Auto-Entwicklung Sitzprobe im Cyberspace
Vor drei Jahren war Martin Buelhoff nicht zu beneiden. Damals stand der Ergonomie-Experte bei Ford in Köln vor einer schwierigen Aufgabe. Sein Auftrag lautete, das Interieur für die beiden Großraumlimousinen Galaxy und S-Max zu gestalten. Das klingt nach großer Ehre, war aber eine noch größere Herausforderung. Denn schon bei einem normalen Pkw müssen die Bedürfnisse von bis zu fünf Passagieren unter einen Hut gebracht werden. "In diesem Fall sollten wir es gleich sieben potentiellen Insassen recht machen", erinnert sich Buelhoff. Eine Herkulesaufgabe, wie der Ergonom sagt: "Natürlich wollen alle problemlos einsteigen, bequem sitzen und gut sehen."
In der Theorie lassen sich die Anforderungen leicht definieren. Doch sie in der Praxis umzusetzen ist für Buelhoff und sein Team eine Heidenarbeit, bei der vor allem die Rechenleistung riesiger Computer genutzt wird. Denn sonst müsste er Hunderte von künftigen Ford-Fahrern durch ein halbes Dutzend verschiedener Prototypen schleusen, um das richtige Auto für die richtigen Kunden herauszufinden. Weil das aber zu viel Zeit und Geld kostet und große Publikumstests dem Gebot der Geheimhaltung im Kölner Entwicklungszentrum entgegenstehen, bittet er virtuelle Probanden aus dem Computer zur Sitzprobe.
Software aus der Bekleidungsindustrie
Mit einer speziellen Ergonomiesoftware, mit der auch Bekleidungshersteller die Schnitte künftiger Jeans oder Blusen berechnen, generiert er zahllose Testfahrer, deren Körpermaße, Haltungen und Bewegungsabläufe wirklichkeitsgetreu abgebildet und auf Knopfdruck geändert werden können. So lässt er große Kinder, kleine Erwachsene, dicke Männer, dünne Frauen, durchtrainierte Sportler oder ungelenke Rentner in den digitalisierten Fahrzeugentwürfen ein- und aussteigen, die Sitze rauf- und runterklappen, in den Fond klettern oder nach der richtigen Position hinter dem Lenkrad suchen.
Ob die Pedale zu weit entfernt sind, der Schalthebel zu kurz ist, der Mechanismus zum Versenken der Sitzbank schwer erreicht werden kann, die Neigung der Sitzfläche zu stark oder der Dachhimmel zu niedrig ist - ein Mausklick, und Buehlhoff hat das Problem zumindest erkannt. Außerdem erkennt er schon virtuell ob die Mehrheit der Bevölkerung zum Beispiel im Modell Galaxy - wie vom sogenannten Lastenheft gefordert - auch in der dritten Reihe noch bequem sitzen könnte.
Kritische Punkte möglichst früh erkennen
"Natürlich können wir damit die echten Tests mit Probanden aus Fleisch und Blut nicht ersetzen", sagt Buelhoff. "Doch so lassen sich sehr schnell und sehr früh die kritischen Punkte erkennen und verschiedene Fahrzeugkonfigurationen miteinander vergleichen." Die Ford-Entwickler nutzen dabei das rechnerunterstützte mathematisch-anthropologische System zur Insassensimulation (Ramsis), das vor zehn Jahren im Auftrag der Forschungsstelle Automobiltechnik von der tecmath AG in Kaiserslautern entwickelt wurde und heute bei der Arbeit an zwei von drei Autos genutzt wird.
Aber nicht nur bei der Innenraum-Gymnastik im Dienste der Zukunft baut Buelhoff auf die Hilfe seiner Simulationsrechner. Auch wenn es um Ein- und Ausblicke geht, ist Kollege Computer gefragt. Um zu ermitteln, wo Fenster anfangen und Dächer aufhören müssen, wie und was man im Rückspiegel sieht und ob man von der dritten Reihe aus wirklich mehr als den Hinterkopf seines Vordermannes erkennen kann, nutzt Buehlhoff einen ungewöhnlichen Versuchsaufbau. In einem abgedunkelten Raum mit weißen Wänden steht lediglich ein normaler Autositz, der auf einer Holzkiste montiert ist. Hat der Tester dort Platz genommen und eine 3-D-Brille aufgesetzt, die mit Sensoren bestückt ist wie der Kopf von Biene Maja mit den Fühlern, wähnt er sich per Mausklick auf dem Fahrersitz des neuen Ford Galaxy.
Was sieht man beim rückwärts Einparken?
Ringsherum projiziert der Rechner das Innenleben der Großraumlimousine. Bei jeder Kopfbewegung, ändern sich Blickrichtung und Perspektive beinahe in Echtzeit. Wer sich also nach vorne beugt, sieht mehr Motorhaube und Straße; wer den Schulterblick simuliert, kann sich gut vorstellen, was man beim rückwärts Einparken alles sieht - oder eben übersieht. Per Computerbefehl können dabei auch die Sitzposition im Auto oder gleich das Automodell gewechselt werden.
"Auf diese Weise können wir ohne Prototypen schnell und sicher das Sichtfeld der Fahrer analysieren, die Sitzanordnung optimieren und sicherstellen, dass wirklich jeder Insasse einen guten Ausblick hat", erläutert Buelhoff. So ist es unter anderem solchen Analysen zu verdanken, dass die beiden Vans S-Max und Galaxy eine neuartig geformte A-Säule mit integriertem Fenster haben. Form, Größe und Position der Glasluken im Dach wurden in der Simulation so optimiert, dass jetzt von jedem Platz aus möglichst viel Himmel sichtbar wird. Und auch die aufsteigende Sitzordnung in beiden Autos geht auf Erfahrungen aus dem Ergonomie-Labor zurück. Ein weiter Ausblick ist wichtig. Buelhoff: "Wer nicht hin und wieder den Horizont sieht, der wird an der Fahrt nur wenig Freude haben. Denn dann schaut er nicht aus dem Fenster, sondern in eine Spucktüte."