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Die automotive Agenda der Zukunft
- Auswirkungen auf die
sächsische Zulieferindustrie -
Prof. Dr. Werner Olle, Chemnitz Automotive Institute (CATI)
Dipl.-Ing. Dirk Vogel, Netzwerk Automobilzulieferer Sachsen (AMZ)
Dresden, 07. Juni - Leipzig, 08. Juni – Plauen 13. Juni – Zwickau, 14. Juni 2017
13.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Zukunft Automobil
213.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Markt- und Technologietrends →Automotive
(Zeitstrahl bis 2025/2030)
Besonderheiten der gegenwärtigen
Entwicklung
- zeitgleiches Auftreten von
Strukturveränderungen bei
Markt – Produkt – Prozess
- Zulieferindustrie hat maßgebliche
Anteile dieses Veränderungsbedarfs
zu bewältigen
- neue Geschäftsmodelle und
Innovationstransfer aus anderen
Branchen
- hohe Umsetzungsgeschwindigkeit
durch Digitalisierung
Aktuelle Studie: Künftige Wertschöpfungsprozesse der Automobilindustrie
und deren Auswirkungen auf die Zulieferindustrie in Sachsen
Gemeinschaftsstudie CATI/AMZ im Auftrag des Sächsischen
Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr (SMWA)
Markttrends – neue regionale Märkte
313.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Fakten/ Prognosen
• Automobilindustrie bleibt Wachstumsbranche
mit sich abschwächenden Zuwachsraten
• ca. 60% der Weltautomobilproduktion heute bereits
in Emerging Markets, insb. Asien
• Segment der Kleinst- und Kleinwagen gewinnt an
Bedeutung
(Nachfragestruktur der Schwellenländer)
• Emerging OEMs wie z.B.
SAIC, ChangAn, Dongfeng, BAIC, Tata heute
bereits unter den
TOP 20 (nur Anteil der eigenen Marken)
Weltautomobilproduktion (PKW/leichte Nutzfahrzeuge)
(in Mio. Fzg.)
Chinesische Automobilhersteller:
Fzg-Produktion 3 - 6 Mio. Fzg. p.a.
davon:
im Joint Venture mit ausländ. OEM 60 – 80 %
2004 2016 2030
Markttrends – shared mobility in urbanen Zentren
413.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Fakten/ Prognosen
• veränderte Mobilitätspräferenzen der Kunden
• Urbanisierung + Digitalisierung als Treiber
+ drohender infrastruktureller Kollaps in Mega-Cities
• Sharing-Modelle gewinnen enorm an Bedeutung
- Car-Sharing
(Prognose bis 2030 10 % der Neuzulassungen)
- Ride-Sharing (Mitfahrdienste)
TOP-Märkte: USA + China mit Umsatz je 10 Mrd. €
• seit 2009 gegründete Start-ups werden in kürzester
Zeit zu New Mobility OEM mit Mio. von Nutzern
Car-Sharing in Deutschland
• Zuwachs seit 2012 > 30% p.a.
• per 1.1.2017 1,7 Mio. Nutzer
• Fzg.flotte ca. 20.000 Fzg.
New Mobility OEM
Enabler:
Mobilitätsplattformen/Apps
mit vielfältigen Services
Markttrends – Wachstum durch neue Märkte und Services
513.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Fakten/ Prognosen
• traditionelles Automobilgeschäft mit abgeschwächter
Wachstumsdynamik
• Sharing-Markt und datenbasierte Services bis 2030
mit Wachstumsraten 20 - 30 % p.a.
