Effektives Obsolescence-Management von Embedded-Systemen

Mit dem Echtzeitbetriebssystem PikeOS von Sysgo lassen sich modernste Embedded-Systeme entwickeln. Es zeichnet sich durch eine strikte Partitionierung unterschiedlicher Anwendungen aus, die gemeinsam auf einer Hardwareplattform laufen.

Es könnte alles so schön einfach sein: Das vorhandene Embedded-System, bestehend aus Hardware- und Softwarekomponenten, läuft seit einigen Jahren in der Praxis sehr zuverlässig und ist auf die Anforderung der spezifischen Anwendung optimal abgestimmt. Dabei ist das Produkt in die vorgegebene Produktionsumgebung vollständig integriert und erfüllt im Prinzip alle momentan gewünschten Aufgaben. All dies ist das Ergebnis einer in mehreren Mannjahren entwickelten und aufeinander abgestimmten Hardware- und Softwarelösung.

Dann passiert das Unerwartete: Die seit Jahren praxiserprobte Hardwareplattform wird abgekündigt. Halbleiterhersteller liefern ihre Prozessoren und Chipsätze durchschnittlich drei bis fünf Jahre und bringen dann wieder modernere und komplexere Bauelementetypen auf den Markt. Neue Fertigungstechnologien und die stete Verkleinerung der Strukturgrößen der Chips führen zu einer Leistungssteigerung der elektronischen Bausteine. Dabei fallen immer wieder »veraltete« Technologien aus der Produktionslinie heraus, sodass zahlreiche Halbleiterkomponenten nur noch ein paar Jahre verfügbar sind. Besonders betroffen von der Abkündigung wichtiger Bauelemente sind die Produzenten langlebiger Industriegüter mit Produktlebenszyklen von etwa zehn bis über 30 Jahren.

Die System- und Gerätehersteller haben massive Probleme, ihre benötigten Komponenten über die lange Lebensdauer zu beschaffen. Das gilt vor allem für die Branchen Industrieautomation, Medizin, Automotive und Transportation. Der einzige Ausweg sind in vielen Fällen aufwändige Redesigns, die jedoch hohe Kosten verursachen und zu Qualitätsproblemen führen können. Es gibt noch weitere Gründe, die den Einsatz einer neuen Hardwareplattform in einem Embedded-System erfordern: In zahlreichen Anwendungen reicht die Performance der oftmals seit Jahren eingesetzten Lösung nicht mehr aus. Zukünftige Aufgaben lassen sich nur dank neuer, leistungsfähigeren Funktionen erfüllen.

Darüber hinaus müssen in der Regel moderne Schnittstellen implementiert und dazu die Systeme um zusätzliche Kommunikations-Stacks, z.B WLAN, Bluetooth, Firewire, ergänzt werden. In vielen Fällen soll eine proprietäre Embedded-Software um zusätzliche Funktionalität erweitert werden, obwohl im Unternehmen keine ausführliche Dokumentation vorhanden ist und das technische Know-how fehlt. Darüber hinaus sind oftmals keine freien Entwicklungskapazitäten verfügbar. In einigen Anwendungen müsste nach einem Redesign zusätzlich eine erneute Systemabnahme seitens des Kunden erfolgen.

Die Alternative, die Software komplett neu zu entwickeln, scheitert an den dafür zu kalkulierenden Kosten und dem extremen Zeitaufwand. Die beschriebenen Szenarien sind unvermeidlich, ihre negativen Auswirkungen können aber durch vorausschauende Planung minimiert werden. Die Lösung ist ein ausgeklügeltes Obsolescence- Management, das die Reduzierung von Produktions- und Dienstleistungsausfällen aufgrund veralteter und nicht mehr verfügbarer Technologien, Prozesse, Komponenten und Software zum Ziel hat.

Die Anforderungen an das neu entwickelte Embedded-System sind vielfältig. So müssen einzelne Komponenten in definierten Merkmalen kompatibel zum veralteten System sein, jedoch verbesserte Leistungsdaten und eine umfangreichere Funktionalität aufweisen. Die Software soll sich nahtlos in die existierende Produktionsumgebung integrieren lassen und von der verwendeten Hardwareplattform möglichst unabhängig sein.