbedingungen (z.B. Bauraum, Achslasten, Crashtest-Vorgaben) ohne die Designsprache zu verlieren.

  • Design-Phasen (parallel zu PEP) – die kreative Entwicklung innerhalb des übergeordneten Produktentstehungsprozesses:

    1. Strategie: Erstellung von Moodboards (Bildcollagen zur Stimmungs- und Themenfindung), Definition der Marken-DNA und Suche nach Inspirationsquellen (Kunst, Mode, Natur).

    2. Definition: Entwicklung von Ideen, Skizzen (analog & digital), Tape-Renderings, und Erstellung von Modellen in verschiedenen Maßstäben (1:4 und 1:1, oft aus Clay).

    3. Konvergenz: Detailentwicklung mit 1:1 Exterior & Interior Clay Modellen, Feinmodellierung in CAS/CAD-Strak (Computer Aided Styling/Design Flächenkonstruktion) und Erstellung von Color & Trim-Konzepten (Auswahl von Farben, Materialien und Oberflächen für Innen- und Außenraum).

    4. Absicherung: Endgültige Farb- & Materialfestlegung, Erstellung von Datenkontrollmodellen (DKM) zur Überprüfung der digitalen Daten auf Fertigbarkeit und Variantenbildung (unterschiedliche Ausstattungslinien).

  • Beispielhafte Designabteilung: Typischerweise gegliedert in Leitung, spezialisierte Exterior/Interior-Studios, Colour & Trim-Abteilung, Corporate Design (Markenkonsistenz), Advanced Design (Zukunftskonzepte), Modellbau und Studio-Engineering.

Analoge & digitale Zeichentechniken

  • Zweck: Ideen schnell und effektiv visuell zu kommunizieren und Konzepte zu entwickeln.

  • Analoge Werkzeuge:

    • Bleistift, Kohle: Für schnelle Skizzen, Volumenstudien und expressive Darstellungen.

    • Copic-Marker: Für Farbstudien und professionelle Renderings mit sanften Farbübergängen.

    • Tape-Drawing: Für schnelle, maßstäbliche 2D-Darstellungen von Fahrzeugkonturen in Originalgröße.

  • Digitale Werkzeuge:

    • Grafiktabletts: Für digitales Skizzieren und Rendering auf Software wie Photoshop oder Sketchbook.

    • VR-Sketching: Ermöglicht das räumliche Skizzieren direkt in 3D-Räumen (z.B. mit Gravity Sketch).

    • AI-Rendertools (z. B. Vizcom): Unterstützen Designer bei der schnellen Erzeugung fotorealistischer Renderings aus einfachen Skizzen.

  • Darstellungsarten:

    • Projektionsverfahren (Orthogonal, Isometrie): Technische Zeichnungen, die bestimmte Ansichten (Grundriss, Aufriss, Seitenriss) unverzerrt darstellen oder Objekte in einer dreidimensionalen, aber nicht perspektivischen Ansicht zeigen.

    • Perspektive: Erzeugt einen räumlichen Eindruck durch Fluchtlinien, die auf einen Horizont zulaufen. Fluchtpunkte (ein, zwei oder drei) definieren die Blickrichtung und den Grad der Verzerrung.

    • Ellipsenkonstruktion: Wichtig für die Darstellung von Rädern oder runden Details in perspektivischer Ansicht; Achsen verlaufen stets rechtwinklig zueinander; Veränderung der Form je nach x-/y-Richtung der Rundung.

  • Übungen: Perspektive & Ellipsen zeichnen sind grundlegende Fähigkeiten für Produktdesigner.

Analoge & digitale Modelliertechniken

  • Zweck: 2D-Ideen in greifbare 3D-Formen zu übertragen und die Gestalt haptisch und visuell zu prüfen.

  • Reale Modelle:

    • Clay (Industrieplastilin) Modelle (M=1:5 ext{ bis } 1:1): Ermöglichen schnelle dreidimensionale Änderungen und sofortige haptische Beurteilung von Formen und Oberflächen.

    • CNC-Vorfräsen (Computer Numerical Control): Fräsen von groben Formen aus Clay oder Schaumstoff basierend auf digitalen Daten.

    • Schaumfräsen: Leichtere Modelle, oft für frühe Package-Studien oder als Basis für Clay.

