Assistenz- und Automationssysteme im Automobil zeichnen sich verstärkt durch eine große Komplexität und einen hohen Vernetzungsgrad aus. Weiterhin existiert eine Vielzahl von Anforderungen anderer Fachdisziplinen an die Funktionsentwicklung, wie beispielsweise in den Bereichen der funktionalen Sicherheit und der Fahrer-Fahrzeug-Interaktion. Somit ergibt sich für die Entwickler nicht nur eine gestiegene Komplexität der Assistenzsysteme, sondern auch der einzuhaltenden Entwicklungsprozesse. Die vorliegende Arbeit liefert eine neue Methode, die Entwickler bei der Bewältigung dieser Komplexität unterstützt. Dabei wird ihnen problemonentiert und zielgerichtet relevantes Wissen anderer Fachdisziplinen aufbereitet und zur Verfügung gestellt. Somit können Entwurfsalternativen früher als bisher im Kontext der Gesamtentwicklung bewertet werden, was sich positiv auf Produktqualität und Entwicklungszeit auswirkt. Eine wichtige Basis dieser Methode ist die Formalisierung des Entwicklungsprozesses. Dazu wird ein iteratives und rekursives Vorgehensmodell definiert, welches verschiedene Disziplinen und ihr Domänenwissen integriert. Die Formalisierung ist mit einer großen Offenheit gestaltet, um das formalisierte Domänenwissen langfristig und flexibel in verschiedenen Projekten wiederverwenden zu können Zur Formalisierung von Domänenwissen wird die Web Ontology Language (OWL) verwendet, eine international standardisierte Sprachfamilie zur maschinenlesbaren Wissensrepräsentation. In einem weiteren Schritt beschreibt diese Arbeit, wie auf Basis des formalisierten Domänenwissens die interdisziplinären Entwicklungsaktivitaten effizient verknüpft werden können. Dazu wird die Analysierbarkeit des formalisierten Wissens für automatische Schlussfolgerungen auf der vorhandenen Wissensbasis genutzt. So werden insbesondere Einflussanalysen möglich, um über die eigene Domäne hinaus Änderungen bezüglich des Gesamtentwicklungsprozesses zu bewerten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine prototypische Werkzeugkette implementiert, die die beschriebene Methode umsetzt und generische Analyseschritte auf Basis der OWL implementiert. Durch die Werkzeugintegration kann der Nutzen der Wissensaufbereitung für einen Funktionsentwickler aufgezeigt und Hinweise bezüglich der technischen Skalierbarkeit der Methode gegeben werden. Als Anwendungsbeispiel im Rahmen der prototypischen Implementierung dient die angedeutete Weiterentwicklung eines radarbasierten Abstandsregeltempomaten zu einem Notbremssystem. Dazu werden funktionale Anforderungen mit einem Spezifikationswerkzeug modelliert und annotiert. Eine Einflussanalyse über das zuvor formalisierte Domänenwissen liefert daraufhin ein maßgeschneidertes Vorgehensmodell. Dabei wird insbesondere der Einfluss der funktionalen Sicherheit auf die Funktionsentwicklung beleuchtet, indem aus einem formalisierten Wissensmodell des Standards ISO 26262 notwendige Anforderungen und Methoden für den Gesamtentwicklungsprozess abgeleitet werden.

    Automotive assistance and automation systems increasingly present high levels of complexity and connectivity In addition, more and more specific requirements in the disciplines of functional safety and driver-vehicle interaction have to be considered during functional development. Thus, developers have to cope with increasing levels of product complexity, but also complexity of the development process This thesis presents a new method which supports developers in handling these dimensions of complexity. Therefore relevant knowledge of other disciplines is presented to them in a solution-oriented way. Thus, design alternatives can be assessed much earlier in the overall development process which has a positive impact on product quality and development cycles. An important base in this method is the formalization of the development process. Therefore an iterative and recursive process model is defined which integrates different development disciplines and their domain knowledge. The formalization is designed in a very open way to enable long-term and flexible reuse in several development projects. For formalizing domain knowledge the Web Ontology Language (OWL) is used which is an internationally standardized family of languages for machine-readable knowledge representation. The next aspect in this thesis involves efficient use of formalized domain knowledge to link different interdisciplinary development activities Therefore the analyzability of formalized knowledge is used for automated reasoning on the assembled knowledge base. This especially introduces an impact analysis to assess major cross-cutting changes to the product in the context of the overall development process. For this thesis a prototype toolchain is developed which implements the described method and provides generic analysis steps on top of OWL. Through the technical implementation the benefit of formalizing domain knowledge for functional developers can be demonstrated. Furthermore, hints can be derived regarding technical scalability of the method. The extension of a radar-based adaptive cruise control system towards an emergency braking system is sketched as an example for the prototype toolchain. Functional requirements are modelled and annotated using a requirements specification too.l Impact analysis on the formalized domain knowledge provides a custom tailored process model. In this example, especially the impact of functional safety on the functional development is focussed, involving a formalized model of requirements and methods from ISO 26262.


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    Titel :

    Zur interdisziplinären Entwicklung sicherheitskritischer Assistenz- und Automationssysteme im Automobil


    Beteiligte:
    Gacnik, Jan (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2012


    Format / Umfang :

    142 Seiten, Bilder, Tabellen, 156 Quellen



    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch