Automotive Software Engineering

Inhaltsverzeichnis

1. Frontmatter

2. Kapitel 1. Einführung und Überblick

   Jörg Schäuffele, Thomas Zurawka

   Der Beitrag behandelt die zunehmende Komplexität und die steigenden Anforderungen an die Elektronik in modernen Fahrzeugen. Die Einführung elektronischer Systeme hat das Automobil zum technisch komplexesten Konsumgut gemacht, wobei die Anforderungen an Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit sowie an die Funktionalität und den Komfort erheblich gestiegen sind. Die Automobilelektronik unterscheidet sich dabei wesentlich von anderen Bereichen der Konsumgüterelektronik, insbesondere durch die rauen Umgebungsbedingungen und die hohen Anforderungen an die EMV-Verträglichkeit. Die Entwicklung elektronischer Systeme erfordert daher ein konsequentes Qualitäts-, Risiko- und Kostenmanagement sowie ein grundlegendes Verständnis der Anforderungen und Trends in der Fahrzeugentwicklung. Der Beitrag bietet eine detaillierte Übersicht über die aktuellen Perspektiven und Herausforderungen und stellt modellbasierte Entwicklungsmethoden vor, die die verschiedenen Aspekte berücksichtigen.

   KI-Generiert

   Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.

   Originaltext anzeigen

3. Kapitel 2. Grundlagen

   Jörg Schäuffele, Thomas Zurawka

   Zusammenfassung

   Die enge Zusammenarbeit verschiedener Fachdisziplinen – wie Maschinenbau, Elektrotechnik, Elektronik und Software-Technik – ist eine wesentliche Voraussetzung für die erfolgreiche Entwicklung von Fahrzeugfunktionen. Dies wirkt sich insbesondere auch auf die Entwicklung von Software für elektronische Fahrzeugsysteme aus. Hieran sind verschiedene Fachgebiete beteiligt, die oft simultan an unterschiedlichen Aufgabenstellungen arbeiten. Dies erfordert ein gemeinsames Problem- und Lösungsverständnis.

4. Kapitel 3. Unterstützungsprozesse zur Entwicklung von elektronischen Systemen und Software

   Jörg Schäuffele, Thomas Zurawka

   Das Kapitel widmet sich den Unterstützungsprozessen zur Entwicklung von elektronischen Systemen und Software. Es beginnt mit der Definition grundlegender Systembegriffe und führt in die Vorgehensweisen im Konfigurations-, Projekt-, Lieferanten- und Anforderungsmanagement sowie in die Qualitätssicherung ein. Diese Themen werden unabhängig von der Software-Entwicklung behandelt, sodass die vorgestellten Vorgehensweisen auf allen Systemebenen im Fahrzeug und für die Entwicklung von Sensoren, Aktuatoren und Hardware anwendbar sind. Besondere Aufmerksamkeit wird dem Weiterentwicklungs- und Änderungsmanagement geschenkt, das aufgrund der langen Produktlebenszyklen von Fahrzeugen von großer Bedeutung ist. Das Konfigurationsmanagement wird detailliert erläutert, wobei die Verwaltung von Systemvarianten und die Synchronisation von Entwicklungsphasen im Mittelpunkt stehen. Projektmanagement und Lieferantenmanagement werden ebenfalls umfassend behandelt, wobei die besonderen Herausforderungen und Anforderungen in der Fahrzeugentwicklung berücksichtigt werden. Das Anforderungsmanagement und die Qualitätssicherung runden das Kapitel ab, wobei insbesondere die Verfolgung von Anforderungen und die Durchführung von Tests zur Sicherstellung der Produktqualität im Fokus stehen. Der Beitrag bietet einen tiefgehenden Einblick in die komplexen Prozesse der System- und Softwareentwicklung und zeigt, wie diese Prozesse effizient gestaltet und umgesetzt werden können.

   KI-Generiert

   Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.

   Originaltext anzeigen

5. Kapitel 4. Kernprozess zur Entwicklung von elektronischen Systemen und Software

   Jörg Schäuffele, Thomas Zurawka

   Der Beitrag beschäftigt sich mit dem Kernprozess zur Entwicklung von elektronischen Systemen und Software im Kontext der Automobilindustrie. Systems Engineering wird als interdisziplinärer Ansatz vorgestellt, der die Transformation von operationellen Bedürfnissen in eine Systemkonfiguration ermöglicht. Der Prozess umfasst die Analyse und Definition von Anforderungen, die Entwurfsphase, Verifikation und Validierung, sowie die Integration und Verifikation von System- und Softwarekomponenten. Besondere Aufmerksamkeit wird der logischen Systemarchitektur und der Spezifikation der technischen Systemarchitektur geschenkt. Der Beitrag betont die Notwendigkeit der Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Fachdisziplinen und die Berücksichtigung technischer und organisatorischer Aspekte. Die Entwicklung von Software für Steuergeräte wird detailliert beschrieben, wobei auf die Bedeutung der Trennung von Programm- und Datenstand sowie auf die Herausforderungen bei der Optimierung von Hardware-Ressourcen eingegangen wird. Der Beitrag schließt mit einer detaillierten Darstellung der Integration und des Tests von Software- und Hardwarekomponenten, einschließlich der Verwendung von Simulations- und Rapid-Prototyping-Werkzeugen. Die Besonderheiten des Beitrags liegen in der tiefgehenden Analyse des Systems Engineering-Prozesses und der spezifischen Anwendung auf die Automobilindustrie.

