Geräte-Management

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Vom Modelljahr zum Software-Update

Wie Software den Lebenszyklus moderner Fahrzeuge neu definiert

Aber diese Logik ändert sich gerade. Mit der richtigen Softwarearchitektur kann das Auto zu einer Plattform für kontinuierliche Verbesserungen werden – zu einem Produkt, das sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt, verfeinert und optimiert, selbst nachdem es das Werk verlassen hat.

Dieser Wandel erfordert eine neue Denkweise: in Bezug auf Produkte, Organisationen und Geschäftsmodelle.

Entkopplung, die das Spiel verändert

Im Zentrum dieser Veränderung steht die Entkopplung von Software und Hardware. In herkömmlichen Fahrzeugplattformen sind Funktionen oft eng mit bestimmten Steuergeräten, Sensoren und Elektronikkomponenten verknüpft. Dies macht jeden Austausch von Komponenten kostspielig in Bezug auf die Entwicklungszeit und erfordert oft das mehrfache Neuschreiben derselben Funktion.

Die Möglichkeit, Software unabhängig vom Produktzyklus der Hardware zu entwickeln, ermöglicht einen Wechsel von sequenzieller zu kontinuierlicher Entwicklung. Dies führt zu kürzeren Entwicklungszyklen, größerer Skalierbarkeit und einer besseren Nutzung von Ressourcen.

Aber es geht nicht immer darum, später neue Funktionen hinzuzufügen – es geht darum, bestehende Funktionen nicht neu erstellen zu müssen. Ein großer Teil der Entwicklungszeit wird heute für die Portierung bestehender Funktionen auf neue Hardware aufgewendet, oft aufgrund von auslaufenden oder ersetzten Komponenten. Mit der richtigen Architektur kann die Anwendungslogik von der Hardware entkoppelt werden, was den Nachbearbeitungsaufwand drastisch reduziert und eine robustere Entwicklungskette ermöglicht. Außerdem ermöglicht dies häufigere Modellneuvorstellungen und kürzere Zyklen – was die traditionelle Denkweise in Bezug auf Modelljahre in Frage stellt.

Mehrere Autos und ein Lkw fahren auf einer geschwungenen Uferstraße entlang eines Flusses, während im Hintergrund unscharfe Stadtgebäude und Verkehr zu sehen sind.

Von verteilter zu zentraler Elektronik

Herkömmliche Fahrzeugarchitekturen bestehen aus einer Vielzahl verteilter Steuergeräte, wobei jedes Steuergerät eine bestimmte Funktion verwaltet. Dies hat zu fragmentierten Systemen, komplexer Fehlerbehebung und eingeschränkter Wiederverwendbarkeit geführt.

Moderne Software-Defined Vehicle (SDV)-Architekturen tendieren zunehmend zur Zentralisierung – sie konsolidieren Funktionen in weniger, aber leistungsstärkeren Recheneinheiten, die mehrere Systeme parallel verwalten können. Dies kann die Verkabelung vereinfachen, physische Redundanzen reduzieren und die Bedingungen für die gemeinsame Nutzung von Ressourcen zwischen Funktionen verbessern.

Zentralisierung reduziert jedoch nicht unbedingt die Komplexität – sie verteilt sie neu und verlagert sie oft von der Hardware- auf die Software- und Architekturebene. Mit weniger, aber leistungsfähigeren Knoten steigt der Bedarf an einer klaren Architektur für Isolation, Echtzeitleistung, Redundanz und sicherheitskritische Funktionen. Beispielsweise sind neue Muster für die Partitionierung, die Fallback-Behandlung und die Qualitätssicherung von Software erforderlich, die auf gemeinsam genutzter Hardware ausgeführt wird.

Das Design von Zonenarchitekturen und der Übergang vom klassischen AUTOSAR zu beispielsweise Adaptive AUTOSAR ist in diesem Wandel von entscheidender Bedeutung – insbesondere, um eine dynamische Softwarebereitstellung und zukünftige OTA-Updates ganzer Subsysteme zu ermöglichen.

Was braucht es, um dorthin zu gelangen?

Die Entkopplung ist nicht nur ein technisches Detail – sie ist eine strategische Entscheidung, die sich auf das gesamte Entwicklungsmodell auswirkt. Eine gut konzipierte Basissoftware in Kombination mit klar definierten Schnittstellen und einer durchdachten Komponentenarchitektur ermöglicht eine hohe Wiederverwendbarkeit von Code über verschiedene Modelle und Generationen hinweg.

