Integration komplexer Hardware- und Softwareprozesse für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge

 
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Integration komplexer Hardware- und Softwareprozesse für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge
Siemens Digital Industries Software

   Integration komplexer
   Hardware- und
   Softwareprozesse
   für die Entwicklung
   autonomer Fahrzeuge

Kurzdarstellung
Das Rennen um autonome Fahrzeuge führt zu einem Umbruch in der
Automobilindustrie. Vorhersagen des Technologieanalyseunternehmens
IHS Markit zufolge wird der weltweite Gesamtumsatz mit selbstfahrenden
Fahrzeugen von 2025 bis 2040 von nicht ganz 600.000 auf 33 Millionen
Einheiten jährlich steigen.1
Piyush Karkare
Director, Global Automotive Industry Solutions
Siemens Digital Industries Software

                                                   www.sw.siemens.com
Integration komplexer Hardware- und Softwareprozesse für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge
White Paper | Integration komplexer Hardware- und Softwareprozesse für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge

Inhalt

                                                                       Einführung....................................................................3
                                                                       Vom Umbruch zur Chance.............................................4
                                                                       Umbau zum digitalen Unternehmen............................5
                                                                       Eine komplette Umgebung für die Entwicklung
                                                                       autonomer Systeme......................................................7
                                                                       Abstimmen von Produktentwicklung und
                                                                       Softwareentwicklung....................................................9
                                                                       Einheitliches ALM........................................................10
                                                                       Verwalten der Produkt- und Softwarelebenszyklen
                                                                       mit ALM und PLM........................................................11
                                                                       Zusammenfassung......................................................12
                                                                       Referenzen..................................................................12

Siemens Digital Industries Software                                                                                                                  2
Integration komplexer Hardware- und Softwareprozesse für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge
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Einführung

Autonome Fahrzeuge werden unsere Beziehung zu                          und verleiht ihnen das Potenzial zur Umgestaltung.
Fahrzeugen grundlegend verändern. Im Jahr 2017                         Ihre Integration in autonome Fahrzeuge ermöglicht
berichtete das Wall Street Journal , dass Ridesharing                  zudem enorme Komplexität. Das Beherrschen dieser
und selbstfahrende Fahrzeuge das Modell des Fahrzeug-                  Komplexität setzt ein straffes Management der Systeme
eigentums komplett auf den Kopf stellen.2 Der New                      von Systemen voraus. Angesichts eines Volumens von
York Times zufolge werden autonome Fahrzeuge die                       mehreren Millionen Codezeilen sind Unternehmen ohne
Erwartungen der Passagiere verändern und sich zum                      hervorragende Organisation nicht überlebensfähig und
„Wohnzimmer auf Rädern“ entwickeln, einem Raum für                     müssen sich zu gut koordinierten digitalen Unternehmen
intelligente Mobilität, der Menschen und Informationen                 wandeln.
zusammenführt.3 In einem 2017 im Magazin IEEE
                                                                       Die wachsenden Herausforderungen machen es
Computer veröffentlichten Artikel wird prognostiziert,
                                                                       außerdem erforderlich, dass die Unternehmen neue
dass es 2040 ausschließlich fahrerlose Fahrzeuge geben
                                                                       Kompetenzen in technologischen Wachstumsbereichen
und eventuell sogar das Fahren auf öffentlichen Straßen
                                                                       rund um Sensoren, Elektronik und Software erwerben.
für Menschen untersagt wird.4
                                                                       Einem Bericht von McKinsey & Company aus dem Jahr
Autonome Fahrzeuge sind keine neue Idee. Schon 1956                    2017 zufolge liefern Innovationen im Hardwarebereich
präsentierte General Motors (GM) bei seiner Automobil-                 die erforderliche Rechenleistung, während die Software
ausstellung Motorama einen Film5, der für das in ferner                ein kritisches Problem bleibt.6 Im Jahr 2016 schätzte Akio
Zukunft liegende Jahr 1976 eine Vision mit fahrerlosen                 Toyoda, President and CEO von Toyota, das erforderliche
Fahrzeugen zeichnet. Bei verschiedenen Technologien                    Testvolumen, bis seine autonomen Fahrzeuge für Kunden
laufen die jüngsten Entwicklungen zusammen und lassen                  verfügbar sind, auf rund 14,2 Milliarden Kilometer.7
autonome Fahrzeuge Wirklichkeit werden. Dazu zählen                    Die Unternehmensberatung Roland Berger geht davon
künstliche Intelligenz, Elektrifizierung, Sensoren, Big                aus, dass die Designvalidierung voraussichtlich eines
Data, Konnektivität und Cloud Computing. Alle diese                    der größten, wenn nicht das größte Kostenelement der
Technologien haben eine gemeinsame Komponente –                        Entwicklung automatisierter Systeme darstellen wird.8
Software. Software macht diese Technologien interessant

                                                                                                     Absatz autonomer Fahrzeuge
      40.000                                                                                         nach Region, 2020-2040.

