Motivation
Software-basierte Systeme durchdringen nahezu alle Bereiche des modernen Lebens. Dabei werden klassische eingebettete Systeme mehr und mehr zu autonomen und offenen Systemen, die auf ihre Umwelt reagieren und im Verbund mit anderen Systemen übergeordnete Ziele verfolgen. Modellbildung ist ein vielversprechender Ansatz, um die Komplexität solcher multifunktionalen Systeme zu beherrschen. Dazu werden die Systeme in der Regel in Teilsysteme unterteilt, die dann eine Menge von Teilfunktionen realisieren. Auf der Ebene der Teilfunktionen hat sich Matlab-Simulink in vielen Unternehmen, bspw. in der Automobilbranche, als de-facto-Standard für die modellbasierte Entwicklung von eingebetteten Systemen etabliert. Die verschiedenen Teilfunktionen eines multifunktionalen Systems werden jedoch häufig arbeitsteilig und meist in unterschiedlichen Abteilungen eines Unternehmens entwickelt und erst sehr spät im Entwicklungsprozess zu einem Gesamtsystem integriert. Ein Gesamtsystem wird somit durch eine Menge lose gekoppelter und autark entwickelter Simulink-Modelle beschrieben, wobei das Wissen über deren Kommunikationsbeziehungen lediglich implizit vorhanden ist und im Zuge der Softwareevolution zunehmend verloren geht. Wenn die verschiedenen Funktionen zu einem Gesamtsystem integriert werden, kommt es daher häufig zu unerwünschtem und oftmals nicht vorhergesehenem Verhalten. Eine Analyse der entsprechenden Interaktionen einzelner Teilfunktionen ist derzeit lediglich auf Basis des generierten Quellcodes möglich. Dies steht jedoch in eklatantem Widerspruch zum Paradigma der modellbasierten Softwareentwicklung und führt derzeit zu hohen Integrationskosten.
Ziele und Vorgehen
Ziel dieses Projekts ist eine konsequente Anhebung aller integrativen Analysetätigkeiten auf die Modellebene. Hierzu werden Techniken zur automatisierten Extraktion komplexer Abhängigkeitsbeziehungen zwischen Simulink-Modellen sowie darauf aufbauende Analyseverfahren zur frühzeitigen Identifikation von Schwachstellen und Risiken für eine spätere Integration der Teilfunktionen entwickelt. Dies führt zu einem erhöhten architektonischen Verständnis über die Menge der Teilmodelle und letzten Endes zu einer Senkung der Integrationskosten.
Innovationen und Perspektiven
Alle erarbeiteten Konzepte werden prototypisch umgesetzt, in das etablierte Qualitätssicherungswerkzeug M-XRAY der Firma Model Engineering Solutions GmbH integriert und in Fallstudien zusammen mit dem assoziierten Partner Daimler AG evaluiert.