Dies erfordert:

  • Eine klare Softwarearchitektur, die Verantwortlichkeiten, Abhängigkeiten und die Isolation zwischen Funktionen definiert
  • CI/CD-Pipelines, die sowohl fahrzeugspezifische Verifizierungsanforderungen als auch kontinuierliche Integration unterstützen
  • Funktionsübergreifende Teams, die in der Lage sind, ganze Funktionen zu übernehmen – von der Entwicklung bis zum Einsatz vor Ort

Middleware spielt hier eine Schlüsselrolle. Sie fungiert als Drehscheibe zwischen Hardware und Anwendung und abstrahiert die Komplexität unterschiedlicher Hardwareplattformen. Durch die Verwaltung von Ressourcen, die Bereitstellung standardisierter APIs und die Ermöglichung von Virtualisierung bildet Middleware ein technisches Rückgrat für Portabilität und Wiederverwendbarkeit in einem bisher schwer zu erreichenden Umfang.

Mit zunehmender Konnektivität, OTA-Updates und externen APIs steigt auch die Verantwortung. Cybersicherheit und Datenschutz können nicht mehr am Ende der Entwicklung hinzugefügt werden – sie müssen von Anfang an in die Architektur eingebettet werden.

Sicherheitskritische Funktionen müssen isoliert, Updates signiert und validiert werden, und die gesamte Datenverarbeitung muss strengen Vorschriften entsprechen – einschließlich der DSGVO und branchenspezifischer Standards wie UNECE R155 und ISO/SAE 21.

Organisatorische Transformation in der Praxis

Technische Transformation muss durch organisatorische Strukturen unterstützt werden. OEMs, die funktionsbasierte Silos aufbrechen und Teams mit durchgängiger Verantwortung – von der Idee bis zum OTA-Update – bilden, berichten von einer verbesserten Entwicklungsgeschwindigkeit und Produktqualität.

Gleichzeitig verändert sich die Beziehung zu den Zulieferern. Anstelle linearer Ketten entstehen plattformbasierte Kooperationen, in denen OEMs, Tier-1-Zulieferer und Technologieunternehmen gemeinsam an gemeinsamen APIs, Datenmodellen und Lebenszyklusstrategien arbeiten. Dies erfordert ein neues Maß an technischer Führungskompetenz und Offenheit im gesamten Ökosystem.

Das Auto der Zukunft ist immer uptodate

Die strategischen Geschäftsvorteile liegen auf der Hand: schnellere Markteinführung, kürzere Aktualisierungszyklen und bessere Skalierbarkeit von Innovationen über Produktlinien hinweg. Gleichzeitig entstehen neue Umsatzmodelle durch servicebasierte Angebote, Abonnementfunktionen und verlängerte Fahrzeuglebensdauern.

Mit längeren Fahrzeuglebensdauern gehen jedoch auch neue Anforderungen einher. Die Verwaltung des gesamten Software-Lebenszyklus – von der ersten Entwicklung über den Support und Updates bis hin zur Außerbetriebnahme – wird zu einer neuen Herausforderung für die Branche.

OEMs benötigen Strategien, um die Kompatibilität mit älterer Hardware aufrechtzuerhalten, die Veralterung von Komponenten zu bewältigen und sicherzustellen, dass auch Fahrzeuge, die seit zehn bis fünfzehn Jahren auf der Straße sind, weiterhin wichtige Updates und Sicherheitspatches erhalten können.

Letztendlich wird der Wert des Fahrzeugs von morgen nicht nur in dem liegen, was in ihm eingebaut ist, sondern in seiner Fähigkeit, sich nach der Auslieferung kontinuierlich zu verbessern.
Daten werden zu einem Vermögenswert. APIs werden zu Geschäftsschnittstellen. Das Produkt wird zu einer Plattform.

Abschließende Gedanken

Bei der Umstellung auf softwaredefinierte Fahrzeuge geht es nicht nur um Technologie, sondern auch um Architektur, Systemdenken und Zusammenarbeit. Um erfolgreich zu sein, müssen Unternehmen in der Lage sein, sowohl mit hoher technischer Komplexität als auch mit weitreichenden geschäftlichen Auswirkungen umzugehen.

Und genau an dieser Schnittstelle – zwischen Systemarchitektur, agiler Entwicklung und strategischen Technologiekompetenzen – machen starke Entwicklungspartner den Unterschied.

Möchten Sie wissen, wie HiQ Sie auf diesem Weg unterstützen kann?
Lassen Sie uns darüber sprechen – wir erzählen Ihnen gerne mehr.