   KI-Generiert

   Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.

   Originaltext anzeigen

6. Kapitel 5. Methoden und Werkzeuge in der Entwicklung

   Jörg Schäuffele, Thomas Zurawka

   Der Fachbeitrag behandelt die Methoden und Werkzeuge zur Entwicklung von Fahrzeugfunktionen, die durch Software realisiert werden. Es wird auf die Anforderungen und Randbedingungen in der Fahrzeugentwicklung eingegangen und verschiedene Methoden zur Qualitätssicherung vorgestellt. Ein Schwerpunkt liegt auf der Analyse der logischen und technischen Systemarchitektur sowie auf der Spezifikation und Validierung von Software-Funktionen. Zudem werden Methoden zur Unterstützung des Designs und der Implementierung von Software-Funktionen beschrieben, wobei besondere Aufmerksamkeit auf die notwendigen nichtfunktionalen Produkteigenschaften gelegt wird. Die Praktische Bedeutung der vorgestellten Vorgehensweisen wird anhand von Beispielen aus den Bereichen Antriebsstrang, Fahrwerk und Karosserie verdeutlicht. Offboard-Schnittstellen zwischen Steuergerät und Werkzeug werden detailliert erläutert, ebenso wie die Anforderungen und Randbedingungen in den verschiedenen Entwicklungsphasen. Die Entwicklung eines elektronischen Systems im Fahrzeug endet mit der Produktions- und Servicefreigabe, wobei die Akzeptanztests am Ende der Entwicklung mit den Offboard-Schnittstellen und Werkzeugen erfolgen müssen, die auch in der Produktion und im Service eingesetzt werden. Die Anforderungen an die Offboard-Schnittstelle unterscheiden sich grundlegend von Laborbedingungen, was besondere Anforderungen an die Entwicklung und den Einsatz im Fahrzeug stellt. Die praktische Bedeutung der vorgestellten Vorgehensweisen wird anhand von Beispielen aus den Anwendungsbereichen Antriebsstrang, Fahrwerk und Karosserie verdeutlicht.

   KI-Generiert

   Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.

   Originaltext anzeigen

7. Kapitel 6. Methoden und Werkzeuge in Produktion und Service

   Jörg Schäuffele, Thomas Zurawka

   Das Kapitel behandelt umfassend die Methoden und Werkzeuge in der Produktion und im Service von Fahrzeugen. Es wird auf die Funktionen zur Software-Parametrierung und zum Software-Update eingegangen und die Notwendigkeit von Maßnahmen zum Manipulationsschutz und zur Datensicherheit hervorgehoben. Standards wie „Unified Diagnostic Services“ und „Diagnostics on CAN“ sowie das Open Diagnostic eXchange Format (ODX) spielen eine zentrale Rolle. Die Flash-Programmierung über die Offboard-Diagnoseschnittstelle wird detailliert beschrieben, einschließlich der Sicherheitsanforderungen und der Verfügbarkeitsanforderungen. Besondere Aufmerksamkeit wird der Parametrierung von Software-Funktionen und der Personalisierung von Fahrzeugen geschenkt. Das Kapitel bietet eine umfassende Übersicht über die Herausforderungen und Lösungen in der modernen Fahrzeugdiagnose und -service.

   KI-Generiert

   Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.

   Originaltext anzeigen

8. Kapitel 7. Zusammenfassung und Ausblick

   Jörg Schäuffele, Thomas Zurawka

   Der Fachbeitrag behandelt die zentrale Rolle von Elektronik und Software in modernen Fahrzeugen und deren Beitrag zur Energieeffizienz. Es wird die Notwendigkeit einer einheitlichen Gesamtsicht auf die Elektronik und das IT-Backend sowie die Bedeutung von modellbasierten Spezifikationen und Simulationen für die Entwicklung und Wartung von Fahrzeugfunktionen hervorgehoben. Die Einführung in die Grundlagen steuerungs- und regelungstechnischer Systeme, Echtzeitsysteme und verteilter, vernetzter Systeme bildet den Schwerpunkt der ersten Kapitel. Die Entwicklung von Fahrzeugfunktionen wird als arbeitsteiliger Prozess beschrieben, der von der Analyse der Benutzeranforderungen bis zum Akzeptanztest reicht. Standards wie AUTOSAR und ISO bieten eine Plattform für die hardwareunabhängige Schnittstelle zwischen Anwendungs- und Basis-Software. Die modellbasierte Spezifikation erleichtert das Verständnis und bietet Vorteile in allen Entwicklungsphasen, von der Simulation bis zur Produktion und zum Service. Die Vernetzung von Fahrzeug und Umwelt durch drahtlose Übertragungssysteme ermöglicht die Realisierung neuer Funktionen, wie die Pre-Crash-Erkennung und das automatisierte Fahren. Die Komplexität der Entwicklung wird durch den Einsatz einfacher Entwurfsmuster und Architekturen reduziert, unterstützt durch durchgängige Prozesse, Methoden, Werkzeuge und Standards. Die enge Zusammenarbeit zwischen Fahrzeugherstellern, Zulieferern und Softwareanbietern ist entscheidend für die Weiterentwicklung des Automotive Software Engineering.

   KI-Generiert

   Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.

   Originaltext anzeigen

9. Backmatter