Software & Systems Engineering

Überblick

Software findet sich überall in unserem Alltag und spielt eine zentrale Rolle in der Gesellschaft. Dadurch entstehen Software-intensive Systeme, die unterschiedlichste Anwendungs- und Technologiedomänen einbeziehen, wie beispielsweise Energie, Gesundheit, Mobilität und auch der klassische IT-Sektor. Diese Software-intensiven Systeme wandeln sich zunehmend: bisher wurden sie schwerpunktmäßig eingesetzt für die Steuerung domänenspezifischer Prozesse, sowohl im „klassischen“ IT-Sektor mit den betrieblichen Informationssystemen zur Steuerung organisatorischer Prozesse als auch im mechatronischen Umfeld mit den „eingebetteten“ Systemen zur Steuerung technisch-physikalischer Prozesse. Durch die zunehmende Integration dieser Systeme in die Klasse der Cyber-Physical Systems (CPS) entstehen Systeme mit ganz neuen Charakteristika, die neuer Ansätze des Software und Systems Engineering bedürfen. Zu diesen Charakteristika gehören insbesondere die

• Einbeziehung unterschiedlicher Anwendungsdomänen (z.B. Energie, Gesundheit, Mobilität) und Technologiedomänen (z.B. Mechanik, Elektrik, Elektronik, Informationstechnik, Informatik) ;

• steigende Bedeutung von Aspekten der Verlässlichkeit sowohl bei der Festlegung als auch der Umsetzung der Systemfunktionalität;

• Notwendigkeit der Berücksichtigung und Optimierung von Variationsmöglichkeiten und einschränkender Randbindungen im Systems Engineering (z.B. Kosten, Energie);

• Zunehmende Aufhebung der Trennung zwischen Entwurfs- und Betriebsphase infolge der Anpassung und Erweiterung von Systemen anstelle deren In- und Außerbetriebnahme.

Trotz der damit verbundenen Komplexitätssteigerung bei der Entwicklung solcher Systeme erfolgt deren Entwicklung in vielen Fällen nicht mit dem entsprechenden ingenieursmäßigen Vorgehen. Um die damit verbundenen Einbußen hinsichtlich Entwicklungseffizienz und Produktqualität zu vermeiden, ist eine Professionalisierung der Software- und Systementwicklung notwendig. Wesentliche Eckpfeiler einer solchen Professionalisierung sind dabei:

• Durchgängige Entwicklung durch ein integriertes Produktdatenmanagement aller Artefakte;

• Optimierung Systementwurf durch Mechanisierung von Analyse- und Syntheseschritten im Entwicklungsprozess;

• Verbesserte Unterstützung für langlebige Systeme durch Integration Entwurfs - und Betriebszeiten.

Durch die Vorverlagerung der Qualitätssicherung in die frühen Entwicklungsphasen und die verstärkte Nutzung von konstruktiven Qualitätssicherungsverfahren lassen sich damit – in Kombination mit der entsprechenden Werkzeugunterstützung – wesentliche Produktivitäts- und Qualitätssteigerung erzielen.

Vision

Der Fachbereich Software und Systems Engineering bietet umfassende Kompetenz in modernen Verfahren und Werkzeugen zur professionellen Entwicklung softwareintensiver Systeme, beginnend bei der Erhebung von Anforderungen bis hin zu Verifikation und Integration. Ziel ist es dabei insbesondere, grundlegende Verfahren – wie formale Modellprüfung oder automatische Entwurfsraumexploration – für die ingenieurmäßige Anwendung im industriellen Maßstab aufzubereiten und anwendbar zu machen.

Mission

Aufgabe des Fachbereichs ist der Transfer der entwickelten Verfahren und Werkzeuge in die industrielle Anwendung. Der Transfer erfolgt direkt durch gemeinschaftlichen Einsatz mit Nutzern der Technologie, sowohl in der Kooperation mit Herstellern von Entwicklungswerkzeugen als auch in der Anwendung bei Systementwicklern in verschiedenen Branchen. Für den Nachweis der Praktikabilität der Verfahren und Werkzeuge kommt neben der Bereitstellung von frei verfügbaren Implementierungen insbesondere die Entwicklung von industrierelevanten Demonstratoren zum Einsatz.

Anwendungsbereiche

Während die vom Fachbereich entwickelten Verfahren und Werkzeuge generell für die Entwicklung aller softwareintensiven Systeme einsetzbar sind, ist jedoch die Anpassung an domänenspezifische Gegebenheiten für die Akzeptanz der Technologien in der industriellen Anwendung wesentlich, um die Einführungsschwelle zu verringern. Daher werden die entwickelten Technologien in Referenzdomänen erprobt. Schwerpunkt sind dabei die Bereiche Automotive und Energienetze, die entwickelten Verfahren und Werkzeuge werden aber auch auf Gebiete wie Prozesstechnik oder Avionik angewendet.

Themengebiete

Im Einzelnen werden im Forschungsbereich die Themengebiete

• Analyse und Design von verlässlichen Systemen

• Optimierung der Entwurfsraumexploration

• Modellbasierte Entwicklungswerkzeuge

• Intelligente Energiesysteme

bearbeitet.

Ansprechpartner

Bernhard Schätz