Kap 02 Fahrzeugkonzepte - Karosserietechnik FH Aachen
Kap 02 Fahrzeugkonzepte - Karosserietechnik FH Aachen
Kap 02 Fahrzeugkonzepte - Karosserietechnik FH Aachen
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Fahrzeugintegration<br />
2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. T. Röth / Lehr- und Forschungsgebiet „<strong>Karosserietechnik</strong>“ / FB6: Luft- und Raumfahrttechnik /<br />
Fachhochschule <strong>Aachen</strong> / Hohenstaufenallee 6 / 52064 <strong>Aachen</strong> / www.karosserietechnik.fh-aachen.de
2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
Agenda<br />
1 Einführung<br />
2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />
2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />
2.3 Charakterisierung nach Attributen<br />
2.4 Individualisierung<br />
2.5 Konzeption nach Kundenbedarf<br />
3 Package und Ergonomie<br />
4 Automobilwirtschaft<br />
5 Produktzyklus & Portfolioplanung<br />
6 Fahrzeughomologation<br />
7 Fahrzeugattribute und –systeme<br />
8 Entwicklungsablauf / Fahrzeugentstehung<br />
9 Fahrzeugbeleuchtung<br />
10 Integrative Fahrwerksentwicklung<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / Lehr- und Forschungsgebiet „<strong>Karosserietechnik</strong>“ / FB6 / Fachhochschule <strong>Aachen</strong> 2/31
2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2 Allgemeine Aspekte<br />
Globale Herausforderungen<br />
• Individuelle Kaufanforderung<br />
• Einkommensstruktur<br />
• Demografischer Wandel<br />
• Urbanisierung<br />
• Steigengende<br />
Verkehrsbelastung<br />
• Verfügbarkeit ÖPNV<br />
Gesellschaft<br />
Mobilität<br />
Sicherheit<br />
Energieeffizienz<br />
• Klimatische Veränderung<br />
• CO2<br />
• Verfügbarkeit<br />
fossiler Brennstoffe<br />
• Steigende Fahrzeugzahl<br />
• Gesetzliche Anforderungen<br />
• Neue Märkte<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2 Allgemeine Aspekte<br />
Grundlagen der Fahrzeugkonzeption<br />
Hauptziele und Anforderungen<br />
Gestaltungsfelder der<br />
Fahrzeugkonzeption<br />
Aufbauausprägung<br />
(Fahrzeuggrundform)<br />
Maßkonzept (Sitzplätze,<br />
Kofferraum, Abmessung)<br />
Motor (Aggregat- und<br />
Antriebsstrangkonzept)<br />
Fahrzeugkonzept<br />
Das Fahrzeugkonzept ist ein Design Layout, welches die Produktidee im<br />
Zusammenhang mit der grundsätzlichen Machbarkeit des Fahrzeugs wiedergibt. Das<br />
konzeptionelle Design Layout setzt sich zusammen aus dem Fahrzeugcharakter, seinen<br />
Attributen und aus seinen Hauptsystemen und Modulen.<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
Agenda<br />
1 Einführung<br />
2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />
2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />
2.3 Charakterisierung nach Attributen<br />
2.4 Individualisierung<br />
2.5 Konzeption nach Kundenbedarf<br />
3 Package und Ergonomie<br />
4 Automobilwirtschaft<br />
5 Produktzyklus & Portfolioplanung<br />
6 Fahrzeughomologation<br />
7 Fahrzeugattribute und –systeme<br />
8 Entwicklungsablauf / Fahrzeugentstehung<br />
9 Fahrzeugbeleuchtung<br />
10 Integrative Fahrwerksentwicklung<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />
Charakterisierung von motorgetriebenen Fahrzeugen nach DIN 70010 (Rev. 2001)<br />
Personenkraftwagen (max. 9 Personen)<br />
Benennung Sitze Türen Skizze Definition<br />
