FoMoStA - Formalisierung, Modellierung und Strukturierung von Anforderungen im Automobil der Zukunft

01.07.2012 -

Abgeschlossen
TU München & Robert Bosch GmbH

Name des Teilnehmers: Andreas Vogelsang

Beschreibung des IT-Forschungsprojektes: Innerhalb des Trends zu immer software-intensiveren Systemen führen gerade im Automobil die Anforderung an „Vernetzung“ und „Mobilität“ zu einem starken Anstieg von Anzahl und Komplexität der Funktionen, die ein Auto erfüllen soll. Dies bezieht sich zum einen auf technische Anforderungen an die einzusetzenden Geräte, aber vor allem auf funktionale Anforderungen, die zukünftige Systeme im Automobil erfüllen müssen. Während die Software früher bloß als Steuerlogik zu einem innovativen Gerät gehörte, ist es heute die Software selber, die mit ihrer Funktionalität die Innovationen bringt, weitgehend unabhängig von einer innovativen Hardware. Eine Folge davon ist, dass die funktionalen Anforderungen an die Software in diesen software-intensiven Systemen in Anzahl, Komplexität und Abhängigkeit enorm ansteigen. An den unter dem Schlagwort „Cyber-physical Systems“ behandelten Systemen werden diese Auswirkungen besonders deutlich, da sich hier die Funktionalität der Software nicht mehr ausschließlich auf die Steuerung eines Gerätes bezieht, sondern eingebunden ist in ein Netz aus Geräten, auf dem neuartige und innovative Funktionalitäten realisiert werden.

Die sich daraus ergebenden Herausforderungen, speziell für die Spezifikation und die Validierung der Systemanforderungen, können heute in der Praxis nur unzureichend abgedeckt werden, da präzise und spezifische Methoden zur Strukturierung, Modellierung und Formalisierung von Anforderungen und deren Abhängigkeiten fehlen. Wissenschaftliche Studien belegen, dass gerade diese Abhängigkeiten zwischen Anforderungen eine Hauptquelle für Fehler und ungewünschtem Verhalten ist. Außerdem stellen Anforderungen oftmals auch eine Kommunikations-Schnittstelle zwischen Entwicklern verschiedener Domänen dar. Geeignete Darstellungsformen für Anforderungen, die eine domänenübergreifende Kommunikation ermöglichen sind bisher jedoch nicht vorhanden.

In diesem Vorhaben wurde ein modellbasierter Ansatz zur Strukturierung, Modellierung und Formalisierung von Anforderungen an das Systemverhalten erarbeitet. Dieser Ansatz ermöglicht eine Sicht auf das geforderte Verhalten, die unabhängig von einem konkreten Systementwurf und der Implementierung ist. Dadurch ist es möglich, das geforderte Systemverhalten schon sehr früh im Entwicklungsprozess zu analysieren und unter bestimmten Voraussetzungen sogar zu simulieren. Der Ansatz verfolgte dabei drei Ziele:

(1) Integration aller funktionalen Anforderungen in ein formalisiertes Anforderungsmodell,

(2) Modellierung und Formalisierung unterschiedlicher Klassen von funktionalen Anforderungen mit dem Fokus auf Verständlichkeit der Modellierung,

(3) Unterstützung von verschiedenen Detaillierungs- und Abstraktionsgraden.

Der Innovationsgrad lag darin, dass ein solches Vorgehen in der Praxis heute praktisch noch nicht vorhanden war.

Software Campus-Partner: TU München, Robert Bosch GmbH

Umsetzungszeitraum: 01.07.2012 - 30.09.2014