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3. Austausch von Daten über Nachrichten-
versand zwischen den Tools
Anstatt eine gemeinsame Datenbank zu nutzen,
ist es auch möglich, dass Tools ihre selbst
verwalteten Daten über Nachrichten synchronisieren.
Dazu werden Steuerungsdaten generiert
und zwischen den Systemen hin und her
gesendet, um einen geregelten Austausch der
Produktivdaten zu ermöglichen. Für typische
Entwicklungswerkzeuge ist dieser Ansatz aktuell
noch nicht verbreitet.
4. Enge Toolkopplung durch gemeinsame
Datenstrukturen
Eine sehr enge Verzahnung von Tools lässt sich
erreichen, indem gemeinsame Datenstrukturen
verwendet werden. Dies erfordert eine enge
Kooperation zwischen den Toolherstellern. Ein
Beispiel für eine enge Toolkopplung ist die Integration
von MS Visio in das PLM-Tool Teamcenter.
Anforderungen an die Toolkette für
E/E-Systeme im Eisenbahnbereich
Für den Schienenverkehr sind bei der Entwicklung
von sicherheitskritischen E/E-Systemen
die Normen EN 50126, EN 50128 und EN 50129
anzuwenden. Die Inhalte der Normen sind sehr
umfangreich und betreffen mannigfaltige Aspekte
des Entwicklungsprozesses: Vorgaben
für das Management, die Entwicklungs- und
Analysemethodik, Verifikations- und Validierungsmaßnahmen
sowie anzuwendende Sicherheitsanalysen.
Die wichtigsten Tools zur Erfüllung der Norm
decken dabei folgende Aufgaben ab:
1. Product Lifecycle Management
2. Anforderungsmanagement
3. Systemarchitektur
4. Sicherheitsanalysen
Über die in diesen Prozessen eingesetzten
Tools hinweg erfordert die Norm EN50126 die
Rückverfolgbarkeit der Anforderungen über
dem gesamten Tooleinsatz. Für die Sicherheitsanalysen
ist ein zertifiziertes Tool nach
EN5012x notwendig, das eine Verlinkung der
Sicherheitsanalysen (FMEA, FTA, Common
Cause Failure Analyse) zur Systemarchitektur
erlaubt. In allen Tools muss eine automatisierte
Erstellung von Dokumenten möglich sein. Die
größte Herausforderung besteht darin, dass
die gesamte Toolkette für Änderungen und Entwicklungsschleifen
geeignet sein muss.
Abbildung 2.: Derzeitige Schnittstellenbrüche in der Safety-Toolkette im Schienenverkehr
Quelle: VIRTUAL VEHICLE
Lösungsmöglichkeiten für die E/E-
Toolkette im Eisenbahnbereich
Da gängige Tools zwar untereinander keine
Kopplung aufweisen, in den meisten Fällen jedoch
standardisierte Schnittstellen zum Datentausch
anbieten, kann in einem ersten Schritt
eine Toolkette eingerichtet werden. Dadurch
wird die eine Durchgängigkeit der Systeme
noch nicht erreicht, jedoch durch automatisierten
Datentausch eine Prozessverbesserung
erzielt, da manuelle Übertragungsfehler ausgeschlossen
werden können.
Weitere Verbesserungen der Entwicklungsprozesse
erzielt man durch den Einsatz von Notationssprachen
im Entwicklungsprozess. Dadurch
werden viele Schritte durch eine durchgehende
Notation der Systemarchitektur formalisiert
und vereinheitlicht. Hier zeichnet sich ab, dass
der SysML-Standard zur Modellierung in der
Industrie eine entscheidende Rolle einnimmt.
SysML-Tools wie etwa Enterprise Architect verfügen
in der Regel über Exportmöglichkeiten
der modellierten Systemarchitektur von Hardware-
und Softwarekomponenten einschließlich
möglicher Fehlfunktionen.
Damit kann bereits zu Beginn des Projektes ein
„Top-Down“-Ansatz in der Entwicklung verfolgt
werden, auf dem in weiterer Folge Risiko- und
Gefährdungsanalysen aufsetzen können. Die
aufgebaute Struktur des Systems kann durch
entsprechende Werkzeuge für die Sicherheits-
und Gefährdungsanalyse direkt eingelesen
werden.
Zusammenfassung und Ausblick
Der Datentausch zwischen den Werkzeugen
und der gezielte Einsatz von Notationssprachen
für die Abbildung der Systemarchitektur sind
am VIRTUAL VEHICLE Gegenstände aktueller
Forschung. Der Fokus liegt vor allem auf der
Analyse der Fähigkeiten aktueller Tools sowie
Erarbeitung von Maßnahmen zur Schließung
von Lücken für eine durchgängige Toolkette im
Eisenbahnbereich.
Am VIRTUAL VEHICLE hat daher das Thema
Durchgängigkeit von Toolketten im Rahmen
von Systems Engineering in Kombination mit
sicheren E/E-Systemen einen besonderen Stellenwert
erlangt und wird im Rahmen von Projekten
in Zusammenarbeit mit Industriepartnern
erforscht. Schwerpunkte liegen auf den Gebieten
der Konzeptphase, Systemmodellierung,
Sicherheitsanalysen, Integration der Sicherheit
in bestehende Entwicklungsprozesse sowie
Sicherheitszertifizierung von E/E-Systemen. ■
Zu den Autoren
DI Joachim Hillebrand
leitet die Gruppe für
Embedded Systems am
VIRTUAL VEHICLE.
DI Peter Reichenpfader
ist Senior Researcher
im Bereich Embedded
Systems am VIRTUAL
VEHICLE.
magazine Nr. 14, II-2013
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