Limousine ≥4 2 / 4 Geschlossener Aufbau mit festem Dach, min. 2<br />
Sitzreihen, 5 oder 3 Türer<br />
Kabrio-Limousine ≥4 2 / 4 Offener Aufbau mit min. 2 Pos. des beweglichen<br />
Dachs, min. 2 Sitzreihen<br />
Pullman-<br />
Limousine<br />
≥4 4 / 6 Geschlossener Aufbau mit festem Dach,<br />
Untertrennungswand möglich, min. 2 Sitzreihen<br />
Coupé ≥2 2 Geschlossener Aufbau mit festem Dach, min 1<br />
Sitzreihe<br />
Kabriolett ≥2 2 / 4 Offener Aufbau mit min. 2 Pos. des beweglichen<br />
Dachs, min. 1 Sitzreihe, 3 oder 5 Türer<br />
Kombi ≥4 2 / 4 Geschl. Aufbau mit festem Dach und gr. Kofferraum,<br />
min. 2 Sitzreihen, Rücksitze entnehmbar<br />
Nutzkraftwagen-<br />
Kombi<br />
Spezial-Personenkraftwagen<br />
Mehrzweck-<br />
Personenwagen<br />
≥4 2 / 3 /<br />
4<br />
Geschlossener Aufbau mit festem Dach, R-<br />
Punkthöhe min. 750mm<br />
≥1 n.g. Fahrzeug mit spezieller Ausstattung, z.B.<br />
Krankenwagen, Wohnwagen<br />
≥1 n.g. Personenkraftwagen, dessen Merkmale in den<br />
obigen Kategorien nicht enthalten sind<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />
Charakterisierung von Fahrzeugtypen mittels Volumenanzahl<br />
(Quelle: Braess/Seifert)<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />
Aufbauausprägungen in unterschiedlichen Fahrzeugklassen<br />
(Quelle: Braess/Seifert)<br />
x = verbreitet<br />
* = Einzelanwendungen<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />
Exemplarische Wettbewerbsanalyse für die Konzeption des Capro nach Aufbauform<br />
Überhänge Innenhöhe Beinraum Innenbreite<br />
Fahrzeug<br />
Länge<br />
L 103<br />
vorn<br />
L 104<br />
hinten<br />
L 105<br />
Radstand<br />
L 101<br />
Höhe<br />
H 100<br />
vorn<br />
H 61<br />
Hinten<br />
H 63<br />
vorn<br />
L 34<br />
Hinten<br />
L 51<br />
Breite<br />
W 103<br />
Spurweite<br />
W 101<br />
vorn<br />
W 3<br />
hinten<br />
W 4<br />
BMW 1er 4227 737 830 2660 1430 963 967 1751 1484 1407 1414<br />
Mazda RX8 4430 806 918 2700 1340 970 935 1084 817 1770 1500 1393 1395<br />
Focus II 4342 871 831 2640 1497 999 978 1108 853 1868 1535 1408 1385<br />
CAPRO 4288 798 690 2800 1360 979 938 1084 825 1804 1555 1412 1361<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
Agenda<br />
1 Einführung<br />
2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />
2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />
2.3 Charakterisierung nach Attributen<br />
2.4 Individualisierung<br />
2.5 Konzeption nach Kundenbedarf<br />
3 Package und Ergonomie<br />
4 Automobilwirtschaft<br />
5 Produktzyklus & Portfolioplanung<br />
6 Fahrzeughomologation<br />
7 Fahrzeugattribute und –systeme<br />
8 Entwicklungsablauf / Fahrzeugentstehung<br />
9 Fahrzeugbeleuchtung<br />
10 Integrative Fahrwerksentwicklung<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />
Typische Anordnungen von Antriebseinheiten<br />
•Frontmotor<br />
•Getriebe vorne<br />
•Frontantrieb<br />
•Frontmotor<br />
•Getriebe vorne.<br />
•Heckantrieb<br />
•Frontmotor<br />
•Getriebe hinten<br />
•Heckantrieb<br />
•Heckmotor<br />
•Getriebe hinten<br />
•Heckantrieb<br />
•Mittelmotor<br />
•Getriebe hinten<br />
•Heckantrieb<br />
•Frontmotor<br />
•Getriebe vorne<br />
•Allradantrieb<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />
Bewertung unterschiedlicher Aggregateanordnungen<br />
(Quelle: Braess/Seifert)<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />
Bewertung unterschiedlicher Aggregateanordnungen<br />
(Quelle: Braess/Seifert)<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />
Antriebsachsen und übliche Aggregateanordnungen<br />
(Quelle: Braess/Seifert)<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />
Antriebsstrangkonzepte am Beispiel<br />
Frontmotor<br />
(Quelle: Braess/Seifert)<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />
Alternative FWD P/T Configurations<br />
Engine<br />
Orientation<br />
Transverse ( E/W ) Longitudinal ( N/S )<br />
Transmission<br />
Arrangement Inline U - drive<br />
Inline<br />
Side View<br />
U - drive<br />
Plan View<br />
Ford Taurus Audi A4/A6 Honda Legend<br />
Front<br />
Overhang<br />
Package<br />
effects<br />
base ( +/- 0 ) + 80 mm + 260 mm - 60 mm<br />
Critical for front lock wheel<br />
intrusion<br />
Allows V-8 engine package<br />
Critical for front end<br />
proportions<br />
Critical for hood height<br />
(Quelle: Ford)<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />
Comparison FWD v/s RWD<br />
E/W FWD I-4 Powertrain Package<br />
Lateral v/s longitudinal Driver Position<br />
• With typical E/W Powetrain arrangement, the<br />
Pedal Package is dictated mainly by the Wheel<br />
envelope in the dash. Pedals are positioned<br />
slightly inboard compared to CL driver.<br />
• With N/S RWD Powertrain arrangement the<br />
transmission tunnel dictates a more outboard<br />
Pedal Package. Pedals position is compromised<br />
by both, transmission tunnel and wheel envelope.<br />
N/S RWD I-4 Powertrain Package<br />
A typical FWD E/W powertrain package allows<br />
a pedal arragement closer to CL front wheel<br />
by app. 70-100 mm , compared to conventional<br />
RWD package (dimension A).<br />
(Quelle: Ford)<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
Agenda<br />
1 Einführung<br />
2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />
2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />
2.3 Charakterisierung nach Attributen<br />
2.4 Individualisierung<br />
2.5 Konzeption nach Kundenbedarf<br />
3 Package und Ergonomie<br />
4 Automobilwirtschaft<br />
5 Produktzyklus & Portfolioplanung<br />
6 Fahrzeughomologation<br />
7 Fahrzeugattribute und –systeme<br />
8 Entwicklungsablauf / Fahrzeugentstehung<br />
9 Fahrzeugbeleuchtung<br />
10 Integrative Fahrwerksentwicklung<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
3.1 Fahrzeug Charakterisierung<br />
Charakterisierung nach Attributen<br />
Quelle: Mercer Management Consulting<br />
Niedrigpreisige, individuelle Transport Fahrzeuge<br />
Dacia<br />
Logan<br />
Jiangling<br />
Landwind<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
Agenda<br />
1 Einführung<br />
2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />
2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />
2.3 Charakterisierung nach Attributen<br />
2.4 Individualisierung<br />
2.5 Konzeption nach Kundenbedarf<br />
3 Package und Ergonomie<br />
4 Automobilwirtschaft<br />
5 Produktzyklus & Portfolioplanung<br />
6 Fahrzeughomologation<br />
7 Fahrzeugattribute und –systeme<br />
8 Entwicklungsablauf / Fahrzeugentstehung<br />
9 Fahrzeugbeleuchtung<br />
10 Integrative Fahrwerksentwicklung<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.4 Individualisierung<br />
Individualisierung von Personenkraftwagen im Bezug auf Größe und Fahrzeugtyp<br />
