LIFE CYCLE Management für ECU-Softwareentwicklung

OEMs und Zulieferer profitieren von koordinierter Prozessdurchgängigkeit

Die prozessmäßige Trennung von Steuergeräte- und Funktionsentwicklung setzt sich bei OEMs und Zulieferern erkennbar durch. Flexibilität bei der Lieferantenauswahl und OEM-übergreifende Wiederverwendung von Steuergeräten sind dabei zentrale Stellhebel zur Qualitätserhöhung und Kostenoptimierung für OEMs und TIER1s. AUTOSAR ist dazu sicher ein wirksamer Technologieschlüssel. Prozesstechnisch sieht es aber noch etwas anders aus. Berner & Mattner unterstützt seit Jahren verschiedene OEMs und Zulieferer bei der modellbasierten Entwicklung und beim Test von ECU-Software und beschäftigt sich als Produkt- und Lösungsanbieter mit Analyse und Optimierung der ECU-Entwicklungsprozesse. Eine Erkenntnis daraus: Im OEM-TIER1-übergreifenden Entwicklungsprozess sind noch enorme Verbesserungspotentiale vorhanden.

Auf dieser Erkenntnis basierend wurde das Konzept Life Cycle Management für ECU-Software (LCM) entwickelt. Die Ziele: Die ständig steigenden Anforderungen an ECU-Software bei gleichzeitig sinkenden Entwicklungsbudgets zu meistern, die aktuell noch teils kräftigen Prozessbrüche zu vermeiden und die Prozessdurchlaufzeiten zu reduzieren. Im LCM-Konzept kommen dafür folgende Schlüsselkonzepte zum Einsatz:

• Domänen- und Funktionsorientierung mit Spezialistenteams
• Single-Model Prinzip
• MiL/SiL/HiL-Durchgängigkeit

Domänen- und Funktionsorientierung mit Spezialistenteams

Die Realisierung eines Life Cycle Managements für ECU-Software - siehe Abbildung Zentrale Rollen und Aufgabenverteilung - erfordert den Einsatz von Spezialisten an unterschiedlichen Positionen und organisatorischen Schnittstellen. Von elementarer Bedeutung ist die Erfüllung mehrerer Anforderungen:

a) Die Spezialisten müssen neben einer Primärdisziplin wie Modellierung, Software/Hardware-in-the-Loop-Testing (SiL/HiL), Reviewverfahren etc. zwingend immer auch eine sehr hohe Funktionskompetenz einbringen. Nur so entsteht eine präzise und vollständige Spezifikation (Prosa+Modell), die auch gleichzeitig lesbar und langfristig wartbar ist - eine Grundvoraussetzung für die längerfristige und zur Kostensenkung so wichtige Wiederverwendung von Funktionen in neuen Baureihen.

b) Entwicklungs- und Testkoordinatoren, verantwortlich für Projektsteuerung sowie Test- und Fehlermanagement, müssen umfangreiche Soft-Skills zur effektiven Vernetzung der Teilprozessverantwortlichen (Funktionsverantwortliche, ECU-Verantwortliche etc.) mitbringen. Häufig sind bei OEMs Personen aus unterschiedlichen Abteilungen und Bereichen involviert, praktisch immer auch aus unterschiedlichen Systems-Engineering-Disziplinen. Hinzu kommen die Schnittstellen zu Entwicklung und Test beim TIER1. Die zentralen Entwicklungs- und Testkoordinatoren im LCM kümmern sich um die operative Umsetzung der OEM-TIER1-Prozesse und erzielen damit eine hohe Durchgängigkeit an diesen Prozessschnittstellen. Auch verkörpern diese beiden Rollen die Antwort auf die Frage, wer sich eigentlich um die Umsetzung der Funktionen von der Spezifikation bis zum Integrationstest kümmert und dabei die Ziele, Interessen und Termine sowohl beim OEM als auch beim TIER1 im Auge behält. Über die enge Zusammenarbeit von Entwicklungs- und Testkoordinatoren kann der vertikale Bruch zwischen linkem und rechtem Zweig im V-Modell deutlich reduziert werden. Vorhandene Fehler in einer Funktion werden durch das Koordinatorenteam schnell lokalisiert, bewertet und abgebaut.

c) Die spezifisch erforderliche Funktionskompetenz lässt sich erfahrungsgemäß nur dann aufbauen, wenn die Geschäftseinheiten des Entwicklungspartners nach sorgfältig ausgewählten Domänen und Funktionen organisiert sind. Bei Berner & Mattner sind das beispielsweise die Domänen Infotainment, Karosserie/Komfort, Fahrerassistenz (FAS) und darin Funktionen wie z.B. Bluetooth-Connectivity, Comfort-Access oder kamerabasierte FAS. Neben der Organisationsstruktur ist auch entscheidend, dass Domänen und Funktionen in diesen Geschäftseinheiten von Anforderungen bis zum Test - ganzheitlich verantwortet werden. Der Aufbau dieser erforderlichen Gesamtkompetenz dauert erfahrungsgemäß drei und mehr Jahre und verlangt zudem eine hohe Kontinuität bei den Funktionsexperten.

