Die modellbasierte Software-Entwicklung (auch modellbasiertes Software-Engineering, MBSE) ist eine etablierte Praxis in der Softwareentwicklung für die Automobilindustrie. Dabei dient ein lauffähiges Modell als Kernstück der Entwicklung eines eingebetteten Steuerungssystems.
Dieses Modell bildet die Grundlage für den gesamten Entwicklungsprozess und dient als früher Prototyp für die Anforderungserhebung, den algorithmischen Entwurf, die Software-Implementierung, das Testen und die Verifizierung. Aus dem Modell wird automatisch Code generiert, der für die Erstellung der Software verwendet wird, welche letztendlich in das Zielsystem integriert wird.
Erhöhung der Effizienz und Qualität während der Entwicklung
Eine Reihe von Trends setzt die Entwickler:innen und Ingenieur:innen in der Automobil- und Automatisierungsbranche zunehmend unter Druck, darunter:
Kürzere Entwicklungszyklen
Erhöhte Software-Komplexität
Eine Vielzahl von Sicherheitsanforderungen und Normen
Wachsende Nachfrage nach Produktanpassung
Durch die Verankerung der Funktionalität in einem zentralen Entwicklungsartefakt (dem Modell), das von verschiedenen Teams verstanden und genutzt werden kann, erleichtert die modellbasierte Entwicklung die interdisziplinäre Kommunikation sowie Zusammenarbeit und hilft, Fehlinterpretationen von Anforderungen zu vermeiden. Darüber hinaus stellt sie eine einheitliche Plattform und Simulationsumgebung zur Verfügung, die von vielen verteilten oder interdisziplinären Teams genutzt werden kann, um den Systementwurf zu optimieren.
Dies steigert die Produktivität und senkt gleichzeitig die Entwicklungszeit und -kosten. Code muss nicht mehr manuell erstellt werden. Das Risiko von Fehlern bei der manuellen Programmierung wird damit eliminiert. Zudem wird der Qualitätssicherung in den ersten Phasen des Prozesses durch eine frühzeitige Validierung der Systemanforderungen die notwendige Priorität eingeräumt.
Bessere Qualitätssicherung durch Konzentration auf die Funktionalität
Iterative Ansätze im modellbasierten Design
Ein modellbasierter Ansatz verlagert den Entwicklungsprozess sozusagen "nach vorne", so dass der größte Teil der Arbeit in die frühen Entwicklungsphasen fällt und die Systemfunktionalität im Mittelpunkt steht.
Der MBSE-Ansatz trägt auch zur Verbesserung der Qualitätssicherungsmaßnahmen bei: Das Modell wird verwendet, um die Systemfunktionalität zu simulieren und zu testen. Damit wird eine frühzeitige Validierung und Fehlererkennung ermöglicht. Auch die Rückverfolgbarkeit der Anforderungen wird dank einer stärkeren Verbindung zwischen Software-Design und Anforderungen verbessert.
Insgesamt führt die MBSE zu einer deutlichen Verbesserung der Softwarequalität und zu weniger Softwarefehlern.
Die wichtigsten Vorteile der modellbasierten Entwicklung:
Frühzeitige Validierung der Funktionalität
Frühzeitige Fehlererkennung
Toolchain-Unterstützung für automatisierte Qualitätssicherung
Verringerung der Entwicklungszeit und -kosten
Steigerung der Produktivität
Stärkere Verbindung zwischen Software-Design und Anforderungen
Code wird automatisch generiert
Bessere teamübergreifende Zusammenarbeit und Kommunikation
Zehn Probleme, die beim modellbasierten Software-Design auftreten können und ihre Lösung
Im folgenden Video diskutieren wir die zehn größten Probleme, mit denen Entwickler:innen und Unternehmen bei der modellbasierten Software-Entwicklung konfrontiert sind und zeigen Lösungen für diese Herausforderungen auf.
Video ansehen: 10 Herausforderungen in der modellbasierten Software-Entwicklung
Modellbasierte Entwicklung in der Praxis
Die richtigen Werkzeuge für die richtige Herangehensweise
MES hat mehrere Werkzeuge entwickelt, um modellbasierte Entwicklungsprozesse zu verbessern. Vom Entwurf bis zur Implementierung und Verifizierung - diese Tools bieten umfassende Unterstützung bei der Softwareentwicklung.
MES Model Examiner® (MXAM) ist das Werkzeug für eine umfassende statische Modellanalyse. MXAM bietet die Überprüfung von Modellierungsrichtlinien, die Analyse der Modellstruktur und die Auswertung von Modellmetriken.
MES Model & Refactor® (MoRe) ist ein Produktivitätswerkzeug für die Modellierung mit MATLAB Simulink. MoRe erleichtert mit Auto-Layout-Funktionen das alltägliche Modellieren mit Simulink. MoRe vereinfacht und beschleunigt zudem das Erstellen und das Refactoring von Modellen. MoRe ist auch in MXAM - The Functional Safety Solution - enthalten.
MES Quality Commander® (MQC) ist ein Qualitätsüberwachungswerkzeug zur Bewertung der Qualität und Produktfähigkeit von Software. MQC stellt die Einhaltung von werkzeugspezifischen Referenz-Workflows sicher.
Prozessberatung zur ISO 26262-Compliance
Wir von MES bieten auch Experten-Consulting an, um Ihre Modelle und Ihren Entwicklungsprozess bei der Einhaltung der ISO 26262 zu unterstützen. Besuchen Sie unsere Beratungsseite für weitere Informationen!
Anwenderberichte unserer Kunden
Hier können Sie sich Beispiele ansehen, wie einige der weltweit führenden Automobilhersteller, Zulieferer und OEMs die modellbasierte Entwicklung zu ihrem Vorteil nutzen.
In diesem Anwenderbericht erfahren Sie, wie Mercedes-Benz Research & Development North America (MBRDNA) und MES automatisch testbare Compliance-Regeln für die Modellierung mit dSPACE TargetLink entwickelt hat.
Erfahren Sie, wie Volvo Cars bei der Entwicklung und Qualitätssicherung von Steuerungssoftware für Antriebsstranganwendungen von einer Toolchain mit Continuous Integration (CI), einschließlich MES-Tools, profitiert.
