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Johannes Trageser (SodiusWillert): Der Vergessenskurve ein Schnippchen schlagen – Agil im Safety Context durch werkzeuggestützte Nanozyklen im V-Model

Nicht umsonst wird bei der Auftragsvergabe von Projekten im Safety Bereich darauf hingewiesen, dass die Erfüllung der erforderlichen Richtlinien zu einem bis zum Faktor 10 erhöhtem Aufwand im Engineering gegenüber Engineering außerhalb des Safety Kontextes führen kann. Häufig wird dieser Aufwand von Unternehmen die bisher keine Erfahrung in diesem Bereich haben stark unterschätzt. Das Problem im Kontext von Safety ist, dass es sehr viel mehr Arbeitsschritte in Bezug auf eine Änderung gibt – Requirement Engineering, gefolgt von Implementation und Test, Dokumentation und Review.
Wenn alle Phasen im V-Modell in groben Schritten durchlaufen werden und einzelnen Tätigkeiten bezogen auf eine Änderung zeitlich weit auseinander liegen, kann ein Zusatzaufwand entstehen, da verschiedene Gehirne sich für jeden Schritt erneut in den Kontext der Änderung hineindenken müssen.

Eine andere Möglichkeit ist das V-Modell in einem Nano Zyklus für genau eine Änderung vollständig zu durchlaufen. Der Vorteil liegt im zeitlich dichterem Verlauf der einzelnen Tätigkeiten zueinander. Ein kleines Beispiel: Erfährt ein Entwickler innerhalb von 24 Stunden nach einer Änderung / Erweiterung dass diese zu einem Fehler geführt hat, oder die Anforderungen / Dokumente inkonsistent geworden sind, kann er sich noch sehr gut an den Kontext der Änderung erinnern die Wahrscheinlichkeit ist gross, dass sein Gehirn in wenigen Sekunden die Ursache für den Fehler assoziiert und entstandene Lücken geschlossen werden können.

Werden Wochen später verschiedene Fehler zu verschiedenen Änderungen gefunden ist es um ein vielfaches schwieriger diese Fehler auf deren Ursachen zurückzuführen. Im Zweifel kann es Stunden bis Tage dauern die Ursache eines Fehlers zu finden. Die Vergessenskurve unserer Gehirne lässt eine direkte Assoziation nicht mehr zu. Das ist nur ein Beispiel von vielen anderen wie sich Nano Zyklen positiv im Engineering auswirken können, ganz abgesehen davon dass sie Voraussetzung für Agiles Engineering und Continuous Delivery sind.

Um diese Nano Zyklen im Engineering praktizieren zu können benötigt es technische Voraussetzungen im Engineering und in den eingesetzten Werkzeugen. In diesem Vortrag werden einige Voraussetzungen (Modellbasiertes Entwickeln, Filigrane Metastrukturen, End-to-End Tracebility, Global Configuration, Continuous Integration / Delivery, …) aufgezeigt und ein Eindruck gegeben wie Nano Zyklen in der Praxis gelebt werden können.

Was lernen die Zuhörer in dem Vortrag:

Eine Arbeit mit wenigen Unterbrechungen abzuschliessen macht nicht nur mehr Spass, sondern erhöht auch die Qualität der Ergebnisses. Gleichzeitig hilft es Konzentriert bei einem Thema zu bleiben was wiederum Effizienz und Qualität erhöht und die Fehlerquote senkt. Nanozyklen im V-Model ermöglichen mit weniger Unterbrechungen konzentriert an einem Thema zu bleiben und eine Tätigkeit schneller abzuschliessen.

In diesem Vortrag wird anhand eines konkreten Projekts dargestellt, wie agiles Embedded Software Engineering im Kontext von Safety über unterschiedliche Engineering-Domänen hinweg mit Hilfe einer gut integrierten, hoch automatisierten Werkzeugkette funktionieren kann und dadurch selbst last-minute changes problemlos integriert werden können.