      30.000

      20.000

      10.000

             0
             2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 20312032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040

                   Nord-, Mittel- und Südamerika        EMEA         APAC                                       Quelle: IHS Markit

Siemens Digital Industries Software                                                                                                           3
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Vom Umbruch zur Chance

Führungskräfte in der Automobilbranche sind sich der                   es erforderlich, dass Unternehmen Probleme schneller
Herausforderungen bewusst, die mit der Entwicklung                     finden und beheben und außerdem Rückrufe schneller
autonomer Fahrzeuge verbunden sind, und sind                           veranlassen. Da die meisten neuen und geänderten
bestrebt, sie in Geschäftschancen zu verwandeln. Die                   Funktionen auf innovativen Softwarekomponenten
Forderung der Verbraucher nach Produktdifferenzierung                  basieren, sind eine höchstintensive Zusammenarbeit,
machen sich die Automobilunternehmen zunutze, um                       Wiederverwendung und Verfolgbarkeit über alle
durch Differenzierung einen Wettbewerbsvorteil und                     Entwicklungsaktivitäten hinweg unerlässlich geworden.
Umsatzsteigerungen zu erzielen. Sie entwickeln innovative,
zukunftsweisende Funktionen, optimieren Sicherheit,                  „Um diese einschneidende Veränderung
Zuverlässigkeit, Qualität und Leistung und erweitern                  zu bewältigen und von der digitalen Ära
Liefermöglichkeiten und Einblicke im Zusammenhang                     zu profitieren, müssen sich etablierte
mit dem Aftermarket. Die Abdeckung der Markt- und
                                                                      Unternehmen zu digitalen Unternehmen
Verbrauchernachfrage in einem sich schnell wandelnden
Umfeld dürfte für viele dieser Unternehmen zu einem
                                                                      wandeln und jeden Aspekt ihres Geschäfts
schwierigen Unterfangen werden. Eine kritische Masse an               überdenken.“
Kundenvertrauen in autonome Fahrzeuge zu erreichen, ist                Weltwirtschaftsforum 2016

nicht einfach. Kompatibilität und Standards spielen bei der
Integration von Lieferantenkomponenten eine wichtige
                                                                       Darüber hinaus verlangt die Komplexität des Produkt-
Rolle. Dies gilt vor allem bei Software, auf die ein Großteil
                                                                       entwicklungsprozesses für autonome Fahrzeuge einen
der Innovationen entfällt. Konnektivität mit Sicherheit,
                                                                       nie da gewesenen Grad an betrieblicher Exzellenz und
einschließlich Cybersicherheit, sind entscheidend. Wenn die
                                                                       Effizienz, damit mehr Produkte in kürzerer Zeit mit
Funktionalität in so hohem Maße von externen Systemen
                                                                       mehr Personal hergestellt werden können. Die meisten
abhängig ist, wird es für die Hersteller zum Problem, den
                                                                       Erstausrüster und Lieferanten, die mit daran arbeiten,
Schutz ihrer Fahrzeuge zu gewährleisten. Es ist schwierig,
                                                                       autonome Fahrzeuge auf die Straße zu bringen, stellen
eine Fahrzeugzertifizierung basierend auf noch nicht
                                                                       ihr Innovationsmodell um und binden die traditionelle
formulierten Vorschriften durchzuführen, vor allem da die
                                                                       IT in die Fahrzeugentwicklung ein. Einige stellen die IT
Produkthaftung jetzt zu 100 Prozent beim Hersteller liegt.
                                                                       sogar an die Spitze ihrer gesamten Innovationstätigkeit
Für viele Unternehmen ist dies unbekanntes Terrain. Doch
                                                                       und verbinden autonome Fahrzeuge mit intelligenten
der potenzielle Nutzen ist riesig und wer früher in den
                                                                       Mobilitätsdiensten und Verkehrsvernetzung (Vehicle-to-
Markt eintritt, kann den Nutzen abschöpfen. Daher müssen
                                                                       Everything-Kommunikation, V2X). Unternehmen, die
die Unternehmen schnell, sehr schnell handeln.
                                                                       ihre Lieferkette effektiver verwalten, werden mit neuen
Der Automotive Aftermarket durchläuft eine revolutionäre               Chancen belohnt. Die explosionsartige Zunahme von
Transformation. Automobilunternehmen müssen nicht                      Software-Inhalten in autonomen Fahrzeugen fordert
nur mit tief greifenden Änderungen bei Produkten und                   Erstausrüster, Lieferanten und alle Akteure auf dem
Leistungen fertig werden, sondern diese auch finanziell                Aftermarket heraus.
nutzbar machen. Regulatorische Änderungen machen

