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iNTENCE automotive electronics
Ausführbare Spezifikation – Das Lastenheft zum anfassen
Agenda
Kurzvorstellung iNTENCE
© iNTENCE automotive electronics Seite 2
KURZVORSTELLUNG
iNTENCE automotive electronics
Wurde 2007 gegründet und ist
Entwicklungspartner für softwareintensive Systeme
in der Automobilbranche mit 60 Mitarbeitern an den Standorten
Regensburg und Ingolstadt.
Zu unseren Kernkompetenzen zählen unter anderem
• Karosserie- und Komfortelektronik
• Infotainment
• Fahrerassistenz
• Elektromobilität
• Embedded Systeme: Smart Grid, Medizin- und Bahntechnik
• Training & Consulting: Software Quality, Projektmanagement
Zu unseren Kunden zählen u.a.:
28. September 2015
Agenda
Kurzvorstellung iNTENCE
© iNTENCE automotive electronics Seite 328. September 2015
28. September 2015 Seite 3
ESE Kongress
TEAM
Andreas Lachenschmidt (Dipl. Inf.)
Leiter Softwareentwicklung
Experte bei iNTENCE für
• Modellbasierte Softwareentwicklung im
AUTOSAR – Umfeld
• Softwaretest
• Architekturreviews
• Optimierung Entwicklungsprozesse
Sebastian Höller (Dipl. Inf. (FH))
AUTOSAR Architekt
Experte bei iNTENCE für
• Softwareentwicklung im AUTOSAR – Umfeld
• Requirements Engineering
• Entwicklung und Konfiguration Basissoftware
Seite 4
Agenda
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Der Weg zu besseren
Anforderungen
Idee und Einsatzbeispiele
© iNTENCE automotive electronics
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Komplexe
Funktionen
Umfang
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treffen
Machbarkeit
überprüfen
Mit Stakeholdern
kommunizieren
…
Spezifikation von Funktionen
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Spezifikation von Funktionen
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 8
Spezifikation von Funktionen
Der klassische Weg
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OEM
Zulieferer
LH
Prosa Spezifikation als Basis für den Beginn der SW-Serienentwicklung
28. September 2015
Funktionsspezifikation
Der klassische Weg
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 10
Funktion Vision
Voller
Umfang
Detaillierung Qualität
Anforderungen Lastenheft Pflichtenheft
Prozess Serienentwicklungsprozesse
Entwicklungsstufen A-Muster B-Muster
C-
Muster Serie
OEM
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Verbesserung der Spezifikation
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OEM
Zulieferer
LH
Iterative Funktionsspezifikation in Modell und Prosa vor Softwareentwicklung
Impact Analyse von Spezifikationsänderungen am Modell
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Funktionsspezifikation iterativ / inkrementell
Requirements Management Interface
Ziele der Modellbildung
28. September 2015 Seite 12
Erlebbarkeit
Funktionsgestaltung
Vollständigkeit
Verbesserung der
Spezifikation durch
Modellbildung
• Funktion vor
Serienentwicklung
sichtbar
• Lücken werden bei der
Entwicklung des Soll-Modells
identifiziert
• Wiedersprüche werden
aufgedeckt
• Idee der Funktion
konkretisieren
• Funktionsumfang
festlegen
Umsetzbarkeit
• Geforderte
Funktionen werden
auf Relevanz und
Machbarkeit geprüft
Testbarkeit
• Einsatz des Soll-
Modells im
Integrations- und
Abnahmetest
© iNTENCE automotive electronics
Erlebbarkeit der Spezifikation
Modell am PC ausführen als Basis für Absprachen mit Funktionsverantwortlichen
Einsatz des Modell in Demonstratoren
Integration des Modells in Fahrzeugmodelle von Fahrsimulatoren
Integration des Modells in Prototypenfahrzeuge
© iNTENCE automotive electronics Seite 13
Simulink Coder
MATLAB / Simulink /
Stateflow
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Ziele der Modellbildung
28. September 2015 Seite 14
Erlebbarkeit
Funktionsgestaltung
Vollständigkeit
Verbesserung der
Spezifikation durch
Modellbildung
• Funktion vor
Serienentwicklung
sichtbar
• Lücken werden bei der
Entwicklung des Soll-Modells
identifiziert
• Wiedersprüche werden
aufgedeckt
• Idee der Funktion
konkretisieren
• Funktionsumfang
festlegen
Umsetzbarkeit
• Geforderte
Funktionen werden
auf Relevanz und
Machbarkeit geprüft
Testbarkeit
• Einsatz des Soll-
Modells im
Integrations- und
Abnahmetest
© iNTENCE automotive electronics
Vollständigkeit: Der Link zwischen Lastenheft und Modell
Vollständigkeit bzw. „Abdeckung“
Lücken in Lastenheft und Modell finden
Verlinkung notwendig
14:30 Uhr: Nachverfolgbarkeit von Anforderungen
© iNTENCE automotive electronics Seite 1528. September 2015
Koexistenz von Modell und Lastenheft
Agiler Prozess nahe am Kunden
Modell eine Ergänzung zur Prosa Spezifikation
