So klappt autonomes Fahren Methodenbaukasten für die Entwicklung von Softwaresystemen

Das Softwaretechnik-Institut Paluno an der Universität Duisburg-Essen hat einen Methodenbaukasten für die Entwicklung von Softwaresystemen entwickelt, die sich selbständig verbinden und zusammenarbeiten. Diese können als Basis von Anwendungen wie autonomes Fahren oder intelligenten Fabriken dienen.

Der Methodenbaukasten ist Ergebnis des Verbundprojektes CrESt (Collaborative Embedded Systems). Die Bausteine sollen helfen, kollaborierende Systeme effizient zu entwickeln. Dies ist im Vergleich zu klassischen eingebetteten Systemen schwierig, da es um Systemverbünde geht, die sich erst noch bilden werden und deren Umgebung nicht vollständig antizipiert werden kann.

Ein Anwendungsbeispiel: das sogenannte Platooning. Dabei schließen sich auf der Autobahn mehrere Fahrzeuge elektronisch zu einem Konvoi zusammen, in dem nur der vorderste steuert. Die Vorteile: deutliche Kraftstoffeinsparungen und eine Entlastung der Fahrer. Allerdings ist bereits bei der Entwicklung zu beachten, dass die Fahrzeugumgebungen stets wechseln, nicht alle dasselbe Ziel haben und Sensoren oder Signalübertragungen ungenau sein können. Die Kunst ist, mit den unsicheren Gegebenheiten richtig umzugehen und die Zusammenhänge zwischen Systemen und Umwelt zu verstehen.

Modellbasiertes Engineering

Um die Komplexität der Entwicklung zu reduzieren, hat es sich daher bewährt, bei eingebetteten Systemen Modelle zu nutzen. Dazu gehört etwa der SPES-Ansatz (Software Plattform Embedded Systems), der bereits bei einigen Unternehmen in Deutschland angewendet wird. Im CrESt-Projekt haben Forscher die SPES-Methodik für kollaborierende eingebettete Systeme weiterentwickelt. Ziel war, mit den Bausteinen bestimmte Herausforderungen – zum Beispiel unsicherer Kontext, Adaptionsfähigkeit – in verschiedenen Domänen wie Automobilindustrie, industrielle Produktion, Energieerzeugung oder Robotik zu lösen.

CrESt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über drei Jahre mit circa 15 Mio. Euro gefördert. Davon flossen 800.000 Euro flossen an die Universität Duisburg-Essen. Die Paluno-Arbeitsgruppe Software Systems Engineering war mitverantwortlich für die Gesamtleitung und in zahlreiche Teilprojekten involviert. Projektpartner waren neben der Universität Duisburg-Essen unter anderem Bosch, Siemens, FEV, Bertrandt, Fraunhofer sowie weitere in diesem Bereich führende deutsche Universitäten.