Siemens Digital Industries Software                                                                                                           4
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Umbau zum digitalen Unternehmen

Im Mittelpunkt der Entwicklung eines Unternehmens                                            Softwaremanagement. Der digitale Zwilling der Produktion
zum digitalen Unternehmen steht das strategische                                             ermöglicht die Planung, Simulation und Optimierung der
Engagement für eine digitale Transformation. Dieses                                          Produktion, einschließlich der Erzeugung des Programm-
Engagement umspannt die gesamte Wertschöpfungs-                                              codes für speicherprogrammierbare Steuerungen und
kette des Automobilunternehmens einschließlich                                               der virtuellen Inbetriebnahme. Der digitale Zwilling der
der Lieferanten. Wichtigste Voraussetzung für diese                                          Leistung wird kontinuierlich mit Produktdaten und Daten
Transformation ist ein integriertes Portfolio aus                                            der Produktionsanlagen aus der realen Welt gespeist.
industrieller Software und Automatisierung. Auf dieser                                       Dadurch werden neue Einblicke gewonnen und es
Grundlage können Unternehmen digitale Zwillinge                                              entsteht ein geschlossener Entscheidungskreislauf, der die
erstellen – digitale Repliken von Produkten, Prozessen                                       Optimierung von Produkt und Produktion ermöglicht.
und Systemen –, die während des gesamten Produkt-
                                                                                             Der Übergang von Automatisierungssilos und sequentiellen
lebenszyklus, von der ersten Idee, über Umsetzung und
                                                                                             Prozessen zu agilen, parallelen Prozessen durch Digitali-
Nutzung eingesetzt werden können.
                                                                                             sierung führt zu einem beachtlichen Produktivitätsgewinn.
Der digitale Zwilling des Produkts wird bei der Definition                                   In einer von Siemens durchgeführten Studie wird der
und Konstruktion eines neuen Produkts erstellt und                                           potenzielle Produktivitätsgewinn, der sich bis 2025 aus der
ermöglicht die Simulation und Validierung von Produkten                                      globalen Digitalisierung ergibt, auf 6,3 bis 9,8 Prozent des
einschließlich Mechanik, Multiphysik, Elektronik und                                         Jahresumsatzes geschätzt.

                                                                                                                       Gewährleisten von digitaler
                                                                                                                       Kontinuität, domänenübergreifender
                                      Geringer Stromverbrauch                                                          Verfolgbarkeit und funktionaler
                                                 Hohe Leistung                                                         Sicherheit autonomer Systeme
                                                                                        eV
                                                                               ierlich erifizieru
                              Validierung vor der Chipmontage

                                                                           n u
                                                                         ti                       ng
                                                                     kon                             un
                                                                 ü r                 Ein-Chip-         d
                                                                                      System
                                                           f

                                                                                                                     Va
                                                        k
                                                      or

                        Fahrzeugdynamik
                                                                                                                        lid

                                                                                                                                     Formfaktorkonfiguration
                                                    ew

                           Antriebsstrang
                                                                 Fahrzeug und                            AD-Berechnungs-             Stromverbrauch
                                                                                                                            ie

                       Insassensicherheit
                                                                    Insasse                                                          Leistung
                                                                                                            Plattform
                                                Fram

          V&V auf Fahrzeugebene möglich
                                                                                                                             run

                                                                                        Digitale
                                                                                                                                 g

                                                                                     Innovations-
                                                                                       Plattform
                   (Sub-)Systemintegration                                        Domänenübergreifend                                Softwareerstellung
Haltbarkeit und Zuverlässigkeit der Sensoren                 System-                                             Embedded
                                                                                   Datenorchestrierung                               Automatisierung
                 Haltbarkeit der Verbindung                integration                                            Software           Testen
                                  Netzwerke
                                                                                                                                     Release-Management
                                                      Int

