Simulation 2.0: Simulationsbaukasten und Team-Modellierung Vortrag an der FH Ostfalia, ASIM 2012 Daniel Frechen TESIS DYNAware GmbH 24. Februar 2012 TESIS DYNAware GmbH, www.tesis-dynaware.com 1
Einleitung warum Simulation und Testing im Automobilbau? TESIS DYNAware GmbH, www.tesis-dynaware.com 2
Einleitung warum Simulation und Testing im Automobilbau? Mehr als 80 Steuergeräte in Oberklasse-Pkw, stark vernetzt Innovationen heute fast nur noch in Elektronik Großteil der Pannen fallen auf Elektronik und ECUs Quelle: ADAC Pannenstatistik 2004 3
Eingliederung der Tests mit Simulation in Gesamtprozess Virtuelles Fahrzeug SOP Model-based Design Integrations-HiL SiL Komponenten-HiL Applikation Reales Fahrzeug Virtueller HiL Realer HiL, Fahrzeug 4
Einleitung was wird simuliert und getestet? Anforderung/ Testfall virtuelles Fahrzeug virtuelles Fahrmanöver, Straße, Fahrer virtuelle oder reale ECUs Simulationsergebnisse und Bewertung von ECUs 5
Einleitung was wird simuliert und getestet? Untersuchung von Fahrwerks-Steuergeräten am HiL/SiL: Komponententests elektrische Fehler (Leitungsunterbrechung, Kurzschlüsse) Kommunikations-Fehler (Ausfall von CAN-Botschaften) Funktionstests ABS, ESP, ASR/MSR, Hill-Hold Control, Funktionstests vernetzter Funktionen ESP-Lenkung (ESP-Anhängerstabilisierung mit Lenkungseingriff, DSR) Lenkung-Parklenkassistent Applikation Vorapplikation von Steuergeräten (Wahl geeigneter Parameter für Parklenkassistent) 6
Aufbau eines Simulationsbaukastens TESIS DYNAware GmbH, www.tesis-dynaware.com 7
Organisation von HiL-Modellen Parallele Struktur Simulation 1.0 manueller Abgleich manueller Abgleich Jeder HiL benötigt sein eigenes Modell aufgrund HiL-spezifischer Konfigurationen Problem: Synchronität aller HiL-Modelle schwer zu gewährleisten 8
Organisation von HiL-Modellen Zentralisierte Struktur Simulation 2.0 versioniert dokumentiert zentralisiert Verbesserung: Zentrale Datenhaltung und Modularisierung Dazu werden Modelle zerteilt, z.b. nach ECUs 9
Dazu: Modularisierung von Simulinkmodellen Simulink-HiL-Modelle 1.0 : ECU-Teilmodelle und HiL- Konfiguration sind stark verflochten ESP ESP ECU LENKUNG Aufgliederung der ECU-Modelle ECU LENKUNG ECU MOTOR, ETC. HIL- KONFIGURATION Neuer Ansatz Simulation 2.0 : ECU-Modelle als separate Modellkomponenten ECU MOTOR HIL-KONFIGURATION 10
Baukastensystem für SiL/HiL-ECUs Reale ECUs SoftECUs Motor ESP Lenkung ECU-Modelle im Baukasten Für diverse Bauteile können Modelle von ECUs mit I/O und CAN-Blöcken sowie SoftECU- Modelle abgelegt werden jede ECU-Komponente ist für sich lauffähig und liegt im Baukasten zur Nutzung bereit jede Real-ECU-Komponente ist unabhängig von der HiL- Hardware-Konfiguration verwendbar 11
Baukastensystem für SiL/HiL-ECUs Motor Reale ECUs SoftECUs + IO-Mapping für HiL Kombinationen ESP verschiedener Lenkung ECUs Gesamtmodell für HiL/SiL 12
VIRTUELLER CAN Baukasten im Simulinkmodell FAHRZEUG Unterteilung des Steuergerät- Subsystems nach Funktion: Struktur und CAN- Kommunikation zwischen ECUs analog zum realen Fahrzeug Austausch der ECU- Komponenten z.b. mit realer ECU mit realer CAN- Signalerzeugung oder SoftECU ggf. Tausch der HiL-Config restliches Modell bleibt unberührt REALECU SOFTECU GETRIEBE ESP LENKUNG KOMBI DIV. GATEWAY HIL-CONFIG 13
Team-Workflow und Rollenkonzept TESIS DYNAware GmbH, www.tesis-dynaware.com 14
Rollenverteilung im Entwicklungsprozess in Simulation 1.0 liefert Testfallanforderungen Spezifizierer liefert Testergebnisse liefert Testfallanforderungen Modellierer liefert geschlossene Gesamtmodelle je Test-Prüfplatz Tester 15
