Autonome Lkws sind der Trend der Branche

Immer mehr Branchenbeteiligte fokussieren sich auf die Automatisierung der Lkws. Ein Trend zeichnet sich ab.

Es gibt einige Studien von renommierten Forschungseinrichtungen, wie dem Fraunhofer Institut oder dem Beratungsunternehmen McKinsey, die die Automatisierung von Nutzfahrzeugen vor den Pkws sehen. Diese Entwicklung zeichnet sich auch gerade ab, vor allem in den USA und in China. Deutschland hinkt hier hinterher.

Hyundai Lkw Autobahn

Hyundais Autonomer Lkw auf der Autobahn. Quelle: Hyundai

Das Konzept Konvoi

In Deutschland testet man das Konvoi-Fahren oder wie man es auf Englisch nennt, das Platooning, mit automatisierten Lkws. Dabei fahren die Lkws in engem Abstand hintereinander her, um den Windschatten auszunutzen und damit Sprit einzusparen. Das klappt auch, solange der Konvoi sich nicht trennt. Bei dem Test von MAN und DB Schenker auf dem Testfeld der A 9 erreichte man eine Verringerung des Spritverbrauchs um drei bis vier Prozent mit jeweils zwei Fahrzeugen. Die Lkws müssen aber automatisiert und mit einer geringen Latenzzeit vernetzt sein, da die Reaktionszeit zu kurz für Menschen wäre.

Der Hersteller Mercedes-Benz hat das Konzept aber aufgegeben, denn es gibt einen ordentlichen Haken. Wenn der Konvoi sich trennt oder sich neue Fahrzeuge anschließen, wird die Spritersparnis aufgefressen. Klinkt sich das mittlere Fahrzeug aus, muss der hintere Wagen aufschließen. Das Gasgeben, um den Anschluss zu finden, kostet mehr Sprit, als die Einsparungen durch die Ausnutzung des Windschattens hergeben.

Daher setzt auch Mercedes-Benz auf die Automatisierung von Fahrzeugen auf Level 4, wofür man 500 Millionen Euro investieren will.

Betriebsgelände vs öffentlicher Verkehr

In Skandinavien, in den USA oder in Australien verkehren automatisierte Lkws verschiedener Hersteller bereits seit einiger Zeit. Dabei handelt es sich um Fahrzeuge, die keine Straßenzulassung haben und auch keine brauchen. Denn sie fahren auf Betriebsgeländen herum. Vor allem der Minenbetreiber Rio Tinto schaffte sich schon früh Autonome Lkws an, die in den Minen in Australien den Schutt automatisiert wegfahren. Inzwischen sind auch die Züge dort automatisiert. Die Lkws von Hitachi oder Caterpillar können auch deshalb eingesetzt werden, weil im Outback Australiens keine Menschen herumlaufen, von weiterem Verkehr ganz zu schweigen. Aber auch in einer Mine in Finnland fahren automatisierte Lkws herum, dort auch im Konvoi.

Problem der Zulassung

Der geringe Verkehr, die immer gleiche Strecke und dass man auf privatem Gelände fährt, erlaubt die Nutzung von Autonomen Lkws. Eine Straßenzulassung ist denn auch ein Problem, da die Automatisierung gemäß der ISO 26262 immer gleich reagieren muss: Zwang zur Reproduzierbarkeit. Da aber eine lernende Instanz, die Künstliche Intelligenz eingebaut ist, ist das schwierig. Zudem weiß man nicht, wie die Künstliche Intelligenz funktioniert – aber es funktioniert. Die sogenannten Hidden Layer werden durch Vorgaben, was richtig ist und was nicht, trainiert und stellen sich selbst ein. Es gibt Forschungsansätze das herauszufinden, aber die sind nicht so stark vertreten, wie die Nutzung der Technik für die Objekterkennung und Streckenplanung. Das gilt zumindest für Deutschland, aber nicht für die USA.