Rechtliche Verbindlichkeit der Prosa Spezifikation
© iNTENCE automotive electronics Seite 1628. September 2015
LH
Mögliche Zusammenarbeitsmodelle
Variante 1: Spezifikation und Abnahmetest
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OEM
Zulieferer
LH
Ausführbare Spezifikation und Lastenheft parallel
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 18
Funktion Vision Umfang Detaillierung
Anforderungen
Lastenheft
Pflichtenheft
Prozess agil Serienentwicklungsprozesse
Entwicklungsstufen
A-
Muster
B-
Muster
…
Ausführbare Spezifikation
Mögliche Zusammenarbeitsmodelle
© iNTENCE automotive electronics Seite 1928. September 2015
OEM
Zulieferer
PH
Variante 2: Serien SW-Entwickler erstellt Pflichtenheft während der Analysephase
Ausführbare Spezifikation in Anforderungs-Analysephase
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 20
Funktion Vision Umfang Detaillierung
Anforderungen Lastenheft Pflichtenheft
Prozess agil Serienentwicklungsprozesse
Entwicklungsstufen
A-
Muster
B-
Muster
…
Ausführbare
Spezifikation
Mögliche Zusammenarbeitsmodelle
© iNTENCE automotive electronics Seite 2128. September 2015
Variante 3: Lastenheft / Pflichtenheft und Modell analog zu Funktionserweiterung
während der Integrationsstufen erweitert
PH PH
Integrationsstufe 1 Integrationsstufe 2
Prototyp vs. Ausführbare Spezifikation
Prototyp ist ein vertikaler technischer Durchstich oder eine horizontale
Demonstration
Ausführbare Spezifikation bildet Anforderungen auf Funktionsebene ab
© iNTENCE automotive electronics Seite 2228. September 2015
Applikation
Middleware
Hardware
Prototyp Ausführbare Spezifikation
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Funktion
Fkt. und HW-Design
Beispiele des Einsatzes
HMI Entwicklung
Virtuelle Entwicklung: Human Machine
Interface (HMI) Simulationen
Designs, Animationen und Interaktionen
erlebbar abbilden
Bedienbare Simulation als Vorlage für
Serienentwicklung
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 23
Komfortelektronik und
Fahrerassistenzsysteme
Daten- und Kommunikationsorientierte
Funktionen darstellen
Soll-Modell Erstellung, Verbesserung des
Lastenheft
Einsatz des Modells im Test
Quelle: Audi
Verwendung des Modells in der
Testumgebung
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Einsatz im Test
© iNTENCE automotive electronics Seite 25
OEM
Zulieferer
Integrationstest
Abnahmetest
Einsatz der ausführenden Spezifikation im Test
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Funktion
Schnittstellen und Verhalten
Spezifikation
Modell aus Sepzifikationsphase im Test nutzen
Drei Varianten der Modellnutzung evaluiert
© iNTENCE automotive electronics Seite 26
DUT
Testframework
MathWorks / Vector CANoe Interface
Input Output
Einsatz des Modells als Testobjekt
28. September 2015
Variante 1
Modell wird in Testumgebung als Testobjekt eingesetzt
Testfälle können gegen ausführbare Spezifikation entwickelt werden
© iNTENCE automotive electronics Seite 27
DUT
Testframework
MathWorks / Vector CANoe Interface
Input Output
Schnittstelle: z.B. CAN-Bus und CANoe Interface oder Modellschnittstellen
Testframework: CANoe oder Simulink / Stateflow
Testfälle: selbst implementiert oder modelliert und bedatet
Technik und Methodik: Einsatz des Modells als Testobjekt
28. September 2015
Variante 1
© iNTENCE automotive electronics Seite 28
DUT
Testframework
MathWorks / Vector CANoe Interface
Input Output
Bewertung: Einsatz des Modells als Testobjekt
28. September 2015
Variante 1
Parallele Entwicklung von Seriensoftware und Testumgebung möglich
Verifizierung der Testumgebung möglich (Positiv Fälle)
Einsatz des Modells zur Generierung der Testfälle
Generierung der Testfälle und Testdaten (Testharness) aus dem Modell
© iNTENCE automotive electronics Seite 29
Testfalldaten
DUT
Simulink Verification and Validation
Input Output
Testframework
28. September 2015
Variante 2
Technik und Methodik: : Einsatz des Modells zur
Generierung der Testfälle
© iNTENCE automotive electronics Seite 3028. September 2015
Variante 2
Schnittstelle: z.B. CAN-Bus und CANoe Interface oder Modellschnittstellen
Testframework: CANoe oder Simulink / Stateflow
Testfälle: Generierung und Bedatung durch MathWorks Model Verifier
Testfalldaten
DUT
Simulink Verification and Validation
Input Output
Testframework
Bewertung: Einsatz des Modells zur Generierung der
Testfälle
Schnelle Ableitung von Testfällen und Bedatung möglich
Weitere Bewertung von Hr. Worschow um 15:30
© iNTENCE automotive electronics Seite 3128. September 2015
Variante 2
Testfalldaten
DUT
Simulink Verification and Validation
Input Output
Testframework
© iNTENCE automotive electronics Seite 32
