VIF-MEPAS - Methoden und Prozesse für die Enwicklung eingebetteter Systeme in Fahrzeugen

Die automotive Industrie erfährt einen Trend hin zur Elektrifizierung von Antriebssträngen. Das führt zu neuen Antriebsstrangtopologien wie zum Beispiel Antriebssträngen für Hybridfahrzeuge. Diese Antriebsstränge enthalten zusätzliche Komponenten wie elektrische Maschinen oder Hochvoltbatterien. Diese Komponenten sowie deren Interaktion werden von eingebetteten Systemen gesteuert. Daraus resultierend, können Fehler oder Ausfälle dieser eingebetteten Systeme zu schweren Gefährdungen führen. Deshalb sind die eingebetteten Systeme von Hybridfahrzeugen sicherheitskritisch. Darüber hinaus tragen die zusätzlichen Komponenten von Hybridfahrzeugen dazu bei, dass sich die ohnehin steigende Komplexität von automotiven, eingebetteten Systemen weiter erhöht. Die Entwicklung zunehmend komplexer, sicherheitskritischer eingebetteter Systeme erfordert geeignete Safety Engineering Workflows, die sich an den funktionalen Sicherheitsstandard ISO~26262 für die automotive Domäne anlehnen, sowie Werkzeugunterstützung, die es ermöglicht, mühsame und fehleranfällige Aktivitäten zu automatisieren. Unter den typischerweise werkzeugunterstützten Aktivitäten für die Entwicklung sicherheitsgerichteter, automotiver eingebetteter Systeme finden sich (a) Frühzeitige Gefährdungsanalyse, (b) Fehlerbaumanalyse, FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) und Allokieren von Sicherheitsparametern basierend auf Systemmodellen sowie (c) Generierung von Quellcode und Modellen. Jedoch ist die Werkzeugunterstützung in Bezug auf (a), (b) und (c) verbesserungsfähig. Der Beitrag dieser Dissertation ist es, den Stand der Technik in Bezug auf (a), (b) und (c) zu verbessern und beschreibt einen Ansatz zum Model-Based Safety Engineering of Automotive Systems. Insbesondere umfasst dieser Ansatz Werkzeugunterstützung für (1) die Erstellung sicherheitsrelevanter Modelle, (2) die Generierung von Fehlerbäumen, FMEA Tabellen und ASIL (Automotive Safety Integrity Level) Allokierungen sowie für (3) die Konfigurierung und Codegenerierung. Das Werkzeug OASIS (Aut\textbf{O}motive \textbf{A}nalysis and \textbf{S}afety Eng\textbf{I}neering In\textbf{S}trument) stellt eine Implementierung von (1), (2) und (3) dar. Dieses Werkzeug ist Teil einer Werkzeugkette, die einen automotiven Safety Engineering Workflow unterstützt. Diese Werkzeugkette wurde verwendet, um den präsentierten Ansatz zum Computer-Aided Model-Based Safety Engineering of Automotive Systems unter der Verwendung der Fallstudie einer Hybridfahrzeugentwicklung experimentell zu evaluieren. Metriken zeigen, dass Computer-Aided Model-Based Safety Engineering of Automotive Systems zu reduziertem Zeitaufwand sowie zu gesteigerter Produktqualität führt, was auf die Vereinfachung sowie die Automatisierung von Arbeitsschritten zurückzuführen ist. Aus diesem Grund kann Computer-Aided Model-Based Safety Engineering of Automotive Systems die Industrie dabei unterstützen, sichere und leistbare Produkte zu entwickeln.