Bei klirrender Kälte in ein warmes Auto mit enteisten Scheiben einsteigen: Diesen Komfort bieten Standheizungen. Ihre Funktion ist das Beheizen der Fahrgasträume von Fahrzeugen unterschiedlicher Modelle. Die von einer Brennkammer erzeugte Wärme wird an das Kühlwasser des Fahrzeuges abgegeben und eine elektrische Umwälzpumpe sorgt für die Verteilung der Wärme – auch bei ausgeschaltetem Motor. Um diese Funktion zu überwachen, bedarf es eines Steuergerätes, der ‘Electronic Control Unit’ (ECU), die in das Gesamtsystem des Fahrzeuges passen muss und letztendlich eine Einheit mit den anderen Steuergeräten des Fahrzeuges bildet.

Mit der Kernkompetenz ‘Systems Engineering’ (SE) unterstützt invenio einen der führenden Automobil-Zulieferer bei der Entwicklung dieser modernen Steuergeräte für Heizsysteme – vom Requirements Engineering und Management bis hin zur technischen Abstimmung und Abnahme mit den internen Kunden.

Die Entwicklung von Steuergeräten mit gezielten Anforderungen ganzheitlich unterstützen

Neben der kommerziellen Variante der Steuergeräte gibt es auch spezifische Varianten speziell für einige OEMs. Die kommerzielle Variante dient als Grundlage zur Entwicklung der OEM-Lösung. Da für diese Ausführung eine produktspezifische Individualisierung der ECU vorgenommen werden muss, sind die speziellen Kundenanforderungen frühzeitig in allen Entwicklungsbereichen zu berücksichtigen. Dies kann beispielsweise die Erweiterung existierender, aber auch die Entwicklung neuer Funktionen mit sich bringen.

Ein effektives Requirements Engineering und Management ist dafür unerlässlich: In umfangreichen Projekten mit komplexen Produkten gewährleistet dieses Vorgehen, dass die Effizienz über die Projektdauer auf einem hohen Niveau bleibt und Fehler sowie Unstimmigkeiten von Anfang an vermieden werden. Dies bedeutet aber auch, dass ein Systems Engineer die speziellen Kundenwünsche vollumfänglich aufnehmen, konkretisieren und als Systemanforderungen (Requirements) in die kommerzielle Basis des Steuergerätes einarbeiten muss, um so die Realisierung der kundenspezifischen Anpassungen zu ermöglichen. Elementar ist hierbei, dass entstehende Konflikte mit den bereits bestehenden Systemanforderungen identifiziert und in Abstimmung mit allen Stakeholdern aufgelöst werden. Letztendlich stellen diese Anforderungen sicher, dass das System bestehend aus Hardware und Software, die geforderten Funktionen erfüllt.

Anforderungsmanagement zum Beherrschen der Komplexität

Um die Komplexität der Anforderungen beherrschbar zu machen, setzen invenio-Experten Application Lifecycle Management Tools (ALM) wie Polarion ein.

Der Einsatz eines solchen Tools ist ein notwendiger Erfolgsfaktor, da die einzelnen Anforderungen genau dokumentiert sowie mit nachfolgenden Prozessschritten verknüpft werden müssen (Traceability). Offene Problematiken werden dadurch rasch identifiziert und präzise gesteuert. Um nachzuvollziehen, dass das Zusammenspiel von Hard- und Software sichergestellt und die ECU auch im Einsatz mit anderen Steuergeräten funktionstüchtig ist, werden die Systemanforderungen mit den Software- und Hardwareanforderungen verknüpft – dies liefert gleichzeitig auch den Nachweis, welche Requirements des Systems umgesetzt worden sind.

Sind die Anforderungen an die ECU erfasst und spezifiziert worden, erfolgt ihre Implementierung. Das effektive Requirements Management führt dabei von Beginn an zu einer verbesserten Interpretation der Anforderungen durch den Entwickler, der die Implementierung vollzieht. Die Verknüpfung von Kontextinformationen und Begrifflichkeiten werden durch die Verbindung der Artefakte einfach abruf- und gleichermaßen beherrschbar.

Die korrekte Umsetzung der spezifizierten Anforderungen im Steuergerät wird im Anschluss an die Implementierung (Hardware/Software) durch das Test-Team verifiziert. Auch hier hat invenio die Expertise, um mit entsprechenden Experten unterstützen zu können. Zunächst wird für jede Anforderung ein Verification Criteria definiert – ein Kriterium, das bei Erfüllung die Umsetzung der Anforderung bestätigt. Diese Vorgehensweise stellt einen hohen Grad an Richtigkeit und vor allem Nachweisbarkeit der Anforderungen sicher.

Aus diesen definierten Kriterien werden schließlich Test-Fälle abgeleitet, die vor der Durchführung einem Review unterzogen und gegebenenfalls korrigiert werden. Durch die Verknüpfung der Test-Fälle und Anforderungen in Polarion, kann eine präzise und leicht nachvollziehbare Auswertung erstellt werden – sozusagen als Nachweis für die korrekte Umsetzung der Requirements. Gleichzeitig werden die beim Testing aufgedeckten Abweichungen der Implementierung zu den Systemanforderungen dokumentiert und durch korrigierende Maßnahmen aufgelöst. Auch hier sind Systems-Engineering-Experten involviert und managen alle Abweichungen, bis diese nicht mehr auftreten. Das beinhaltet häufig eine Anpassung der Implementierung mit erneuten Tests oder eine Anpassung des Tests, falls dieser nicht korrekt definiert worden ist. Spätestens bei dieser Ergebnisauswertung werden Defizite in Anforderungen, Test-Fällen oder der Implementierung eindeutig ermittelt und umgehend nachjustiert. Die durch diesen Prozess nachgewiesene Umsetzung der Kundenwünsche ist unbedingt erforderlich, um das entwickelte Steuergerät am Ende für die Serienproduktion freigeben zu können.

invenio interagiert als Schnittstelle zwischen dem Kunden und den Fachabteilungen und begleitet so den gesamten Entwicklungsprozess von den ersten Anforderungen bis zur Serienfreigabe. Der erwiesene Mehrwert von Requirements Management, als Teil des Systems Engineering, ist die aktive Risikominimierung bei der Entwicklung komplexer Systeme, wie es moderne Steuergeräte für Fahrzeuge sind. Das bedeutet, dass der Projekterfolg angefangen bei der systematischen Anforderungserhebung über die Nachverfolgung bis hin zum Nachweis der erfolgten Umsetzung durch das Testing sichergestellt wird. Als Resultat erreicht man somit eine höhere Produktqualität, die wiederum positive Auswirkung auf die Kundenzufriedenheit generiert und somit eine langfristige Wettbewerbsfähigkeit gewährleistet.

invenio – Wir entwickeln. Mit System!

Autor:

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Moritz von Ammon, Junior Consultant Systems Engineering
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