New business wird zu einem wesentlichen
automobilen Wachstumspfad
• Folge:
- hohes Interesse von Investoren (z.B. Apple an DiDi)
- Kooperationen mit Kapitalbeteiligungen der OEM
- OEM mit Ziel: Wandel zum Mobilitätsdienstleister
Umsatz Weltautomobilindustrie
(in Mrd. $)
3.500
Neuwagen
Aftermarket
New
Business
6.700
2015 2030Quelle: McKinsey 2016
car - on - demand
car - as - a- service
Leichtbau und Elektro-
mobilität mit größtem
Veränderungspotential bei heutigen
Produkten, Komponenten, Teilen
Produkttrends
613.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
durch Internetisierung
wird das Connected Car
zu einem Objekt in der digitalen Welt
mit neuen Funktionalitäten & Services
autonomes Fahren
als komplexe technologische
Herausforderung (‚Königsdisziplin‘)
(infrastruktureller/rechtlicher Rahmen)
Folgen: neue Kernkompetenzen, hohe Investitionen, neue Partnerschaften + Wettbewerber
713.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Produkttrends – Leichtbau
Fakten/ Prognosen
• durch Leichtbau Stopp/ z.T. Umkehrung der
Gewichtsspirale beim Auto (Schwerpunkt
Karosse)
• Elektromobilität fördert Leichtbau
(Zusatzgewichte +400 kg)
• Stahl perspektivisch enorm rückläufig (auf
< 40% inkl. high-strong steel)
Gewichtsspirale im Fahrzeugbau
1974 1997 2003 2012
+ Ausstattungen
+ Motorisierung
+ Raumangebot
- LEICHTBAU
kg
• Leichtmetalle und Faserverbundwerkstoffe
gewinnen enorm an Bedeutung (Gewichtindizes:
Stahl 100, Alu 50, Mg 35, FVK 30)
• aus Kostengründen wird das Auto im Material-Mix
entwickelt und produziert (Mix als „Treiber für
bezahlbare Leichtbau-Konzepte)
813.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Produkttrends – Leichtbau (2)
Materialzusammensetzung eines PKW
Auswirkungen
• neue Materialien = neue
Fertigungsverfahren
• Mischbauweise mit hohen
Anforderungen an Lieferanten bzgl.
Material- und Verarbeitungskompetenz
(Fügetechnik, Lackierung)
• Entwicklungsbedarf bei neuen
Materialien: Reduzierung von
Fertigungskosten/ Recycling
• hohes Risikopotential für Zulieferer im
Karosseriebereich
(Dominanz von Stahl)
Elektromobilität – Trendwende in Sicht
913.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Fakten/Prognosen
• Elektromobilität bislang ein äußerst holpriger Weg (Reichweite – Kosten – Infrastruktur)
• Leitmarkt ist und bleibt China (mit Anteil von ca. 50 % an Neuzulassungen weltweit)
• deutscher Automobilmarkt/deutsche Automobilhersteller mit Nachholbedarf
• Elektromobilität nimmt mittelfristig Fahrt auf
(Anteil an Neufahrzeugen weltweit 2020: knapp 5%, 2025: 10 - 15%, 2030: ca. 25 %)
• Prognose wird gestützt durch massive Produktoffensiven der Automobilhersteller für eine
neue Generation von E-Fahrzeugen ab 2019/2020
• Ursachen für beginnenden E-Hype:
- Umweltauflagen, reduzierte Batteriekosten, neue Wettbewerber + chinesischer Markt
• Voraussetzung: ausreichende Dichte von (Schnell-)Ladeinfrastrukturen
• Chancen für Newcomer (geringe Markteintrittsbarrieren)
Neuzulassungen Elektroautos 2016
in
Tsd. Fzg.
Zuwachs
in %
Anteil
in %
China 392 + 96 1,8
USA 157 + 38 0,9
D 25 + 7 0,8
Elektromobilität – Auswirkungen auf Wertschöpfung
1013.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
• Reduzierung der Wertschöpfung
- durch Entfall von Komponenten in der Zulieferkette
(Zylinder, Kolben, Einspritzsysteme, Getriebe, Gangschaltung, Auspuff, Abgasreinigung, Tank)
- durch reduzierten Fertigungs- und Montageaufwand bei den Automobilherstellern
• ÷ Minderung negativer Arbeitsplatzeffekte durch
- Parallelität von Verbrennungsmotoren und Elektroantrieben über die nächsten 20 Jahre
- Plug-in-Hybride als Übergangstechnologie über einen langen Zeitraum
- evtl. Aufbau einer Batteriezellfertigung
• + Wertschöpfungszuwächse durch neue Generation von Fahrzeugkonzepten
mit Zuwächsen durch neue Materialien, Technologien und Funktionalitäten
Meinungsbilder:
- Risiko für 20-25 % der Arbeitsplätze in der Automobilindustrie bei
kompletter Verdrängung der Verbrennungsmotoren durch E-Autos
(Center of Automotive Management)
- Verlust von 100.000 Arbeitsplätzen bis 2025
(Manager Magazin)
1113.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Connected Car/autonomes Fahren
Fakten/Prognosen
• Autos mit integrierter Konnektivitätslösung mit hohen Zuwachsraten
• car-to-x Kommunikation mit anschwellender Fülle von Anwendungen
• Handlungsfelder:
Datenübermittlung, Releasefähigkeit und digitale Infrastrukturen
• fahrzeug-, kunden- und umfeldbezogene Daten nahezu in Echtzeit sind
Treibstoff für neue Geschäftsfelder
• Digital Player drängen in dieses Business mit Daten und Informationen
• Neue Kernkompetenzen von Automobilherstellern/-lieferanten
(von Produktzentrierung zur Serviceorientierung)
Quelle: MHP
1213.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Connected Car/autonomes Fahren
Fakten/Prognosen
• assistiertes/teilautonomes Fahren heute schon Realität (Assistenzsysteme)
• fahrerloses Fahren als Endstufe (Level 5) wurde bislang überwiegend erst ab 2030 erwartet
• Ziele: Erhöhung der Verkehrssicherheit und Optimierung von Verkehrsflüssen
• technische Herausforderungen/Erfolgsfaktoren:
Sensorik, Big Data (Supercomputing), künstliche Intelligenz (deep learning),
hochpräzise digitale Karten, cloudbasierte Kommunikation
• Verbindung von Shared Mobility und automatisiertem Fahren
Einführungsstufen autonomes Fahren
Quelle: VDA
• hohe Wertschöpfungszuwächse bei Komplettsystemen, Komponenten und Software
Marktvolumen in Deutschland: 2014 0,5 Mrd. – 2025 8,4 Mrd. € (Fraunhofer IAO 2015)
= Schaffung von > 100.000 Arbeitsplätzen, davon die Hälfte im Bereich Software
1313.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
neues Interieur – ‚the day after tomorrow‘
Interieur
• Elektromobilität schafft neue Baufreiheiten
im Innenraum,
• autonomes Fahren ändert Anforderungen
an Interieur-Gestaltung
Folgen:
• neue Sitz- und Raumkonzepte
für höhere Flexibilität
• smarte Oberflächen mit integrierter Elektronik
incl. neuer Bedienkonzepte
(intuitiv/schalterlos)
• neue Materialien
(Leichtbau, technische Textilien)
Produktbereich mit hohen Wachstumspotentialen durch Technologieintegration
1413.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Prozesstrends – Modul- und Plattformstrategie
Fakten/ Prognosen
• exorbitante Mehrkosten der Modell- und
Ausstattungsvielfalt werden durch Plattform-
und Modul-Strategien reduziert
(Ziel: ec. of scale, hoher Anteil Gleich-Teile)
• Trend führt bei OEM zu Mega-Plattformen
mit > 2 Mio. Fzg. im Volumen-Segment
• Kostenreduzierung in
Entwicklung/Produktion -30%
1990 2014
Entwicklung Modell- und
Ausstattungsvielfalt
Anzahl
Modelle D
Anzahl
Ausstattungen
3er BMW
VW-Konzern: Baukastenstrategie und standardisierte Modulfamilien
1513.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Prozesstrends (2)
Mega-Plattformen (2020)
MQB
AD
CMF-BGamma
C2 TNGA-C
Auswirkungen
• Produktion des Gesamtvolumens großer OEM auf
2- 4 Plattformen
• kleine Hersteller geraten unter Wettbewerbsdruck
• 1st Tier Lieferanten folgen dem Trend zur
Modularisierung
• Rückrufrisiko steigt bei Megaplattformen (2014/
2015 Zahl der Rückrufe höher als
Jahresgesamtproduktion Neuwagen)
• Plattform-Volumen überfordert KMU
Baukastensysteme für Getriebe
Baukastensysteme für ca. 20 zentrale
Komponenten für alle Sitzsysteme
Baukasten für Bremsen-Produktfamilien
Perspektive:
modularer Produkt-Baukasten → Produktionsmodule → Anlagenmodule → Fabrikmodule
Beispiel Automotive - Potentiale durch Industrie 4.0
16
Schlüsselbegriffe:
Vernetzung
Konnektivität
Digitalisierung
Ziel: Digitalisierung der gesamten Wertschöpfungskette
von der Konstruktion und Entwicklung über die Produktion bis hin zu Vertrieb und Service
Roadshow AMZ/CATI13.06.2017
Prognosen für Automotive:
• zusätzl. Umsatzwachstum
von 2-3 % p.a. 2015-2025
• Produktivitätssteigerung
von 10 – 20 %(Quelle: BCG)
Projektbeispiele OEM:
• digitale Prozesskette in der Fertigung
von Presswerk bis Endmontage
(digitaler Zwilling)
• Virtuelle Montage (Erproben mit dem Avatar)
• Augmented Reality –Technologien
für automatisierte Qualitätskontrolle
• Mensch – Roboter – Kollaboration
incl. Ansteuerung über Tablets u.v.m.