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HiQ bietet Unternehmen maßgeschneiderte Lösungen für zuverlässiges Gerätemanagement und drahtlose Firmware-Updates.

So optimieren Sie mit FOTA Ihre Time to Market

Die Time to Market (TTM) ist ein Schlüsselfaktor im Produktentwicklungsprozess. Sie beschreibt die Zeitspanne von der ersten Idee über die Produktentwicklung bis zur Markteinführung. Die Länge bzw. Kürze der Markteinführungszeit kann Unternehmen einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil verschaffen: Je schneller ein Produkt den Markt erreicht, desto schneller generiert es Umsatz und etabliert sich, bevor die Konkurrenz nachziehen kann.

FOTA-Updates (Firmware Over-the-Air) bieten eine herausragende Möglichkeit, diesen Prozess erheblich zu beschleunigen – sei es in der Entwicklungsphase eines Produkts, bei Problemlösungen oder nach dem Produkt-Launch.

Schnellere Markteinführung mit Software-Updates “just in time”

Ein unfertiges Produkt auf den Markt bringen? Klingt erst einmal wenig überzeugend. Doch es kann tatsächlich eine clevere Strategie sein!

In einer optimalen Welt sind Hardware und Software eines Geräts immer zur gleichen Zeit fertig und Produkte können ohne teure Zwischenlagerung oder Wartezeit direkt auf den Markt gebracht werden.

Ist das in Ihrem Unternehmen der Fall? Dann herzlichen Glückwunsch, es wurden hoch optimierte Prozesse etabliert.

Wenn nicht, habe ich dennoch gute Nachrichten: Die Software muss nicht zeitgleich zur Hardware final sein!

Während das fertige Gerät bereits verpackt und auf dem Weg zum Kunden ist, können Developer noch die letzten Codezeilen abschließen oder die Qualitätssicherungsabteilung kann die zusätzliche Zeit nutzen, um alle Funktionen gründlich zu testen. Entscheidend ist, dass das Produkt beim ersten Einschalten ein drahtloses Update der Firmware erhält, um alle benötigten Funktionen bereitzustellen.

So können Sie die Produktion und Auslieferung Ihres Produkts frühzeitig starten, wodurch wertvolle Zeit und Kosten eingespart werden. Noch fehlende Features lassen sich zur Markteinführung (oder in einer späteren Phase) nachreichen. Wichtig ist, dass das FOTA-System in der Lage ist, alle Updates reibungslos zu orchestrieren und auszuspielen, damit der Launch Day ein voller Erfolg wird.

Risiken reduzieren: Bugs, Sicherheit, Compliance

Neben der grundsätzlichen Verkürzung der Time to Market durch FOTA Updates ist es entscheidend, potenzielle Komplikationen frühzeitig zu erkennen und entsprechend darauf zu reagieren, um unnötige Verzögerungen zu vermeiden sowie die eigene Marktposition erfolgreich zu halten und auszubauen.

Solche Komplikationen können durch veränderte Rahmenbedingungen entstehen, z.B. durch neue Sicherheitsstandards, die nicht erfüllt werden. Oder durch gravierende Probleme, die die QA-Abteilung entdeckt, wie nicht richtig funktionierende Features oder sogar Spyware in zugekaufter Hardware.

Sollte ein Unternehmen über kein FOTA-System verfügen, lassen sich Software-Probleme gegebenenfalls nur manuell per Hand und Stecker beheben – vorausgesetzt, die Geräte befinden sich nicht auf dem Markt bzw. beim Kunden. Ist das jedoch nicht mehr möglich, hat das Unternehmen hoffentlich ein kompetentes Marketing Team, um eine Rückrufaktion abzufedern – oder eben ein wirklich gut funktionierendes FOTA-System.

Ein entsprechendes FOTA-System muss im Fall der Fälle nicht nur hochgradig skalierbar sein, um eine sehr große Anzahl von Geräten gleichzeitig zu aktualisieren (und später wieder herunter skalierbar sein, um Kosten zu sparen). Es sollte auch verschiedene Rollout-Strategien und Backup-Pläne bieten, um im Ernstfall alle Updates effizient und risikofrei durchzuführen. So lässt sich sicherstellen, dass Fehlerbehebungen, Sicherheits- und Compliance-Updates schnell und ohne unnötige Kosten aufgespielt werden.

Sie möchten mehr zum Begriff FOTA im Kontext IoT erfahren?

Dann lesen Sie Teil 1 unserer Artikelreihe Firmware Over-the-Air: Wir erklären FOTA.

