dSpace E/E-Daten-Management statt Chaos

Dr.-Ing. Herbert Hanselmann, Geschäftsführer dSpace GmbH.
Dr.-Ing. Herbert Hanselmann, Geschäftsführer dSpace GmbH.

Elektronik und Software sind weiter auf dem Vormarsch, neue Systeme müssen entwickelt werden. Die Komplexität steigt dabei immer weiter. Ein Mittel, um die Komplexität nicht in Chaos münden zu lassen, ist bekanntlich der Einsatz von Methoden und Tools, insbesondere Hardware-in-the-Loop-Tests und Model-Based-Design. Dies sind Felder, in denen sich in den letzten zehn Jahren enorm viel getan hat.

Ganze Fahrzeuge werden anhand von Verbundsimulatoren auf Herz und Nieren geprüft, HiL-Tests für einzelne Steuergeräte und Teilsysteme sind längst Standard. Ganze Steuergeräte werden heute modellbasiert entwickelt, Steuergeräte-Code wird zu großen Teilen automatisch erzeugt.

Es sind nicht länger einzelne Personen, die diese Aufgaben wahrnehmen, sondern ganze Abteilungen und eigene Bereiche innerhalb und teilweise auch außerhalb des Unternehmens.Die Verantwortlichen berichten von bis zu 100.000 Hardware-in-the-Loop-Testfällen, 40.000 applizierbaren Steuergeräte-Parametern oder 400 Fahrzeugvarianten, die verwaltet werden müssen. Das Volumen der Daten, das allgemein bei der Steuergeräteentwicklung und insbesondere bei der Verwendung obiger Methoden und durch den Einsatz von Entwicklungswerkzeugen anfällt, ist immens und nimmt ständig zu. Die Wiederverwendung dieser Daten in anderen Projekten, von anderen Personen oder für andere Varianten der zu entwickelnden Funktionen oder Systeme ist ein zentraler Aspekt für eine effiziente Entwicklung und trägt überdies zur Sicherstellung der Qualität bei.

Voraussetzung für eine sichere Wiederverwendung ist die zentrale Verwaltung von Modellen, Tests, Parametern und Architekturen, allgemein von Entwicklungsergebnissen und -ständen, inklusive der zugrunde liegenden Anforderungen. Dabei müssen die zahlreichen, bestehenden Abhängigkeiten und Verbindungen untereinander berücksichtigt werden.Diese Verwaltungsaufgabe lässt sich durch zentrale Dateiablage oder den Einsatz von Konfigurations-Management-Systemen allein nicht mehr lösen, da eine dateibasierte Verwaltung nicht nur zu grob ist, sondern auch keine ausreichende Traceability zur Berücksichtigung der Abhängigkeiten liefert.

In der Not schafft man sich eigene Lösungen, agiert zum Beispiel mit großen Excel-Dateien zur Verwaltung von Parameterständen, zur Spezifikation und Planung der durchzuführenden Tests oder zur Definition von Software-Architekturen, bestehend aus Funktionen und deren Schnittstellen. Aber das sind regelmäßig Insellösungen, die auf Dauer nicht tragen und die gewünschte Traceability allenfalls im Kleinen liefern.

Auch lassen sich existierende Produktdaten-Management- bzw. Product-Lifecycle-Management-Lösungen, die ihren Ursprung in der Verwaltung von Konstruktionsdaten haben, nicht so einfach im Bereich der Software- und Elektrik-/Elektronik-Systementwicklung einsetzen. Denn ohne Domänen-Know-how, ohne das Wissen über Entwicklungsprozesse, über die zu verwaltenden Artefakte und Objekte und über relevante Standards wie ASAM, AUTOSAR, FIBEX oder auch ISO 26262 geht es nicht. Das haben die vergangenen Jahre gezeigt.

Konkret sehen wir bei dSpace Aufgaben wie Test-Management, Modell-Management, eine zentrale Parameter- und Signalverwaltung oder auch HiL-Hardware-Konfigurations-Management jeweils unter Berücksichtigung der in der Automobilindustrie zahlreichen entstehenden Varianten und in Verbindung mit den zugrunde liegenden Anforderungen.

