Auf dem Weg zu einer sicheren Zukunft in einer zunehmend komplexen Welt.

The Autonomous ist eine kollaborative Plattform, die führende Führungskräfte und Experten der Mobilitätsbranche zusammenbringt, um Sicherheitsherausforderungen beim autonomen Fahren zu bewältigen, wobei ihre Arbeitsgruppe für Sicherheit und Architektur eine konzeptionelle Systemarchitektur für automatisierte Fahrzeuge entwickelt. Durch umfangreiche Forschung und Expertenprüfung von 2021 bis 2023 bietet die Initiative wertvolle Architektureinblicke für die Implementierung eines SAE L4 Highway-Piloten und stellt Systemeigentümern umfassende Orientierungshilfen für Designentscheidungen und Sicherheitsüberlegungen auf verschiedenen Abstraktionsebenen zur Verfügung.

Wir beziehen Stellung auf die Intention des Forschungsprojektes im Rahmen der Promotion und beschreiben die Herausforderungen der Wiederverwendung bestehender Software in sicherheitskritischen Automobil-Systemen, bei denen eine Nachqualifizierung bestehnder Projekte oft zeitaufwändiger erscheint als eine vollständige Neuentwicklung. Die Studie zielt darauf ab, Informationen über die wichtigsten Hindernisse bei der Software-Wiederverwendung zu sammeln und neue Ansätze zu entwickeln, um die Verwendung bestehender Software bei gleichzeitiger Wahrung hoher Sicherheitsstandards zu ermöglichen. Im Einklang mit dem ISO/AWI PAS 8926-Standard soll die Zusammenarbeit zwischen Unternehmen erleichtert und moderne Entwicklungstools genutzt werden, um robuste Sicherheitsnachweise zu liefern, die mit herkömmlichen Entwicklungsmethoden vergleichbar sind.

Diese Forschung präsentiert einen innovativen Ansatz zur Transformation bestehenden C-Codes in ein ANSYS SCADE-Modell, wodurch Fahrzeughersteller (OEMs) bestehenden Code in neuen Entwicklungsumgebungen wiederverwenden können. Der Modelltransformationsprozess wird manuell durchgeführt, aber die Tests sind vollständig automatisiert, sodass vorhandene Testfälle in die SCADE-Testumgebung übertragen werden können. Durch Erweiterung des ursprünglichen Codes zur Generierung von Testszenarien während der Laufzeit unterstützt der Ansatz White-Box-Tests und empirische Validierungen, um die funktionale Äquivalenz zwischen dem ursprünglichen Code und dem neuen Modell sicherzustellen.

Diese Masterarbeit untersucht toolgestützte Ansätze zur Entwicklung sicherheitskritischer Automobil-Steuerungssoftware im Zeitalter des autonomen Fahrens, konzentriert sich auf die Bewertung einer Toolchain unter Verwendung von CATIA STIMULUS und ANSYS SCADE Suite für Anforderungsspezifikation und modellbasierte Entwicklung. Die Forschung untersucht systematisch die Übertragung vorhandener Artefakte in neue Entwicklungsumgebungen, vergleicht Benutzerfreundlichkeit, Verifikationsmöglichkeiten und Testmethoden und hebt das Potenzial zur Reduzierung manueller Arbeit hervor. Die Studie zielt darauf ab, einen stärker integrierten und automatisierten modellbasierten Entwicklungsprozess für sicherheitskritische Automobil-Systeme voranzutreiben, indem empfohlene Praktiken vorgestellt und mögliche Erweiterungen vorgeschlagen werden.

Da autonome Systeme immer komplexer werden, gewinnt die Sicherstellung von Konformität und Zuverlässigkeit ihrer Software zunehmend an Bedeuting, insbesondere bei Systemen, die Daten aus verschiedenen Quellen und mit unsicherer Zuverlässigkeit einbeziehen. Diese Arbeit untersucht mehrere formale Methoden zur Verifizierung von Eigenschaften solcher reaktiver Systeme, wobei sich der Fokus auf einem detaillierten Fallbeispiel einer industriellen Automobilfunktion mit Eigenschaften wie Gleitkommaberechnungen, Fehlermodellen und stochastischen Eingabedaten konzentriert. Durch den Vergleich verschiedener Programmiersprachen, Modellprüfer und Verifikationsansätze liefert diese Forschung Einblicke in die aktuellen Herausforderungen und Methoden zur Validierung sicherheitskritischer Software in autonomen Systemen.

Die Automobilindustrie steht vor der Herausforderung zunehmender Komplexität in der Steuerungssoftware, wobei sicherheitskritische Funktionen auf Netzwerke von Steuergeräten verteilt ausgeführt werden und gleichzeitig eine präzise Echtzeit-Performance erfordern. Die Zerlegung und Verifikation von Anforderungen für verteilte Funktionen über mehrere Steuergeräte hinweg kann zu herausfordernden Inkonsistenzen führen, die die Systemzuverlässigkeit beeinträchtigen können. Diese Forschung präsentiert eine automatisierte Verifikationsmethode zur Analyse von Anforderungen früh im Entwicklungsprozess, die hilft, potenzielle Probleme früh im Entwicklungsprozess zu identifizieren.

Diese Arbeit behandelt die kritische Herausforderung der Verifikation der Konsistenz komplexer Echtzeitsysteme in der Automobil-Softwareentwicklung, wo Hunderte von miteinander verbundenen Systemen mit sicherheitskritischen Funktionen eingesetzt werden. Der vorgeschlagene Ansatz ermöglicht die automatisierte Verifikation von Systemanforderungen am Ende der Planungsphase, wodurch Entwickler potenzielle Inkonsistenzen früh im Prozess identifizieren können. Durch detaillierte Einblicke in die Machbarkeit von Anforderungen zielt die Methode darauf ab, Entwicklungsverzögerungen, Ressourceneinsatz und potenzielle Risiken im Zusammenhang mit der Software-Systemgestaltung zu reduzieren.