Johannes Trageser ist Product Owner für die Modellierungs- und Codegenerierungslösungen der Firma Willert Software Tools GmbH und dort seit 2010 tätig. Er promoviert im Bereich modellbasierter Entwicklungsmethodik für sicherheitskritische eingebettete Systeme. Sein Fachwissen in diesen Bereichen gibt er neben seiner Tätigkeit als Entwickler und Trainer bei Willert Software Tools auch als Dozent an der Hochschule Fulda und Kongressen weiter, wie z.B. dem ‚ESE Kongress‘ (Embedded Software Engineering Kongress – www.ese-kongress.de), der ‚MESCONF’ (Modeling of Embedded Systems Conference – www.mesconf.de), oder der ‚ENASE’ (Evaluation of Novel Approaches to Software Engineering – https://enase.scitevents.org).

Andreas Foltinek (IMACS): Längst überfällig: Die Digitalisierung der System- und Software-Entwicklung mit Modellen

Die Digitalisierung mit den Ausprägungen des (I)IoT und I4.0 lösen einen enormen Bedarf an Embedded-Systemen und -Software aus. Um diesen zu decken, muss auch die Entwicklung selbst eine Digitalisierung erfahren, um kurzfristig, flexibel und automatisiert Software einschließlich Dokumentation und produktbegleitende Tools/Software zu erzeugen.
Basis dafür sind Modelle in der Form von Bibliotheken, die neben den soft-warerelevanten Informationen auch möglichst alle anderen Aspekte des Produktes beinhalten. Teile dieser Bibliotheken werden dabei entsprechende kombiniert und parametriert und den Generatoren zugeführt.

Der Vortrag zeigt anhand von Projektbeispielen wie mit Open-Source-Tools aus Modellen automatisiert Applikationsprojekte aus Bausteinen zusammengesetzt und neben dem Quellcode einer derartigen Applikation auch viele Zusatzinformationen generiert werden. Konkret wird anhand von bestehenden Projekten die Modelle, der Workflow und die Outcomes dar-gestellt. Dies sind insbesondere:

    • Darstellung die generierten Outcomes und den dafür erforderlichen Modellierungsobjekte
    • Objekte der Modellierung (grafisch, textuell Diagramme, Codefragmente)
    • Modellierung von Funktionalitäten und Einbindung von Bestandscode
    • Modellierung von HMIs
    • Variantenmanagement
    • Modellierung und Generierung der aktuellen Lasten- und Pflichtenhefe
    • Modellierung und Generierung der Entwicklerdokumentation, einer Produktinformation
    • Generierung der vollständigen HW-SW-Anwender-/Gerätehandbuch
    • Erzeugung des Target-Quellcode (direkt für die Serie ohne Nachbearbeitung)
    • Kopplung des generierten Code mit einer hardwarespezifischen Systemsoftware / API
    • Erzeugung der Debugging- und Tracking-Funktionen des generierten Codes
    • Erzeugung der Visualisierungs- und Simulationsumgebung zur virtuelle Inbetriebnahme meines Systems und der Umwelt

Nutzen:
Der Vortrag richtet sich an Produkt/-Projektmanager und Entwickler, die entweder für sich selbst oder für Ihre Kunden die Embedded Software-Entwicklung insbesondere bei domänenähnlichen Projekten deutlich beschleunigen und der Grad der Wiederwendung anheben wollen.
Am Beispiel mehrerer umgesetzter Projekte wird ein Leitfaden zur Vorgehensweise und Richtwerte zu den oben genannten Möglichkeiten vermittelt, um eigene Projekteideen besser abzuschätzen und umsetzten zu können und Irrwege zu vermeiden.

Vita:

Andreas Foltinek studierte Elektrotechnik an der Universität Stuttgart und verfügt über 30 Jahre Erfahrung in Embedded Hard- und Softwareentwicklung. 1994 gründete er die IMACS GmbH und ist dort für F&E verantwortlich.

Als Initiator eines UML basierten CASE-Tool-Systems sowie eines modularen Open-Source Hardware-Systems gilt seine Leidenschaft der Vereinfachung und Redundanzvermeidung bei der Entwicklung von Embedded Hard- und Software durch Modularität, Wiederverwendung und insbesondere modellbasierte Methoden und Generierung.