Oberklasse<br />
Obere<br />
Mittelklasse<br />
Derivate 1981<br />
Mittelklasse<br />
Kompaktklasse<br />
Kleinwagen<br />
Minicars<br />
Cabrio<br />
Nutzfahrzeug<br />
Coupe 2<br />
Coupe 4<br />
Kombi<br />
Fließheck<br />
Mehrzweck<br />
Fahrzeug<br />
Off-Road<br />
RHT<br />
Roadster<br />
Limousine<br />
Tourer<br />
Van<br />
(Quelle: Polka – Marketing Systems)<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.4 Individualisierung<br />
Individualisierung von Personenkraftwagen im Bezug auf Größe und Fahrzeugtyp<br />
Oberklasse<br />
Derivate 2015<br />
Obere<br />
Mittelklasse<br />
Mittelklasse<br />
Kompaktklasse<br />
Kleinwagen<br />
Minicars<br />
Kabrio Cabrio<br />
Nutzfahrzeug<br />
Coupe 2<br />
Coupe 4<br />
Kombi<br />
Fließheck<br />
Mehrzweck<br />
Fahrzeug<br />
Off-Road<br />
RHT<br />
Roadster<br />
Limousine<br />
Tourer<br />
Van<br />
(Quelle: Polka – Marketing Systems)<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.4 Individualisierung<br />
‣Limousine<br />
‣Limousine<br />
Stufenheck<br />
Stufenheck<br />
(4-Türer)<br />
(4-Türer)<br />
Fließheck<br />
Fließheck<br />
(5-Türer<br />
(5-Türer<br />
Sport-<br />
Sport-<br />
(3-Türer)<br />
(3-Türer)<br />
‣Coupé<br />
‣Coupé<br />
‣Kombi<br />
‣Kombi<br />
klassisch<br />
klassisch<br />
Sport-<br />
Sport-<br />
‣Cabriolet<br />
‣Cabriolet<br />
Softtop<br />
Softtop<br />
4-<br />
4-<br />
oder<br />
oder<br />
2-sitzig<br />
2-sitzig<br />
Landaulet<br />
Landaulet<br />
Sedanka<br />
Sedanka<br />
‣Roadster<br />
‣Roadster<br />
(mit<br />
(mit<br />
oder<br />
oder<br />
ganz<br />
ganz<br />
ohne<br />
ohne<br />
Dach)<br />
Dach)<br />
‣Cabriolet<br />
‣Cabriolet<br />
„retractable<br />
„retractable<br />
Hardtop“<br />
Hardtop“<br />
(z.B.<br />
(z.B.<br />
MB<br />
MB<br />
SLK)<br />
SLK)<br />
‣Targa<br />
‣Targa<br />
(z.B.<br />
(z.B.<br />
Porsche)<br />
Porsche)<br />
‣2-sitziges<br />
‣2-sitziges<br />
Kompaktfahrzeug<br />
Kompaktfahrzeug<br />
(z.B.<br />
(z.B.<br />
Smart)<br />
Smart)<br />
‣Familien-Van<br />
‣Familien-Van<br />
‣Multi<br />
‣Multi<br />
Purpose<br />
Purpose<br />
Vehcile<br />
Vehcile<br />
(MPV)<br />
(MPV)<br />
5-sitzig<br />
5-sitzig<br />
7-sitzig<br />
7-sitzig<br />
‣Sport<br />
‣Sport<br />
Utility<br />
Utility<br />
Fahrzeug<br />
Fahrzeug<br />
(SUV)<br />
(SUV)<br />
‣Pickup<br />
‣Pickup<br />
‣Geländefahrzeuge<br />
‣Geländefahrzeuge<br />
-<br />
-<br />
OffRoader/Allzweck<br />
OffRoader/Allzweck<br />
-<br />
-<br />
OnRoader/Stadt<br />
OnRoader/Stadt<br />
‣Cross-Over<br />
‣Cross-Over<br />
(Hybridfahrzeuge)<br />
(Hybridfahrzeuge)<br />
-<br />
-<br />
Limousine<br />
Limousine<br />
/<br />
/<br />
Fun<br />
Fun<br />
Sport<br />
Sport<br />
Car<br />
Car<br />
-<br />
-<br />
Gelände<br />
Gelände<br />
Fahrzeug<br />
Fahrzeug<br />
+ MPV<br />
MPV<br />
+<br />
Kompaktfahrzeug<br />
Kompaktfahrzeug<br />
+ Sedanka<br />
Sedanka<br />
(z.B.<br />
(z.B.<br />
Fafi<br />
Fafi<br />
Scrambler)<br />
Scrambler)<br />
‣People<br />
‣People<br />
Mover<br />
Mover<br />
‣Stadtauto<br />
‣Stadtauto<br />
‣Fun<br />
‣Fun<br />
Car<br />
Car<br />
(z.B.<br />
(z.B.<br />
Quad<br />
Quad<br />
-<br />
-<br />
Peugeot<br />
Peugeot<br />
/<br />
/<br />
Super<br />
Super<br />
7<br />
7<br />
-<br />
-<br />
Lotus<br />
Lotus<br />
/<br />
/<br />