Flexible Feature-Updates nach Marktlage

Zwischen der Planung, Entwicklung und dem finalen Release eines Produktes vergehen oft Monate und Jahre. In der Zeit vor dem Internet und FOTA-Updates waren Unternehmen gezwungen, ein Produkt entsprechend von Anfang bis Ende durchzuplanen und komplett fertig auf den Markt zu bringen. Heute ist es möglich, neue Features ganz nach Bedarf nachzuliefern.

Ist das Produkt Ihres Unternehmens führend im Markt und die Kundenzufriedenheit hoch, kann es strategisch sinnvoll sein, Ressourcen und Entwicklungskosten zu sparen. Überrascht Ihr Konkurrent plötzlich mit einem innovativen Feature, kann man wieder in die Entwicklung investieren oder ein bisher zurückgehaltenes Update sofort ausrollen.

Auch unvorhersehbare Ereignisse, wie eine Pandemie oder eine Wirtschaftskrise, können dazu führen, dass Unternehmen ihre Prioritäten neu bewerten müssen. In solchen Fällen kann es ratsam sein, Entwicklungskosten zu reduzieren, wertvolles Kundenfeedback bzw. Daten zu sammeln oder Investoren für sich zu gewinnen.

Dank drahtloser Firmware-Aktualisierungen ist es möglich, nach der Markteinführung neue Funktionen flexibel zu entwickeln, auszurollen oder zurückzuhalten. Damit lässt sich ein Produkt bestmöglich auf sich ändernde Unternehmens- und Marktsituationen ausrichten.

Fazit

Egal, ob es um den Produkt-Launch, die Problemlösung während der Nutzung oder die Aktualisierung bereits ausgelieferter Geräte geht: Updates Over the Air sind eine effektive Maßnahme, um die Time to Market deines Produkts in verschiedenen Phasen zu verkürzen.

Dafür ist es entscheidend, über ein robustes FOTA-System zu verfügen. Ein gutes Firmware-Over-the-Air-System muss skalierbar, individualisierbar und zuverlässig sein. So ist es möglich, den dynamischen Anforderungen der heutigen Märkte gerecht zu werden.

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Katja Grünewald

Katja arbeitet seit 2022 als Softwareentwicklerin bei HiQ. Mit ihrer Erfahrung hinsichtlich FOTA und ihrer Leidenschaft für digitale Lösungen unterstützt sie Unternehmen auf dem Weg in Richtung Industrie 4.0.

HiQ bietet Unternehmen maßgeschneiderte Lösungen für zuverlässiges Gerätemanagement und drahtlose Firmware-Updates.

Firmware Over The Air: Wir erklären FOTA

In der dynamischen Landschaft der industriellen Fertigung spielt Digitalisierung eine Schlüsselrolle für den Erfolg. Begriffe wie Industrie 4.0 oder IoT (Internet of Things) sind längst keine Zukunftskonzepte mehr, sondern weltweit feste Größen — sowohl für eine zeitgemäße Produktion als auch für einen vernetzten Alltag. Praktisch jede:r nutzt Technologien, die diesen Begriffen zugeschrieben werden; sei es direkt oder indirekt.

Ein entscheidendes Werkzeug in diesem stetig wachsenden digitalen Repertoire sind Firmware over the Air (FOTA) Updates. Sie ermöglichen es, die neusten (Sicherheits-) Standards einzuhalten, Features schneller auf den Markt zu bringen und sogar die Umwelt zu schonen.

In diesem Artikel erklären wir Ihnen leicht verständlich verschiedene Begrifflichkeiten im Zusammenhang mit FOTA Updates.

Außerdem geben wir einen kompakten Überblick, warum FOTA nicht nur für Software-Developer, Security-Verantwortliche oder Gerätehersteller, sondern auch für Endanwender:innen so unerlässlich ist.

Schlüsselbegriffe rund um FOTA

Internet of Things

Internet of Things, kurz IoT und zu deutsch Internet der Dinge, bezeichnet die Kommunikation von verschiedenen Maschinen, Anlagen und Geräten untereinander. Die eingesetzte Technologie, die zur Kommunikation eingesetzt wird, spielt dabei keine Rolle. Von Bluetooth, über 5G bis hin zum klassischen Internet zählt alles dazu.

Durch diese Art der Verständigung können automatische Arbeitsabläufe zwischen unterschiedlichen Geräten an unterschiedlichen Standorten definiert und ausgeführt werden, ohne dass ein Mensch eingreifen muss.

