Embedded Systems - qualitätsorientierte Entwicklung
Description
Technische Produkte benötigen zuverlässige Software, für die hohe Qualitätsmaßstäbe gelten. Für eingebettete Software ist die Beherrschung qualitätssichernder Entwicklungsprozesse notwendig, um einen beständigen wirtschaftlichen Erfolg zu erreichen. Dabei müssen im gesamten Entwicklungszyklus Fehler vermieden werden, eine frühzeitige Fehlererkennung und - beseitigung ist sicherzustellen. Hier werden speziell dafür entwickelte Methoden zur Qualitätssicherung vorgestellt, strukturiert und bewertet sowie in ein qualitätsorientiertes Vorgehensmodell integriert.
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Person
Professor Dr. Klaus Bender leitet seit 1992 den Lehrstuhl für Informationstechnik an der Fakultät für Maschinenwesen der TU München. Sein Forschungsschwerpunkt liegt auf dem Gebiet der interdisziplinären Entwicklung software-intensiver mechatronischer Produkte mit hohem Qualitätsanspruch für die Investitionsgüter- und Fahrzeugindustrie. Zuvor war er Professor für Technische Informatik an der Universität Karlsruhe und zugleich Vorstand des Forschungszentrums Informatik in Karlsruhe. Neben seinen wissenschaftlichen Aktivitäten gründete er mit Partnern drei Software-Unternehmen. Prof. Bender hat maßgeblich die deutsche Feldbus-Entwicklung vorangetrieben, u. a. als Vorstand der Profibus Nutzerorganisation.
Prof. Bender wirkt aktiv mit im Vorstand und Beirat der VDI/VDE-Gesellschaft für Mess- und Automatisierungstechnik (GMA), im Kuratorium des Fraunhofer Instituts für graphische Datenverarbeitung, in der Informatikkommission der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, im Vorstand der Interkama, in der Informatikkommission des Bayerischen Staatsministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst, in der Kommission für Rechenanlagen der Deutschen Forschungsgemeinschaft und im Kuratorium der Eduard-Rhein-Stiftung.
Content
Neue, bisher nicht bei den Unternehmen angewendete QS-Maßnahmen wurden in Form von Pilotprojekten auf ihre Alltagstauglichkeit hin erprobt. Die dabei gesammelten Erfahrungen sind in diesem Kapitel zusammengetragen.
Schwierigkeiten, die bei der Einführung und erstmaligen Anwendung auftreten, wurde ein besonderer Stellenwert eingeräumt. Die Pilotprojektbeschreibungen sind in der Regel unterteilt in eine allgemeine Projektbeschreibung, eine Zieldefinition, ein Planung des Einsatzes und eine Beschreibung der Durchführung. Die Beschreibung der Durchführung umfasst die Vorbereitung und die Anwendung der QSM. Abgeschlossen werden die Pilotprojektbeschreibungen mit einer Bewertung und gegebenenfalls mit einer Auflistung praktischer Tipps. Folgende QSM wurden in Form von Pilotprojekten bearbeitet:
Anforderungs- und Defect-Management
Simulation zu Testzwecken
Prozessdefinition mit dem projekt>kit
Modellbasierter Funktionstest regelungstechnischer Software
Virtueller Funktionstest von PROFIBUS-Komponenten
Fundamentales Modellierungskonzept (FMC)
Optimierung des Entwicklungsprozesses
9.1 Anforderungs- und Defect-Management
Kapitel 9.1 beschreibt die Erfahrungen, die bei der Endress + Hauser GmbH + Co.KG bei der Einführung von Anforderungs- und Defect- Management als Qualitätssicherungsmaßnahme gesammelt wurden und welche Erkenntnisse hieraus weitergegeben werden können.
9.1.1 Allgemeine Projektbeschreibung
Das Entwicklungsprojekt, in dessen Umfeld die nachfolgend beschriebenen Qualitätssicherungs-Maßnahmen (QSM) eingesetzt wurden, hatte zum Ziel, ein Füllstandsmessgerät auf radiometrischer Basis zu entwickeln. Dieses Messprinzip hat den Vorteil, dass es auch bei hohen Drücken, hohen Temperaturen und aggressiven Medien eingesetzt werden kann, da es sich um eine berührungslose Messung handelt. Als Strahlungsquelle kommt ein Cäsium- bzw. Cobaltpräparat zum Einsatz. Als Detektor dient ein Kristall- oder Plastikszintillator. Das Messgerät verfügt sowohl über einen analogen (4-20 mA) Ausgang als auch über eine digitale Kommunikationsschnittstelle. Eine Randbedingung bei der Entwicklung der Software bestand darin, die Teile der Software für die Kommunikation und Bedienung aus der Entwicklung früherer Messgeräte zu übernehmen. Eine weitere Vorgabe bei der Entwicklung war die Entscheidung, das gesamte Gerät nach SIL 2 (Safety Integrity Level nach der Norm IEC 61508) zu entwickeln. Dadurch waren bereits viele Vorgaben bezüglich des Einsatzes von QS-Maßnahmen eindeutig festgelegt.
Das Entwicklungsprojekt hatte eine Laufzeit von ca. 2 Jahren und wurde hauptsächlich von einem Team bestehend aus 1 Projektleiter, 1 Produktmanager, 3 Software-Entwicklern, 3 Hardware-Entwicklern, 1 Konstrukteur und 1 Mitarbeiter für Zulassungen und technische Sicherheit umgesetzt. Weiterhin waren Hard- und Software-Qualitätssicherung sowie die Anwendungstechnik beteiligt.
9.1.2 Ziele des Pilotprojekts
Getrieben durch die Vorgaben der Entwicklung nach SIL2 war die Forderung nach dem Einsatz einer möglichst durchgängigen Toolkette (Requirements-, Test-, Defect-, Version- und Konfigurations-Managementtools) innerhalb der Softwareentwicklung gegeben.