                                                                                                                     uf

                                                                             Sensor und
                                                                                                   Algorithmen
                                                                                                                   la

                                                                             Umgebung                                                Maschinelles Lernen
                                                                 at
                                                         eg

                             Sensordesign
                                                                                                                   V
                                                                                                                 er

                                                                                                                                     Sensorfusion
                     Leistungsoptimierung
                                                                      io                                n
                                                           r

                                                                        nz
                                                                                                                                     Lokalisierung
                                                                                                     re
                             Modellierung

                                                                             uB                    te                                Pfadplanung

                                                                                eginn           ei
                                                                                      u nd i m w

Siemens Digital Industries Software                                                                                                                             5
White Paper | Integration komplexer Hardware- und Softwareprozesse für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge

Die digitale Innovationsplattform von Siemens bietet                   • Sensorentwicklung für das Automotive-Umfeld und
umfassende Lösungen für die Entwicklung autonomer                        Leistungsoptimierungen
Fahrzeuge an, zum Beispiel:
                                                                       • Integrieren von komplexen elektrischen Subsystemen
• Energiesparende Entwicklung von hochleistungsfähigen                   unter Berücksichtigung von Haltbarkeit und
  Ein-Chip-Systemen mit Validierung vor der Chipmontage                  Zuverlässigkeit der Sensoren
• Emulation der Rechenplattform für autonomes Fahren                   • Optimieren elektrischer/elektronischer (EE)
  mit Formfaktorkonfiguration für Sensorfusion und                       Fahrzeugarchitekturen für verteilte Software und
  geringem Stromverbrauch                                                Netzwerkkommunikation
• Entwickeln von Embedded Software, Automatisierung,                   • Validieren und Verifizieren autonomer Systeme
  Tests und Freigabemanagement                                           auf Fahrzeug- und Insassenebene mit virtuellen
                                                                         Umgebungen, die mithilfe digitaler Zwillinge Millionen
• Steuerungsalgorithmen für maschinelles Lernen,
                                                                         von realen Szenarios erzeugen, um bei regressiven Tests
  Sensorfusion und Pfadplanung
                                                                         und Tests zu seltenen sicherheitskritischen Ereignissen
                                                                         eine entsprechende Abdeckung zu gewährleisten

Siemens Digital Industries Software                                                                                                           6
White Paper | Integration komplexer Hardware- und Softwareprozesse für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge

Eine komplette Umgebung für die
Entwicklung autonomer Systeme

Mit Lösungen von Siemens wird eine domänen-                            Mit einer solchen Plattform können die Teams die
übergreifende, integrierte Systems Engineering-                        erforderliche physische Plattform erstellen und sie mit
Umgebung zum Entwickeln selbstfahrender Fahrzeuge                      der EE-Plattform (Elektrik/Elektronik) und der Software-
realisiert. Der Schlüssel für die Herausforderungen bei der            komponentenarchitektur integrieren. Auf dieser
Entwicklung autonomer Fahrzeuge ist eine Engineering-                  Grundlage lassen sich Überlegungen anstellen und
Umgebung, in der die Prozesse für Hardwareentwicklung                  Vergleichsstudien durchführen, um zu einem robusten,
(einschließlich Maschinenbau und Elektrotechnik/                       sicheren und zuverlässigen virtuellen Fahrersystem für
Elektronik) und Softwareentwicklung integriert werden.                 autonome Fahrzeuge zu gelangen.
Die digitale Innovationsplattform von Siemens umfasst                  Während im Rahmen von IT-Systemen Web-Services für
Werkzeuge und eine Umgebung, die Integration und                       Kundengeschäftsmodelle, zum Beispiel multimodale
Unabhängigkeit im erforderlichen Umfang gewährleisten.                 Mobilität, Flottenmanagement und -diagnose, autonome
Die Offenheit dieser Plattform macht es möglich, die                   Paketzustellung und sonstige zur Integration mit
Anforderungen autonomer Fahrzeuge und Engineering-                     Fahrzeugsystemen gedachte Anwendungen entwickelt
Einschränkungen zu erfassen und gemeinsam eine                         werden, gibt die Fahrzeugarchitektur den Fahrzeug-
gemeinsame Fahrzeugarchitektur für Hardware- und                       teams mit entsprechenden Engineering-Ansichten die
Software Engineering-Teams zu erstellen.                               Möglichkeit, zusammenzuarbeiten und die Software-