F300<br />
F300<br />
-<br />
-<br />
Merc.<br />
Merc.<br />
/<br />
/<br />
eXasis)<br />
eXasis)<br />
‣Buggy<br />
‣Buggy<br />
‣Amphibienfahrzeug<br />
‣Amphibienfahrzeug<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.4 Individualisierung<br />
Neuzulassung von Pkw in<br />
Deutschland [Mio]<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
• 3,3%<br />
• 6,9%<br />
'92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01<br />
1,6<br />
1,4<br />
1,2<br />
1<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0<br />
Neuzulassung v. Kleinfzg. in Mio<br />
Kleinfahrzeuge sind z.B.: Daihatsu Cuore,<br />
Ford KA, Seat Arosa, MCC Smart, Rover Mini,<br />
VW Lupo<br />
Neuzulassungen<br />
Zulassung Kleinfahrzeuge<br />
Quelle: Marketing Systems<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.4 Individualisierung<br />
Vorhersage Cabrio-Verkaufszahlen (Stand 2005)<br />
300000<br />
260000<br />
220000<br />
180000<br />
140000<br />
100000<br />
1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009<br />
Quelle: Karmann GmbH/Licher<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.4 Individualisierung<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / Lehr- und Forschungsgebiet „<strong>Karosserietechnik</strong>“ / FB6 / Fachhochschule <strong>Aachen</strong> 26/31
2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.4 Individualisierung<br />
Steigender Absatzmarkt an SUV-Fahrzeugen in Europa<br />
Quelle: Audi / 2008<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.4 Individualisierung<br />
Trend zu kleineren Fahrzeugen – Neuzulassungen nach Fahrzeugsegment<br />
– 2008 versus 2009 (Januar bis August)<br />
Quelle: KBA<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.4 Individualisierung<br />
Kundenseitige Flexibilität<br />
Variablen Interieur<br />
Dach Modul Vorne<br />
Dach Modul Hinten<br />
Variablen Exterieur<br />
„MINI“<br />
2-Sitzer<br />
Kurz<br />
„KOMPACT“<br />
4-Sitzer<br />
Lang<br />
„VAN“<br />
2-Sitzer<br />
Lang<br />
RHT (CC)<br />
„TARGA“<br />
2-Sitzer<br />
Kurz<br />
„SEDANCA“<br />
4-Sitzer<br />
Lang<br />
„LANDAULET“<br />
4-Sitzer<br />
Lang<br />
Citroen Pluriel<br />
Fafi Scrambler: 9 Fahrzeug<br />
Derivate mittels modularer<br />
Dachstruktur (Bedienung<br />
durch den Kunden)<br />
„MINIKABRIO“<br />
2-Sitzer<br />
Kurz<br />
„KABRIO“<br />
4-Sitzer<br />
Lang<br />
„PICK UP“<br />
2-Sitzer<br />
Lang<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
Agenda<br />
1 Einführung<br />
2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />
2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />
2.3 Charakterisierung nach Attributen<br />
2.4 Individualisierung<br />
2.5 Konzeption nach Kundenbedarf<br />
3 Package und Ergonomie<br />
4 Automobilwirtschaft<br />
5 Produktzyklus & Portfolioplanung<br />
6 Fahrzeughomologation<br />
7 Fahrzeugattribute und –systeme<br />
8 Entwicklungsablauf / Fahrzeugentstehung<br />
9 Fahrzeugbeleuchtung<br />
10 Integrative Fahrwerksentwicklung<br />
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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />
2.5 Konzeption nach Kundenbedarf<br />
Beispielhafte strategische Positionierung von Fahrzeugaufbauten nach dem<br />
jeweiligen Kundenbedarf (hier am Beispiel „etabliertes Kundensegment 55+“)<br />
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