  • Digitale Modelle:

    • Modellier- & Rendering-Software: Programme wie Autodesk Alias, Rhino, VRED für die Erstellung von hochpräzisen 3D-Geometrien und fotorealistischen Renderings.

    • VR-Reviews: Das Begehen und Bewerten von digitalen Modellen in einer virtuellen Realität, um Proportionen und Räume realistisch zu beurteilen.

  • Digitale Darstellungen:

    • High-End-Renderings & Animationen: Für die Präsentation auf Powerwall-Displays, im Marketing, auf der Website oder in Online-Konfiguratoren.

    • Analyse-Tools: Softwarefunktionen zur Überprüfung von Flächenqualität (Lichtreflexionen), Gaps (Spaltmaße) und weiteren technischen Merkmalen.

  • Darstellungsgüte:

    • ext{Darstellungsgüte}= ext{Designreifegrad}+ ext{Visualisierungsqualität}

    • Beschreibt die umfassende Qualität einer Präsentation, die sowohl den Entwicklungsstand des Designs als auch die Güte der visuellen Aufbereitung berücksichtigt.

Mensch-Produkt-Wechselwirkungen (Basisschema)

  • Gebrauch = Die Gesamtheit aller Prozesse, die von der Wahrnehmung eines Produkts über dessen Erkennung bis hin zur resultierenden Handlung des Benutzers führen.

  • Wahrnehmung: Der Prozess der Organisation und Interpretation sensorischer Informationen (Sehen, Hören, Tasten, Riechen, Schmecken), um die Umwelt zu interpretieren.

  • Erkennen: Eine kognitive Weiterverarbeitung der Wahrnehmungen, bei der das Gesehene, Gehörte etc. mit bestehendem Wissen verknüpft und kategorisiert wird (z.B. ein Schalter wird als Schalter erkannt).

  • Verhalten: Die resultierende Handlung oder Reaktion auf das Erkannte (z.B. Kaufentscheidung, Bedienung eines Bedienelements, Reaktion auf ein Warnsignal).

Fähigkeiten des Menschen (Vier Hauptdimensionen)

  • Kognition: Umfasst Denkprozesse, Problemlösung, Gedächtnis (Kurz- und Langzeit), Aufmerksamkeit, Sprache und Emotionen; essentiell für die Entscheidungsfindung und Verarbeitungsgeschwindigkeit.

  • Perzeption: Die Fähigkeit, sensorische Informationen zu empfangen und zu interpretieren, unterteilt in Sehen, Hören, Fühlen (Tastsinn), Riechen und Schmecken; wichtig für die Gestaltung von User Interfaces.

  • Koordination: Bezieht sich auf die Fähigkeit, Bewegungen präzise zu steuern, Reflexe zu zeigen und das Gleichgewicht zu halten (z.B. beim Fahren oder Bedienen von Armaturen).

  • Kondition: Umfasst physische Leistungsfähigkeiten wie Kraft (z.B. zum Betätigen von Pedalen), Ausdauer (z.B. auf langen Fahrten) und Schnelligkeit (Reaktionszeit); relevant für die Bemessung von Bedienkräften.

Visuelle Wahrnehmung

  • Sehvorgang: Lichtreflexion von Objekten trifft auf das Auge, wird von der Linse fokussiert, trifft auf die Netzhaut und wird dort in elektrochemische Impulse umgewandelt, die zum Gehirn geleitet werden.

  • Blickwinkelinvarianz: Die bemerkenswerte Fähigkeit des menschlichen Gehirns, Objekte trotz unterschiedlicher Perspektiven (Winkel, Größe, Position) als dieselben zu erkennen; ein Vorteil gegenüber vielen KI-Systemen, die oft für jede Perspektive neu trainiert werden müssen.

  • Geon-Theorie: Besagt, dass Objekte aus einer begrenzten Anzahl von grundlegenden 3D-Formen (Geonen, abgeleitet von Zylindern, Kegeln, Blöcken) zusammengesetzt sind und wir diese Geone bei der Objekterkennung identifizieren.

Gestaltprinzipien

  • Prinzipien der Gestaltpsychologie, die erklären, wie das menschliche Gehirn visuelle Informationen strukturiert und interpretiert:

    • Prägnanz (Gesetz der Einfachheit): Tendenz, Gesehenes so einfach und regelmäßig wie möglich wahrzunehmen.