Rollenverteilung im Entwicklungsprozess in Simulation 2.0 liefert Testfallanforderungen Spezifizierer liefert Testergebnisse liefert Testfallanforderungen Modellierer liefert Einzelmodelle Tester erstellt Gesamtmodell nach Testfall selbst aus Teilmodellvorlagen 16
HiL-Produktivität während Wartungsarbeiten Simulation 1.0 Tester-Zeit für produktive ECU-Tests Modellierer-Zeit für Wartung/Erweiterung Unterbrechung durch Modellwartung/Modelltests und Integration Simulation 2.0 Tester-Zeit für produktive ECU-Tests Modellierer-Zeit für Wartung/Erweiterung Abzweigung des HiL-Teil-Modells und Weiterentwicklung im SiL Produktivitäts- Vorteil Unterbrechung durch Modellwartung/Modelltests und Integration 17
Verwaltung von Simulinkmodellen Teamarbeit durch Modularisierung MODELL- REPOSITORY Lokales arbeiten, Rückspielen der Änderungen TEST-HIL Übernahme der Änderungen auf Produktiv-HiLs SIL-PC PRODUKTIV-HIL
Workflow-Beispiel: Änderung an SoftECU-Getriebe Edit Test Ticket bearbeiten SIL-TESTMODELL Checkout Lock Commit UnLock Comment Tag V1.1 Ticket erledigt (mit V1.1) User2 Änderung V1.1 1.1.12 14:22: Kommentar: Modellierung SoftECU angepasst Bug/Issue Tracker MODELL- REPOSITORY GETRIEBE V1.0 GETRIEBE V1.1 Report Bug/Request Comment lesen Simulink-Diff (visuell) ggf. Update/Switch Abnahme Ticket schließen HIL-MODELL künftig nachts: autom. Codeerzeugung für Gesamtmodell und autom. Regressionstests
Zusammenfassung und Ausblick TESIS DYNAware GmbH, www.tesis-dynaware.com 20
fromctrl fromvehicle fromenvironment fromctrl fromtrailer fromenvironment fromctrl fromvehicle fromctrl fromtrailer fromvehicle fromtraffic SimulationControl fromcontrolunits fromtrailer fromvehicle fromtraffic fromctrl fromtrailer fromvehicle fromtraffic fromctrl fromtrailer fromvehicle fromtraffic Animation ControlUnits Trailer Vehicle Environment Traffic VehicleControl ControlUnits Trailer Vehicle Environment Traffic VehicleControl ControlUnits Trailer Vehicle Environment Traffic VehicleControl ControlUnits Trailer Vehicle Environment Traffic Components VehicleControl ComponentsOutput (Bus Creator) Components SwitchBoard CTRL Zusammenfassung: Features Simulation 2.0 Zentralisierung & Modularisierung der Modelle und Daten Rollenkonzept Softwareentwicklungsprozess für Simulationsumgebungen Abstraktion der Modelle von Hardware 1. Operator Developer Model Repository Model catalogue Executables Descriptions 21
Zusammenfassung: Nutzen der Simulation 2.0 Verringerung der sichtbaren Modellkomplexität durch Abbildung der ECU-Topologien realer Fahrzeuge durch Kapselung von Funktionen Verkürzung der Umbau- und Wartungszeit von HiL-Modellen durch paralleles Arbeiten durch Wiederverwendbarkeit von Komponenten Klare Aufgabenteilung Unterstützung des Rollenkonzepts durch eingesetzte Werkzeuge Verbesserung des Testprozesses durch Testbarkeit der Testumgebung Dokumentation der Modelländerungen 22
Ausblick Einführung von Softwareentwicklungsmethoden in Modellentwicklung Softwareentwicklungsprozess mit Projektplan, Meilensteinen, Freigaben für Testmodelle Issue/Bugtracker und Anbindung an Anforderungs-/Änderungsmanagement und Versionierung Versionierung mit Rechteverwaltung, Dokumentation Nightly Build, vorkompilierte Modelle und Modellteile Unit Tests, Regression Tests Abteilungsübergreifender Austausch von Modellteilen durch definierte Schnittstellen und zentrale Datenablage TESIS DYNAware GmbH, www.tesis-dynaware.com 23