EINGEBETTETE SOFTWARE FÜR AUTOMOTIVE-ANWENDUNGEN

Neben anderen Megatrends wie Klimawandel, Globalisierung, Urbanisierung und dem demografischen Wandel wird der Übergang zu einer digitalen Gesellschaft die Automobilindustrie nicht nur prägen, sondern grundsätzlich umstrukturieren. Bereits heute wird ein großer Anteil an differenzierenden Merkmalen in der Automobilindustrie mit digitalen Technologien realisiert. Dies umfasst Technologien für Motor, Antriebsstrang und Fahrwerk ebenso wie automatisierte Fahrfunktionen und die Vernetzung der Fahrzeuge.

In SPECTRUM erklären Dr. Thomas Hülshorst, Vice President Electronics & Electrification und Dr. Axel Schloßer, Director Software Solutions, die Herausforderungen bei der Entwicklung eingebetteter Software.

Herr Dr. Hülshorst, was macht eingebettete Systeme in der Automotive-Anwendung so wichtig?

Hülshorst: Eingebettete Softwaresysteme sind als Querschnittstechnologie einer der sogenannten key enabler. Bereits heute befinden sich bis zu 100 Millionen Codezeilen Software in modernen Fahrzeugen und damit rund sieben Mal mehr als beispielsweise in einem Boing 787 Dreamliner. Diese Softwareumfänge mit ausreichender Qualität effizient zur Verfügung zu stellen ist eine der Kernherausforderungen für die Zukunft.

Wie ausgereift sind die Prozesse inzwischen und wie fehlerfrei ist heute verwendete Software tatsächlich?

Hülshorst: Aufgrund empirischer Erfahrungen muss man davon ausgehen, dass pro 1.000 Codezeilen zwischen 0,5 und 20 Fehler in der Software enthalten sind. Legt man die bereits angesprochenen 100 Millionen Codezeilen zugrunde ist mit mindestens 50.000 Fehlern zu rechnen.

Schloßer: Dies unterstreicht die Bedeutung von Qualitätssicherungsmaßnahmen – sei es durch Prozesse, Methoden oder Werkzeuge. Im Bereich des automatisierten Fahrens wird damit gerechnet, dass der Aufwand zur Validierung um den Faktor 106 bis 107 steigt. Es müssen also auch im Bereich des Testens eingebettete Systeme systematisch neue Ansätze verfolgt werden. Zudem spielt die Agilisierung bewährter Prozesse unter Einhaltung definierter Meilensteine eine große Rolle.

Mit welchen Werkzeugen reagieren Sie auf diese Herausforderungen?

Schloßer: Bei FEV haben wir hierfür extra ein Testcenter für eingebettete Systeme etabliert. Dieses läuft bei uns unter dem Namen FEST und ermöglicht einen abgesicherten 24-Stunden-Testbetrieb auch über Kontinente hinweg.

Hülshorst: Dies ist gerade deshalb so wichtig, da beispielsweise für vernetzte Fahrzeuge auch ganz neue Partner wie Telekommunikationsunternehmen, Netz-Provider oder Telematikfirmen für die endto-end-Betrachtung des Entwicklungsprozesses eingebunden werden müssen. In FEST sind sämtliche Aktivitäten zur Verifikation und Validierung eingebetteter Systeme gebündelt. Damit werden einerseits der Aufbau und der Austausch der Wissensbasis gefördert, andererseits kann damit sehr flexibel auf unterschiedlichste Projektanforderungen reagiert werden.

Die Kernfrage bei der Entwicklung ist – so scheint es – das WIE in der Softwareentwicklung.

Schloßer: Ganz genau. In den vergangenen Jahren haben wir bei der FEV systematisch Kernkompetenzen aufgebaut, um genau dieser Fragestellung zu begegnen. Die Basis dafür liefert eine konsistente, modulare und wiederverwendbare Architektur. Um diese zu gewährleisten haben wir einen Software-Entwicklungsprozess implementiert, der bereits im Frühstadium der Funktionsentwicklung angewendet wird und den Namen PERSIST trägt.

Hülshorst: Bereits in dieser frühen Phase werden auch die Anforderungen an Safety und Security berücksichtigt. Auf dieser Grundlage und unter Verwendung weiterer Standards wird dann die Automatisierung der Softwareentwicklung soweit wie möglich vorangetrieben. Auch hier hat FEV unter dem Namen ASSIST eine automatisierte Toolkette entwickelt. Eine derartige Automatisierung ist nicht nur vor dem Hintergrund der komplexer werdenden Software sondern auch deshalb unumgänglich, da bereits heute ein Mangel an Mitarbeitern mit entsprechenden Kompetenzen herrscht. Der Wettbewerb um die besten Köpfe wird sich zukünftig weiter drastisch verschärfen, kann durch die getroffenen Maßnahmen jedoch zumindest abgemildert werden.