    • Nähe: Elemente, die nah beieinander liegen, werden als zusammengehörig empfunden.

    • Ähnlichkeit: Ähnliche Elemente (Form, Farbe, Größe) werden als Gruppe wahrgenommen.

    • Guter Verlauf (Kontinuität): Elemente, die eine durchgehende Linie oder Kurve bilden, werden als zusammengehörig empfunden.

    • Gemeinsame Region: Elemente innerhalb einer abgegrenzten Region werden als Gruppe wahrgenommen.

    • Verbundenheit: Elemente, die physisch miteinander verbunden sind, werden als Einheit wahrgenommen.

  • Übungen: Die Betrachtung von Produkten wie dem Microsoft-Keyboard oder dem Audi S5 zur Analyse angewendeter Prinzipien hilft, diese Konzepte zu verstehen.

Haptische Wahrnehmung

  • Haut als Sensororgan: Sammelt Rückmeldungen zu Interaktion, Materialbeschaffenheit, Temperatur und Vibrationen.

  • Mechanorezeptoren – spezialisierte Nervenendigungen in der Haut:

    • Merkel-Zellen: Spezialisiert auf Druck und feine Details, ermöglichen das Tasten von Oberflächenstrukturen.

    • Meissner-Körperchen: Reagieren auf leichte Berührung und Griffkraft, wichtig für das Erkennen von Form und Rutschfestigkeit.

    • Ruffini-Körperchen: Registrieren Hautdehnung, spielen eine Rolle bei der Wahrnehmung von Objekten, die die Haut strecken.

    • Pacini-Körperchen: Nehmen Vibrationen und grobe Texturen wahr, wichtig für das Gefühl von Glätte oder Rauheit.

  • Praktische Relevanz: Beeinflusst die Material- und Tastenwahl (z.B. Druckpunkt, Feedback), die Umsetzung von Force-Feedback-Systemen (z.B. bei Lenkrädern) und Sicherheitsaspekte (z.B. notwendige Griffkraft-Regelung für Türgriffe).

Demografische & geografische Merkmale

  • Anzahl, Alter, Geschlecht, Körperzustand (z.B. Größe, Gewicht, Behinderung), Nationalität, Bildung, Beruf, Bedienort (z.B. Stadt, Land), Jahreszeit, Klima etc. – all diese Faktoren beeinflussen Designanforderungen.

  • Anthropometrie: Die Lehre von den Maßen des menschlichen Körpers.

    • Körpermaße: Systematische Erfassung von Längen, Breiten, Umfängen des menschlichen Körpers.

    • Perzentile; P{5}, P{50}, P{95}-Werte: Beschreiben die Verteilung von Körpermaßen in einer Population. P{5} (5. Perzentil) repräsentiert die untersten 5% der Bevölkerung, P{50} (50. Perzentil) den Durchschnitt und P{95} (95. Perzentil) die obersten 5%; Design für extreme Nutzergrößen gewährleistet die Nutzbarkeit für die Mehrheit der Population.

Psychografische Merkmale & Personas

  • Einstellungstypen: Klassifizierungen von Nutzern basierend auf ihren Einstellungen, Werten und Motivationen:

    • Ökologie-Typ: Umweltbewusst, bevorzugt nachhaltige Materialien und Konzepte.

    • Tradition-Typ: Schätzt Beständigkeit, klassisches Design und bewährte Lösungen.

    • Aufwand-Typ: Wünscht einfache Bedienung und minimale Komplexität.

    • Sensitivitäts-Typ: Legt Wert auf haptische und ästhetische Qualitäten, feine Details.

    • Leistungs-Typ: Fokussiert auf Performance, Effizienz und technische Überlegenheit.

    • Sicherheits-Typ: Priorisiert Schutz, Zuverlässigkeit und Assistenzsysteme.

    • Ästhetik-Typ: Legt höchsten Wert auf visuelle Schönheit und Stil.

    • Neuheits-Typ: Offen für Innovationen, Technikbegeistert.

    • Prestige-Typ: Sucht Status, Exklusivität und Markenwert.

