Automotive Software Engineering. Prof. Dr. Bernd Hindel

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1 Automotive Software Engineering Prof. Dr. Bernd Hindel

2 Agenda Vorstellung Anmeldung zum Vorlesungsportal Literatur Gliederung der Vorlesung 2 of 39

3 Facts and Figures Facts Awards Founded in 2001 Locations: Germany: Erlangen, Munich USA: Detroit, Miami , 2007, Revenue & employees Revenue Business unit revenue 200 Emp. / 10 Mio. EUR Employees 45% 25% Products 100 Emp. / 5 Mio. EUR Training und Consulting Engineering % 3 of 39

4 Portfolio Product Solution for integrated process management Engineering Software & System Development Automotive Medical Devices Consulting/Coaching Training Topics: Software Process Improvement CMMI, SPICE, Automotive SPICE AUTOSAR, Functional Safety Requirements Management Project and Quality Management Software Architecture & Design Software Testing Certifed by the following organizations: SEI, ISTQB, ISQI, INTACS, VDA Topics: see Consulting 4 of 39

5 Customers Automotive A123 Audi Automotive Lighting Blaupunkt BMW Bosch Brose Continental Daimler Delphi Denso GM ETAS Helbako IAV Johnson Controls Knorr Bremse Magna Marquardt Peiker Acustic Preh Thales TRW Volkswagen Webasto ZF Engineering/ Automation ABB BDT Carl Schenk EBM Papst Heidelberger Druckmaschinen Insta Kratzer Automation Magirus Mettler Toledo Mühlbauer Group Rohde&Schwarz Wago Government/Public Bundesagentur für Arbeit Kassenärztliche Vereinigung Baden-Württemberg Healthcare Braun Melsungen Carl Zeiss Fresenius Olympus Siemens Ziehm Imaging IT/ Telecommunications GFT Intersoft Nash Technologies NEC Micronas Siemens Teleca Aerospace / Defense Airbus Deutschland Diehl EADS Elbit JAXA KID Raytheon Anschütz Further Bosch und Siemens Hausgeräte Credit Suisse Deutsche Post Giesecke & Devrient GMC Software Technologies Kodak Landesbank Kiel Raab Karcher Thales Rail Signaling 5 of 39

6 Agenda Vorstellung Anmeldung zum Vorlesungsportal Literatur Gliederung der Vorlesung 6 of 39

7 Anmeldung zur Vorlesung Bitte folgende Informationen Anrede (Herr/Frau) Vorname Nachname Geburtsdatum Matrikelnr. Studiengang per an 7 of 39

8 https://pkit.methodpark.de 8 of 39

9 https://pkit.methodpark.de 9 of 39

10 Portal Übung Erstellen Sie bitte im InfoCenter unter Kategorie Fragen & Antworten einen Eintrag mit den Antworten zu den folgenden Fragen: Warum besuche ich die Vorlesung? Was erwarte ich mir von der Vorlesung? Falls Sie bereits in einem Software-Entwicklungsprojekt mitgearbeitet haben, beschreiben Sie dieses Projekt kurz (3 Zeilen) Welche Rolle hatten Sie in diesem Projekt? 10 of 39

11 Agenda Vorstellung Anmeldung zum Vorlesungsportal Literatur Gliederung der Vorlesung 11 of 39

12 Literatur Höhn et al.: Software Engineering nach Automotive SPiCE dpunkt-verlag, of 39

13 Agenda Vorstellung Anmeldung zum Vorlesungsportal Literatur Gliederung der Vorlesung 13 of 39

14 Gliederung 1. Einleitung 2. Management Prozesse 4. Unterstützende Prozesse 3. Exkurs: AUTOSAR 5. System Und Software Entwicklungsprozesse 6. Test Prozesse 8. Exkurs: Funktionale Sicherheit 7. Monitoring Prozess 14 of 39

15 Hinweise zu Symbolen Beispiel in Stages Story Hinweis auf die Literatur Übung Wichtig! 15 of 39

16 Automotive Software Engineering 1. Einleitung

17 1. Einleitung Ziel des Moduls ist es, die besonderen Randbedingungen für Software- Entwicklung im Bereich Automotive kennenzulernen Inhalte: Automotive SPICE Software Entwicklung nach SPICE Ein Referenzprozess Das Beispielprojekt 17 of 39

18 1. Einleitung Automotive Software Engineering fokussiert auf die Entwicklung von verteilten embedded Systemen In der Automobilindustrie ist die Innovation der Produkte zum großen Teil auf ein Netzwerk von Zulieferern delegiert. Es handelt sich um eine verteilte Entwicklung mit engem zeitlichen Rahmen. Die Qualität der Teilfertigen muss während der Entwicklung nachgewiesen werden. Standards der eingesetzten Methoden, Werkzeuge, Schnittstellen und Prozesse ist notwendig Die Einhaltung der Standards muss zur Entwicklungszeit geprüft werden. 18 of 39