Schwerpunktmäßig beschäftigt er sich mit neuen Tool- und Hardware-Konzepten sowie der Unterstützung beim Einsatz von OOP, MDD, deren praktischen Umsetzung und hardwareseitigen Integration.

 

 

Dr. Hartmut Wittke und Christian Wachtendorf (BTC): Modellbasiertes Testen mit dem IBM Rhapsody TestConductor

In diesem Vortrag mit live Demo stellen wir modellbasiertes Testen mit dem IBM Rhapsody TestConductor vor. Modellbasiertes Testen ergänzt das modellbasierte Entwickeln von Systemen und Software mit IBM Rhapsody.
Die Kombination von Rhapsody und TestConductor ermöglicht einen frühen Beginn des Testens und fortlaufende, die Entwicklung begleitende Verifikation des Designs mit einem hohen Grad an Automatisierung und Wiederverwendung von Modellinformationen. Automatisch generierte Reports zeigen die Abdeckung von Modellelementen, Sourcecode oder Anforderungen und helfen dadurch Lücken in der Testabdeckung zu finden.

In einem Ausblick zeigen wir aktuelle Erweiterungen des IBM Rhapsody TestConductor.

 

Dr. Hartmut Wittke
Hartmut Wittke ist als Entwickler bei der BTC – Embedded Systems AG seit
2005 in der Entwicklung der IBM Rhapsody TestConductor und Automatic Test Generation Plugins aktiv. Modellbasiertes Testen und die Entwicklung und Umsetzung einer testunterstützten Modellentwicklungsmethodik stehen im Mittelpunkt seines Interesses.
Nach dem Studium der Informatik in Oldenburg folgte ab 1997 eine langjährige Tätigkeit in der formalen Modellverfikation bei OFFIS und dort auch eine Promotion zum Thema kompositionale formale Verifikation von Statemate Modellen.

Christian Wachtendorf
Christian Wachtendorf hat an der Universität Oldenburg Informatik studiert. Nach Abschluss seines Diploms in 2002 arbeitete er als Entwickler bei der Firma BTC – Embedded Systems AG in der Entwicklung der TestConductor und Automatic Test Generation Add Ons für IBM Rhapsody. Seit 2012 ist er als Projektleiter verantwortlich für die Entwicklung dieser Add Ons für das modellbasierte Testen.

Peter Schedl und Patrick Weber (IBM): Model Driven Development Workshop: Mit Rhapsody modellbasiert ein Reaktionsspiel entwickeln, implementieren und gewinnen!

In diesem Workshop zeigen wir live wie ein SW Design UML Modell erstellt und abgesichert werden kann um anschliessend mittels Codegenerierung für Embedded Systeme die Konsistenz zw. Design und Implementierung sicher zu stellen.

Wir zeigen mit IBM Rhapsody:

  • Einführung: Welche Features werden für die Modellierung und Target Codegenerierung benötigt
  • Modellierung: UML Modellierung eines Reaktionsspiels
  • Funktionstest: Verifizieren der Funktionalität in virtueller HW Umgebung
  • Target-Implementierung: HW Abstraktion und Portzugriffe entwickeln und Target Code generieren
  • Test: Testen des Spiels auf dem Target
  • Spiel: Wer reagiert am schnellsten?
  • Gewinn: Die schnellsten bekommen als Gewinn ein Geschenk

Peter Schedl, IBM Engineering Program Manager

Peter Schedl ist seit mehr als 20 Jahren im Bereich der Entwicklung mechatronischer Systeme tätig. Bereits in seinen Anfängen erkannte er den Wert eines ganzheitlichen System-, HW- & SW-Architekturdesigns.

Er hat Erfahrung in der Anwendung von Methoden und Werkzeugen in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie über den gesamten Anwendungslebenszyklus.

Derzeit konzentriert er sich darauf, Kunden bei ihrer digitalen Transformation einschließlich KI-Technologie zu unterstützen.

