Simulieren, Testen, Verifizieren –
Alles oder Nichts?
Systematische Funktionsabsicherung von
elektronischen Fahrzeugsystem...
Übersicht
Simulieren, Testen
Simulieren Testen, Verifizieren – Alles oder Nichts?


      TraceTronic GmbH

      Motivati...
Vorstellung TraceTronic GmbH

Über uns:
Als ehemalige Ausgründung aus der TU Dresden bildet die TraceTronic GmbH ein inter...
Motivation
Motivation
Notwendigkeit systematischer Ab i h
Nt    di k it    t   ti h Absicherung




25.04.2009                       ...
Motivation
Gründe für Systematische Ab i h
G ü d fü S t      ti h Absicherung
 Kosten für Fehlerbehebung am Beispiel eines...
Motivation
Vorteile
V t il von Si l ti
           Simulationstechniken b i T t
                      t h ik beim Testen

K...
Motivation
 Absicherung und Si l i
 Ab i h        d Simulation

Grundthese:

     „Systematische und ökonomische Absicheru...
Simulation
Einsatzfelder
Simulation
Einsatzfelder
Ei     f ld


                Mechatronisches System
                M ht i h S t




   Entwickl...
Simulation
In der Entwicklung und Auslegung




                     Quelle: BMW


       Crashsimulation
                ...
Simulation
In der Funktionsabsicherung
       F nktionsabsicher ng


                              Sensorrückmeldung




 ...
Simulation
Techniken und Methoden
  im Absicherungsprozess
Simulationen
Einordnung der Techniken


Was wird simuliert?
                                                              ...
In-the-Loop
Simulationsumfang
Sim lations mfang

Primäres Ziel:
  „Nur das nötigste Simulieren“
  Simulation nicht zum Sel...
Testautomatisierung und
Simulation
Effizienter Ei
Effi i t Einsatz in der Ab i h
               t i d Absicherung
Testautomatisieurung und Simulation
Motivation

Testautomatisierung
  Einmalige Testerstellung und automatisierte
  Testdu...
Effizienter Einsatz von Simulation
Testautomatisierungsframework
Ttt       ti i      f       k

Zentrale Kontrolle aller W...
Simulation
 Grenzen beim praktischen Einsatz
Begrenzende Faktoren
 Rechenkraft
 R h k ft

Rechenkraft ist trotz stetiger Weiterentwicklung immer begrenzt
             ...
Begrenzende Faktoren
Kosten-Nutzen-Verhältnis
Kosten Nutzen Verhältnis und Manpower


Simulation nicht zum Selbstzweck
  V...
Begrenzende Faktoren
Prozessintegration und Ak
P      it     ti     d Akzeptanz
                            t

Prozessinte...
Überwinden bestehender Grenzen


Positive Einflussfaktoren:


  Stetig steigende Rechenleistung
  Wiederverwendbarkeit und...
Semiformale Verifikation
Formale Verifikation




       Scheitert aber schnell an
             Komplexität
             Akzeptanz




25.04.2009  ...
Semiformale Verifikation

             Klassische Testwelt         Verifikationswelt



                                  ...
Semiformale Verifikation
 Veranschaulichung
 V      h li h



             Spezifikation (informal):
             […]
    ...
Fazit und
Zusammenfassung
              g
Simulieren, Testen, Verifizieren
Alles d Nichts?
All oder Ni ht ?

Systematische Absicherung:
 y                      g
  ...
Vielen Dank
Nächste SlideShare
Wird geladen in …5
×

Simulieren, Testen, Verifizieren - Alles oder Nichts? Systematische Funktionsabsicherung von elektronischen Fahrzeugsystemen; Dr. Rocco Deutschmann, tracetronic GmbH, Dresden

1.493 Aufrufe

Veröffentlicht am

Veröffentlicht in: Automobil, Technologie
0 Kommentare
1 Gefällt mir
Statistik
Notizen
  • Als Erste(r) kommentieren

Keine Downloads
Aufrufe
Aufrufe insgesamt
1.493
Auf SlideShare
0
Aus Einbettungen
0
Anzahl an Einbettungen
15
Aktionen
Geteilt
0
Downloads
5
Kommentare
0
Gefällt mir
1
Einbettungen 0
Keine Einbettungen

Keine Notizen für die Folie

Simulieren, Testen, Verifizieren - Alles oder Nichts? Systematische Funktionsabsicherung von elektronischen Fahrzeugsystemen; Dr. Rocco Deutschmann, tracetronic GmbH, Dresden