  • Personas: Fiktive, detaillierte Nutzerprofile, die auf realen Daten und Forschungsarbeiten basieren und archetypische Nutzer repräsentieren.

    • Vorteile: Fördern Nutzerzentrierung im Designprozess, erleichtern die Entscheidungsfindung durch klare Zielgruppenfokussierung, unterstützen Marketingstrategien und reduzieren das Risiko von Fehlentwicklungen.

    • Vorgehen gemäß DIN SPEC 33462:

      • Proto-Persona: Erste Hypothesen basierend auf internem Wissen.

      • Datenerhebung: Qualitative und quantitative Forschung (Interviews, Umfragen).

      • Segmentierung: Gruppierung ähnlicher Nutzerbedürfnisse und -verhaltensweisen.

      • Sedcards: Ausformulierung der Personas mit Name, Bild, Demografie, Bedürfnissen, Motivationen, Frustrationen.

      • Validierung: Überprüfung der Personas durch weitere Forschung und Feedback von Stakeholdern.

  • Übung: Erstellung einer Persona für ein Rennrad (KI-unterstützt) hilft, das Konzept praktisch anzuwenden.

OEM-Produktstrategien

  • Breite Produktpalette (z. B. Mercedes EQA bis S-Klasse): Dient der Abdeckung möglichst vieler Marktsegmente und Kundenbedürfnisse.

  • Ausstattungslinien (VW ID.3 Life, Business, Style): Bieten vorkonfigurierte Pakete, die auf unterschiedliche Kundenpräferenzen zugeschnitten sind und die Fertigung vereinfachen.

  • Pakete (BMW Innovationspaket): Bündeln oft nachgefragte Optionen, erhöhen den Fahrzeugwert und vereinfachen die Konfiguration für den Kunden.

  • Einzeloptionen (BMW Individual-Ausstattungen): Ermöglichen eine hohe Individualisierung, sprechen Kunden mit spezifischen Wünschen an und schaffen Mehrwert.

  • Produktindividualisierung (Mercedes designo manufaktur): Exklusive, maßgeschneiderte Ausstattungen für das Luxussegment, oft handgefertigt, spiegeln höchsten Anspruch wider.

Fahrzeugklassifikation (EEC 4064/89 & KBA)

  • Europäische Klassifikation und deutsche Statistikbehörde zur Segmentierung des Automarktes:

    • A (Mini): Kleinste Stadtflitzer, kompakt, wendig, ökonomisch (z.B. Smart Fortwo, VW Up).

    • B (Kleinwagen): Etwas größer, alltagstauglicher, oft als Zweitwagen (z.B. VW Polo, Ford Fiesta).

    • C (Kompaktklasse): Beliebtes Segment, gute Balance aus Größe, Preis und Komfort (z.B. VW Golf, Audi A3).

    • D (Mittelklasse): Komfortabler, mehr Platz, oft für Langstrecken (z.B. VW Passat, BMW 3er).

    • E (Obere Mittelklasse): Hoher Komfort, starke Motoren, Premium-Anspruch (z.B. Audi A6, Mercedes E-Klasse).

    • F (Oberklasse): Luxus, Prestige, höchste Ausstattung und Technologie (z.B. Mercedes S-Klasse, BMW 7er).

    • S (Sportwagen): Leistungsorientiert, dynamisches Design (z.B. Porsche 911, Audi R8).

    • M (MPV - Multi Purpose Vehicle): Vans, Minivans, Raumwunder, familienorientiert (z.B. VW Touran, Chrysler Pacifica).

    • J (SUV/Geländewagen - Sport Utility Vehicle): Höhere Sitzposition, oft Allradantrieb, robustes Design (z.B. Audi Q6 e-tron, VW Tiguan).

  • Übungsfälle: Audi Q6 etron, Renault 5, Chrysler Pacifica etc. dienen der praktischen Zuordnung zu diesen Segmenten.

Nutzerzentrierte Adaptivität (Reichelt et al.)

