IDEA - Integrierte Design- und Entwicklungsumgebung für Aerospace; Teilvorhaben: WEISE - Werkzeuge für effizientes und integriertes Systems Engineering : Schlussbericht

abstract

Das Verbundprojekt IDEA zielte auf eine integrierte Design- und Entwicklungsumgebung für fehlertolerante, sicherheitskritische eingebettete Systeme in der Luft- und Raumfahrt. Im Mittelpunkt standen Methoden und Werkzeuge, die eine konsistente Systementwicklung über Fachdomänen, Organisationen und Entwicklungsphasen hinweg ermöglichen. Dadurch sollten insbesondere die durch heterogene Werkzeuglandschaften, manuelle Integrationsschritte und isoliert entwickelte Subsysteme entstehenden Fehler, Verzögerungen und Kosten reduziert werden. Das Teilvorhaben WEISE von fortiss konzentrierte sich auf ein durchgängiges modellbasiertes Systems Engineering, die Integration domänenspezifischer Entwicklungswerkzeuge sowie die frühzeitige Überprüfung von Sicherheitskonzepten. Hierzu wurden ein system- und prozessübergreifender Modellierungsansatz und eine auf dem Functional Mock-up Interface basierende Co-Simulationsumgebung entwickelt. Ausführbare Teilmodelle unterschiedlicher Werkzeuge können damit zu einer Gesamtsimulation verbunden und bereits in frühen Entwicklungsphasen gemeinsam untersucht werden. Ergänzend entstand ein Verfahren zur simulationsbasierten Fehlerinjektion, mit dem sich die Auswirkungen von Software- und Hardwarefehlern sowie die Wirksamkeit von Sicherheitsmechanismen auf Systemebene analysieren lassen. Die entwickelten Methoden und Open-Source-Werkzeuge wurden anhand eines cyber-physischen Demonstrators im fortiss Mobility Lab prototypisch umgesetzt und validiert. Die Ergebnisse zeigen, dass modellbasierte Integration, standardisierte Co-Simulation und systematische Fehlerinjektion die Konsistenz der Entwicklung erhöhen und eine frühzeitige Absicherung komplexer sicherheitskritischer Systeme unterstützen.