  1. 1. Simulieren, Testen, Verifizieren – Alles oder Nichts? Systematische Funktionsabsicherung von elektronischen Fahrzeugsystemen Innovationsforum „Software Saxony“ Software Saxony Dr. Rocco Deutschmann Dresden, 24.04.2009 engineering · software · test
  2. 2. Übersicht Simulieren, Testen Simulieren Testen, Verifizieren – Alles oder Nichts? TraceTronic GmbH Motivation Simulation Einsatzfelder Techniken und Methoden im Absicherungsprozess Testautomatisierung Grenzen Semiformale Verifikation Zusammenfassung, Fazit 25.04.2009 2
  3. 3. Vorstellung TraceTronic GmbH Über uns: Als ehemalige Ausgründung aus der TU Dresden bildet die TraceTronic GmbH ein interdisziplinäres Team aus Ingenieuren, Mathematikern und Informatikern zur Sicherung der Qualität Ihrer Produkte. Kunden: Leistungsspektrum/Know-How: Softwarewerkzeuge und Dienstleistungen für die Validierung eingebetteter Systeme Langjährige Erfahrung im Bereich des Tests und der Entwicklung automobiler Steuergerätesoftware 25.04.2009 3
  4. 4. Motivation
  5. 5. Motivation Notwendigkeit systematischer Ab i h Nt di k it t ti h Absicherung 25.04.2009 5
  6. 6. Motivation Gründe für Systematische Ab i h G ü d fü S t ti h Absicherung Kosten für Fehlerbehebung am Beispiel eines (!) schweren Software Fehlers Quelle: • deutscher Automobilzulieferer, Erhebung aus dem Jahr 2000 • method park, Safetronic 2004 25.04.2009 6
  7. 7. Motivation Vorteile V t il von Si l ti Simulationstechniken b i T t t h ik beim Testen Kosten Spät entdeckte Fehler sind teure Fehler Prototypfahrzeuge sind sehr teuer yp g Sicherheitsgedanken Simulationen zum Test von ABS ESP Crashs ABS, ESP, Prozesse mit hoher Zeitkonstante Einfaches Reset physikalischer Prozesse möglich f z. B. „Motorabkühlung auf Knopfdruck“ Automatisierbarkeit A ii b ki Simulationen sind leichter steuerbar als echte Hardware z. B. automatisiertes z B „automatisiertes Abfahren eines virtuellen Testparcours“ Testparcours 25.04.2009 7
  8. 8. Motivation Absicherung und Si l i Ab i h d Simulation Grundthese: „Systematische und ökonomische Absicherung elektronischer Fahrzeugsysteme ist ohne Simulation nicht durchführbar!“ Simulation als das zentrale Mittel zur systematischen Funktionsabsicherung Funktionstests durchgängig in simulierten oder teilsimulierten Umgebungen Systematisches , frühzeitiges Testen ohne Simulationen nicht (mehr) möglich 25.04.2009 8
  9. 9. Simulation Einsatzfelder
  10. 10. Simulation Einsatzfelder Ei f ld Mechatronisches System M ht i h S t Entwicklung und Funktions- Funktions Auslegung absicherung 25.04.2009 10
  11. 11. Simulation In der Entwicklung und Auslegung Quelle: BMW Crashsimulation Quelle: www.cerfacs.fr Simulation von Verbrennungsprozessen Mechanische Modelle Fahrwerksentwicklung Quelle: Mercedes Q Verschleißsimulation Strömungssimulation Auslegung mechanischer Bauteile • Aerodynamik •Mt Motorenentwicklung t i kl 25.04.2009 11
  12. 12. Simulation In der Funktionsabsicherung F nktionsabsicher ng Sensorrückmeldung Sensormodelle Streckenmodelle Aktormodelle Restbusmodell Testobjekt (Funktion, Steuergerät) Testumgebung Aktoransteuerung g 25.04.2009 12
  13. 13. Simulation Techniken und Methoden im Absicherungsprozess
  14. 14. Simulationen Einordnung der Techniken Was wird simuliert? Umgebung Funktionen simuliert real Rapidprototyping ap dp ototyp g Model- Modellgetriebene Entwicklung Modelliert in-the-Loop Rapid Funktion Umgebung Software-in- prototyping the-Loop Model-in-the-Loop Implementiert Software in the Loop Software-in-the-Loop Hardware-in-the-Loop Hardware- In Hardware Prototyp integriert in-the-Loop p 25.04.2009 14
  15. 15. In-the-Loop Simulationsumfang Sim lations mfang Primäres Ziel: „Nur das nötigste Simulieren“ Simulation nicht zum Selbstzweck Beispiel einer Umgebungssimulation für eine Motorsteuerungstest: Viele Vereinfachungen: - Konstanter Umgebungsdruck und T K ttU b d k d Temperatur t - Feste Kurve für Motortemperatur - Bremsunterdruck konstant - Kennfelder für die notwendigen Aspekte des Verbrennungsprozesses Behandlung komplexer physikalische Zusammenhänge: - Verwendung echter Drosselklappen statt Simulation 25.04.2009 15
