AUTOSAR-konforme Entwicklung variantenreicher Systeme

Variantenmanagement AUTOSAR-konforme Entwicklung variantenreicher Systeme

26.01.2009Autor / Redakteur: Markus Hardt, Dr. Martin Große-Rhode* / Martina Hafner

Standards wie AUTOSAR ermöglichen es, Elektrik-/Elektroniksysteme fürs Kfz flexibel aus standardisierten Software-Bausteinen zusammenzusetzen. Schwierigkeiten bereitet nach wie vor das Feintuning der Anwendungssoftware: Jeder Baustein muss angepasst werden, damit im Gesamtsystem alles reibungslos zusammenspielt. Am Fraunhofer-Institut für Software- und Systemtechnik ISST wurde hierfür ein Werkzeugprototyp entwickelt und im Rahmen einer Fallstudie bei BMW erfolgreich getestet.

Anbieter zum Thema

ET System electronic GmbH

Heitec AG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

Mit der Einführung der Komponententechnologie hat sich in der IT ein Paradigmenwechsel vollzogen. Software wird nicht mehr Zeile für Zeile geschrieben, sondern systematisch aus Bausteinen zusammengesetzt. Die Voraussetzungen dafür sind standardisierte Komponentenschnittstellen und eine Architektur, die vorgibt, wie die Komponenten zusammengesetzt werden. Für die Automobilbranche sind diese Voraussetzungen mit der Einführung des AUTOSAR-Standards (AUTOSAR: Automotive-Open-System-Architecture-) erfüllt.

Bild 1: Die AUTOSAR-Architektur garantiert, dass Basissoftware-Komponenten unterschiedlicher Hersteller in einem Fahrzeug-Steuergerät ohne zusätzlichen Aufwand kombiniert werden können. Aufgrund der Standardisierung der Schnittstellen passt auch die Anwendungssoftware stets dazu. (Archiv: Vogel Business Media)

Entgegen der Befürchtung, dass durch das Mehr an Schnittstellen und Architekturvorgaben die Leistungsfähigkeit der Software beeinträchtigt werden könnte, wurde durch die ersten AUTOSAR-Steuergeräte, die im vergangenen Jahr in Serie gingen, nachgewiesen, dass das Baukastenprinzip auch bei eingebetteten Systemen funktioniert und zur Qualitäts- und Produktivitätssteigerung beitragen kann.

Bild 2: Mit AUTOSAR wird die Basissoftware für das E/E-System eines Fahrzeugs weitgehend automatisch generiert: Nur die Anwendungssoftware, die die erlebbare Funktionalität eines Fahrzeugs ausmacht, wird individuell entwickelt. (Archiv: Vogel Business Media)

Mit der Komponententechnologie wird Software automatisch flexibler. Unterschiedliche Anforderungen und Randbedingungen können erfüllt werden, indem jeweils spezialisierte Komponenten gemäß der invarianten Architektur zusammengesetzt werden. Genau dieses Ziel wurde mit der AUTOSAR-Standardisierung bereits erreicht. Wenn eine Funktion auf unterschiedlichen, fahrzeug- und ausstattungsspezifischen Hardware-Plattformen und Netztopologien ausgeführt werden muss, können dazu immer die gleichen Komponenten der Anwendungssoftware verwendet werden. Die Abbildung auf die unterschiedlichen Systeme wird durch die Kombination geeigneter Basissoftwarekomponenten erledigt. (Bild 2)

Variantenvielfalt in der Anwendungssoftware verwalten

Nun gibt es Variantenvielfalt nicht nur in den Systemtopologien, sondern - vor allem! - bei den Kundenwünschen. Der Kunde ist König und wer mehr als einen Kunden ansprechen möchte, muss entsprechend viele Wünsche erfüllen können. Vollständig standardisiert sind in AUTOSAR aber nur die Basissoftwarekomponenten, d. h. die Anteile, die der Kunde gar nicht bemerkt. Um vielfältige Kundenanforderungen effizient erfüllen zu können, muss das Baukastenprinzip auch auf die Anwendungssoftware angewendet werden. AUTOSAR standardisiert in diesem Bereich zwar das Beschreibungsformat für die Schnittstellen; die Anwendungsarchitektur und die Anwendungskomponenten selbst bleiben aber in der Hand des Herstellers und dessen Zulieferer. Zu Recht, denn diese machen die erlebbare Qualität des Fahrzeugs aus.

Um die von den Kunden gewünschte Variantenvielfalt systematisch im Entstehungsprozess eines Produktes zu unterstützen, hat das Fraunhofer ISST in Zusammenarbeit mit der PROSTEP IMP GmbH und der BMW Group das Werkzeug v.control entwickelt. Im Mittelpunkt steht die Erfassung der generellen Funktionsarchitektur und der spezifischen Funktionskomponenten, mit denen der gesamte Umfang der möglichen Kundenanforderungen dargestellt wird. Den Anforderungen werden verschiedene Anwendungssoftwarearchitekturen und -komponenten gegenübergestellt, die geeignet sind, die jeweils kundenspezifischen Anforderungen zu erfüllen.

Bild 3: Das Werkzeug v.control stellt Anwendungsfunktionen für ein individuelles Fahrzeug wie in einem Konfigurator zusammen und berechnet daraus die Software-Stückliste für das E/E-System. (Bilder 1 bis 3: Copyright Fraunhofer ISST) (Archiv: Vogel Business Media)

Um die Komplexität auf ein beherrschbares Maß zu reduzieren, werden die Anforderungs- sowie die Lösungsmodelle mit einem Modell der angebotenen Fahrzeugmerkmale (Features) verbunden. Im Prozess werden dann wie in einem Fahrzeugkonfigurator die Merkmale eines spezifischen Fahrzeugs ausgesucht. v.control berechnet daraus die Stückliste der Softwarekomponenten und sorgt gleichzeitig dafür, dass diese zusammenpassen. (Bild 3)

(ID:285324)