Agenda Die GPS-Gruppe …projects.aifb.kit.edu/aik/AIK12/GrosseWienker...Dieser Bericht ist...

© 2003 GPS GmbH

Dieser Bericht ist ausschließlich für das AIK-Symposium 2003 bestimmt. Die Verteilung, Zitierung und Vervielfältigung – auch auszugsweise – zum Zwecke der Weitergabe an Dritte ist nur mit vorheriger schriftlicher Zustimmung der GPS GmbH gestattet. Die hier zusammengefassten Texte und Grafiken wurden von der GPS GmbH im Rahmen einer Präsentation eingesetzt; sie stellen keine vollständige Dokumentation dar.

GPS GmbHMonnetstr. 9D-52146 WürselenTelefon 02405 459 - 01Telefax 02405 459 - 200www.schuh-komplexitaetsmanagement.com

Innovationsgrenze Komplexität überwindenInnovationsgrenze Komplexität überwinden

Dr. Reinhard Große Wienker

GPS GmbH

http://www.schuhkomplexitaetsmanagement.com

2Innovationsgrenze Komplexität überwinden.ppt

© 2003 GPS GmbHwww.schuh-komplexitaetsmanagement.com

Agenda

Die GPS-Gruppe – Komplexitätsmanagement als Kernkompetenz

IT-Komplexität im Produkt – Ursachen und Wirkung

Methoden zur Komplexitätbeherrschung

Markt- und kundengerechte Produktgestaltung

Funktionsorientierung im Requirements Engineering

VMEA – Variant Mode and Effects Analysis

Architekturbildung und Modularisierung

Fazit




GPS-Gruppe

Gründungsjahr: 1989Mitarbeiter: 40

Ste

phan

Kru

mm

Gün

ther

Sch

uh

Rei

nhar

d G

roß

e W

ienk

er

Ann

o K

rem

er

Ste

phan

Sch

ittny

Chr

istia

n N

euba

ur

Vol

ker

Leve

ring

Fra

nk B

ürsc

hgen

s

Mic

hael

Frie

dric

h

Nor

bert

Gro

ße

Ent

rup

Un

ser

Fü

hru

ng

stea

mAachen

Atlanta

St. GallenStandorte:




Unser Themenspektrum

Strategieentwicklung

Komplexitätskostenmanagementund -controlling

OrganisationProduktvarianten-

managementVerhaltens-

management

Managementvon internerund externer

Komplexität

Managementvon IT-Komplexität- im Produkt- im Unter-nehmen

Entwicklung Unternehmensstrategie /Strategieaudit

Geschäftsprozessoptimierung /Wissensorganisation /

Supply Chain Management /Innovationsprozess-

gestaltung

Variantenkosten- /Zielkosten- / Prozesskostenmanagement /

Dienstleistungscontrolling

Modularisierung / Plattformkonzept /Mass Customization / eEDM / VMEA

Konfigurationsmanagement

Portfolio-management /

Integrationsmanagement /

M&A

Optimierung desPlanungs- und

Führungsprozesses Managementforum /Kompetenzentwicklung /

Inhouse-Seminare /Coaching

IT-Complexity Check

Produktdaten-management

Software- und Elektronik-Komplexität

beherrschen




Ausgewählte Referenzen

ABBADtranzAllweilerArsomaAudi BarmagBauknechtBayerBBraunBecker GroupBlumBMW GroupBoschBSH HausgeräteCellpackClaasDaimlerChryslerDiosnaDräger Medizintechnik Dürr SystemsEspera-Werke

LEWALear CorporationLeyboldLindeLindt & SprüngliListaMann & Hummel Mannesmann SachsMannesmann VDOMaschinenfabrikRheinhausen MCCMielePaulanerPeiniger RöroPhilipsPhoenix ContactPiattiPicanolPrymRieter

EvoBusFESTOFordGallus HamelHDMHella KG HueckHeraeusHettichHilgeHuber + SuhnerHenkelINOVANJgemaJohnson ControlsMAN RolandKeiperKerpenwerkKreyenborgKüpper-WeisserLeica

Saurer AGSchmitz CargobullSchottSchuler AGSEWSiemens AGSiemens KWUSiemens MedizintechnikSiemens SchweizStadt AachenSteinelStillThyssenKrupp ServVoith-TurboVolkswagen Walter Rau (Neusser Fette)ZehnderZF LenksystemeZF Getriebe




Agenda








Fazit




Die Komplexitätstreiber im Bereich Software / Elektronik

Auch im Bereich der IT hat die Komplexität zwei Dimensionen: Vielfalt und Dynamik! Gerade die Dynamik ist wegen der leichten Änderbarkeit im IT-Bereich extrem hoch

Anzahl der elektronisch gesteuerten Komponenten EntwicklungssystemeHW-KomponentenDatenstrukturenVernetzungsformen/BussystemeInterne Schnittstellen (Organisation)Externe Schnittstellen(Zulieferer, Absatzkanäle)…

SW-ReleasesHW-EntwicklungAnforderungen

Markt (Lieferanten)Mitarbeiter…

hoch

hoch

niedrig

niedrig

Vielfalt

Dynamik

Kompliziertes SystemÄußerst

komplexes System

Einfaches SystemRelativ

komplexes System




IT-Leistung(Moore’s Law)