  • Anpassungsvariablen: Faktoren, an die sich ein Produkt in Nutzungssituationen anpassen kann oder sollte:

    • Umgebung (z.B. Lichtverhältnisse, Wetter, Verkehrsdichte)

    • Aufgabe (z.B. Navigieren, Telefonieren, Musik hören)

    • Use-Case (z.B. Pendeln, Langstrecke, sportliche Fahrt)

    • Anthropometrie (z.B. Körpergröße, Gewicht des Nutzers)

    • Gesundheit (z.B. Sehschwäche, Bewegungseinschränkung)

    • Konstitution (z.B. Müdigkeit, Aufmerksamkeitslevel)

    • Psychischer Zustand (z.B. Stress, Entspannung)

    • Präferenzen (z.B. dunkles vs. helles Displaydesign)

    • Emotionen (z.B. Freude, Ärger, Angst)

  • Designoptionen: Lösungen zur Umsetzung dieser Adaptivität:

    • Verstellkonzepte (z.B. Sitze, Lenkräder, Spiegel)

    • Personalisierung (z.B. Nutzerspeicherung von Einstellungen)

    • Assistenzsysteme (z.B. adaptiver Tempomat, Spurhalteassistent)

    • Adaptive Benutzeroberflächen (z.B. Displayhelligkeit, Schriftgröße)

Digitale Menschmodelle – RAMSIS

  • Rechnergestütztes Anthropometrisches Mathematisches Insassen-System: Eine hochentwickelte Simulationssoftware zur ergonomischen Auslegung von Fahrzeuginnenräumen.

  • Module:

    • Ergonomische Leitmaße: Dient der Analyse und Einhaltung wichtiger Bezugspunkte für optimales Packaging.

    • Haltungsberechnung: Simuliert realistische Sitz- und Körperhaltungen basierend auf Anthropometriedaten.

    • Diskomfortanalyse: Identifiziert potenzielle Komfortprobleme oder Belastungen für Insassen.

    • Sichtfelder (kognitiv): Analyse der Sicht auf Instrumente, Außenspiegel und die Umgebung; berücksichtigt psycho-physiologische Aspekte der Wahrnehmung.

    • Package-Designer: Werkzeug zur Optimierung der Innenraumaufteilung unter ergonomischen Gesichtspunkten.

    • Seat-Belt-Design: Unterstützung bei der Auslegung von Gurtsystemen hinsichtlich Komfort und Sicherheit.

  • Leitmaße: Wichtige Bezugspunkte für die Auslegung.

    • Körperhöhe, Stammlänge, Taillenumfang: Fundamentale anthropometrische Maße.

    • Berücksichtigung von Beschleunigungen: Modelliermöglichkeit von Körperbewegungen unter dynamischen Bedingungen (z. B. Bremsnick, Kurvenfahrt) zur Absicherung der Ergonomie in Fahrsituationen.

SAE-Richtlinien – Kernpunkte

  • Standardisierungsinstitution (Society of Automotive Engineers) für Industriestandards:

    • ext{SAE J182}: Definiert das standardisierte Fahrzeugkoordinatensystem mit X (Längsachse, positiv nach vorne), Y (Querachse, positiv nach links) und Z (Vertikalachse, positiv nach oben); wichtig für globale Konsistenz in Konstruktion und Messung.

    • ext{SAE J1100}: Maßkodierungssystem, das eine einheitliche Nomenklatur für alle relevanten Abmessungen im Fahrzeuginterieur und -exterieur festlegt.

      • Buchstaben (W für Breite, L für Länge, H für Höhe, A für Winkel, D für Abstand, V für Volumen) und Zahlen (1 ext{ bis }99 für Interieur, 100 ext{ bis }199 für Exterieur, etc.).

      • Beispiel: H30-1 = Sitzhöhe des Fahrers vom H-Punkt bis zum Dach).

    • ext{SAE J826}: Beschreibt die Körperumrissschablone und die H-Punkt Messmaschine (HPM), ein genormtes Messgerät (77 kg Gewichte) zur Bestimmung des H-Punkts (Hip-Point, Hüftdrehpunkt) für Sitzpositionen.

    • ext{SAE J1052}: Definiert die Kopfkonturen und -bewegungsräume für die Innenraumauslegung, wichtig für Kopffreiheit und Airbag-Positionierung.

Einfaches Pkw-Maßkonzept

  • Ziel: Erfassung und Planung aller relevanten Abmessungen, die für die statische Insassenhaltung und die Haupt-Ex/Interior-Maße (Platz, Komfort, Ergonomie) wichtig sind.

