1. Fachgebiete Softwaretechnik und Programmierung eingebetteter Systeme
http://swt.cs.tu-berlin.de Technische Universität Berlin, Fakultät IV - Elektrotechnik und Informatik http://pes.cs.tu-berlin.de
Automobile Softwareentwicklung
Requirements Engineering & Software-Produktlinien
Standards im Requirements Engineering Technisches Feature Model
Fahrzeug Herausforderung Variantenvielfalt
Bei der Entwicklung automobiler Systeme hat man es mit einer überaus hohen Variabilität zu tun.
Motor Wischer Klimaanlage So möchte man (a) verschiedene Produkte, oder besser Baureihen, erstellen, aus denen der
Standards sind im Kontext der Softwareentwicklung eingebetteter Systeme über den gesamten Kunde sein spezielles Produkt wählen kann. Jede dieser Baureihen wiederum enthält Variabilität,
Entwicklungsprozess sinnvoll und wichtig. Auch für das Requirements Engineering gibt es diverse energiesparend die dem Kunden zur Auswahl angeboten wird, beispielsweise Ausstattungsvarianten wie
Standard Klimaanlage oder Standard- und Komfortwischer. Des Weiteren müssen für (b) spezielle
Standards und Vorgaben, die einerseits Empfehlungen und Hilfestellung geben, die aber andererseits Komfort
gleichzeitig auch verbindliche Vorschriften und Begrenzungen darstellen. Die Herausforderung besteht Marktbelange oder andere äußere, nicht-technische Vorgaben spezielle Produktvariationen zur
insbesondere darin, die notwendigen und hilfreichen Standards für die betrachteten Produkte und Verfügung gestellt werden. Nicht zuletzt (c) entwickeln sich die Systeme über die Zeit weiter, zum
ISO 9000 Prozesse zu ermitteln, sie entsprechend zu interpretieren und in den individuellen Prozess zu Beispiel aufgrund neuer technischer Entwicklungen, gestiegener Sicherheitsanforderungen oder
aber auch als Reaktion auf die Evolution der Gesamtsysteme oder deren Architektur.
integrieren.
Das Management der Variabilität muss für diese unterschiedlichen Ausprägungen der Variabilität
Nutzen von Standards: adäquate Techniken zur Verfügung stellen: Diese Techniken müssen dafür geeignet sein, die
• Verwendung reifer und etablierter Methoden und Werkzeuge, Verwaltung der Variabilität für alle bei der Softwareentwicklung anfallenden Artefakte zu
IEEE 830 SPICE • gemeinsames Verständnis / Kommunikationsbasis, übernehmen; wie im Abschnitt zur „Artefaktübergreifenden Nachvollziehbarkeit“ beschrieben,
• Zertifizierung, fallen bei der automobilen Software-Systementwicklung viele unterschiedliche Artefakte an.
• Austauschbarkeit, Software-Produktlinien dienen zunächst primär der Handhabung der Variabilität, ermöglichen
• Einheitlichkeit und darüber hinaus jedoch auch eine umfassende Wiederverwendung von Software-Artefakten. Dies
CMMI … V-Modell XT • Wiederverwendbarkeit. wird insbesondere durch folgende Techniken erreicht:
• Orthogonale Variabilitätsmodellierung, bspw. Feature-Modellierung,
Besondere Herausforderungen: • Artefaktübergreifende Variabilitätsbeschreibung und
• Methodische und werkzeugunterstützte Reifegradbewertung, • Werkzeugunterstützte Produktkonfiguration.
• Entwicklung nach Normen über Unternehmensgrenzen hinweg,
RIF IEC 61508 • Anforderungen von Normen an Produktlinien,
• Ableitung von Informationsmodellen zum Produkte
Produkt
Anforderungsmanagement zur Erfüllung von Normen, Variationen
• Werkzeugunterstützung für das
ISO 26262 (WD) Anforderungsmanagement nach Normen und
• Methodische und durchgängige
Nachvollziehbarkeit nach Normen. (a) verschiedene Zeit (b) verschiedene (c) verschiedene
Produkte: A-Klasse, C- Variationen: EU-, USA-, Entwicklungen: E-
Klasse, E-Klasse, ... Japan-Markt, … Klasse 1995, 2001, ...