Patrick Weber, IBM Engineering TechSales

Patrick Weber ist ein erfahrener Systemingenieur. Er verfügt über mehr als 15 Jahre Erfahrung in der Entwicklung eingebetteter Systeme, insbesondere im Automobilbereich, wo er als Entwickler und Architekt tätig war.

Patrick kam 2008 zu IBM und arbeitet seitdem als technischer Vertrieb für Model Based Systems Engineering in den Bereichen Luft- und Raumfahrt & Verteidigung, Automobilindustrie und Medizin.

Philipp Kalenda (LieberLieber) – Continuous Integration in Agile Model-based Systems Engineering (MBSE)

Vorhandene SW-Entwicklungswerkzeuge weiterverwenden und auf bestehende Prozesse aufsetzen

Für LieberLieber ist es bei Anwendung von MBSE selbstverständlich, bestehende Software-Werkzeuge und Prozesse, wie zum Beispiel „Continuous Integration“ (CI) zu berücksichtigen. Mit LemonTree bieten wir eine Werkzeug-Kette an, mit deren Hilfe CI in Kombination mit Modell-Repositories durchgeführt werden kann. Die Vorgehensweise CI, welche in der klassischen Software-Entwicklung seit einiger Zeit state of the art ist, soll es ermöglichen das Modell laufend und automatisiert zu überprüfen, zusammenzuführen und zu veröffentlichen.

Der Vortrag widmet sich zuerst der Erläuterung von Continuous Integration im Kontext von MBSE. Danach wird in einer Live-Demo gezeigt, wie Source Code gemeinsam mit dem Architektur-Modell in einem Git Repository verwaltet, über einen Build-Server geprüft sowie verteilt und über LemonTree verglichen und zusammengeführt werden kann.

Kurzbiografie Philipp Kalenda
Philipp Kalenda beschäftigt sich seit seinem Einstieg in das Berufsleben mit Enterprise Architect (EA) und modellbasierter Entwicklung. Angefangen als Software Entwickler für die Anpassung und Erweiterung von EA betreut er heute Kunden aus verschiedensten Branchen bei der Einführung von MBSE, bei dem Aufsetzen einer entsprechenden Toolkette oder schult den Einsatz diverser Sprachen und Tools wie EA, LemonTree etc.

 

Thomas Schütz (PROTOS) – Entwicklungsbegleitende Testautomatisierung für Embedded Systeme

In vielen Embedded Software Projekten wird während der Entwicklung nur wenig getestet. Der Fokus liegt meist auf dem Systemtest am Ende der Entwicklung. Dieser ist jedoch sehr aufwändig und hilft dem Entwickler während der Entwicklung nicht oder zu spät.

Der Entwickler benötigt eine Testumgebung, die es ihm ermöglicht seine Software und die Integration in die Hardware zu entwickeln, in Betrieb zu nehmen und implementierte Funktionen und nichtfunktionale Eigenschaften zu testen. Zudem benötigt er die Möglichkeit innerhalb von Minuten Regressionstests für jede Änderung zu machen, um sicherzustellen, dass Änderungen keine negativen Seiteneffekte haben.

Im Vortrag wird zunächst beleuchtet, warum sich viele Embedded Projekte schwertun, in frühen Phasen zu testen. Anschließend wird mit dem miniHIL System eine Methode vorgestellt, mit welcher auch in frühen Phasen mit geringem Aufwand getestet werden kann.
Zum Abschluss wird in einer Live-Demonstration gezeigt, wie eine solche Toolchain in der Praxis funktioniert und wie man mithilfe von Testautomatisierung und Continuous-Integration die Entwicklung erheblich beschleunigen kann.

Kurzbiografie Thomas Schütz
Thomas Schütz studierte Luft- und Raumfahrttechnik in München und gründete 1997 die PROTOS Software GmbH. Als Softwareprojektleiter oder Architekt konnte er seine Erfahrung in der Verbindung modellbasierter Ansätze mit den Anforderungen von Embedded Systemen in zahlreiche Projekte einbringen. Thomas Schütz berät Firmen beim Aufbau von domänenspezifischen Werkzeugketten und Testsystemen für Embedded Systeme und ist Projektleiter des Eclipse Projektes eTrice.