  • Sitzmodell: Eine Überlagerung des Auslegungskollektivs (verschiedener Perzentile von Nutzergrößen) im Fahrzeug, um sicherzustellen, dass das Design für eine breite Nutzerbasis funktioniert.

Komfortwinkelkette

  • Eine Reihe von 6 wichtigen Gelenkwinkeln in der Seitenansicht, die den Sitzkomfort und die Ergonomie beeinflussen:

    • Fuß-, Knöchel-, Knie-, Hüft-, Torsions-, Schulter- & Ellbogenwinkel.

    • Diese Winkel haben direkten Einfluss auf die Sitzhöhe H30 (H-Punkt bis zum Boden), die Innenraumlänge und den Einstiegskomfort, und müssen für eine optimale Ergonomie abgestimmt werden.

Relative Positionierung – Strategien

  • Verschiedene Ansätze zur Anpassung von Sitz, Lenkrad und Pedalen für unterschiedliche Fahrergrößen:

    • a) Fester Sitz, verstellbare Pedalerie & Lenkrad: Vereinfacht die Sitzkonstruktion, erfordert aber aufwändige Verstellmechanismen für Pedale und Lenkrad.

    • b) Fester Sitz & Lenkrad, verstellbare Pedalerie: Noch einfacher in der Konstruktion, aber eingeschränkter Anpassungsbereich.

    • c) Fester Pedal, verstellbares Sitz-/Lenkrad: Der häufigste Ansatz, da der Fersenpunkt oft als fester Referenzpunkt dient.

    • d) Vollverstellbar (Sitz, Lenkrad, Pedal): Bietet maximale Anpassbarkeit, ist aber am komplexesten und teuersten.

  • Kompromiss: Ein fixer Fersenpunkt in Kombination mit einem fixen Sehstrahl und einer moderaten Sitz- & Lenkradverstellung ist oft ein guter Kompromiss zwischen Ergonomie und Konstruktionsaufwand.

  • Kriterien: Design muss folgende Aspekte berücksichtigen:

    • Verstellwege: Müssen ausreichend sein, um eine große Bandbreite an Körpergrößen abzudecken.

    • Sichtbedingungen (>20^{\circ} nach oben): Freie Sicht aus dem Fahrzeug für Sicherheit und Orientierung.

    • Bedienbarkeit angeschnallt: Alle relevanten Bedienelemente müssen auch mit angelegtem Sicherheitsgurt erreichbar sein.

    • Kopfstützenhöhe ≥ Augenhöhe: Wichtig für die passive Sicherheit bei Auffahrunfällen.

    • Sicht auf Fahrbahn \leq 3 \, \text{m} vor Fahrzeug: Minimierung des toten Winkels direkt vor dem Fahrzeug, wichtig für Manövrieren und Sicherheit von Fußgängern/Kindern.

Praktische & ethische Implikationen

  • Die konsequente Nutzerzentrierung und die Möglichkeit zur Individualisierung erhöhen die Sicherheit, den Komfort und die potenzielle Marktakzeptanz von Produkten, müssen jedoch sorgfältig gegen die damit verbundenen Kosten, Ressourceneinsatz und die steigende Komplexität abgewogen werden.

  • Gesetzliche Vorgaben, insbesondere in den Bereichen Umwelt (z.B. CO₂-Grenzwerte) und Sicherheit (z.B. Crashtest-Standards), können Designfreiheiten einschränken; dies erfordert eine integrative Lösungsfindung, bei der Design und Engineering eng zusammenarbeiten, um gestalterische und technische Ziele zu vereinen.

  • Der gezielte Einsatz von Wahrnehmungs- und Gestaltprinzipien ist entscheidend, um klare, intuitive Benutzeroberflächen zu gestalten und potenzielle Ablenkung für den Fahrzeugführer zu minimieren; dies leistet einen direkten Beitrag zur Steigerung der Verkehrssicherheit.

  • Während psychografische Segmentierung effektive Ansätze zur Entwicklung passgenauer Angebote und zur gezielten Kundenansprache ermöglicht, wirft die umfassende Datennutzung für solche Profile gleichzeitig wichtige Datenschutz- und Ethikfragen auf, die verantwortungsvoll behandelt werden müssen.