Test-Orakel
Software-
Komponente
Testframework
MathWorks / Vector CANoe Interface
Input Output
Einsatz des Modells als Test-Orakel
28. September 2015
Variante 3
Soll-Ist Vergleich zwischen Softwarekomponente und Modell
Stimulation von Softwarekomponente und Modell
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Vergleich
© iNTENCE automotive electronics Seite 33
Technik und Methodik: Einsatz des Modells als Test-
Orakel
28. September 2015
Abstrahierungs- oder Konkretisierungsfunktionen notwendig
Schnittstelle: z.B. CAN-Bus und CANoe Interface und Modellschnittstellen
Testframework: CANoe und parallel Simulink / Stateflow
Testfälle: Generiert oder manuell erstellt
© iNTENCE automotive electronics Seite 34
Test-Orakel
Software-
Komponente
Testframework
MathWorks / Vector CANoe Interface
Input Output
Bewertung: Einsatz des Modells als Test-Orakel
28. September 2015
Variante 3
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Vergleich
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Erkenntnisse
© iNTENCE automotive electronics
Erkenntnisse
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Aufwand Umsetzung Modell & Kommunikation mit Kunden
Toolbeschaffung & Tool-KnowHow
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Stabilere Anforderungen in höherer Qualität
Fehler werden früh erkannt
Impact Analyse von Änderungen am Modell
Einsatz Modell im Test
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 36
Funktion Vision Umfang Detaillierung
Anforderungen
Lastenheft
Pflichtenheft
Prozess agil Serienentwicklungsprozesse
Entwicklungsstufen
A-
Muster
B-
Muster
…
Ausführbare Spezifikation
Erkenntnisse
Möglichkeiten und Grenzen der Modellbildung
Wertvolles Mittel zur Kommunikation
Mehrwert des Ansatzes bei neu entwickelten Funktionen am größten  früh
Komplexität beherrschen
Überprüfung und Erweiterung bestehender Spezifikationen dennoch sinnvoll
Bei der Modellierung für Einsatzzweck sinnvollen Abstraktionsgrad finden
Aspekte abseits der erlebbaren Funktion nicht exakt abbildbar
zeitliches Verhalten auf dem Target
Dynamik und Genauigkeit von Wertebereichen (Abstraktions- und
Konkretisierungsfunktionen)
HW- und Basis-Software Verhalten
Methode kann auf Widerstand stoßen, wenn Vorteile nicht klar kommuniziert werden
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 37
Erkenntnisse
Methodik
Gemeinsames Baselining LH und Modell essentiell
Varianz in der Spezifikation  Varianz im Modell; ABER Überprüfung Notwendigkeit
der Varianten möglich
Vorsicht vor Rückkopplung von Umsetzungsdetails aus Modell zurück in die
Spezifikation; Modell ≠ Architektur oder Implementierungsvorgabe der Seriensoftware
Verworfene Idee: Codegenerierung aus Modell  entspricht nicht Trennung zwischen
Entwicklung und Test
Agiler Ansatz in Modellentwicklung führt zu besseren Ergebnissen
Mehrere Iterationen und Rückkopplungen zwischen Spezifikations- und
Modellerstellung vorsehen
Enge Zusammenarbeit mit OEM Funktionsverantwortlichen nötig
Abstimmung im 1-2 Wochen Zyklus
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 38
Erkenntnisse
Erkenntnisse aus dem Einsatz im Test
Ausführbare Spezifikation als Testorakel oder DUT bedeutet nicht voller Testumfang
Einsatz im Komponententest und Integrationstest sinnvoll
Konkretisierungs- und Abstraktionsfunktion für Einsatz als Testorakel sind essentiell
Mit nötiger Sorgfalt entwickeln
Im 4 Augen Prinzip
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 39
Erkenntnisse
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 40
Erlebbarkeit
Funktionsgestaltung
Vollständigkeit
Verbesserung der
Spezifikation durch
Modellbildung
• Funktion vor
Serienentwicklung
sichtbar
• Lücken werden bei der
Entwicklung des Soll-Modells
identifiziert
• Wiedersprüche werden
aufgedeckt
• Idee der Funktion
konkretisieren
• Funktionsumfang
festlegen
Umsetzbarkeit
• Geforderte
Funktionen werden
auf Relevanz und
Machbarkeit geprüft
Testbarkeit
• Einsatz des Soll-
Modells im
Integrations- und
Abnahmetest
Mehrwert sofort sichtbar
und erlebbar
Erkenntnisse
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 41
Erlebbarkeit
Funktionsgestaltung
Vollständigkeit
Verbesserung der
Spezifikation durch
Modellbildung
• Funktion vor
Serienentwicklung
sichtbar
• Lücken werden bei der
Entwicklung des Soll-Modells
identifiziert
• Wiedersprüche werden
aufgedeckt
• Idee der Funktion
konkretisieren
• Funktionsumfang
festlegen
Umsetzbarkeit
• Geforderte
Funktionen werden
auf Relevanz und
Machbarkeit geprüft
Testbarkeit
• Einsatz des Soll-
Modells im
Integrations- und
Abnahmetest
+ Funktionsverständnis
+ Konzeptverbesserung
+ Basis für Kommunikation Kunde –
Lieferant
+ Komplexität früh „beherrschen“
+ Entscheidungen erleichtern /
ermöglichen
Erkenntnisse
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 42
Erlebbarkeit
Funktionsgestaltung
Vollständigkeit
Verbesserung der
Spezifikation durch
Modellbildung
• Funktion vor
Serienentwicklung
sichtbar
• Lücken werden bei der
Entwicklung des Soll-Modells
identifiziert
• Wiedersprüche werden
aufgedeckt
• Idee der Funktion
konkretisieren
• Funktionsumfang
festlegen
Umsetzbarkeit
• Geforderte
Funktionen werden
auf Relevanz und
Machbarkeit geprüft
Testbarkeit
• Einsatz des Soll-
Modells im
Integrations- und
Abnahmetest
Mehrwert tritt sofort ein,
muss aber sichtbar
gemacht werden
z.B. als Projekttagebuch
Erkenntnisse
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 43
Erlebbarkeit
Funktionsgestaltung
Vollständigkeit
Verbesserung der
Spezifikation durch
Modellbildung
• Funktion vor
Serienentwicklung
sichtbar
• Lücken werden bei der
Entwicklung des Soll-Modells
identifiziert
• Wiedersprüche werden
aufgedeckt
• Idee der Funktion
konkretisieren
• Funktionsumfang
festlegen
Umsetzbarkeit
• Geforderte
Funktionen werden
auf Relevanz und
Machbarkeit geprüft
Testbarkeit
• Einsatz des Soll-
Modells im
Integrations- und
Abnahmetest
+ Grenzen der Funktion ziehen
+ nötige Detailtiefe besser beurteilen
+ Unschärfe im Lösungsraum reduzieren
+ Themenbereiche außerhalb des Fokus
betrachten
Erkenntnisse
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 44
Erlebbarkeit
Funktionsgestaltung
Vollständigkeit
Verbesserung der
Spezifikation durch
Modellbildung
• Funktion vor
Serienentwicklung
sichtbar
• Lücken werden bei der
Entwicklung des Soll-Modells
identifiziert
• Wiedersprüche werden
aufgedeckt
• Idee der Funktion
konkretisieren
• Funktionsumfang
festlegen
Umsetzbarkeit
• Geforderte
Funktionen werden
auf Relevanz und
Machbarkeit geprüft
Testbarkeit
• Einsatz des Soll-
Modells im
Integrations- und
Abnahmetest
+ ca. jede 4 Anforderung
wurde diskutiert
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Interpretation)
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+ „sowieso klar“
Erkenntnisse
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 45
Erlebbarkeit
Funktionsgestaltung
Vollständigkeit
Verbesserung der
Spezifikation durch
Modellbildung
• Funktion vor
Serienentwicklung
sichtbar
• Lücken werden bei der
Entwicklung des Soll-Modells
identifiziert
• Wiedersprüche werden
aufgedeckt
• Idee der Funktion
konkretisieren
• Funktionsumfang
festlegen
Umsetzbarkeit
• Geforderte
Funktionen werden
auf Relevanz und
Machbarkeit geprüft
Testbarkeit
• Einsatz des Soll-
Modells im
Integrations- und
Abnahmetest+ Stabilere Anforderungen
bei Start der
Serienentwicklung
+ Änderungen an Modell
validieren spart Zeit und
Kosten
Erkenntnisse
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 46
Erlebbarkeit
Funktionsgestaltung
Vollständigkeit
Verbesserung der
Spezifikation durch
Modellbildung
• Funktion vor
Serienentwicklung
sichtbar
• Lücken werden bei der
Entwicklung des Soll-Modells
identifiziert
• Wiedersprüche werden
aufgedeckt
• Idee der Funktion
konkretisieren
• Funktionsumfang
festlegen
Umsetzbarkeit
• Geforderte
Funktionen werden
auf Relevanz und
Machbarkeit geprüft
Testbarkeit
• Einsatz des Soll-
Modells im
Integrations- und
Abnahmetest
Mehrwert erst bei
Testerstellung sichtbar
Erkenntnisse
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 47
Erlebbarkeit
Funktionsgestaltung
Vollständigkeit
Verbesserung der
Spezifikation durch
Modellbildung
• Funktion vor
Serienentwicklung
sichtbar
• Lücken werden bei der
Entwicklung des Soll-Modells
identifiziert
• Wiedersprüche werden
aufgedeckt
• Idee der Funktion
konkretisieren
• Funktionsumfang
festlegen
Umsetzbarkeit
• Geforderte
Funktionen werden
auf Relevanz und
Machbarkeit geprüft
Testbarkeit
• Einsatz des Soll-
Modells im
Integrations- und
Abnahmetest
+ Testumgebung früh
verfügbar
+ Einsparungen bei
Erstellung Testumgebung
Literaturverzeichnis
Literaturverzeichnis
Dr. Grimm, Christoph, „Modellierung, Simulation, Entwurf heterogener Systeme“,
http://www.ti.informatik.uni-
frankfurt.de/lehre/ws0405/modellierung_simulation/v11.pdf (Stand 03.12.2014)
Biberger, Andreas, „Modellbasiertes Entwickeln und Testen einer AUTOSAR
Software Komponente “
28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 48
Kontakt
a.biberger@intence.de
T 0941.280 460 - 0
Andreas Biberger
www.intence.deBruderwöhrdstr. 29
93055 Regensburg
T 0941.280 460-0
iNTENCE automotive electronics GmbH
a.lachenschmidt@intence.de
T 0941.280 460 - 23
Andreas Lachenschmidt