19 Netzwerk von Zulieferern Quelle: Automobilwoche 8 ( ) 19 of 39

20 Fragen in einem Netzwerk von Zulieferern Bis wann sind von wem welche Ergebnisse zu liefern? Wie sind die Teamschnittstellen definiert? Wer ist für was verantwortlich? Wie wird mit Change Requests umgegangen? Wie wird der Arbeitsfortschritt kontrolliert? Wie wird in diesem Projekt kommuniziert? Wie, wann, von wem wird die Qualitätssicherung ausgeführt? Wie, wann, durch wen erfolgen (Teil-)Abnahmen? Gibt es eine einheitliche Dokumentation? 20 of 39

21 Transparente Entwicklungsprozesse 21 of 39

22 Transparente Entwicklungsprozesse einheitliches Prozess-Verständnis einheitliche Prozess-Parameter einheitliche Prozess-Patterns einheitliche Praktiken 22 of 39

23 Automotive SPICE SPICE Software Process Improvement and Capability Determination ISO/IEC Internationaler Standard Automotive SPICE angepasst für die Automobilindustrie HIS Scope: Untermenge von Automotive SPICE Empfehlung der Herstellerinitiative Software der Deutschen Automobilhersteller 23 of 39

24 Automotive SPICE 24 of 39

25 Automotive SPICE Basis Praktiken für den Entwurf der System Architektur 25 of 39

26 Automotive SPICE Generische Praktiken für das Prozess-Attribut PA of 39

27 Automotive SPICE Beurteilung der Praktiken 27 of 39

28 Automotive SPICE Capability Levels nach SPICE 28 of 39

29 Software Entwicklung nach SPICE Die Idee der lernenden Organisation 29 of 39

30 Ein Referenz Prozess Standard Entwicklungsprozess bei 30 of 39

31 Ein Referenz Prozess Metamodell des Standard Prozesses 31 of 39

32 Ein Referenz Prozess Produktentstehungsprozess auf Systemebene Software- Entwicklung Projektmanagement Konfigurationsmanagement Akquisition/Vertragsprüfung Projektstart Start-Review Projektplanung System- Anforderungsanalyse Systementwurf Status-Review 1..n Qualitätsmanagement Änderungsmanagement Qualitätssicherung Problemlösungsmanagement Serien-Review Produktentstehung Serienanlauf Qualifikations-Review Erstbemusterung Qualifikation Beschaffungs-Review Abschluss Beschaffung Systemebene Entwicklungs-Review Systemtest Systemintegrationstest Iterationen Systemintegration Mechanik- Entwicklung Hardware- Entwicklung 32 of 39

33 Ein Referenz Prozess Produktentstehungsprozess auf Softwareebene Produktentstehung Software-Freigabe Implementierungs- Review Analyse- Review Architektur- Review Design- Review Iterationen Software-Integration Software- Integrationstest Software- Anforderungstest Software- Modultest Software- Anforderungsanalyse Software-Architektur Software-Design System-Integration Software-Implementierung 33 of 39

34 Ein Referenz Prozess Meilensteine auf Softwareebene Analyse-Review: Es wird überprüft, ob die Softwareanforderungen ausreichend analysiert wurden, um daraus eine Softwarearchitektur abzuleiten. Außerdem wird kontrolliert, ob die Softwaretests in Form von Spezifikationen vorbereitet wurden. Architektur-Review: Es wird geprüft, ob die Softwarearchitektur erstellt und die Softwareintegrationstests in Form von Spezifikationen vorbereitet wurden. Design-Review: Es wird geprüft, ob das Softwaredesign erstellt und die Softwaremodultests in Form von Spezifikationen vorbereitet wurden. Implementierungs-Review: Es wird überprüft, ob die Softwaremodule erstellt und die nachfolgenden Tests vorbereitet wurden. Software-Freigabe: Es wird überprüft, ob alle Tests der Software durchgeführt wurden. Dieser Meilenstein stellt gleichzeitig die Freigabe einer Softwareversion dar. 34 of 39

35 Ein Referenz Prozess Meilensteine auf Systemebene Start-Review: Zwei Wochen nach Projektstart (um den Masterterminplan fertigzustellen). Status-Review 1..n: Nach Auslieferung eines ersten Entwicklungsmusters an den Kunden. Bei Entwicklungszeiten von mehr als einem Jahr kann dieses Review mehrfach wiederholt werden. Entwicklungs-Review: Neun Monate vor Serienstart (Hardware- und Mechanikentwicklung sind bereits abgeschlossen.) Beschaffungs-Review: Drei Monate vor Serienstart (Softwareentwicklung ist abgeschlossen, Produktions- und Testmaterialien sind vorhanden, Qualifikation kann gestartet werden.) Qualifikations-Review: Unmittelbar vor Serienstart Serien-Review: Sechs Monate nach Serienstart 35 of 39

