Viele Fahrzeuginnovationen lassen sich nur mithilfe von Elektrik/Elektronik (E/E) umsetzen. In der Vergangenheit wurden neue E/E-Systeme oft durch zusätzliche und systemspezifische Steuergeräte mit eigener Sensorik/Aktuatorik realisiert, die kommunikationstechnisch immer enger vernetzt wurden. Auf diese Weise sind komplexe E/E-Architekturen gewachsen, die bzgl. Kosten/Gewicht und Eigenschaften, wie z. B. Timing-Verhalten und Buslast, Schwächen aufweisen. Bei der Weiterentwicklung einer aktuellen Architektur ergeben sich dabei aber zahlreiche technische Alternativen. Aus dieser Kombinationsvielfalt gilt es, eine Lösung zu finden, die auf Gesamtfahrzeugebene die "beste" Lösung darstellt. Ein etablierter Ansatz solche komplexen E/E-Architekturen systematisch zu entwickeln, ist die modellbasierte E/E-Architekturentwicklung, wie sie z. B. durch das Werkzeug PREEvison unterstützt wird. Üblicherweise werden hierbei die technischen Alternativen in einer E/E-Architektur systematisch modelliert und anschließend mithilfe von Metriken vergleichend bewertet. PREEvision stellt hierzu einen Variantenmechanismus zur Verfügung, mittels dessen sich solche Alternativen modellieren lassen. Allerdings ist dieser Ansatz so generisch, dass es im praktischen Einsatz einer genauen Definition der Vorgehensweise bzw. der Variantenstruktur bedarf. Außerdem müssen nach dem gegenwärtigen Ansatz alle Kombinationen von technischen Alternativen manuell erstellt werden, was in der Praxis dazu fuhrt, dass nur die vielversprechendsten Alternativen modelliert werden. Beide Mängel sollen durch den Ansatz dieser Arbeit behoben werden. Der Ansatz sieht zwei Schritte vor: Es muss möglich sein, die technischen Alternativen schnell zu modellieren und zu konsistenten Architekturvarianten zu kombinieren. Bzgl. des ersten Punktes wurden durch Expertenbefragungen die häufigsten Architekturänderungen identifiziert, mit Hilfe der Graphersetzungstheorie analysiert und zu automatisierten Refactorings umgesetzt. Durch die formale Betrachtung wird die Grundlage für ein automatisches Variantenmanagement geschaffen. Dieses erzeugt Konzeptalternativen, die sich zu bewertbaren Architekturvarianten zusammensetzen lassen. Durch die schnell durchgeführten Modelländerungen kann der Explorationsraum bei der Architekturoptimierung schneller und damit auch umfassender als bisher untersucht werden. Hierdurch lassen sich Optimierungspotentiale in der Architektur ausschöpfen. Die Tauglichkeit des Ansatzes wurde in einem Prototyp, der bei Architekturuntersuchungen zum Einsatz kam, nachgewiesen.

    Many automotive innovations can only be put into practice using electric/electronics. In the past, new E/E Systems were often implemented by means of additional and system specific control units, with their own sensor/actuator which were, in terms of communication, more and more cross-linked. That way, more complex E/E-architectures grew which show weaknesses regarding cost/weight and characteristics like e.g. timing behaviour and busload. But various technical alternatives arose during the further development of a current architecture. It is then necessary to find a solution out of this variety of combinations, which represents the "best" solution on a general automotive level. The model based E/E-architecture development, like it is supported e.g. by means of the tool PREEvsison, is a well-established approach to systematically develop such complex E/E architectures. Usually technical alternatives are systematically modelled in E/E-architecture and later by means of metrics comparatively evaluated. PREEvsison provides a variant management mechanism with which such alternatives can be modelled. But this approach is so generic, in a practical use there is an exact definition of the segments of activities or rather of the variant mechanism structure required. In addition, according to the present approach, all combinations of technical alternatives have to be created manually. In practice this leads to only the most promising alternatives being modelled. This work deals with resolving both mentioned deficiencies. The approach intends to use two steps: It has to be possible to model the technical alternatives quickly and the alternatives should be quickly combined to consistent architectural variants. Regarding the first point, by consultation with experts the most frequent architectural changes were identified, analysed by means of graph rewriting and, with a relevant transformation, converted into automated refactoring. This formal consideration builds the basic concept of an automatic variation management which automatically produces concept alternatives that assemble assessable architecture alternatives. Due to the quickly carried out changes of models, the exploration space of the architecture optimization can be more quickly and therefore more extensively analysed. The chance of exhausting the optimization potential available in the architecture is raised. The suitability of the approach was proved in a prototype which was used during the architectural analysis.


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    Title :

    Systematisches Variantenmanagement für Elektrik/Elektronik-Architekturen im Kraftfahrzeug


    Contributors:


    Publication date :

    2013


    Size :

    221 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen




    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German