Siemens Digital Industries Software                                                                                                           7
White Paper | Integration komplexer Hardware- und Softwareprozesse für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge

anwendungsentwicklung und Fahrzeugsysteme zu                            Schleife ist erforderlich, damit Probleme und Fehler
integrieren. Aufgrund dieser Integration können                         frühzeitig im Entwicklungsprozess erkannt und Fahrzeug-
Hardware- und Softwareteams gemeinsam wichtige                          montage und -fertigung fehlerfrei durchgeführt werden
Elemente des autonomen Fahrens entwickeln, wie                          können.
intelligente Bordsysteme, effektive und sichere Netzwerk-
                                                                        Mit einer integrierten digitalen Innovationsplattform
kommunikation und zentralisierte Sensorfusion. Dabei
                                                                        steht Ingenieuren aus verschiedenen Domänen eine
wird ein modellbasierter Engineeringansatz genutzt, um
                                                                        bewährte Lösung zur Verfügung, um nach Bedarf
einerseits einen intelligenten roten Faden zu erstellen und
                                                                        zusammenzuarbeiten. Darüber hinaus gewährleistet sie,
andererseits eine stabile Kommunikation mit Lieferanten
                                                                        falls erforderlich, die Verfolgbarkeit. Elektroingenieure
und eine agile Softwareentwicklung zu ermöglichen.
                                                                        arbeiten üblicherweise nicht mit Software Engineering-
Dieser Ablauf beinhaltet eine kontinuierliche Engineering-
                                                                        Werkzeugen (und umgekehrt). Daher können Ingenieure
Schleife zum Integrieren der virtuellen Verifizierung und
                                                                        mit der digitalen Innovationsplattform bequem im
Validierung von Systemen an verschiedenen Meilen
                                                                        eigenen Fachbereich arbeiten und der Plattform die
steinen und ermöglicht Abstraktionen der Hardware- und
                                                                        Integration und Koordination des Gesamtdesigns über
Softwareentwicklung. Die kontinuierliche Engineering-
                                                                        Aktivitäten und Domänen hinweg überlassen.

                                         Kontinuierliche Engineering-Schleife

          Anforderungen
          autonomer
                                          Physische                                                          Bordsteuerungen
          Fahrzeuge
                                          Plattform                                                        Fahrzeugnetzwerk-
                                                                                                              kommunikation
                                                                Plattform-
                                                               integration                Zentralisierte                   Virtuelle Multiphysik-
                                           Elektrik-/                                     Sensorfusion                       Steuerungen V&V
                                         Elektronik-
                                          Plattform

                                                                 Virtuelles
             Fahrzeugarchitektur                              Fahrersystem
                                          Software-
                                                                                   Modellbasiertes Software- und                 Digitale
                                      komponenten-
                                                                                     Steuerungsengineering                      Fertigung
                                         architektur
                                                              Integration von
                                                                 IT-Systemen
                                            Online-
         Engineering-                  konnektivität
         Einschränkungen                                                                 Agiles Software
                                                                                          Engineering

Siemens Digital Industries Software                                                                                                                 8
White Paper | Integration komplexer Hardware- und Softwareprozesse für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge

Abstimmen von Produktentwicklung
und Softwareentwicklung

Die typische Umgebung mit Produktentwicklungs-                         Software ist bei der Entwicklung zum einen die wichtigste
werkzeugen ist nicht für die Anforderungen im                          Innovationsquelle und zum anderen gleichzeitig der
Zusammenhang mit der Entwicklung autonomer                             primäre Engpass – vor allem angesichts des großen
Fahrzeuge geeignet. Die meisten Unternehmen setzen                     Sprungs von ADAS zur Entwicklung autonomer Fahr-
domänenspezifische Werkzeuge ein, zum Beispiel:                        zeuge. Somit wird die Integration der erforderlichen
                                                                       Softwareentwicklung über die optimierte elektrische
• Mechanische computergestützte Konstruktion,
                                                                       Hardwarearchitektur hinweg für Sensorfusion sowie
  computergestützte Konstruktion und computer-
                                                                       komplexe Steuerungen und Algorithmen unerlässlich.
  gestützte Fertigung (MCAD/CAM/CAE)
                                                                       Da die Produktfunktion zunehmend von der Software
• Elektrotechnik und Elektronikkonstruktion (EDA)                      bereitgestellt wird, wächst die Bedeutung der system-
• Application Lifecycle Management (ALM) mit                           und modellbasierten Engineering-Methodiken und die
  oder ohne Auswahl aufgabenspezifischer                               Hersteller müssen die lose Koordination von mechanischer
  Softwareentwicklungswerkzeuge                                        Konstruktion, Elektronik und Softwareentwicklung
                                                                       durch einen enger gefassten, systemorientierten Ansatz
• Product Lifecycle Management (PLM)                                   ersetzen. Unternehmen, die diesen Wechsel nicht
Der mangelnde Zusammenhalt und die mangelnde                           vollziehen, müssen mit Schwierigkeiten im Wettbewerb
Integration über diese Werkzeuge hinweg führen                         rechnen.
dazu, dass mehrere Domänen nicht angebunden und
abgestimmt werden. Dadurch werden Geschwindigkeit,
Flexibilität, Qualität und Effizienz des Entwicklungs-
prozesses beeinträchtigt. Die isolierten Werkzeuge
verursachen hohe Kosten durch späte Nacharbeit,
Fahrzeugintegration und Gewährleistungsfälle.

Siemens Digital Industries Software                                                                                                           9
White Paper | Integration komplexer Hardware- und Softwareprozesse für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge

Einheitliches ALM

Anders als die entkoppelten Technologien heterogener                            Systeme wie Polarion ALM umfassen Funktionen wie
Softwareentwicklungswerkzeuge – separate Systeme                                Verfolgbarkeit, agile Vorlagen und Methodiken sowie
für Anforderungen, Qualitätssicherung, integrierte                              Zugriffs- und Versionsverwaltung, mit denen die Zyklen
Entwicklungsumgebung, Konfigurations- und Freigabe-                             der Softwareentwicklung flexibel durchlaufen werden
management – sind beim einheitlichen ALM sämtliche                              können, während Werkzeuge eine fließende, schnellen
Prozesse in einer integrierten Plattform zusammengefasst,                       Änderungen unterworfene Entwicklung unterstützen und
die Anforderungen, Qualität und Test, Änderung,                                 gleichzeitig mittels Projektkontrolle, Audits und Metriken
Aufgaben und Software-Builds verwaltet. Einheitliche                            die Transparenz gewährleisten.

                                               Anforderungs-
                                               management

                   Änderungs- und
                                                                                                  Das einheitliche ALM integriert
                                                                        Build- und
                   Konfigurations-
                                                                   Release-Management
                                                                                                  alle Workflows und Prozesse zur
                    management
                                                                                                  Softwareentwicklung.

Wiederverwendungs-                                                                  Agiles/hybrides
  und Verteilungs-                                                               Projektmanagement
   management
                                           Zusammenarbeit
                                          Rückverfolgbarkeit
                                              Workflow

                                                                                Planungs- und
     Test- und Qualitäts-                                                        Ressourcen-
        management                                                              Management

                               Problem- und                    Audits und
                            Risikomanagement                   Metriken,
                                                                Berichte

Siemens Digital Industries Software                                                                                                                   10
White Paper | Integration komplexer Hardware- und Softwareprozesse für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge

Verwalten der Produkt- und
Softwarelebenszyklen mit ALM und PLM

Die Methoden zum Verwalten eines Produktlebenszyklus                                                                   die Verwaltung anderer Domänen der Produktentwicklung
mit PLM und zum Verwalten des Lebenszyklus einer                                                                       nicht gut geeignet. Die Lösung liegt in der Integration und
Softwareanwendung mit ALM weisen Gemeinsamkeiten                                                                       Interoperabilität von PLM- und ALM-Lösungen. Entwickler
auf. Sowohl PLM- als auch ALM-Systeme sind um einen                                                                    autonomer Fahrzeuge nutzen sowohl ALM als auch PLM
integrierten Prozess und mehrere Kerndisziplinen herum                                                                 in einem integrierten Prozess, der allen Disziplinen und
aufgebaut, unterscheiden sich jedoch in wichtigen                                                                      Entwicklungsprozessen die gemeinsame Verwendung und
Punkten. Typische PLM-Systeme sind nicht ideal für die                                                                 Verknüpfung von Hardware- und Softwareanforderungen
Komplexität und das Dateimanagement von Software-                                                                      sowie eine enge Zusammenarbeit durch den Aufbau
entwicklungsprozessen geeignet. Dies gilt vor allem für                                                                domänenübergreifender Beziehungen ermöglicht. Die
iterative Entwicklungszyklen, wechselnde Anforderungen,                                                                Teamcenter PLM Software und Polarion ALM von Siemens
Verfolgbarkeit und Beziehungen von Elementen und                                                                       unterstützen diesen Ansatz.
andere Besonderheiten. ALM-Werkzeuge wiederum sind für

                               f tware Engineering
                             So      nt  me                                     SW                                                      Autonome Fahrzeuge werden mit
                                    n age                                          B      uil                                           einer integrierten Kombination
                                  a                                                           d-
                         sm                                                                        /Fr
                      ng
                                                          Klockwork
                                                                             Vector                   ei                                von ALM- und PLM-Technologien
                   ru                   Eclipse                                                          g
                          Git                                                             LDRA                                          entwickelt, wobei die Domänen
           e

                                                                                                          ab

                                                               Test-/Codeab
         nd

                                                                           dec
                                                                              ku                                                        Software, Elektrik/Elektronik und
                                                                                                             em

                                                    t.                           ng
                                                        eiterungen
          Ä

                      Perforce                 gm
                                                                                                                                        Maschinenbau miteinander verknüpft
                                                    ErwSW-Anf.
                                          -M
      tes

                                                                                                                     an

                                       de                                                            SPARQL
                                                                                                                      ag

                                                                                                                                        sind.
                                 Co
       rier

                                                                                            Of

                                                                                                                        em

                                                          mgmt.     Test und QA                       ISO, SPICE
                                                                                              fe
  Integ

                                                                                                ne
                           g

              MATLAB
                            n

                                                                                                                           en
                        eru

                                                                                                 Sta

                                                                                                                w3C
                                                                                                    ndar
                            li

                                                                                                                         t
                      Model

                                                                             Problem- und
                                                                                                        ds

                                  Software-

                                                            ALM
                                  Variantenmgmt.                             Fehlermgmt.
         eQube
                                   Build- und                                Änderung
                 DVP

                                   Freigabemgmt.
                 u nd R

                                                                             und Konfig.
                                                                                                       f.  An

                                                                                                                 PLM
                         InteW-Artefa

                                                                                           r
 Integ

                                                                                                                        t
                                                                                    nte

                                                                                                                           n
                                                                                                       rte

                                                                                                                       eme
                                                                                                   rie

                                                     Ressourcen-
                                        pe Mgmt.
                                                                                                                Tc
                         S

                                                                   Audits, Metriken,
                                                                                                teg
                             ro k

                                                                                  ce

                                                     Berichte
                                          ra b                m
                                                                                              In

                                               ilität mit Tea ystem-rung
      rier

                                  te
                                                                                                                     ag

                  LMS
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                                                                                                                an

                                                              S   ie
                                                      HW                                  ll
                                                          /SW-In                        de      al
         St

                                                                                      mo
                                                                                                          m

                                                     u nd        tegration                   pit s
                 kl                                       Co-Sim                          Ca tem

                                                                                                           nt
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                                                                                                        en

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                         e                                                                      ria
                                         Simulink
                                                                      LMS
                                                                                              Va

                                 Pro
                                          du c t E                        ing
                                                                   ngineer

Siemens Digital Industries Software                                                                                                                                              11
White Paper | Integration komplexer Hardware- und Softwareprozesse für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge

Zusammenfassung

Software ist eine kritische Komponente sämtlicher                                                     integrierten Lösungen können EE-Systeme im Fahrzeug-
Technologien, die zusammen autonome Fahrzeuge                                                         Engineering für die stark verteilten Softwaresteuerungen
möglich machen. Als primäre Quelle für Funktionen                                                     optimiert werden, während die Softwaredomäne das
und Innovationen in den Fahrzeugen der Zukunft                                                        modellbasierte Software Engineering nutzen und damit
führt Software zu einem nie da gewesenen Maß an                                                       gewährleisten kann, dass Systemverhalten und zeitliche
Komplexität, das eine digitale Transformation der                                                     Aspekte erfasst werden. Diese Lösungen müssen die
Unternehmen erforderlich macht.                                                                       Entwicklung von Ein-Chip-Systemen mit Validierung
                                                                                                      vor der Chipmontage bis hin zu den fahrzeuginternen
Die wachsende Fokussierung von Softwaresystemen
                                                                                                      Software-Binärdateien auf einzelnen ECUs und mit
auf autonome Fahrzeuge und die Zunahme ent-
                                                                                                      kontinuierlicher Verifizierung und Validierung in einem
sprechender Inhalte erfordern einen Ansatz, der die
                                                                                                      geschlossenen Kreislauf abdecken, um zu gewährleisten,
Entwicklung elektrischer und elektronischer Systeme
                                                                                                      dass eine kontinuierliche Co-Simulation der EE-Hardware
und die Softwaredomänen integriert. Mithilfe dieser
                                                                                                      und -Software möglich ist.

                                                                                                                   h in z u S
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                                                                                                                                     e
                                                                                             Ch
                -

                                           tu
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                                                                                                                                      in
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                                                                                                                                         Fah
                                                                                                                                             r
                                                                                                                                          zeugen
entwicklung

                                Zusammenarbeit                                         Rückverfolgbarkeit                                          Wiederverwendung
 Fahrzeug-

                          KONZIPIEREN                                                              REALISIEREN                                          NUTZEN

                                                                                                             Kompromisse auf Produktebene und Integration mehrerer Systeme
                                                rt                                                           Koordinieren einer durchgängigen Softwareentwicklung
                                            Ve

                                                                                      ng

                                                     ra                                lu
                                                       gs
                                                            -u                      ick                      Optimierte EE-Systeme für verteilte Software
                                                              nd A           n e ntw
                                                                   lgorithme
                                                                                                             Softwaremodellierung und Behavior Engineering
                                                                                                             Sichere und zuverlässige Softwareentwicklung
                                                                                                             Hardware- und Software-Co-Simulation

Referenzen
1.   „Autonomous Vehicle Sales to Surpass 33 Million Annually in 2040,                                5.   „Explore GM’s Insane Vision Of Autonomous Driving From The 1950s“
     Enabling New Autonomous Mobility in More Than 26 Percent of New Car                                   https://jalopnik.com/
     Sales“, IHS Markit, 2. Januar 2018: https://technology.ihs.com/599099/                                explore-gms-insane-vision-of-autonomous-driving-from-th-1704535387
     autonomous-vehicle-sales-to-surpass-33-million-annually-in-2040-                                 6.   „Self-driving car technology: When will the robots hit the
     enabling-new-autonomous-mobility-in-more-than-26-percent-of-new-                                      road?“, McKinsey & Company, Mai 2017: https://www.
     car-sales-ihs-markit-says                                                                             mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/
2.   „The End of Car Ownership“, Wall Street Journal, 20. Juni 2017: https://                              our-insightsself-driving-car-technology-when-will-the-robots-hit-the-road
     www.wsj.com/articles/the-end-of-car-ownership-1498011001                                         7.   „Toyota says its autonomous cars need 8.8 billion miles of
3.   „Envisioning the Car of the Future as a Living Room on Wheels“, New                                   testing before they’re a thing“, David Gluckman, AutoBlog,
     York Times, 15. Juni 2017: https://www.nytimes.com/2017/06/15/                                        29. September 2017: www.autoblog.com/2016/09/29/
     automobiles/wheels/driverless-cars-interior.html                                                      toyota-autonomous-cars-need-8-8-billion-miles-testing/
4.   „Computer, Drive My Car!“, Computer, 2017, Band 50, Ausgabe                                      8.   „Autonomous Driving“, Roland Berger, 2014: https://www.rolandberger.
     Nr. 1 – Januar: https://www.computer.org/csdl/mags/co/2017/01/                                        com/publications/publication_pdf/roland_berger_tab_autonomous_
     mco2017010008.html                                                                                    driving.pdf

Siemens Digital Industries Software                                                                                                                                              12
Siemens Digital Industries Software                                                            Über Siemens Digital Industries Software
                                                                                               Siemens Digital Industries Software fördert die Transfor-
Hauptsitz                                                                                      mation von Unternehmen auf ihrem Weg in Richtung
Granite Park One                                                                               „Digital Enterprise“, in dem Engineering, Fertigung und
5800 Granite Parkway                                                                           Elektronikdesign bereits heute den Anforderungen der
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USA                                                                                            Zwillinge, die ihnen neue Einblicke, Möglichkeiten
+1 972 987 3000                                                                                und Automatisierungsgrade bieten, um Innovationen
                                                                                               voranzutreiben. Weitere Informationen über die Produkte
Nord-, Mittel- und Südamerika                                                                  und Leistungen von Siemens Digital Industries Software
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