  16. 16. Testautomatisierung und Simulation Effizienter Ei Effi i t Einsatz in der Ab i h t i d Absicherung
  17. 17. Testautomatisieurung und Simulation Motivation Testautomatisierung Einmalige Testerstellung und automatisierte Testdurchführung Regressionstest für neue Softwarestände Reproduzierbarkeit d E b i R d i b k it der Ergebnisse Auslastung der Simulationsumgebungen Konzentration auf den kreativen Teil des Testprozesses 25.04.2009 17
  18. 18. Effizienter Einsatz von Simulation Testautomatisierungsframework Ttt ti i f k Zentrale Kontrolle aller Werkzeuge g ECU- ECU-TEST 4 Testautomatisierung Simulationsplattform Simulationsplattform ECU Sonstiges Simulationsplattform Bus Diagnosewerkzeuge & HiL-Plattformen SiL-Systeme Bus-Zugriff Spezialwerkzeuge Applikationswerkzeug A lik ti k • dSPACE • M hW k MathWorks •… •… e • ETAS MATLAB/ •… • MicroNova Simulink (National • National Instruments) Instruments LabVIEW 25.04.2009 18
  19. 19. Simulation Grenzen beim praktischen Einsatz
  20. 20. Begrenzende Faktoren Rechenkraft R h k ft Rechenkraft ist trotz stetiger Weiterentwicklung immer begrenzt g g g Quelle: Prof. Stefan Kurz, ETAS GmbH, Hardware-in-the-Loop Simulation 25.04.2009 20
  21. 21. Begrenzende Faktoren Kosten-Nutzen-Verhältnis Kosten Nutzen Verhältnis und Manpower Simulation nicht zum Selbstzweck Vollständige Simulation oft nicht wirtschaftlich Durchschnittliche Kosten pro entdecktem Fehler Kosten Simulationskosten Si l ti kt abhängig u.a. von: - Simulationstiefe - Häufigen Anforderungsänderungen Zeitpunkt in der Entwicklung 25.04.2009 21
  22. 22. Begrenzende Faktoren Prozessintegration und Ak P it ti d Akzeptanz t Prozessintegration Simulationsmodell-Entwicklung ist Software-Entwicklung Notwendige Prozessintegration: g g - Anforderungsmanagement - Milestone-Koordinierung (das richtige Modell zur richtigen Zeit) - Versionierung Akzeptanz p Hoher Initialaufwand + generell bestehender Termindruck Wechselwirkung: Modellnutzung <-> Modellqualität - Modellqualität braucht Entwicklerinput und umgekehrt Änderungen etablierter Strukturen oft schwierig 25.04.2009 22
  23. 23. Überwinden bestehender Grenzen Positive Einflussfaktoren: Stetig steigende Rechenleistung Wiederverwendbarkeit und Erweiterbarkeit bestehender Modelle Bessere Modellierungswerkzeuge Breiterer Einsatz von Modellierungswerkzeugen 25.04.2009 23
  24. 24. Semiformale Verifikation
  25. 25. Formale Verifikation Scheitert aber schnell an Komplexität Akzeptanz 25.04.2009 25
  26. 26. Semiformale Verifikation Klassische Testwelt Verifikationswelt Formale Spezifikationen SiL,HiL Testfahrten Verzicht auf: formale Funktions- und Aufgezeichnete Messreihen Umgebungsmodelle „Traces“ T “ 10100100110 TraceSys y 010100101001000101001010010101 www.tracesys.de 25.04.2009 26
  27. 27. Semiformale Verifikation Veranschaulichung V h li h Spezifikation (informal): […] [ ] Der Klemme50 HighPegel muss mindestens 500ms anhalten Klemme50-HighPegel […] Spezifikation (in formaler Logik): G{SignalChange}( “Signal==HIGH” -> G [0,0.5](“Signal==HIGH”)) 25.04.2009 27
  28. 28. Fazit und Zusammenfassung g
  29. 29. Simulieren, Testen, Verifizieren Alles d Nichts? All oder Ni ht ? Systematische Absicherung: y g Gelingt durch effektives und effizientes Zusammenspiel der einzelnen Techniken Simulieren: Im Absicherungsprozess vorrangig für In-the-Loop-Umgebungssimulation Testen: Testautomatisierung garantiert hohe Wirtschaftlichkeit eingesetzter In-the-Loop-Systeme Wiederverwendbare Tests durch generische ECU- ECU-TEST 4 Testfallbeschreibung Semiformale Verifikation: Analyse auf bereits anfallenden Daten (keine Zusatzkosten) Gute Einbindung in Testautomatisierung TraceTronic TraceChecker 25.04.2009 29
  30. 30. Vielen Dank

×