Kfz-Elektronik Wie sich mit Automotive SPICE der Software-Entwicklungsprozess im Kfz bewerten und optimieren lässt

Der Elektronik- und Software-Anteil unserer Autos wird immer größer. Immer schnellere Entwicklungszyklen müssen Software mit höherer Komplexität in besserer Qualität erzeugen. In diesem Beitrag lesen Sie, wie sich mit Automotive SPICE der Software-Entwicklungsprozess bewerten und optimieren lässt.

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Nach den Prognosen der Marktforscher soll der Anteil von Elektronik und Software in Automobilen bis 2010 auf über ein Drittel ansteigen, wobei die Software zum Hauptcharakteristikum eines Fahrzeuges wird. Die Unterscheidungsmerkmale werden zunehmend durch Navigations- und Multimediasysteme geprägt. Die Konstruktion mechanischer Komponenten tritt in den Schatten der Software. Dabei ist Software aus strategischer Sicht aber auch kritisch. Haben doch Multimediasysteme ebenso wie Sicherheitssoftware (z.B. Airbagsteuerung) über dieselben Busschnittstellen Zugriff auf die Sensorik des Fahrzeuges. Darüber hinaus wird durch die immer kürzer werdenden Releasezyklen (time-to-market) der Druck auf die Softwareentwicklung zunehmend größer. Immer schnellere Entwicklungszyklen müssen Software mit höherer Komplexität in besserer Qualität erzeugen. Dies erscheint als Sisyphus-Tätigkeit, die nie erfolgreich abgeschlossen werden kann. Aber im Gegensatz zum griechischen Helden ist es hier durchaus möglich, den Felsblock auf den Berg zu bringen und den Lohn der Arbeit zu genießen.

Software im Auto entsteht meist noch aus einem handwerliche Entwicklungsprozess

Software in Fahrzeugen entsteht oftmals noch aus einem handwerklichen Entwicklungsprozess, der auf den Fähigkeiten einzelner Entwickler basiert. Es ist durchaus möglich, gute Software handwerklich zu erstellen. Nur ergeben sich durch die vermehrten Anforderungen an Software neue Herausforderungen, denen ein Handwerker nicht gewachsen sein kann. Es ist Zeit für die Industrialisierung der Softwareerstellung in Fahrzeugen.

In den vergangenen Jahren ist die Komplexität der Software sehr stark angestiegen. Die entstehende Lücke zu Erfahrungen und Knowhow kann nicht mehr mit persönlicher Weiterentwicklung und Schulung alleine geschlossen werden (Bild 1) — dies kann nur mit Prozessen versucht werden.

Neben der erhöhten Komplexität der Software gibt es Gründe der Sicherheit, die Software intensiver zu betrachten. Und nicht zuletzt ist es auch betriebswirtschaftlich sinnvoll, mit einer sehr hohen Qualität an den Markt zu gehen, da die Differenzierung sich auch in der eingesetzten Software widerspiegelt und ein Rückruf von Fahrzeugen wesentlich kostspieliger (neben den Imageschäden) ist, als Prozesse in der Entwicklung einzuführen.

Wer Prozesse einführen oder optimieren will, muss die Schwächen kennen

Um Prozesse einzuführen oder zu optimieren muss man die Schwächen des eingesetzten Verfahrens kennen: Welche Schwächen sind in der Softwareentwicklung in der Automobilbranche zu erkennen?

• Anforderungsanalyse: Meist liegen keine widerspruchsfreien Anforderungen der Entwicklung vor, die keiner Interpretation bedürfen. Die Interpretation alleine erzeugt Aufwand und es entsteht ein erhöhtes Risiko, nicht zielgerecht zu entwickeln. Daraus ergibt sich dann im Verlauf des Projektes meist erhöhter Aufwand durch Change Requests.
• Aufwandsschätzung: Einen Aufwand methodisch zu schätzen, in Planungen umsetzen und diese dann mit notwendigen Ressourcen zu unterfüttern, sind Grundlagen einer soliden Softwareumsetzung. Nicht klar abgegrenzte Projekte laufen häufig aus dem Ruder und verhindern eine marktgerechte Qualität bei gleichzeitiger Termintreue.
• Reporting & Controlling: Durch das oftmals nicht vorhandene Zahlenwerk der Planung ist es nicht möglich, ein Controlling in Hinblick auf Budget, Zeit, Funktionalität und Qualität aufzubauen. Ein Reporting kann nur auf diesen Elementen basieren und ist somit erst dann realisierbar.
• Qualitätsicherung und Test: Strukturierte Ansätze des Tests verlaufen im Zeitdruck. Tests werden zum notwendigen Übel, falls die Zeit noch bleibt. Dabei ist es einfach, durch einen prozessorientierten Ansatz den Test methodisch zu führen, Aussagen über die Abdeckung und der Restfehlerrate zu treffen. Erst durch einen strukturierten Testansatz lässt sich die Reife einer Software erkennen.
• Prozesse: Die rasante Entwicklung der Software im Automobilbereich erfordert einheitliches Arbeiten in großen und auch heterogenen Teams. Das Verständnis für die Notwendigkeit von Prozessen und der richtige Umgang mit diesen ist oftmals nicht vorhanden. Erst wenn mit Prozessen „spielerisch“ umgegangen, erzeugt dies einen Produktivitätsschub.
• Vergleichbarkeit: Die Qualität von gekaufter Software ist von außen nicht erkennbar. Für den Einkauf ist es essentiell, zumindest Basisanforderungen an die Softwareentwicklung und Produktqualität zu stellen und diese auch prüfbar vorliegen zu haben.

Die Schwächen können in Stärken gewandelt werden. Dabei handelt es sich nicht um „Raketenwissenschaften“, sondern um ein mit langem Atem gestartetes Changeprogramm im Unternehmen. Zu Beginn eines solchen Changeprogramms steht das Assessment. Die Aufnahme des Ist-Zustandes ist ein wesentliches Element für die nächsten Schritte. Transparenz begleitet ein solches Programm. Die Umsetzung erfordert intensive Beratung und Coaching sowie ein nicht zu unterschätzendes Maß an Zeit für die Ist-Analyse, aber auch für die Definition der Prozesse, Mitarbeiterschulung und den Umbau von Linien- und Projektorganisation. Die Verwendung eines anerkannten Standards im Vorgehen verspricht schnelle Effekte in der Umsetzung.

Wer die Vorgaben der HIS nicht erfüllt, muss mit Sanktionen rechnen

Die Herstellerinitiative Software (HIS), in der Automobilhersteller wie Audi, BMW, Daimler, Porsche und Volkswagen zusammengeschlossen sind, legt die Standards für die Prozessreife ihrer Zulieferer fest. Wer diese nicht erfüllt, muss mit Sanktionen bis hin zur Stornierung laufender Aufträge rechnen. Der Standard, der durch HIS definiert wurde, ist Automotive SPICE ein SPICE-Derivat speziell für die Autoindustrie. Dahinter steht ein Prozessmodell, das als Leitlinie für effiziente Software-Entwicklungsprozesse dienen kann.

Grundlage hierfür ist SPICE (ISO/IEC 15504), ein Verfahren zur Bewertung von Software-Entwicklungsprozessen. Ein Assessment liefert ein aussagefähiges Profil der untersuchten Software-Entwicklungsprozesse und damit erste Ansatzpunkte für deren Verbesserung. Der Kern von Automotive SPICE zeigt Schwerpunkte des Modells zum einen im eigentlichen Entwicklungsverfahren, zum anderen in der Management Disziplin auf. Die Prozesse des QA und des Configuration Managements unterstützen das Management, wie auch die Softwareentwicklung. Das Supplier Monitoring erhält einen hohen Stellenwert, wenn mit weiteren Lieferanten gearbeitet wird (Bild 2). Die Verteilung der Aufgaben auf weitere Outsourcing Partner ist in den Zeiten von Softwareentwicklungs-Outsourcing ein immer häufiger anzutreffender Umstand. Dieser Anforderung muss auch im Sinne einer Prozessoptimierung Rechnung getragen werden.

Automotive SPICE erfüllt Anforderungen der Kfz-Branche

Bild 2 zeigt das Minimum an zu assessierenden Prozessen auf und ist je nach Produkt und Projekt individuell auf Basis des Modells zu erweitern. Konzentration auf diese ersten Prozesse verspricht jedoch in kurzer Zeit hohe positive Effekte. Automotive SPICE ist geeignet, die Umsetzung der Anforderungen an die Softwareentwicklung in der Automobil-Branche zu unterstützen. Es ist dennoch davon auszugehen, dass je nach Ausgangslage zwischen zwei und vier Jahren vergehen, um den von der Autoindustrie für die Entwicklung sicherheitskritischer Software geforderten SPICE Level 3 zu erreichen. Daher ist es für die Zulieferindustrie wichtig, sich heute für die nächsten Schritte in Richtung einer höheren Prozessreife zu entscheiden, um morgen den Anforderungen ihrer Kunden gerecht zu werden.

*Oliver Kuklok ist CEO der corporate quality consulting Gmbh in Siegburg

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