Projektbeispiele Lieferanten:
• Vernetzung von Produkten und Betriebsmitteln
via RFID-Chips und Bluetooth
(Bosch Rexroth, Homburg)
• Smart Glasses, kollaborierende Roboter und
Fahrerlose Transportsysteme zur
Verringerung der Taktzeit
(Continental, Werk Regensburg)
Beispiel Automotive - Potentiale durch Industrie 4.0
17
Vision: Automobilproduktion der Zukunft - ohne Takt und Linie
Produktionssteuerung: Auto kommt zum Material , nicht das Material ans Band
Beispiel: Forschungsprojekt ARENA 2036 (Daimler, Bosch, Kuka, Festo u.a.)
AUDI-Projekt mit Montage-Inseln beim R8 in Neckarsulm (AUDI Smart Factory)
Roadshow AMZ/CATI13.06.2017
Zukunft Automobil - ‚Kampf der Welten‘ ?
1813.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Künftig:Bisher:
Geschlossenes produktzentriertes
Öko-System mit
brancheninternem Wettbewerb
Offenes kunden- und servicezentriertes
Öko-System mit Wettbewerbern und
branchenfremden Akteuren
tier n
tier n
tier n
tier n
OEM
OEM
OEM
Emerging
OEM +
NewcomerDigital Player
Mobilitäts-
dienstleister
tier ntier n
tier n
tier n
OEM
OEM
OEM
Existenzgefährdung für die Zulieferindustrie ?
1913.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Projekt Automotive - Datenbasis
2013.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
AMZ-Datenbank Datenbasis Projekt
repräsentative
Unternehmensauswahl
aus AMZ-Datenbank
(über 700 Unternehmen)
ohne Engineering-Dienstleister
Ausrüster/ Werkstätten
ca. 200 Unternehmen
43.600 Beschäftigte
203 Unternehmen
13%
46%14%
27%
Anteil Beschäftigtein Produktgruppen
Zuordnung Unternehmensdaten
13.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Technologiemerkmale nach Produktbereichen
Antrieb/Fahrwerk Karosse/Exterieur Interieur Elektrik/Elektronik
Verbrennungsmotoren
Getriebetechnologie
Abgas-/Klimatechnik
Konventionelle Fahr-
werkskomponenten
Leichtbau-
Komponenten
Elektromotoren
Batterietechnologie
Werkstoffeinsatz
- Stahl
- Aluminium
- Magnesium
- Faserverbund
CFK/GFK
- Polymere
- Naturfasern
Multimaterial-Mix
Modullieferanten
Werkstoffeinsatz
- Konventionell
(Kunststoffe, Holz,
Leder ...)
- Technische Textilien
- Faserverbund
- Leichtmetalle
Komponenten
- Verkleidungen
- Dämmungen/Teppiche
- Module (Mittelkonsole, Cockpit,
Sitze)
Textile Funktionselemente
(Beleuchtung, Heizung, Sensorik)
Chip/Halbleiter
Bestückung Leiter-
platten/Bauelemente
Fahrzeug-Vernetzung
Fahrzeug-Sensorik
Beleuchtung
Hochvolt-Technologie
Umfeld-Erkennung
neue Bedienkonzepte
HochleistungsLED
Assistenzsysteme
21
Unternehmensscreening Zulieferindustrie in
Sachsen
↓
Zuordnung zu Technologietrends
(Clusteranalyse)
Projekt Automotive - Produktbereich Antrieb/ Fahrwerk
2213.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
FAZIT Produktbereich mit dem höchsten Gefährdungspotential
• Beschäftigtenanteile ca. 50% in den Bereichen
Verbrennungsmotoren/ Abgas/ Gussteile
• Leichtbau im Bereich Antrieb/ Fahrwerk unterrepräsentiert
• erhebliche Defizite bei Elektromotoren/ Batterietechnologie
Gewichtung nach Beschäftigtenzahlen
94 Unternehmen
21.849 Beschäftigte
Engine types
Fuel
Gas
H2
Akku
Projekt Automotive - Produktbereich Karosse
2313.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
FAZIT gute Ausgangsbasis für künftige Nachfragestrukturen
Gewichtung nach Beschäftigtenzahlen
• Stahl dominiert beim Werkstoffeinsatz mit ca. 60%
• auf Leichtbaustoffe entfallen ca. 40%
= entsprechend der heutigen Nachfragestruktur der Automobilindustrie
• Multimaterial-Mix mit Anteil von ca. 35% verbesserungsbedürftig
39 Unternehmen
6.103 Beschäftigte
Projekt Automotive - Produktbereich Interieur
2413.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
FAZIT Produktbereich mit hohem Chancenpotential
• Werkstoffe: konventionelle Materialien dominieren, positiver Anteil bei
