Transfer von Prozessen des Software-Produktlinien Engineering in die Elektrik/Elektronik- Architekturentwicklung von Fahrzeugen

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1 Transfer von Prozessen des Software-Produktlinien Engineering in die Elektrik/Elektronik- entwicklung von Fahrzeugen Martin Jaensch, Dr. Bernd Hedenetz, Markus Conrath Daimler AG Prof. Dr. Klaus D. Müller-Glaser Karlsruher Institut für Technologie Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

2 Produktlinien Engineering für E/E-en Agenda Motivation Anforderungen der E/E-entwicklung Produktlinien Engineering für E/E-en Zusammenfassung Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

3 Produktlinien Engineering für E/E-en Agenda Motivation Zunahme der E/E im Automobilbereich Was ist eine E/E-? Anforderungen der E/E-entwicklung Modularisierung in der Fahrzeugentwicklung Absicherung der E/E- in der Konzeptphase Produktlinien Engineering für E/E-en Idee: Software-Produktlinien Engineering Virtuelle Absicherung der E/E- Einbindung der Module Neu: E/E-Produktlinien Engineering Zusammenfassung Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

4 Produktlinien Engineering für E/E-en Zunahme der E/E 1 im Automobilbereich Komplexität und Varianten führen zur Aufwandszunahme in der E/E-entwicklung Vorgänger Modellgeneration Aktuelle Modellgeneration Nächste Modellgeneration Anzahl Kommunikationssysteme (CAN, FlexRay, LIN, MOST, ) Luxusklasse Oberklasse Zunahme der Anzahl an Steuergeräten und Kommunikationssystemen bei Mercedes-Benz Cars 2015 Jahr steigender Entwicklungsaufwand durch Zunahme der Anzahl an E/E-Systemen Zunahme der Komplexität der E/E-Systeme Zunahme der Kommunikationssysteme Zunahme an E/E-varianten führt zu Maßnahmen: Reduzierung von Entwicklungsaufwand in der E/E-entwicklung Wiederverwendung von E/E-System Wiederverwendung von E/E- 1 E/E = Elektrik/Elektronik Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

5 Was ist eine E/E-? Produktlinien Engineering für E/E-en Durchgängige und fahrzeugweite aller E/E-Systeme und E/E- auf Hardware-, Software-, Bordnetz-, Leitungssatz- und Topologieebene E/E- Struktur des Fahrzeuges hinsichtlich des Zusammenwirkens und der Vernetzung der E/E- Systeme, der Schnittstellen, der Umgebung, des Daten- und Energieflusses im E/E-System, der Daten und der Softwarearchitektur E/E-entwicklung Entwurf und Bewertung und Optimierung nach funktionalen und nichtfunktionalen Anforderungen. modell einer E/E- [Bernd Hense, Vorlesung Entwurf zukünftiger E/E- en im Kraftfahrzeug, TU Dresden, 2009] Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

6 Produktlinien Engineering für E/E-en Agenda Motivation Zunahme der E/E im Automobilbereich Was ist eine E/E-? Anforderungen der E/E-entwicklung Modularisierung in der Fahrzeugentwicklung Absicherung der E/E- in der Konzeptphase Produktlinien Engineering für E/E-en Idee: Software-Produktlinien Engineering Virtuelle Absicherung der E/E- Einbindung der Module Neu: E/E-Produktlinien Engineering Zusammenfassung Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

7 Produktlinien Engineering für E/E-en Modularisierung in der Fahrzeugentwicklung Ziel: Skaleneffekte durch die Wiederverwendung von Modulen Was ist ein Modul? fahrzeugbauliche Zerlegung nach Anforderungen der Produktion und Logistik: unabhängige und austauschbare Einheit festgelegte Schnittstellen für die Montage unabhängig von Baureihen fahrzeugbauliche Ableitung der Module: Module in E/E-en - Unterschiede zu Software-Modulen kein funktionaler Aufbruch zusätzliche E/E-Abhängigkeiten keine Unabhängigkeit aus E/E-Sicht E/E-Systeme sind modulübergreifend Potentiale für die E/E-entwicklung Wiederverwendung von Modulen Entkopplung vom Lebenszyklus des Fahrzeugs modulspezifische Entwicklung kontinuierliche Modulentwicklung entkoppelte Einführung der Module und Herausforderungen flexible E/E-en Prozess der Modulintegration Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

