Komplexitätsbeherrschung und Aufwandsreduktion in der Avioniksystementwicklung

Zusammenfassung

Als Voraussetzung für die Musterzulassung eines Luftfahrzeugs unterliegt die Avioniksystementwicklung strengen behördlichen Regularien. Mit geeigneten Prozessvorgaben wird erreicht, dass ein Flugzeug die dafür erforderliche Betriebssicherheit besitzt. Allerdings entsteht dadurch ein hoher Entwicklungsaufwand, der durch die permanent steigende Systemkomplexität verschärft wird. Deshalb sind geeignete Methoden erforderlich, um in diesem Kontext die gewünschte Produktqualität bei beherrschbaren Kosten gewährleisten zu können. Im vorliegenden Beitrag werden als Beispiele für aktuelle Herausforderungen in der Entwicklung neben der Produktkomplexität die bisher manuell durchgeführten Tätigkeiten zur Allokation von Softwarekomponenten auf Hardwareelemente aufgegriffen. Letztere sind besonders für die Migration bisher monolithischer Software auf Mehrkernprozessoren relevant, womit allerdings hoher Arbeitsaufwand, Fehleranfälligkeit und Qualitätsunsicherheit verbunden sind. Als Lösung wird ein modellbasierter Ansatz vorgeschlagen, welcher durch Einführung von semantisch reichhaltigen, domänenspezifischen Modellen („viewpoints“) eine übersichtliche Darstellung und effiziente Bearbeitung selbst komplexer Systeme ermöglicht und durch die formale Untermauerung für hohes Automatisierungspotenzial (etwa zur Prüfung oder Synthese von Artefakten) sorgt. So wird am Beispiel des Allokationsproblems demonstriert, wie, basierend auf den eingeführten „viewpoints“, existierende Explorationskonzepte genutzt werden können, um automatisch fehlerfreie und optimale Lösungen für komplexe Probleme zu identifizieren. Der Transfer in die industrielle Praxis wird durch eine prototypische Implementierung eines Werkzeugs beschrieben. Abgeschlossen wird der Beitrag mit Vorschlägen für weitere Arbeiten.