Modellbasierte Entwicklung automobiler Steuerungssysteme in kleinen und mittelständischen Unternehmen

Reke, Michael; Kowalewski, Stefan

doi:urn:nbn:de:hbz:82-opus-45450

Modellbasierte Entwicklung automobiler Steuerungssysteme in kleinen und mittelständischen Unternehmen = Model-based development of automotive control systems in small and medium enterprises

Reke, Michael (Author)

2013

VerantwortlichkeitsangabeMichael Reke

ImpressumAachen : Shaker 2013

UmfangIX, 171 S. : Ill., graph. Darst.

ReiheAachener Informatik-Berichte Technical report / Department of Computer Science ; 2013,2

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2013

Zsfassung in dt. und engl. Sprache

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Kowalewski, Stefan (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2012-07-03

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-45450
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/211920/files/4545.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Modellgetriebene Entwicklung (Genormte SW) ; Klein- und Mittelbetrieb (Genormte SW) ; Steuergerät (Genormte SW) ; Eingebettetes System (Genormte SW) ; Software Engineering (Genormte SW) ; Informatik (frei) ; model-based development (frei) ; small and medium enterprises (frei) ; control unit, embedded system, software engineering (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 004

Kurzfassung
Kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) sind die Innovationsträger der Industrie. Dies gilt insbesondere für eine an Technologie orientierte Branche wie die Automobilindustrie. Für eine stärkere Integration von KMU in die Softwareentwicklung von Großunternehmen müssen jedoch viele Hürden überwunden werden, die aufgrund der großen strukturellen und kulturellen Unterschiede bestehen. So ist die Arbeit in den großen Unternehmen geprägt von stark reglementierten Prozessen und oft langwierigen Entscheidungswegen, die aufgrund der auf viele Mitarbeiter verteilten Entwicklung notwendig sind. Im Gegensatz dazu steht die Flexibilität und vergleichsweise einfache Prozessorganisation bei KMU, die oftmals zu kreativen Lösungen, schnellen Entscheidungen und einer kundenorientierten Arbeitsweise führen. Der in dieser Arbeit vorgestellte Ansatz für einen Entwicklungsprozess basiert auf Schnittstellen und Methoden der Prozesse, die von Großunternehmen verwendet werden. Die Prozesse selbst werden jedoch für den Einsatz in KMU vereinfacht, kombiniert und anders gewichtet. Das Ziel ist es dabei auf die Elemente zu verzichten, die eingeführt wurden, um die massiv parallele Entwicklung vieler Ingenieure zu organisieren. Die Prozesselemente, die hingegen eingeführt wurden, um eine hohe Softwarequalität zu erreichen, werden beibehalten. Dabei wird vorgestellt, dass insbesondere die modellbasierte Entwicklung geeignet ist, dieses Ziel zu unterstützen. Dafür wird zusätzlich zu der Prozessbeschreibung ein Entwicklungswerkzeug vorgestellt, das eine modellbasierte Softwareentwicklung ermöglicht. Die in dieser Arbeit diskutierten Prozesse wurden in einem kleinen Unternehmen für Entwicklungsdienstleistungen eingeführt und evaluiert. Zusätzlich wird dargestellt, dass die Prozesse die Ziele und Arbeitpraktiken erfüllen, die von der Automotive SPICE Assessment Methode gefordert werden. Zusätzlich werden Anforderungen für das unterstützende Entwicklungswerkzeug definiert und dessen Softwarearchitektur wird präsentiert. Das zentrale Element ist dabei eine Abstraktionsschicht, die die Hardwarekonfiguration von der Modellierungsumgebung trennt und die für Simulation und Codegenerierung notwendigen Parameter integriert. Zur Evaluation werden unterschiedliche Fallstudien aus dem Bereich elektronischer Steuergeräte für Automobilanwendungen vorgestellt, anhand derer der Einsatz des Werkzeugs, die Entwicklungsmethoden und die Schnittstellen zu externer Softwarewerkzeugen diskutiert werden. Insgesamt stellt diese Arbeit einen Ansatz vor, wie kleine und mittelständische Unternehmen einen werthaltigen Beitrag in der Entwicklung automobiler Steuerungssysteme liefern, wenn die eingesetzten Prozesse und Werkzeuge die besonderen Vorteile dieser Unternehmen unterstützen.

Small and medium enterprises (SME) are the innovation carriers of the industry and especially for the technology-oriented automotive industry. For a more extensive integration of SME in the software development many obstacles have to be overcome, because of the big structural and cultural differences to large-scale enterprises. In these companies the development is organized by tightly regulated development processes and often long-term decision making processes, which are necessary because of the distributed development by many engineers. In opposite to that is the advantage of SME their big flexibility and the more simple process organisation, which leads to creative solutions, fast decisions and a customer oriented work. The approach in this thesis introduces a development process, which bases on interfaces and methods from large-scale enterprises processes. But the processes itself are simplified, combined and weighted in a different way. The goal is to skip the elements, which were introduced to organize the massive parallel work of engineers, but to keep those elements, which ensure a high software quality. It is shown that especially model-based development is best suited to support this goal. Additionally a development tool was realized, that fits to the new process approach and enables model-based software development. The introduced processes were implemented and evaluated in a small development company. It is shown, that the processes are successfully approved by the assessment method Automotive SPICE. For the development tool requirements were defined and the architecture is presented. The main design element is an abstraction layer, which separates the configuration from the modeling-tool and integrates the parameters for simulations and code generation. For evaluation different case studies are presented. The case studies show and discuss the usage of the tool and methods in developing electronic control units for automotive applications. The interface to different external software tools is evaluated and discussed. In summary the thesis presents an approach, how small and medium enterprises give a beneficial contribution to the development of automotive control-systems, when processes and tools support the individual advantages of these enterprises.

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