Die Ergänzung des AUTOSAR Standards für eine durchgängige modellbasierte automobile Steuergeräteentwicklung

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1 Die Ergänzung des AUTOSAR Standards für eine durchgängige modellbasierte automobile Steuergeräteentwicklung Jan Meyer, Dagstuhl, März 2014 F-7761DE_C ( )

2 HELLA Konzern Überblick Seit über 100 Jahren Partner der Automobilindustrie sowie des Kfz-Teilehandels Global aufgestelltes Familienunternehmen mit 100 Standorten in mehr als 35 Ländern 5,0 Mrd. Euro Konzernumsatz im GJ 2012/2013 Über Mitarbeiter weltweit, davon in Forschung & Entwicklung Unter den 100 größten deutschen Industrieunternehmen sowie den 50 weltweit führenden Automobilzulieferern Geschäftssegmente Automotive Aftermarket Special Applications Licht Elektronik Handel & Werkstätten Spezielle Erstausrüstung Industries Scheinwerfer Heckleuchten Einfunktionsleuchten Innenleuchten Lichtelektronik Karosserieelektronik Energiemanagement Fahrerassistenz- Systeme Sensorik Aktuatorik Lenkungssysteme Parts Verschleißteile Ersatzteile Karosserieteile Verbrauchsmaterial Zubehör Tools Fahrzeugdiagnose Klima- Service Licht- Service Batterie- Service Werkzeuge/ Geräte Services Technischer Service Werkstattkonzepte Verkaufsunterstützung Logistik Erstausrüstung von Spezialfahrzeugen, wie z.b. Busse, Caravans, Landund Baumaschinen mit Beleuchtung und Elektronik Straßenbeleuchtung Flughafenbefeuerung Innenbeleuchtung Industriebeleuchtung Personenzählgeräte 2 Confidential MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

3 Agenda Motivation Modellbasierter Entwicklung für die automobile Steuergeräteentwicklung Automatische Überprüfungen Transformation nach AUTOSAR Zusammenfassung & Ausblick 3 MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

4 Der AUTOSAR Standard Eine domänspezifische Modellierung Quelle: 4 MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

5 Motivation steigende Funktionalität sicherheitskritische Funktionen kooperierende Funktionen Spurwechselassistent Toter Winkel Erkennung (BSD) Intelligente Lichtsteuerung Spurhalteassistent Verkehrszeichenerkennung Autom. Reifendruckkontrolle ACC 5 MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

6 Steuergeräte Beispiel Das Komfortsteuergerät Tür öffnen 6 MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

7 Funktionale vs. Technische Architektur Ziel: Funktionen: Gruppierung der Funktionen Unterteilung der Funktion Komplexität und Vernetzung erfordert eingehende Analyse Funktionen sind relativ stabil Nur die Verwendung von AUTOSAR ist nicht ausreichend (keine Analyse) 7 MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

8 Der Entwicklungsprozess eines automobilen Zulieferers 8 MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

9 Integration in die automobile SPES2020 Methodik 9 MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

10 Zu erreichendes Ziel 10 MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

11 Spezifikation der funktionalen Architektur Anpassung an Domäne: «Stereoty pe» Goals «Metaclass» Pin 1 1 «Metaclass» ObjectFlow 1 1..* «Stereoty pe» Function * 1 1 «Stereoty pe» SubFunction 1..* 1 * «Metaclass» Statechart 1 1..* realizes «Stereoty pe» FunctionalBlock «Metaclass» ActivityEdge * «Metaclass» Activity 1 * «Metaclass» ItemFlow «Metaclass» FlowPort 1 connect define «Metaclass» FlowSpecification 11 MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

12 Automatische Überprüfungen Korrekte Anwendung der Methodik Aufwand für die Sicherstellung der Qualität durch manuelle Reviews ist enorm Ebenso müssen die Übergänge sichergestellt werden Zeit- und Kostenersparnis durch automatische Überprüfungen Beispiele für automatische Überprüfungen: Die Sicherheitseinstufung einer Funktion muss ebenso für das Teilsystem gelten (Übergang funktionale zur technischen Architektur). Eine übergeordnete Funktion hat mindestens die Sicherheitseinstufung der untergeordneten Funktion (funktionale Architektur). Ein Ziel muss mindestens einer Hauptfunktion zugeordnet sein (Übergang Ziel funktionale Architektur). 12 MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

13 Konsistenzsicherung zwischen den Architekturen 13 MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

14 Transformation von UML nach AUTOSAR Vertikale Transformation von UML nach AUTOSAR Refined System Design Model Refined Logical Architecture ibd «...» : Turn SwitchSensor «...» : Hazard LightsSensor «Atomic SWC» : Indicator «...» : Rear RightActuator «...» : Switch LightActuator «...» : Rear LeftActuator Software Design Application Software RightActuator Indicator LightActuator «...» : Brake PedalSensor «...» : Pedal ToLamp «...» : Brake LampActuator LeftActuator Resources + OS Properties [1] «Task» 10 ms 50 ms [2] «CPU» Synthesis Basic Software (BSW) «Service SW Component Type» OS ECUCParamConfContainerDef: name = Task_Lighting ECUCIntegerParamDef: Priority = 150 ECUCParamConfContainerDef: Autostart = false Nach SPES MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

15 Erfahrungen beim Einsatz der Methodik Domänspezifisches Wissen nicht abgebildet Anpassung an automobile Steuergeräteentwicklung notwendig Eigenes Profil (Stereotypen mit Eigenschaftswerten) SysML/UML besitzt keine Methodik Entwicklung einer eigenen Methodik Unterschiedliche Modellierungsformen Trainings und Coaching für die Projekte Nutzung der automatisierten Überprüfungen Aufwand zur Erstellung der modellbasierten Architektur Wiederverwendung der Daten: Automatische Überprüfungen Transformation in andere Modelle: AUTOSAR, Simulationsmodell, 15 MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

16 Zusammenfassung Modellbasierter Entwurf bietet Vorteile: Gemeinsames Systemverständnis Keine Inkonsistenten Durchgängiger Systementwurf Wiederverwendung von Informationen Automatische Überprüfungen erhöhen Qualität Wiederverwendung von Daten in Modelltransformationen (vertikal + horizontal) Einbettung des AUTOSAR Standards in weitere Modellierungen 16 MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014

17 Ausblick Durchgängiger Entwicklungsprozess Automatischer Übergang zur disziplinenspezifischer Modellierung (Anforderungen SysML UML AUTOSAR) Anbindung an den Testprozess Verwendung formaler Verifikation (Model Checker) Unterstützung bei der Verteilung der Software auf die Hardware 17 MBEES 2014 Jan Meyer PMT Dagstuhl, März 2014