emTrace
Beschreibung
Qualitätssicherung für vernetzte mechatronische Fahrzeugsysteme ist ein zentrales Thema der deutschen Automobilindustrie. Steigende Sicherheits- und Komfortansprüche, zunehmende Variantenvielfalt sowie stetig wachsende Komplexität der eingesetzten Hard- und Software eröffnen neue Problemstellungen für die Gewährleistung von Zuverlässigkeit und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften über den gesamten Fahrzeuglebenszyklus. Bei den aktuell verwendeten Bordnetzen handelt es sich um vernetzte reaktive Echtzeitsysteme, in welchen komplexe Funktionen über mehrere Steuergeräte verteilt sind. Aufgrund des fehlenden Determinismus im Gesamtsystem lassen sich hier trotz umfangreicher automatisierter Tests und steuergeräteinterner Diagnosefunktionen nicht alle Fehlermechanismen aufdecken bzw. ausschließen. Eine Möglichkeit zur Erhöhung der Absicherungstiefe bietet die Laufzeitüberwachung (Runtime Monitoring) dieser Systeme mit anschließender Auswertung der aufgezeichneten Messdaten (Traceanalyse). Dabei sind folgende Probleme bisher ungelöst:
- Die derzeit eingesetzten Verfahren dienen hauptsächlich der Verifikation und Validierung von Systemläufen, wobei als Ergebnis ein einfaches qualitatives Urteil (Success oder Fail) ermittelt wird. Bei den Endanwendern besteht hier erheblicher Bedarf nach deutlich umfangreicheren quantitativen Traceanalysen, welche als Ergebnis aussagekräftige Kennwerte zur Systembeurteilung bereitstellen.
- Die Performance der existierenden Analysealgorithmen ist für einen praxisgerechten Einsatz oft nicht ausreichend und muss insbesondere im Hinblick auf die angestrebte Erhöhung der Analysetiefe gesteigert werden.
- Die eingesetzten Verfahren erfordern aufgrund ihres formalen Charakters einen hohen Einarbeitungsaufwand, welcher ihren breiten Einsatz in der Praxis behindert. Außerdem ist die integrierte Verwendung mehrerer unterschiedlicher Analysemethodiken zur Bearbeitung komplexer Analyseprobleme derzeit nicht oder nur unzureichend möglich. Es ist davon auszugehen, dass sich diese Probleme bei der geplanten Steigerung der Analysetiefe weiter verschärfen.
- Die Ergebnisdarstellung erfolgt derzeit statisch in Form von Reporten. Die in anderen Bereichen erfolgreich angewandten Verfahren zur interaktiven Datenaufbereitung und Visualisierung werden im Rahmen der Traceanalyse bisher nur unzureichend eingesetzt.
Schwerpunkte und Ziele
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die deutliche Steigerung der Gebrauchstauglichkeit von Traceanalysen durch umfangreiche Verbesserungen in den Bereichen Ausdrucksstärke, Nutzerinteraktion und -unterstützung sowie Analyseperformance. Dafür sollen im gesamten Analysespektrum, von der Erstellung über die Ausführung bis hin zur Ergebnispräsentation, erstmalig folgende Schlüsselkonzepte zum Einsatz kommen:
- Modellgetriebene Erstellung quantitativer Traceanalysen
Zur Entwurfsunterstützung wird in AP 1 eine modellgetriebene Methodik erarbeitet, welche die geführte grafische Erstellung komplexer quantitativer Traceanalyseszenarien nach dem Baukastenprinzip ermöglichen soll. - Parallelisierung und Verteilung von Analysen
Um die so formulierbaren Analysefragestellungen innerhalb praxistauglicher Zeitvorgaben beantworten zu können, werden in AP 2 unterschiedliche Ansätze zur Beschleunigung von Traceanalysen durch Parallelisierung und Verteilung erforscht. - Interaktive visuelle Analyse
Die ermittelten Ergebnisse sollen in AP 3 mit neuen Methoden zur interaktiven, visuellen Datenexploration grafisch aufbereitet werden, sodass sich wichtige Informationen einfach von unwichtigen trennen lassen.
Die neue Methodik soll langfristig dazu beitragen, dass die Traceanalyse im gleichen Umfang wie die Testautomatisierung zur Absicherung sicherheitskritischer Funktionen eingesetzt wird. Die Entwicklung, Evaluierung und Verwertung der neuen Ansätze orientiert sich zunächst an den im Automobilbereich vorherrschenden Systemen und Datenformaten. Diese Verfahren sollen anschließend für andere Anwendungsfelder, wie die Gebäude- und Industrieautomation, adaptiert werden.
Projektdetails
- Förderinstitut: BMBF
- Laufzeit: 30 Monate
- Projektpartner:
Kontakt
© Andreas Richter
Herr Dipl.-Inf. Andreas Richter
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
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