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20150923 ausführbare spezifikation_automotiveforum

  • 1. iNTENCE automotive electronics Ausführbare Spezifikation – Das Lastenheft zum anfassen
  • 2. Agenda Kurzvorstellung iNTENCE © iNTENCE automotive electronics Seite 2 KURZVORSTELLUNG iNTENCE automotive electronics Wurde 2007 gegründet und ist Entwicklungspartner für softwareintensive Systeme in der Automobilbranche mit 60 Mitarbeitern an den Standorten Regensburg und Ingolstadt. Zu unseren Kernkompetenzen zählen unter anderem • Karosserie- und Komfortelektronik • Infotainment • Fahrerassistenz • Elektromobilität • Embedded Systeme: Smart Grid, Medizin- und Bahntechnik • Training & Consulting: Software Quality, Projektmanagement Zu unseren Kunden zählen u.a.: 28. September 2015
  • 3. Agenda Kurzvorstellung iNTENCE © iNTENCE automotive electronics Seite 328. September 2015 28. September 2015 Seite 3 ESE Kongress TEAM Andreas Lachenschmidt (Dipl. Inf.) Leiter Softwareentwicklung Experte bei iNTENCE für • Modellbasierte Softwareentwicklung im AUTOSAR – Umfeld • Softwaretest • Architekturreviews • Optimierung Entwicklungsprozesse Sebastian Höller (Dipl. Inf. (FH)) AUTOSAR Architekt Experte bei iNTENCE für • Softwareentwicklung im AUTOSAR – Umfeld • Requirements Engineering • Entwicklung und Konfiguration Basissoftware
  • 4. Seite 4 Agenda © iNTENCE automotive electronics
  • 5. Der Weg zu besseren Anforderungen Idee und Einsatzbeispiele © iNTENCE automotive electronics
  • 6. 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 6 Komplexe Funktionen Umfang festlegen Entscheidungen treffen Machbarkeit überprüfen Mit Stakeholdern kommunizieren … Spezifikation von Funktionen
  • 7. 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 7 Spezifikation von Funktionen
  • 8. 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 8 Spezifikation von Funktionen
  • 9. Der klassische Weg © iNTENCE automotive electronics Seite 9 OEM Zulieferer LH Prosa Spezifikation als Basis für den Beginn der SW-Serienentwicklung 28. September 2015 Funktionsspezifikation
  • 10. Der klassische Weg 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 10 Funktion Vision Voller Umfang Detaillierung Qualität Anforderungen Lastenheft Pflichtenheft Prozess Serienentwicklungsprozesse Entwicklungsstufen A-Muster B-Muster C- Muster Serie OEM Zulieferer
  • 11. Verbesserung der Spezifikation © iNTENCE automotive electronics Seite 11 OEM Zulieferer LH Iterative Funktionsspezifikation in Modell und Prosa vor Softwareentwicklung Impact Analyse von Spezifikationsänderungen am Modell 28. September 2015 Funktionsspezifikation iterativ / inkrementell Requirements Management Interface
  • 12. Ziele der Modellbildung 28. September 2015 Seite 12 Erlebbarkeit Funktionsgestaltung Vollständigkeit Verbesserung der Spezifikation durch Modellbildung • Funktion vor Serienentwicklung sichtbar • Lücken werden bei der Entwicklung des Soll-Modells identifiziert • Wiedersprüche werden aufgedeckt • Idee der Funktion konkretisieren • Funktionsumfang festlegen Umsetzbarkeit • Geforderte Funktionen werden auf Relevanz und Machbarkeit geprüft Testbarkeit • Einsatz des Soll- Modells im Integrations- und Abnahmetest © iNTENCE automotive electronics
  • 13. Erlebbarkeit der Spezifikation Modell am PC ausführen als Basis für Absprachen mit Funktionsverantwortlichen Einsatz des Modell in Demonstratoren Integration des Modells in Fahrzeugmodelle von Fahrsimulatoren Integration des Modells in Prototypenfahrzeuge © iNTENCE automotive electronics Seite 13 Simulink Coder MATLAB / Simulink / Stateflow 28. September 2015
  • 14. Ziele der Modellbildung 28. September 2015 Seite 14 Erlebbarkeit Funktionsgestaltung Vollständigkeit Verbesserung der Spezifikation durch Modellbildung • Funktion vor Serienentwicklung sichtbar • Lücken werden bei der Entwicklung des Soll-Modells identifiziert • Wiedersprüche werden aufgedeckt • Idee der Funktion konkretisieren • Funktionsumfang festlegen Umsetzbarkeit • Geforderte Funktionen werden auf Relevanz und Machbarkeit geprüft Testbarkeit • Einsatz des Soll- Modells im Integrations- und Abnahmetest © iNTENCE automotive electronics
  • 15. Vollständigkeit: Der Link zwischen Lastenheft und Modell Vollständigkeit bzw. „Abdeckung“ Lücken in Lastenheft und Modell finden Verlinkung notwendig 14:30 Uhr: Nachverfolgbarkeit von Anforderungen © iNTENCE automotive electronics Seite 1528. September 2015
  • 16. Koexistenz von Modell und Lastenheft Agiler Prozess nahe am Kunden Modell eine Ergänzung zur Prosa Spezifikation Rechtliche Verbindlichkeit der Prosa Spezifikation © iNTENCE automotive electronics Seite 1628. September 2015 LH