USA – Startups preschen voran

Vor allem in den USA hat sich der Trend durchgesetzt, dass man Lkws automatisiert. Startups wie TuSimple, Ike Robotics oder Starsky Robotics gehen dabei voran. TuSimple wird von UPS unterstützt und gemeinsam hat man bereits kommerzielle Fahrten durchgeführt, aber auch die US-Post nutzte deren Dienste bereits. Das Startup Designated Driver setzt beispielsweise auf Fernsteuerung, wobei die Fahrenden in einer Zentrale sitzen und bei Bedarf übernehmen. Diese Entwicklung wurde durch die Echtzeit-Kommunikation möglich, wie es beispielsweise 5G ermöglicht. Die geringe Latenzzeit, also die Verzögerung bei der Übertragung des Signals, erlaubt es, die Fernsteuerung einzusetzen.

Die Technik wird vor allem im Süden der USA eingesetzt. Das Wetter ist gut und man fährt nur auf den Interstates, den Autobahnen der USA. Die Strecken laufen meist kerzengerade und Vernetzung ist lückenlos möglich. Die Fahrzeuge halten Abstand und die Spur und fahren mit konstanter Geschwindigkeit bis zu einem Parkplatz, kurz vor der Abfahrt. Dort übernehmen dann Menschen die Anhänger und fahren sie zu ihren Bestimmungsort auf der letzten Meile.

China holt auf

Auch in China werden derartige Konzepte derzeit entwickelt und dabei setzt man auf die Automatisierung der Stufe 4 der fünfstufigen Skala, die der Ingenieursverband SAE in den USA entwickelt hat. Level 4 ist, wenn das Fahrzeug die allermeisten Verkehrssituationen meistern kann und Level 5 ist das eigentliche Autonome Fahren, das immer und zu jeder Zeit funktioniert.

Bereits seit Mitte des Jahres ist die Produktion von Level 4 Lkws in China im Gange. Auch TuSimple ist ein Startup, das aus China stammt. Jüngst hat auch Baidu angekündigt, sich wieder auf China zu konzentrieren und hat einen Teil seiner Forschungstätigkeit aus Kalifornien abgezogen.

Auch die Startup-Szene in China setzt auf diese Entwicklung und kooperiert dabei mit den klassischen Herstellern. Ein schönes Beispiel dafür ist Plus.ai und FAW.

Warum aber Lkws und nicht Pkws?

Warum aber werden Lkws automatisiert und nicht die Pkws? Die Vorteile der Automatisierung von Lkws liegen in der Natur der Wirtschaftlichkeit. Vor allem der Wegfall der Kosten für die Fahrenden, macht das Konzept für die Wirtschaft so interessant. Das ist der größte Kostentreiber innerhalb der Logistik. Die Automatisierung könnte die Kosten um 47 Prozent senken, so eine Analyse von PwC.

Zudem fehlen der Branche Fahrende und das Problem kann mit der Automatisierung der Fahrzeuge ebenfalls behoben werden. Derart rechnet man in den USA mit dem Wegfall von 300.000 Jobs durch die Automatisierung. Das ist auch ein Grund, warum dem Branchenprimus Waymo so viel Hass entgegenschlägt.

Die Automatisierung der Fahrzeuge ist außerdem recht teuer. Die Sensoren, vor allem der Lidar, aber auch die Software kosten Geld. Das erhöht die Anschaffungskosten und das lohnt sich nur langfristig – vor allem, wenn man viel fährt. Obgleich auch die Reparaturkosten steigen, da die Sensoren bei einem Unfall kaputt gehen und ersetzt werden müssen. Außerdem kostet die Justierung der Sensorik zusätzlich. Aber die Nutzfahrzeuge, vor allem Lkws, sind ständig unterwegs. Da rechnen sich die hohen Anschaffungskosten.

Der hohe Verschleiß erlaubt es zudem, die Technik schneller zu ersetzen und verbesserte Versionen der Lkws zu kaufen, die dann noch mehr leisten und besser eingesetzt werden können. Anfänglich können sie nur auf bekannten Strecken eingesetzt werden, wie es bei Lkw-Fahrten schon mal vorkommt. Durch die bessere Fahrweise, die optimierte Streckenführung sparen die Lkws auch noch Energiekosten ein.

Aus all diesen Gründen engagieren sich auch Waymo, Tesla oder ursprünglich mal Uber bei der Automatisierung der Lkws. Auch die Hersteller verstärken ihren Fokus darauf. Mercedes-Benz und FAW wurden schon genannt, aber auch Scania oder Volvo und selbst Hyundai sind längst auf den Zug aufgesprungen und investieren viel Geld darin.

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