36 Einführung in das Projektbeispiel DCM Dynamic Chassis Manager Entwicklung eines Steuergerätes für die elektronische Regelung eines Fahrwerkdämpfungssystems handelt. Es werden verschiedene Eingangssignale über das Bordnetz des Fahrzeuges empfangen und über einen speziellen Regelalgorithmus als Stellgrößen an eine angeschlossene Aktorik weitergeleitet. Der Systemrahmen umfasst die Erstellung eines Steuergerätes mit Elektronik und Software, das die geforderten Entwicklungsumfänge erfüllt und das mit den Anschlüssen an das Bordnetz und die Aktuatoren als Schnittstellen nach außen abgegrenzt ist. Nur Beispiel, kein Original 36 of 39

37 Einführung in das Projektbeispiel Randbedingungen und Projektteam Verbleibende Zeit 30 Monate Verfügbares Personalbudget 26 Personenjahre Matrix-Organisation zum Teil Offshore Entwicklung (Teil des Teams sitzt in Rumänien) das Projekt soll alle Praktiken von Automotive SPICE Level 3 im HIS-Scope erfüllen Rolle Projektmanager Technischer Projektleiter Softwareprojektmanager Softwareentwickler Hardwareverantwortlicher Hardwareentwickler Tester Qualitätsmanager Softwarequalitätsverantwortlicher Konfigurationsmanager Lieferant Name Laura Schäfer Tim Hoffmann Tim Hoffmann Felix Koch, David Bauer, Johanna Richter, Christian Klein Peter Wolf Peter Wolf, Patrick Schröder Mandy Lange, Klaus Krause, Martin König Stefan Lehmann Tom Winkler (Leitung), Sarah Berger, Adelina Latcu (Rumänien) Robert Schuster Markus Maxtor (Firma FuSi ) 37 of 39

38 Einführung in das Projektbeispiel Verwendete Werkzeuge Werkzeug Einsatzgebiet Beschreibung Capability Adviser Qualitätssicherung Webbasiertes Assessmentportal zum Verwalten und Durchführen lokaler und organisationsweiter Prozessbewertungen Logiscope Softwareerstellung Automatisierte Prüfung von Codierrichtlinien und Generierung von Softwaremetriken Matlab Softwaredesign Modellbasierte Entwicklung von Softwarekomponenten Microsoft Office Alle Prozesse Erstellung allgemeiner Dokumentation MKS Integrity Manager MKS Source Integrity Projekt- und Risikomanagement, Problemlösungs- und Änderungsmanagement Konfigurationsmanagement Workflow-Management-System zur Steuerung verschiedener Prozessabläufe Konfigurationsmanagementsystem zur Ablage und Versionierung aller Arten von Dateien PClint Softwareerstellung Automatisierte Prüfung von Codierrichtlinien wie z.b. MISRA Python Alle Testarten Skriptsprache zur Umsetzung von automatisierten Tests QA-C Softwareerstellung Automatisierte Prüfung von Kodierrichtlinien und Generierung von Softwaremetriken Simulink Softwaredesign Modellbasierte Entwicklung von Softwarekomponenten Stages Alle Prozesse Prozessportal zur Verwaltung des Standard- und projektspezifischen Entwicklungsprozesses Targetlink Softwareerstellung Codegenerator für Matlab- und Simulink-Modelle TEmiX Alle Prozesse XML-Editor zum einfachen Erfassen von Projektdaten und Anbinden von XML-Exporten anderer Werkzeuge; automatisches Generieren von Projektdokumenten mit einheitlichem Layout Tessy Softwareerstellung Erstellen und Durchführen von Softwaremodultests mit der CTE-Methode 38 of 39

39 1. Einleitung Ziel des Moduls ist es, die besonderen Randbedingungen für Software- Entwicklung im Bereich Automotive kennenzulernen Zusammenfassung: Zulieferintensive Industrie; Innovation zum Teil auf Zulieferer delegiert Prozess-Gutachten zusätzlich zur Qualitätskontrolle der Endprodukte Prozess-Gutachten nach ISO Automotive SPICE - HIS Scope Software Entwicklung nach SPICE: lernende Organisation Ein Referenzprozess braucht ein Metamodel Das Beispielprojekt: Steuerung für Stoßdämpfer 39 of 39

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