8 Produktlinien Engineering für E/E-en Absicherung der E/E- in der Konzeptphase E/E- muss vor der Festlegung Systeme/ entworfen werden Konzeptphase vorsteuernde Prozesse Serienentwicklung Mercedes-Benz Development System virtuelle Absicherung konzept modellbasierte E/E-entwicklung Abschluss konzept Verabschiedung Systemlastenheft Verabschiedung lastenheft Absicherung vor Spezifikation Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

9 Produktlinien Engineering für E/E-en Agenda Motivation Zunahme der E/E im Automobilbereich Was ist eine E/E-? Anforderungen der E/E-entwicklung Modularisierung in der Fahrzeugentwicklung Absicherung der E/E- in der Konzeptphase Produktlinien Engineering für E/E-en Idee: Software-Produktlinien Engineering Virtuelle Absicherung der E/E- Einbindung der Module Neu: E/E-Produktlinien Engineering Zusammenfassung Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

10 Produktlinien Engineering für E/E-en Idee: Software-Produktlinien Engineering Effizienzsteigerung im Entwicklungsaufwand durch Wiederverwendung von SW- Domain Engineering Voraussetzung: Produkte weisen ein hinreichendes Maß an Gemeinsamkeiten auf Application Engineering Produktableitung Wiederverwendung von und gemeinsamen Artefakten Varianz in abgeleiteten Produktenvarianten Software-Produktlinien Engineering entwicklung (Domain Engineering): Entwicklung und Evolution der mit gemeinsamen und variabler SW- Variantenentwicklung (Application Engineering): Ableitung und Anpassung der Produktvarianten Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

11 Produktlinien Engineering für E/E-en Idee: Software-Produktlinien Engineering Effizienzsteigerung im Entwicklungsaufwand durch Wiederverwendung von SW- Product Management Domain Requirements Engineering Domain Design Domain Realisation 1. Domain Engineering virtuelle Voraussetzung: Absicherung Produkte weisen ein hinreichendes Maß an Gemeinsamkeiten auf Domain Testing Application Requirements Engineering Application Design Application Engineering Application Realisation Application Testing Wiederverwendung von 2. und gemeinsamen Artefakten Einbindung der Module Varianz in abgeleiteten Produktenvarianten Software-Produktlinien Engineering entwicklung (Domain Engineering): Entwicklung und Evolution der mit gemeinsamen und variabler SW- Variantenentwicklung (Application Engineering): Ableitung und Anpassung der Produktvarianten Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

12 1. Produktlinien Engineering für E/E-en Virtuelle Absicherung der E/E- modellbasierte Absicherung in der Konzeptphase der E/E-entwicklung Konzeptphase Serienentwicklung Management Requirements Engineering Anforderungen Anforderungen optimierung Design bewertung Virtuelle Absicherung konzept Domain Engineering = E/E-entwicklung E/E-entwicklung modellbasierte Entwicklung virtuelle Absicherung konzept Application Engineering = E/E-entwicklung Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

13 2. Einbindung der Module Wiederverwendung von Modulen in der E/E-entwicklung Produktlinien Engineering für E/E-en Einbindung der Module Wiederverwendung in der E/E- Abgleich der Schnittstellen vom Modul zur E/E- Domain Engineering = E/E-entwicklung Application Engineering - Konzept Design Review 1 Schnittstellen- Anforderungen Design Review 2 Schnittstellen- Definition Design Freeze = E/E-entwicklung Implementierung Validierung Komp./ Modul Management Einbindung Module Anforderungen Komponente Requirements Engineering Konfiguration Komponente Design Design Freeze Komponente Realisation Umsetzung Komponente Testing Verifikation Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