Single-Model Prinzip

Zur methodischen Vermeidung des horizontalen Bruchs zwischen OEM und TIER1 wird ein einfaches, aber hoch effektives Konzept, das Single-Model-Prinzip, eingesetzt. Es wird bei den Funktionen nicht mehr zwischen Anforderungs-, Design- und Implementierungsmodell unterschieden. Stattdessen wird das Anforderungsmodell direkt als Implementierungsmodell verwendet. Voraussetzung für diese drastische und pragmatische Vereinfachung ist das Vorhandensein einer präzisen ECU-SW-Architektur mit definierten Schnittstellen beim TIER1. Besonders hilfreich und förderlich ist hierfür die AUTOSAR-Standardisierung. Das LCM von Berner & Mattner sieht die Unterstützung der TIER1s bei der Funktionsintegration vor, um die Integration der SW-Komponenten möglichst reibungslos zu gestalten.

MiL/SiL/HiL-Durchgängigkeit

Zur Erzielung der erforderlichen Prozessdurchgängigkeit mit Vermeidung der kritischen Prozessbrüche während der Entwicklung ist die Anwendung entsprechender Produkte erforderlich. Als zentrale Komponente können neben den Modellie-rungswerkzeugen Softwareplattformen wie MESSINA dienen.

MESSINA ermöglicht MiL- und SiL-Tests für MATLAB/Simulink-, ASCET- und AUTOSAR-kompatible SW-Komponenten (SWCs), sowie HiL-Tests. Als Umgebungsmodelle kommen beispielsweise MATLAB/Simulink-Modelle wie veDyna von TESIS zum Einsatz. Die herausragende Eigenschaft von MESSINA zur Vermeidung von Prozessbrüchen besteht in der durchgängigen Wiederverwendung von Testsequenzen. Modelle und SiL-Tests werden vollständig identisch auch auf den HiL-Prüfständen auf Basis des hochskalierbaren Testsystems modularHiL ausgeführt. Sichergestellt wird die Wiederverwendbarkeit der Testsequenzen durch die in MESSINA konsequent realisierte Signalabstraktion. MESSINA ist dank der offenen und modernen Eclipse-Architektur sehr gut in vorhandene Tool- und Prozesslandschaften integrierbar.

Life Cycle Management für ECU-Software stellt eine wesentliche Prozessgrundlage dar, um die Komplexität der ECU-Entwicklungen von der Spezifikation bis zum HiL-Prüfstand sicher zu beherrschen und damit Entwicklungsprozesse unternehmensübergreifend hinsichtlich Qualität und Kosten zu optimieren. Berner & Mattner baut die Methoden des LCM konsequent mit weiteren OEMs und TIER1s aus. Als langfristiges Ziel verfolgen wir die OEM-übergreifende Wiederverwendung von Modellen und SW-Komponenten. Dieser Ansatz birgt ein enormes Potential um nicht-wettbewerbsdifferenzierende Umfänge mit hoher Qualität, sehr schnell und kostengünstig ins Fahrzeug zu bringen. Life Cycle Management Kompakt Life Cycle Management wurde von Berner & Mattner für die Optimierung der modellbasierten ECU-Software-Entwicklung, insbesondere an der OEM-TIER1-Prozessschnittstelle, konzipiert. Möglich gemacht wird das Life Cycle Management durch die konsequente Verbindung von modellbasierten Technologien, AUTOSAR, leistungsfähigen Werkzeugen wie MESSINA und der vernetzten Zusammenarbeit von Entwicklern und Testern. Testfälle und Modelle kommen durchgängig von der modellbasierten Spezifikation bis zum HiL-Simulator zum Einsatz. Resultierende Vorteile sind dabei eine erheblich beschleunigte Entwicklung, die zuverlässige Wiederverwendung von Funktionen und ein kostengünstiger Fehlerabbau in Entwicklung und Serie.

Life Cycle Management: Zentrale Rolle und Aufgabenverteilung