Software
Artefaktübergreifende Nachvollziehbarkeit Handhabung der Komplexität
Bei der Entwicklung komplexer Systeme im industriellen Maßstab
fallen eine Vielzahl von Entwicklungsartefakten unterschiedlichster
Art an. Dazu gehören die klassischen Artefakte wie
durch Werkzeugunterstützung
Anforderungsspezifikationen, Entwurfsmodelle für Struktur und
Verhalten, Programm- und Binärcode sowie Testartefakte ebenso In der Automobilindustrie nimmt die Komplexität von elektrischen und elektronischen Systemen enorm zu. Allein in der Mercedes
wie Dokumente mit Informationen bezüglich des Umfeldes der zu S-Klasse sind über 900 patentierte technische Einzelteile verbaut, Tendenz steigend. Die Handhabung der in den
entwickelnden Systeme, z.B. zu Produktion, Logistik, Vertrieb oder Spezifikationsphasen entstehenden Anforderungen an diese Systeme geht bei weitem über das Maß konventioneller,
Wartung. Bekanntermaßen bestehen bereits zwischen den textverarbeitender Werkzeuge hinaus. Die Verwaltung verschiedener Abstraktionsebenen und verschiedener Arten von
Entwicklungsartefakten im engeren Sinne vielfältige Anforderungen sowie die Zusammenstellung von Lastenheften, Austausch von Teilspezifikationen, Vermeidung von Redundanzen,
Verknüpfungen, aber auch die Umfeldinformationen sind durch Wiederverwendung, Rückverfolgbarkeit oder die speziell auf Anforderungen zugeschnitten Integration mit Entwicklungswerkzeugen
ihren starken technischen Bezug eng mit den
für Tests oder Modelle sind nur einige Herausforderungen die ein Anforderungsverwaltungswerkzeug bewerkstelligen muss. In
Systembeschreibungen verknüpft.
diesem Kontext werden vor allem modellbasierte Ansätze untersucht, um die Basis neuartiger
Eine artefaktübergreifende Nachvollziehbarkeit ist erreicht, wenn Anforderungsmanagementwerkzeuge zu schaffen.
diese semantischen Verknüpfungen derart dokumentiert sind, dass
sie bei allen Entwicklungsaktivitäten leicht erkennbar und schnell Forschungsgebiete von besonderem Interesse sind:
verfügbar sind und jederzeit einfach zu den jeweils relevanten
assoziierten Informationen gesprungen werden kann. Spezifikation, Teil A Teil B • Modellbasierte Darstellung und Verarbeitung von Anforderungen,
• Modellbasierte Integration von Werkzeugen,
In diesem Zusammenhang stellen sich insbesondere die folgenden • Anforderungsmanagement eingebettet in Produktlinien,
Herausforderungen: • Konfigurationsmanagement für modelbasierte Anforderungen,
• Möglichst feingranulare Verknüpfungen, • Sichtenbildung für unterschiedliche Interessenhalter,
• Verknüpfungen über Werkzeuggrenzen hinweg, • Flexible Dokumentengeneration und
• Ebenso über Unternehmensgrenzen hinweg (ggf. unter • Austauschformate.
Beachtung der Vertraulichkeit von Informationen), Sichten
Tracing
• Visualisierung der Verknüpfungen, ate Dok
m ume
• Pflege und Sicherstellung der Aktualität der Verknüpfungen,
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• Lange Lebenszyklen der Systeme und Informationen (20 Jahre), u sc z ifika gen
ta RM-Metamodell
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• Vollständigkeit der Verknüpfungen und A us TTCN-3 UML rung
• Vollständige Umsetzung der gewünschten Funktionalität
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Versionierung
(„allocation“), aber auch nur der gewünschten (kein „gold
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plating“).
Weitere Forschungsthemen: Diplomarbeitsthemen: Ansprechpartner: Verantwortlich:
• Architekturbeschreibungssprachen für automobile Systeme (www.atesst.org) • Modellierung hochkomplexer automobiler Software-Produktlinien • Fadi Chabarek (Requirements Engineering) • Prof. Dr. Stefan Jähnichen
• Automotive Software Engineering (http://www.dcaiti.tu-berlin.de/) • Anforderungsmanagement-Werkzeugunterstützung für hochkomplexe Software- tu-berlin.chabarek@daimler.com jaehn@cs.tu-berlin.de
Produktlinien • Mark-Oliver Reiser (Software- Produktlinien) • Prof. Dr. Sabine Glesner
• Requirements Interchange Format (RIF) und Software-Produktlinien moreiser@cs.tu-berlin.de glesner@cs.tu-berlin.de
• Linda Schmuhl (Softwaretechnik Standards)
tu-berlin.schmuhl@daimler.com
• Ramin Tavakoli Kolagari (Software-Produktlinien)
tavakoli@cs.tu-berlin.de