  • 17. Mögliche Zusammenarbeitsmodelle Variante 1: Spezifikation und Abnahmetest © iNTENCE automotive electronics Seite 1728. September 2015 OEM Zulieferer LH
  • 18. Ausführbare Spezifikation und Lastenheft parallel 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 18 Funktion Vision Umfang Detaillierung Anforderungen Lastenheft Pflichtenheft Prozess agil Serienentwicklungsprozesse Entwicklungsstufen A- Muster B- Muster … Ausführbare Spezifikation
  • 19. Mögliche Zusammenarbeitsmodelle © iNTENCE automotive electronics Seite 1928. September 2015 OEM Zulieferer PH Variante 2: Serien SW-Entwickler erstellt Pflichtenheft während der Analysephase
  • 20. Ausführbare Spezifikation in Anforderungs-Analysephase 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 20 Funktion Vision Umfang Detaillierung Anforderungen Lastenheft Pflichtenheft Prozess agil Serienentwicklungsprozesse Entwicklungsstufen A- Muster B- Muster … Ausführbare Spezifikation
  • 21. Mögliche Zusammenarbeitsmodelle © iNTENCE automotive electronics Seite 2128. September 2015 Variante 3: Lastenheft / Pflichtenheft und Modell analog zu Funktionserweiterung während der Integrationsstufen erweitert PH PH Integrationsstufe 1 Integrationsstufe 2
  • 22. Prototyp vs. Ausführbare Spezifikation Prototyp ist ein vertikaler technischer Durchstich oder eine horizontale Demonstration Ausführbare Spezifikation bildet Anforderungen auf Funktionsebene ab © iNTENCE automotive electronics Seite 2228. September 2015 Applikation Middleware Hardware Prototyp Ausführbare Spezifikation Feature Funktion Fkt. und HW-Design
  • 23. Beispiele des Einsatzes HMI Entwicklung Virtuelle Entwicklung: Human Machine Interface (HMI) Simulationen Designs, Animationen und Interaktionen erlebbar abbilden Bedienbare Simulation als Vorlage für Serienentwicklung 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 23 Komfortelektronik und Fahrerassistenzsysteme Daten- und Kommunikationsorientierte Funktionen darstellen Soll-Modell Erstellung, Verbesserung des Lastenheft Einsatz des Modells im Test Quelle: Audi
  • 24. Verwendung des Modells in der Testumgebung © iNTENCE automotive electronics Einsatz im Test
  • 25. © iNTENCE automotive electronics Seite 25 OEM Zulieferer Integrationstest Abnahmetest Einsatz der ausführenden Spezifikation im Test 28. September 2015 Funktion Schnittstellen und Verhalten Spezifikation Modell aus Sepzifikationsphase im Test nutzen Drei Varianten der Modellnutzung evaluiert
  • 26. © iNTENCE automotive electronics Seite 26 DUT Testframework MathWorks / Vector CANoe Interface Input Output Einsatz des Modells als Testobjekt 28. September 2015 Variante 1 Modell wird in Testumgebung als Testobjekt eingesetzt Testfälle können gegen ausführbare Spezifikation entwickelt werden
  • 27. © iNTENCE automotive electronics Seite 27 DUT Testframework MathWorks / Vector CANoe Interface Input Output Schnittstelle: z.B. CAN-Bus und CANoe Interface oder Modellschnittstellen Testframework: CANoe oder Simulink / Stateflow Testfälle: selbst implementiert oder modelliert und bedatet Technik und Methodik: Einsatz des Modells als Testobjekt 28. September 2015 Variante 1
  • 28. © iNTENCE automotive electronics Seite 28 DUT Testframework MathWorks / Vector CANoe Interface Input Output Bewertung: Einsatz des Modells als Testobjekt 28. September 2015 Variante 1 Parallele Entwicklung von Seriensoftware und Testumgebung möglich Verifizierung der Testumgebung möglich (Positiv Fälle)
  • 29. Einsatz des Modells zur Generierung der Testfälle Generierung der Testfälle und Testdaten (Testharness) aus dem Modell © iNTENCE automotive electronics Seite 29 Testfalldaten DUT Simulink Verification and Validation Input Output Testframework 28. September 2015 Variante 2
  • 30. Technik und Methodik: : Einsatz des Modells zur Generierung der Testfälle © iNTENCE automotive electronics Seite 3028. September 2015 Variante 2 Schnittstelle: z.B. CAN-Bus und CANoe Interface oder Modellschnittstellen Testframework: CANoe oder Simulink / Stateflow Testfälle: Generierung und Bedatung durch MathWorks Model Verifier Testfalldaten DUT Simulink Verification and Validation Input Output Testframework
  • 31. Bewertung: Einsatz des Modells zur Generierung der Testfälle Schnelle Ableitung von Testfällen und Bedatung möglich Weitere Bewertung von Hr. Worschow um 15:30 © iNTENCE automotive electronics Seite 3128. September 2015 Variante 2 Testfalldaten DUT Simulink Verification and Validation Input Output Testframework
