Ontologiebasierte Entwicklung von Anforderungsspezifikationen im Automotive-Umfeld Mathias Schraps,

Transkript

1 Ontologiebasierte Entwicklung von Anforderungsspezifikationen im Automotive-Umfeld

2 Agenda Inhalt Audi Electronics Venture GmbH Motivation und Kontext Aktuelle Fragestellung Lösungsansatz Zusammenfassung & Ausblick 2 2 Titel oder Name, Abteilung, Datum

3 Audi Electronics Venture GmbH Kooperationsplattform Titel oder Name, Abteilung, Datum

4 Audi Electronics Venture GmbH Beispiele der Software-Eigenentwicklung Audi Nachtsichtassistent Nachtsichtassistent mit Markierung erkannter Fußgänger Audi lane assist und Audi side assist Spurhalteassistent und Überwachung des toten Winkels Audi quattro mit Sportdifferenzial Stufenlose Verteilung der Antriebsmomente variabel zwischen den Hinterrädern 4 4 Titel oder Name, Abteilung, Datum

5 Motivation und Kontext Herausforderungen Durchgängiges Requirements Engineering Entwicklungsprozess beherrschen Normen und Standards, z.b. IEEE830 oder ISO26262 Gemeinsames Systemverständnis schaffen Kunde Tester Zunahme von Abhängigkeiten Steigende Vernetzung Steigende Komplexität Effektive Kommunikation notwendig Verteilte Entwicklungsteams Spezifikateur Entwickler Wissensintensiver Abstimmprozess Domänenübergr. Know-how-Austausch 5 5 Titel oder Name, Abteilung, Datum

6 Aktuelle Fragestellung RE in ausgewählten Projekten (1) Fachabteilung Matlab-Simulink- Modell AEV Matlab-Simulink- Modell + Sehr agile Entwicklung + Schnelle Reaktion auf Veränderungen + Frühzeitig ausführbarer Prototyp Viel Ausprobieren ( trial & error ) Modell ist Kommunikationsgrundlage Missverständnisse durch fehlende Konventionen Schaffung eines gemeinsamen Verständnisses schwierig Aufwendiges Nachspezifizieren, falls später in Serieneinsatz Kunde Termine, Entwickler 6 6 Titel oder Name, Abteilung, Datum

7 Aktuelle Fragestellung RE in ausgewählten Projekten (2) Matlab-Simulink- Modelle??? DOORS- Spezifikation Einschwingphase bis SW-Release + Frühzeitig ausführbarer Prototyp + Schnelle Reaktion auf Veränderungen + iterative Entw. mit agilem Charakter + Verwendung von RM-System Nachspezifizieren von bereits modellierten Anforderungen Reverse RE ist eigentlich eine Dokumentation statt Spezifikation? 7 7 Titel oder Name, Abteilung, Datum

8 Aktuelle Fragestellung RE in ausgewählten Projekten (3) Konsistenz? Vollständigkeit? Ableiten von Ausführbares Lastenheft in Matlab-Simulink Anforderungsanalyse? Modellierung / Simulation Rapid Prototyping Testfällen System- Testspec. Integrations- Testspec. Modul- Testspec TestA TestB TestC Test1 Test2 Test3 Modultest Tester Integrationstest Systemtest Software- Implementierung 8 8 Titel oder Name, Abteilung, Datum

9 Aktuelle Fragestellung RE in ausgewählten Projekten (3) (1) DOORS-Spezifikation REQ-ID REQ TC-ID MDL-ID REQ_1 Wenn nur eine Linie erkannt, dann wird der Winkel der TC3, TC5 Model_B REQ_2 Wenn beide Linien TC77 Model_A (3) (2) + Spezifikation von Anforderungen mit RM-System + Durchgehende Traceability mittels AevTraceabilitySuite SPICE 3 + Vertikal und horizontal + Toolübergreifend Anforderungen werden als Kommentar ins Modell kopiert Semantik der Anforderungen geht im Modell verloren Mögliche Inkonsistenzen zwischen Spezifikation und Modell DOORS-Blöcke befinden sich nicht an implementierter Stelle. 9 9 Titel oder Name, Abteilung, Datum

10 Ansatz Einsatz von Ontologien ausführbares Lastenheft Natural Language Generate Transform Anforderungen als Boilerplates Req1 Req2 Req3 WENN DANN SOLANGE MUSS Spezifikateure, Entwickler, Tester, etc. Repräsentiert / gespeichert als ausführbares Lastenheft Validate Generate? Ontologie Inferenz- Maschine (Reasoner) Titel oder Name, Abteilung, Datum

11 Ansatz Auswirkung auf Entwicklungsprozesse Semantik der Anforderungen im Modell enthalten Ableiten korrekter Testfälle Prozesssichere Verifikation Anforderungsanalyse Req1 Req2 Req3 System- Testspec. Testfälle auf Basis konsistenter Anforderungen Test1 Test2 Test3 Systemtest Tester IEEE830-Charakteristika erfüllen Maschinelle Verarbeitung von Anforderungen Testaufwand reduzieren Analyse und Auswertungen Rapid Prototyping Testspec. Modellierung Integrations- Modul- Testspec Integrationstest TestA TestB TestC Modultest Verbesserte Anforderungsqualität Vervollständigung des semantischen Bildes Software- Implementierung Titel oder Name, Abteilung, Datum

12 Zusammenfassung steigender Komplexität & hohe Sicherheitskritikalität gemeinsames Systemverständnis Verbesserungspotenziale in derzeit laufenden Projekten Ontologiebasierte Formalisierung von Anforderungen über Semiformale Satzstrukturen (Boilerplates) Repräsentation mittels Ontologien engere Kopplung zwischen Anforderungen und Modell Titel oder Name, Abteilung, Datum

13 Nächste Schritte Im Automotive-Umfeld existieren ontologiebasierte Ansätze noch nicht Weitere Untersuchung von versch. Anforderungsspecs aus diversen Projekten Entwicklung und Aufbau der Ontologie(n) Entwicklung eines Prozesses zur ontologiegestützten Anforderungserhebung Entwicklung eines nutzerfreundlichen Tools Geschlossene Toolkette Z.B. Integration von Ontologien in Matlab-Modellen Titel oder Name, Abteilung, Datum

14 Vielen Dank! Titel oder Name, Abteilung, Datum