IT-Komplexität

1

10

100

1000

1980 1990 Heute

Innovationsgrenze Komplexität: Leistungslimitierung wird ersetzt durch Komplexitätslimitierung

IT-Komplexität/IT-Leistung

ZeitZeit




Bis zu 80 vernetzte Steuergeräte finden sich schon heute in Premium-Fahrzeugen

Quelle: Automobil Elektronik Sept. 2002/Audi




22 %

35 %

Entwicklung des Software-/Elektronik-Anteils in Produkten

… und das bei gleichzeitiger Verlagerung der Wertschöpfung vom OEM hin zum Zulieferer (75 %), gerade auch im Bereich Software/Elektronik !

… und das bei gleichzeitiger Verlagerung der Wertschöpfung vom OEM hin zum Zulieferer (75 %), gerade auch im Bereich Software/Elektronik !

10

20

30

40

2000 2010

Elektronik-/Software-Anteil

im Automobilin %

Zeit

?

Nach: Mercer

40 %20

40

60

80

1998

Wertanteil im Maschinen- und

Anlagenbauin %

100

Nach: Prof. Benderitm. TU München

40 %

20 %

Software

Elektrik/Elektronik

Mechanik




Zunahme des Software-Anteils im Fahrzeug

Quelle: Automotive Engineering Int., May 2003

0

1

2

3

4

5

6

7

'94 '95 '96 '97 '98

Durchschn. # von Programmen

Durchschn. Programmgröße

Jährl. Entwicklungsaufwand




Produktlebenszyklen bei Software- und Elektronik-Komponenten

Produktinnovation wird heute im wesentlichen durch Elektronik und Software-Komponentengetrieben (Anteil von bis zu 90 % an der Innovation).

In einem Automobil der Premiumklasse findet sich heute (2002) mehr Elektronik als imAirbus A300 bei seinem Markteintritt 1972.

Komplexitätsmanagement bei Embedded Software im Laufe des Modell-Lebenszyklus ist imwesentlichen ein Kompatibilitätsmanagement zwischen der Vielzahl von Elektronik- und Software-Komponenten verschiedener Generationen (Überlagerung von Entwicklungszyklen).

Länge des Produktzyklus1 2 3 4 5 6 7 8

[Jahre]

Software ca. 4 Monate

Elektronik ca. 7 Monate

Komponenten/Module/Modelle

(Automotive)

3 - 7 Jahre

Quelle: Mercer/Wildemann




Situation in der Automobilindustrie “HEUTE”

Beim Kraftfahrtbundeamt (KBA) registrierte Rückrufe

• 1993: 35• …….• 2001: 113• 2002: 185

Kosten der Gewährleistungen

• 1998: 0,5 Mrd €• 2000: 1,7 Mrd €

Faktor > 5 Faktor > 3

© Nach ADAC 2002, Automobil-Entwicklung 07/02, CAR

Rückrufaktionen Gewährleistung

Bis zu 55 % der Fehler beim Automobil sind heute auf Elektrik / Elektronik zurückzuführen !

Aber auch: Bei einer Verdopplung der Zahl der PKW in den vergangenen 30 Jahren sank die Zahl der Unfallopfer um 70 % !




Komplexitätsfolgen

Kostenwirkung Beeinflussung der Leistung am Markt

• Entwicklungskosten(Prozess und Produkt)

• Qualitätskosten

• Mengeneffekte in Beschaffung,Produktion etc.

• Gemeinkosten / Zuschläge

• Einfluss auf die Effizienz, Transparenzin der Wertschöpfungskette

• . . .