  • 32. © iNTENCE automotive electronics Seite 32 Test-Orakel Software- Komponente Testframework MathWorks / Vector CANoe Interface Input Output Einsatz des Modells als Test-Orakel 28. September 2015 Variante 3 Soll-Ist Vergleich zwischen Softwarekomponente und Modell Stimulation von Softwarekomponente und Modell Vergleich der Ausgaben Vergleich
  • 33. © iNTENCE automotive electronics Seite 33 Technik und Methodik: Einsatz des Modells als Test- Orakel 28. September 2015 Abstrahierungs- oder Konkretisierungsfunktionen notwendig Schnittstelle: z.B. CAN-Bus und CANoe Interface und Modellschnittstellen Testframework: CANoe und parallel Simulink / Stateflow Testfälle: Generiert oder manuell erstellt
  • 34. © iNTENCE automotive electronics Seite 34 Test-Orakel Software- Komponente Testframework MathWorks / Vector CANoe Interface Input Output Bewertung: Einsatz des Modells als Test-Orakel 28. September 2015 Variante 3 Erwarteter Output muss nicht in Testfällen festgelegt werden Vergleich
  • 35. Vorteile und Grenzen Erkenntnisse © iNTENCE automotive electronics
  • 36. Erkenntnisse Zeit & Kosten Aufwand Umsetzung Modell & Kommunikation mit Kunden Toolbeschaffung & Tool-KnowHow Einsparung durch Stabilere Anforderungen in höherer Qualität Fehler werden früh erkannt Impact Analyse von Änderungen am Modell Einsatz Modell im Test 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 36 Funktion Vision Umfang Detaillierung Anforderungen Lastenheft Pflichtenheft Prozess agil Serienentwicklungsprozesse Entwicklungsstufen A- Muster B- Muster … Ausführbare Spezifikation
  • 37. Erkenntnisse Möglichkeiten und Grenzen der Modellbildung Wertvolles Mittel zur Kommunikation Mehrwert des Ansatzes bei neu entwickelten Funktionen am größten  früh Komplexität beherrschen Überprüfung und Erweiterung bestehender Spezifikationen dennoch sinnvoll Bei der Modellierung für Einsatzzweck sinnvollen Abstraktionsgrad finden Aspekte abseits der erlebbaren Funktion nicht exakt abbildbar zeitliches Verhalten auf dem Target Dynamik und Genauigkeit von Wertebereichen (Abstraktions- und Konkretisierungsfunktionen) HW- und Basis-Software Verhalten Methode kann auf Widerstand stoßen, wenn Vorteile nicht klar kommuniziert werden 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 37
  • 38. Erkenntnisse Methodik Gemeinsames Baselining LH und Modell essentiell Varianz in der Spezifikation  Varianz im Modell; ABER Überprüfung Notwendigkeit der Varianten möglich Vorsicht vor Rückkopplung von Umsetzungsdetails aus Modell zurück in die Spezifikation; Modell ≠ Architektur oder Implementierungsvorgabe der Seriensoftware Verworfene Idee: Codegenerierung aus Modell  entspricht nicht Trennung zwischen Entwicklung und Test Agiler Ansatz in Modellentwicklung führt zu besseren Ergebnissen Mehrere Iterationen und Rückkopplungen zwischen Spezifikations- und Modellerstellung vorsehen Enge Zusammenarbeit mit OEM Funktionsverantwortlichen nötig Abstimmung im 1-2 Wochen Zyklus 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 38
  • 39. Erkenntnisse Erkenntnisse aus dem Einsatz im Test Ausführbare Spezifikation als Testorakel oder DUT bedeutet nicht voller Testumfang Einsatz im Komponententest und Integrationstest sinnvoll Konkretisierungs- und Abstraktionsfunktion für Einsatz als Testorakel sind essentiell Mit nötiger Sorgfalt entwickeln Im 4 Augen Prinzip 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 39
  • 40. Erkenntnisse 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 40 Erlebbarkeit Funktionsgestaltung Vollständigkeit Verbesserung der Spezifikation durch Modellbildung • Funktion vor Serienentwicklung sichtbar • Lücken werden bei der Entwicklung des Soll-Modells identifiziert • Wiedersprüche werden aufgedeckt • Idee der Funktion konkretisieren • Funktionsumfang festlegen Umsetzbarkeit • Geforderte Funktionen werden auf Relevanz und Machbarkeit geprüft Testbarkeit • Einsatz des Soll- Modells im Integrations- und Abnahmetest Mehrwert sofort sichtbar und erlebbar
  • 41. Erkenntnisse 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 41 Erlebbarkeit Funktionsgestaltung Vollständigkeit Verbesserung der Spezifikation durch Modellbildung • Funktion vor Serienentwicklung sichtbar • Lücken werden bei der Entwicklung des Soll-Modells identifiziert • Wiedersprüche werden aufgedeckt • Idee der Funktion konkretisieren • Funktionsumfang festlegen Umsetzbarkeit • Geforderte Funktionen werden auf Relevanz und Machbarkeit geprüft Testbarkeit • Einsatz des Soll- Modells im Integrations- und Abnahmetest + Funktionsverständnis + Konzeptverbesserung + Basis für Kommunikation Kunde – Lieferant + Komplexität früh „beherrschen“ + Entscheidungen erleichtern / ermöglichen