technischen Textilien
• Komponenten: Übergewicht bei einfachen Komponenten, Module durch
Töchter überregionaler Modullieferanten
• Zukunftsmarkt mit neuen Funktionselementen nicht vertreten
Gewichtung nach Beschäftigtenzahlen
46 Unternehmen
6.539 Beschäftigte
Projekt Automotive - Produktbereich Elektrik/ Elektronik
2513.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
FAZIT High-Tech-Nischen mit hohem Wachstumspotential
• sehr gut vertreten in den Wertschöpfungsstufen Chip/ Halbleiter/ Bestücken
von Leiterplatten (über 50% der Beschäftigten)
• weitere 40% in den Bereichen Fahrzeugvernetzung/ -sensorik
• weit unterrepräsentiert/ kaum vertreten bei High-Tech-Nischen und
Software-basierten Systemlösungen
40 Unternehmen
13.014 Beschäftigte
Gewichtung nach Beschäftigtenzahlen
Projekt Automotive - Beschäftigungsrisiken/-chancen
2613.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Antrieb/Fahrwerk • Gießereien
• Konventionelle Fahrwerkkomponenten
• Abgas-/Klimatechnik
• Verbrennungsmotoren/Getriebe
Karosse • Substitution von Stahl
Interieur • Verkleidungen
• Dämmungen/Teppiche
Elektrik/Elektronik • Chip/Halbleiter
• Leiterplatten
Antrieb/Fahrwerk • Leichtbau-Komponenten
Karosse • Volumenzuwächse bei Aluminium, CFK/GFK,
Polymeren als Werkstoffe
Interieur • Volumenzuwächse bei technischen Textilien,
Faserverbundwerkstoffen, Leichtmetallen als
Interieur-Werkstoffe
• neue Funktionselemente
Elektrik/Elektronik • Fahrzeugsensorik
• Umfelderkennung
• sonstige High-Tech-Nischen
Technologiefelder
mit BeschäftigungsRISIKEN
Technologiefelder
mit BeschäftigungsCHANCEN
Projekt Automotive - Beschäftigungsszenario Sachsen 2025
2713.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Antrieb/Fahrwerk
Karosse
Interieur
Elektrik/Elektronik
GESAMT
- 22%
- 19%
- 13%
- 8%
- 16,5%
+ 5%
+ 30%
+ 18%
+ 18%
+ 13,5%
Strukturwandel durch Produkttrends
2813.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Auswirkungen auf Zulieferindustrie
• Produktbereich Antrieb durch neue Antriebe
mittelfristig vor erheblicher Umwälzung
• Produktbereiche Karosse und Interieur durch
Leichtbau und neue Fahrzeugkonzepte gute
Wachstumsperspektiven
• Produktbereich Elektrik/Elektronik mit zu
erwartenden Wertschöpfungs- und
Beschäftigungszuwächsen
• Connected Car/ Autonomes Fahren stärken
Trend zu Modul- und Systemanbietern
• Konzentration in der Zulieferindustrie nimmt
deutlich zu
Aktuelle Studie: Künftige Wertschöpfungsprozesse der Automobilindustrie
und deren Auswirkungen auf die Zulieferindustrie (insb. in Sachsen)
Gemeinschaftsstudie CATI/AMZ im Auftrag des Sächsischen Staatsministerium
für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr (SMWA)
Folge: nachhaltiger Strukturwandel INNERHALB DER BRANCHE
Projekt Automotive - Chancenpotentiale
durch Kompetenzentwicklung
2913.06.2017 Roadshow AMZ/CATI
Antrieb/ Fahrwerk Karosse/Exterieur
• Volumenzuwachs/Erschließung
neuer Märkte für Leichtbau-
Komponenten
• neue Generation von Elektro-
Fahrzeugen
• Kompetenzaufbau Elektromotoren
für Automobile
• Chancen für Brennstoffzellen-
Fertigung untersuchen
• Wissenstransfer an KMU zu
Auswirkungen von x-by-wire prüfen
• Volumenzuwachs/Erschließung neuer
Märkte für GFK-Komponenten
• Kompetenzentwicklung zu neuen
Verarbeitungsverfahren
(Fügeverfahren, additive
manufacturing)
• Wissenstransfer zu Multi-Material-
Kompetenz an KMU prüfen
• Volumenzuwachs/Erschließung
neuer Marktchancen für technische
Textilien
• Forschungs- und Wertschöpfungs-
netzwerk zur Entwicklung smarter
Interieur-Komponenten initiieren
• steigende Chip-Nachfrage aus der
Automobilindustrie
(Connected Car/autonomes Fahren)
• kleinere Sensorhersteller mit diversen
Applikationen
• ausbaufähige High-Tech-Nischen
(insb. Umfeldsensorik)
Interieur Elektrik/Elektronik