Automotive Software Engineering - Grundlagen, Prozesse, Methoden und Werkzeuge effizient einsetzen

1 Einführung und Überblick (S. 1)

Die Erfüllung steigender Kundenansprüche und strenger gesetzlicher Vorgaben hinsichtlich

• der Verringerung von Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen, sowie

• der Erhöhung von Fahrsicherheit und Fahrkomfort ist untrennbar mit dem Einzug der Elektronik in modernen Kraftfahrzeugen verbunden.

Das Automobil ist dadurch zum technisch komplexesten Konsumgut geworden. Die Anforderungen an die Automobilelektronik unterscheiden sich jedoch wesentlich von anderen Bereichen der Konsumgüterelektronik. Insbesondere hervorzuheben sind :

• der Einsatz unter oft rauen und wechselnden Umgebungsbedingungen in Bezug auf Temperaturbereich, Feuchtigkeit, Erschütterungen oder hohe Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

• hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit

• hohe Anforderungen an die Sicherheit und

• vergleichsweise sehr lange Produktlebenszyklen.

Diese Anforderungen müssen bei begrenzten Kosten , verkürzter Entwicklungszeit und zunehmender Variantenvielfalt in Produkte umgesetzt werden , die in sehr großen Stückzahlen hergestellt und gewartet werden können . Unter diesen Randbedingungen stellt die Umsetzung der zahlreichen Anforderungen an elektronische Systeme von Fahrzeugen eine Entwicklungsaufgabe von hohem Schwierigkeitsgrad dar.

In der Entwicklung von Fahrzeugelektronik ist neben der Beherrschung der zunehmenden Komplexität vor allem ein konsequentes Qualitäts-, Risiko - und Kostenmanagement eine wichtige Voraussetzung für den erfolgreichen Abschluss von Projekten.

Ein grundlegendes Verständnis der Anforderungen und Trends in der Fahrzeugentwicklung ist die wichtigste Voraussetzung, um geeignete Methoden für Entwicklung, Produktion und Service von elektronischen Systemen zu entwickeln und durch praxistaugliche Standards und Werkzeuge unterstützen zu können .

In diesem Übersichtskapitel erfolgt ausgehend von einer Analyse der aktuellen Situation eine Darstellung der zukünftigen Perspektiven und Herausforderungen. Neben der Organisation der interdisziplinären und firmenübergreifenden Zusammenarbeit müssen auch viele Zielkontlikte gelöst werden.

Nach einem Überblick über die elektronischen Systeme des Fahrzeugs und deren Funktionen folgt eine Einführung in Vorgehensweisen zur Entwicklung von elektronischen Systemen und Software für Fahrzeuge. Dabei müssen zahlreiche Wechselwirkungen zwischen der Systementwicklung in der Automobilindustrie (eng. Automotive Systems Engineering) und der Software- Entwicklung (engl. Automotive Software Engineering) beachtet werden .

Abschließend werden modell basierte Entwicklungsmethoden vorgestellt, welche die verschiedenen Aspekte berücksichtigen. In den weiteren Kapiteln des Buches erfolgt eine ausführliche Behandlung von Grundlagen, Prozessen, Methoden und Werkzeugen für Entwicklung, Produktion und Service von Software für die elektronischen Systeme von Fahrzeugen.

Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Fahrzeugsubsystemen Antriebsstrang, Fahrwerk und Karosserie. Der Bereich der Multi-Media Systeme wird dagegen nicht behandelt.

1.1 Das System Fahrer-Fahrzeug-Umwelt

Das Ziel jeder Entwicklung ist die Fertigstellung einer neuen oder die Verbesserung einer vorhandenen Funktion des Fahrzeugs. Unter Funktionen werden dabei alle Funktionsmerkmale des Fahrzeugs verstanden. Diese Funktionen werden vom Benutzer, etwa dem Fahrer des Fahrzeugs, direkt oder indirekt wahrgenommen und stellen einen Wert oder Nutzen für ihn dar.

Die technische Realisierung einer Funktion, ob es sich also letztendlich um ein mechanisches, hydraulisches, elektrisches oder elektronisches System im Fahrzeug handelt, hat dabei zunächst eine untergeordnete Bedeutung. Elektronische Komponenten in Kombination mit mechanischen, elektrischen oder hydraulischen Bauteilen bieten jedoch bei der technischen Realisierung viele Vorteile, etwa in Bezug auf die erreichbare Zuverlässigkeit, das Gewicht, den benötigten Bauraum und die Kosten .