Ein Beispiel: In vielen Eigenheimen gibt es mittlerweile Smart-Home-Geräte, die miteinander kommunizieren. Sensoren messen beispielsweise den Sonnenstand und schließen automatisch die Rollläden. Durch diese automatische Verschattung können Licht und Wärme gezielt in die verschiedenen Räume gelassen werden. Besteht zusätzlich eine Verknüpfung zur intelligenten Heizanlage, entsteht ein extrem nachhaltiges und energieeffizientes System.

Hardware/Firmware/Software

IoT-Geräte bestehen normalerweise aus mehreren Teilen, welche drei Kategorien zugeordnet werden: Hardware, Software und Firmware.

Die Hardware bezeichnet die physikalische Komponente, sozusagen den Körper eines Gerätes. Diese kann angefasst, aber auch kaputt gemacht werden.

Firmware dagegen beschreibt den „unsichtbaren” Teil (vorzustellen als die elektrischen Impulse des Gehirns) — also den Code, der direkt mit der Hardware kommuniziert und orchestriert, welcher Teil wann welche Aufgabe übernimmt.

Software umfasst den Teil des Codes, der nicht mehr direkt mit der Hardware interagiert, sondern lediglich mit der Firmware. Firmware wird im Allgemeinen auch als Embedded Software bezeichnet. 

Cyber-Security

Die oben beschriebene (Embedded)-Software ist meistens extrem komplex und besteht aus tausenden Zeilen von Code, die von verschiedenen Entwickler:innen geschrieben wurden. Dadurch ist es fast unmöglich, eine Firmware bzw. Software komplett frei von Sicherheitslücken zu halten. Diese werden dann oft ausgenutzt, um die gespeicherten Daten eines Gerätes abzugreifen oder auch um das Gerät unbrauchbar zu machen (Stichwort: Hacker).

Laut einem aktuellen Bericht von Cybersecurity Ventures beliefen sich die Folgekosten von Cyberkriminalität im Jahr 2023 auf knapp 8 Billionen US-Dollar und werden 2024 auf 9.5 Billionen US-Dollar ansteigen. Tendenz, auch für 2025, steigend.

FOTA

Um im Kontext Cyber-Security zu bleiben: Wird eine Sicherheitslücke gefunden, gilt es diese so schnell wie möglich zu schließen, um zu verhindern, dass kriminelle Personen diese ausnutzen können (wenn dies nicht eh schon der Fall ist).

Im besten Fall ist die Lücke in ein paar Stunden geschlossen. Nun muss die aktuelle, sichere Version der Firmware aber noch auf das Endgerät installiert werden. Ein sogenanntes Update muss stattfinden. Wird das Gerät hierbei nicht an ein anderes, wie den Computer, angeschlossen, handelt es sich um ein drahtloses Update oder auch OTA-Update (over the air update).

FOTA-Update bedeutet also nichts anderes als Firmware Over The Air Update und beschreibt das drahtlose Update der Firmware.

Es kann sich dabei wie beschrieben um Updates zum Schließen von Sicherheitslücken, aber auch um andere Firmware-Anpassungen handeln; beispielsweise zum Hinzufügen aktueller Funktionen oder zur Optimierung von Geräteleistung und -lebensdauer.

FOTA Updates sind essenziell für moderne IoT- und Unternehmensumgebungen, da sie Sicherheit, Effizienz und Skalierbarkeit in der Geräteverwaltung gewährleisten.

Sie möchten wissen, warum OTA Firmware Updates und Gerätemanagement essenziell für moderne IoT- und Unternehmensumgebungen sind?

Hier finden Sie mehr Infos und können sich unseren kostenlosen 1-Pager zu Gerätemanagement herunterladen.

Was kommt als Nächstes?

Nachdem die Begrifflichkeiten geklärt sind, geht es in unseren kommenden Blogbeiträgen um den FOTA-Prozess:

  • Welchen Mehrwert hat der FOTA-Prozess für Unternehmen und Endnutzer?
  • Welche Technologien und Prozesse verbergen sich hinter dem Begriff?
  • Wie kann ein XXL-FOTA-System aussehen?
  • Was ist der Cyber Resilience Act?
  • Und vor allem: wie kommt man an so ein System?

Wir beantworten diese und andere Fragen in der HiQ-Artikelreihe Revolution im IoT-Zeitalter: Firmware over the Air.

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Katja Grünewald

Katja arbeitet seit 2022 als Softwareentwicklerin bei HiQ. Mit ihrer Erfahrung hinsichtlich FOTA und ihrer Leidenschaft für digitale Lösungen unterstützt sie Unternehmen auf dem Weg in Richtung Industrie 4.0.