14 Neu: E/E-Produktlinien Engineering Produktlinien Engineering für die E/E-entwicklung Produktlinien Engineering für E/E-en Management Requirements Engineering Anforderungen Anforderungen optimierung Design bewertung Virtuelle Absicherung Baureihen Management Anforderungen Baureihen- Varianten E/E- E/E-Produktlinien Engineering E/E-entwicklung: Entwicklung und Evolution der E/E- E/E-entwicklung: Ableitung und Anpassung der E/E-varianten Einbindung Module: Entwicklung und Evolution der E/E- Requirements Engineering Derivate Konfiguration modell Design - Konzept Design Review 1 Schnittstellen- Anforderungen Design Review 2 Schnittstellen- Definition Design Freeze Realisation Implementierung Implementierung Testing Verifikation Validierung Komp./ Modul Management Modulbaukasten Anforderungen Komponente Requirements Engineering Konfiguration Komponente Design Design Freeze Komponente Realisation Umsetzung Komponente Testing Verifikation Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

15 Produktlinien Engineering für E/E-en Agenda Motivation Zunahme der E/E im Automobilbereich Was ist eine E/E-? Anforderungen der E/E-entwicklung Modularisierung in der Fahrzeugentwicklung Absicherung der E/E- in der Konzeptphase Produktlinien Engineering für E/E-en Idee: Software-Produktlinien Engineering Virtuelle Absicherung der E/E- Einbindung der Module Neu: E/E-Produktlinien Engineering Zusammenfassung Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

16 Produktlinien Engineering für E/E-en Zusammenfassung Ist das Software-Produktlinien Engineering ein Ansatz für die E/E-entwicklung? Was kann übernommen werden? Wiederverwendung in den E/E-en Entkopplung von Domain und Application Engineering ( E/E- und E/E-) Was muss angepasst werden? Einbindung der Module Schnittstellenabgleich (Design Review Prozesse) Anpassung auf E/E-Systeme E/E-entwicklung keine Realisation-und Testing Prozesse front loading durch virtuelle Absicherung Ausblick Konzentration auf die Konzeptphase E/E-Produktlinien Management Einbindung Module STAR EE Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

17 Produktlinien Engineering für E/E-en Die Idee der Wiederverwendung von Artefakten soll auch bei den E/E-en angewendet werden, aber eine Anpassung des Produktlinien Engineering an die E/E-entwicklung ist notwendig. Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

18 Produktlinien Engineering für E/E-en Anhang Abbildung 2: Varianz und Abhängigkeiten in der E/E-entwicklung Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering

19 Produktlinien Engineering für E/E-en Varianz in der E/E-entwicklung Lösungsansatz bedarf hohe Flexibilität bei gleichzeitig hohem Grad der Wiederverwendung Arten der Varianz in der E/E-entwicklung Modulinterne Varianz Modulbaukasten E/E- Baureihen Baureihe 1 Derivat 1.1 Derivat 1.2 Derivat 1.3 Baureihe 2 Derivat 2.1 Derivat 2.2 BRinterne Varianz Baureihe 3 Derivat 3.1 zeitl. Varianz Weiterentwickl. der Module [t] Evolution der E/E-en [t] Baureihe 4 Derivat 4.1 Derivat 4.2 Lebenszyklus der Baureihen [t] BRübergreifende Varianz zeitl. Varianz Arten der Varianz Fahrzeugvarianz: Modulvarianz: zeitliche Varianz: unterschiedliche E/E-en - Baureihen Derivate unterschiedliche Ausprägungen der Modulkomponenten Modulkomponenten / E/E-en / Baureihen Martin Jaensch (GR/PSA) 8. Workshop Automotive Software Engineering