  • 42. Erkenntnisse 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 42 Erlebbarkeit Funktionsgestaltung Vollständigkeit Verbesserung der Spezifikation durch Modellbildung • Funktion vor Serienentwicklung sichtbar • Lücken werden bei der Entwicklung des Soll-Modells identifiziert • Wiedersprüche werden aufgedeckt • Idee der Funktion konkretisieren • Funktionsumfang festlegen Umsetzbarkeit • Geforderte Funktionen werden auf Relevanz und Machbarkeit geprüft Testbarkeit • Einsatz des Soll- Modells im Integrations- und Abnahmetest Mehrwert tritt sofort ein, muss aber sichtbar gemacht werden z.B. als Projekttagebuch
  • 43. Erkenntnisse 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 43 Erlebbarkeit Funktionsgestaltung Vollständigkeit Verbesserung der Spezifikation durch Modellbildung • Funktion vor Serienentwicklung sichtbar • Lücken werden bei der Entwicklung des Soll-Modells identifiziert • Wiedersprüche werden aufgedeckt • Idee der Funktion konkretisieren • Funktionsumfang festlegen Umsetzbarkeit • Geforderte Funktionen werden auf Relevanz und Machbarkeit geprüft Testbarkeit • Einsatz des Soll- Modells im Integrations- und Abnahmetest + Grenzen der Funktion ziehen + nötige Detailtiefe besser beurteilen + Unschärfe im Lösungsraum reduzieren + Themenbereiche außerhalb des Fokus betrachten
  • 44. Erkenntnisse 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 44 Erlebbarkeit Funktionsgestaltung Vollständigkeit Verbesserung der Spezifikation durch Modellbildung • Funktion vor Serienentwicklung sichtbar • Lücken werden bei der Entwicklung des Soll-Modells identifiziert • Wiedersprüche werden aufgedeckt • Idee der Funktion konkretisieren • Funktionsumfang festlegen Umsetzbarkeit • Geforderte Funktionen werden auf Relevanz und Machbarkeit geprüft Testbarkeit • Einsatz des Soll- Modells im Integrations- und Abnahmetest + ca. jede 4 Anforderung wurde diskutiert (Widerspruch, Interpretation) + Verweise auf allg. Lastenhefte + „sowieso klar“
  • 45. Erkenntnisse 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 45 Erlebbarkeit Funktionsgestaltung Vollständigkeit Verbesserung der Spezifikation durch Modellbildung • Funktion vor Serienentwicklung sichtbar • Lücken werden bei der Entwicklung des Soll-Modells identifiziert • Wiedersprüche werden aufgedeckt • Idee der Funktion konkretisieren • Funktionsumfang festlegen Umsetzbarkeit • Geforderte Funktionen werden auf Relevanz und Machbarkeit geprüft Testbarkeit • Einsatz des Soll- Modells im Integrations- und Abnahmetest+ Stabilere Anforderungen bei Start der Serienentwicklung + Änderungen an Modell validieren spart Zeit und Kosten
  • 46. Erkenntnisse 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 46 Erlebbarkeit Funktionsgestaltung Vollständigkeit Verbesserung der Spezifikation durch Modellbildung • Funktion vor Serienentwicklung sichtbar • Lücken werden bei der Entwicklung des Soll-Modells identifiziert • Wiedersprüche werden aufgedeckt • Idee der Funktion konkretisieren • Funktionsumfang festlegen Umsetzbarkeit • Geforderte Funktionen werden auf Relevanz und Machbarkeit geprüft Testbarkeit • Einsatz des Soll- Modells im Integrations- und Abnahmetest Mehrwert erst bei Testerstellung sichtbar
  • 47. Erkenntnisse 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 47 Erlebbarkeit Funktionsgestaltung Vollständigkeit Verbesserung der Spezifikation durch Modellbildung • Funktion vor Serienentwicklung sichtbar • Lücken werden bei der Entwicklung des Soll-Modells identifiziert • Wiedersprüche werden aufgedeckt • Idee der Funktion konkretisieren • Funktionsumfang festlegen Umsetzbarkeit • Geforderte Funktionen werden auf Relevanz und Machbarkeit geprüft Testbarkeit • Einsatz des Soll- Modells im Integrations- und Abnahmetest + Testumgebung früh verfügbar + Einsparungen bei Erstellung Testumgebung
  • 48. Literaturverzeichnis Literaturverzeichnis Dr. Grimm, Christoph, „Modellierung, Simulation, Entwurf heterogener Systeme“, http://www.ti.informatik.uni- frankfurt.de/lehre/ws0405/modellierung_simulation/v11.pdf (Stand 03.12.2014) Biberger, Andreas, „Modellbasiertes Entwickeln und Testen einer AUTOSAR Software Komponente “ 28. September 2015© iNTENCE automotive electronics Seite 48
  • 49. Kontakt a.biberger@intence.de T 0941.280 460 - 0 Andreas Biberger www.intence.deBruderwöhrdstr. 29 93055 Regensburg T 0941.280 460-0 iNTENCE automotive electronics GmbH a.lachenschmidt@intence.de T 0941.280 460 - 23 Andreas Lachenschmidt