Unter Test-Management verstehen wir nicht nur allgemein die Verwaltung von Tests, Testskripten, Testdaten und Testergebnissen, die Testplanung, die Darstellung und die Analyse von Testergebnissen, sondern auch die Anbindung an die Testausführung, zum Beispiel durch eine direkte Kopplung von Testautomatisierungswerkzeugen im Hardware-in-the-Loop-Umfeld.

Beim Modell-Management geht es um eine zentrale Verwaltung von Funktions- und Streckenmodellen, sowohl für die Echtzeit- als auch für die Offline-Simulation. Hier besteht eine enge Verbindung zu einem zentralen Parameter- und Signal-Management. Die verwalteten Parameter dienen zur Bedatung von Funktionen, Modellen und Steuergeräte-Code. Mit Hilfe der Signale lassen sich die Schnittstellen von Systemen, Funktionen, Modellen und Steuergeräten beschreiben und die Grundlage für das Zusammenfügen von einzelnen Teilmodellen zu einem Gesamtmodell wird gelegt.
Allerdings reicht es nicht aus, diese Themen separat zu betrachten, die einzelnen Stufen im Entwicklungsprozess gut zu beherrschen und dort Qualität und Produktivität zu erhöhen. Insgesamt geht es darum, ein effizientes und durchgängiges Management der zahllosen komplexen und untereinander abhängigen Daten zu ermöglichen.

Das muss übergreifend geschehen, über Prozess-Schritte ebenso wie über Personen und Teams hinweg, die gemeinsam Nutzer und Produzent solcher Informationen sind. Dennoch ist es in der Praxis oftmals so, dass zunächst nur Lösungen für einzelne Themen und für kleinere Teams benötigt werden. Wichtig ist dann, dass die gewählte Lösung skalierbar ist und für weitere Aufgaben eingesetzt werden kann. Letztlich muss eine Ausweitung auf den gesamten Entwicklungsprozess und damit verbunden auch auf ganze Abteilungen und Firmen möglich sein.

Voraussetzung dafür sind wiederum eine entsprechende Rollen- und Nutzerverwaltung sowie die Unterstützung von Prozessen und Workflows, das heißt, neben der reinen Datenverwaltung geht es auch um Collaboration, um ein geordnetes Miteinander zu ermöglichen. Idealerweise deckt eine zentrale Plattform auch diese Aspekte ab und stellt sicher, dass bestimmte Daten nur von bestimmten Anwendern eingestellt, editiert, eingesehen oder freigegeben werden können. Die Abbildung von Change-Prozessen, die Unterstützung von Fehler-Management und Fehlerbehebung sowie die Verknüpfung mit Anforderungen und eine Versionierung jedes einzelnen Datums sorgen darüber hinaus für eine vollständige, lückenlose und nachvollziehbare Traceability.

Mit unseren langjährigen Erfahrungen und dem Wissen aus zahllosen Steuergeräteentwicklungsprojekten wollen wir, basierend auf einer etablierten Daten-Management-Plattform, das Arbeiten über den gesamten E/E-Entwicklungszyklus hinweg sowie in weltweit verteilten Teams unterstützen. Dabei werden wir relevante Standards unterstützen und eine Brücke bauen zu den etablierten Entwicklungswerkzeugen, sowohl von dSpace als auch von anderen Anbietern.

Zur Integration von Anforderungen als zentrale Elemente im Entwicklungsprozess gilt es, existierende Requirements-Management-Werkzeuge anzubinden. Zusätzlich werden aber auch Möglichkeiten zum Anforderungs-Management innerhalb der Plattform entstehen.Ein erstes Projekt zur variantenbezogenen Verwaltung von Parametern im Kontext der modellbasierten Entwicklung haben wir bereits erfolgreich abgeschlossen. Eine Test-Managementlösung wird Mitte des Jahres verfügbar sein; hier fokussieren wir neben den allgemeinen Themen wie Verwaltung von Testdaten und Darstellung von Testergebnissen auch eine Unterstützung von Anforderungen aus dem HiL-Umfeld.