• Effektivität des Vertriebssystems

• Aktions- und Reaktionsgeschwindigkeit

• Ablenkung von den Entwicklungen inden Kerngeschäftssegmenten

• Zeitplanung der Produktlebenszyklenim Programm

• Produktkannibalismus im eigenenProgramm

• …




Erfolgsfaktor Marktorientierung

Gesamt-Kapital-

rentabilität

sehr hoch0%

2%

4%

6%

8%

10%

gering

Marktorientierung

< 3 3 - 4 4 - 5 > 5

Quelle: Backhaus / Schlüter




Handlungsbedarf im Komplexitätsmanagement

Menge - Preise - Kosten

Verursachungsgerechtverteilte Kosten

Preise

Wettbewerbs-nachteil

Verlust

Exoten Standard Exoten

Häufigkeits-verteilung

heute gestern




Die Herausforderungen in der Entwicklung von Software / Elektronik

Markt- und kundengerechte Entwicklung der Funktionen und

Zusammenstellung der Module

Änderungsmanagement und Freigabeprozesse bei kurzen

Lebenszyklen

Kompatibilitätsmanagement bei unterschiedlichen Entwicklungszyklen

einzelner Komponenten

Konfigurationsmanagement bei der Vielfalt der Komponenten




Agenda








Fazit




Es gibt eine optimale Komplexität

Degressive Nutzenzunahme bei zusätzlichen Varianten

Minimale Variantenvielfalt ? optimale Variantenvielfalt

Nettonutzen

Kosten(Brutto-)Nutzen

Vielfalt

Kosten / Nutzender Vielfalt

(Kosten-)Beherrschung

der Vielfalt

Maximaler Nettonutzen = optimale Variantenvielfalt

Produkt-differenzierung

MaximalerNettonutzen




Komplexitätsmanagement umfasst die Gestaltung, Steuerung und

Entwicklung der Vielfalt des Leistungsspektrums (Produkte, Prozesse und

Ressourcen) im Unternehmen. Durch die Verstärkung und Dämpfung der Komplexität

wird die Fähigkeit angestrebt, die Vielfalt in allen Wertschöpfungsstufen so zu

beherrschen, dass ein maximaler Beitrag zum Kundennutzen bei gleichzeitig

hoher Wirtschaftlichkeit des Leistungserstellers erzielt werden kann.

Definition Komplexitätsmanagement

Quelle: Schuh




Komplexitätsmanagement ist ganzheitlich zu betrachten:Potenzialabschätzung in allen Bereichen

nach McKinsey, 1994

Kostenstruktur eines Automobilherstellers:

75-85

15-25

20-40

5-10

30-40

10-20

10-20

100%

Kostenabhängig von:

- Produktvolumen

- Produktqualität

- Unternehmens-infrastruktur

- Produkt-komplexität

Gesamt-kosten

Komplexi-tätskosten

Entwurf, Im-plementierung,Erprobung,Dokumen-tation

Lieferanten-auswahl,Disposition

Entwicklungs.UmgebungToolsIntegrations-,Testequipment…

Steuerungs-aufgaben,Konfig-Mgmt.Bestände,Transport,Inventur

Dokumentation,Ersatzteil-bestände

Bis zu 25 Prozent der Gesamtkosten entstehen durch Sortimentskomplexität – der Anteil ist im Software-/Elektronikbereich eher höher

Forschung,Entwicklung

Einkauf,Material-wirtschaft

ProduktionLogistik,

VerwaltungVertrieb




Agenda








Fazit




Parametris.Software

Implement.Software

Bestückung mit kundenspez. IC´s

Bestückung mit Standard IC´s

FertigungLeiterplatte

Rohmaterial-beschaffung

=Kern-modul C

+

auftragsneutrale Erstellung der Basiskomponenten

(ggfs. auf Lager)

Plan

Einfluss desKundenauftrags

VEP

VEP: Variantenentstehungspunkt,Auftrag trifft Plan(engl. „Order Penetration Point“, OPP)

kundenauftragsbezogeneProdukterstellung und -konfiguration

Positionierung des Variantenentstehungspunktes (VEP) anhand des Kernmoduls

So lange wie möglich so standardisiert wie möglich,über Parametrisierung „(Mass) Customization“ sicherstellen

In Anlehnung an: ITEM

Option X + Kern-modul C

Option X Op

tion

Y

Op

tion

Y




Regelkreis des Variantenmanagements

Legende: Technische Beherrschung der Varianten Kostenbeherrschung der VariantenAnwendungsgebiet des Variantenmanagements

FunktionendefinierenKombinatorikfestlegen

Zielkostenfestlegen

Merkmalbaumdes Vorgängers

Kunde/Markt

ProduktionProdukt-

entwicklungProduktprogramm-

entwicklung Vertrieb

Optimierung der Implementierung/Integration

Bewertung vonAlternativen Implemen-tierungstechniken

Exoten vermeiden(durch vorgeplanteProdukte)

Effiziente Auftrags-abwicklung

VariantenorientierteProduktgestaltungPakete -> Module

Bewertung vonGestaltungs-alternativen

Merkmalbaumdes Nachfolgersmarktseitige Produktweiterentwicklung

Implementierung


253 VMEA-Methode für Software-/Elektronik-Entwicklung.ppt


Der Prozess der Entwicklung von Software-/IT-Systemen

Klassische Vorgehensweise in der SW-Entwicklung im Überblick

1. Anforderungsspezifikation / Requirements Engineering

2. Definition der notwendigen SW-Funktionen

3. Bilden funktionaler SW-Module(Aspekt: funktionale Zusammengehörigkeit / Schnittstellen)

4. Realisieren der Funktionsmodule und Test

5. Integration und Test Gesamtsystem




Ansatzpunkte zur Komplexitätsbeherrschung im Entwicklungsprozess

Die klassische Vorgehensweise in der SW-Entwicklung berücksichtigt nur unzureichend die Aspekte einer markt- und kundengerechten Produkt-Entwicklung und -Strukturierung






Markt- und kundengerechte

Definition der SW-Funktionen

undBildung der Module

Modularisierung

VMEA

VMEA: Variant Mode and Effects Analysis




Agenda








Fazit




Zweck einer funktionsorientierten Produktsicht

• Die Funktion ist die lösungsunabhängige Darstellung einer Aufgabe; der Überblick über das Ganze durchbricht die Ideenfixierung durch Bekanntes.

• Die funktionsorientierte Sicht erlaubt die Modellierung komplexer Systeme auf abstraktem Niveau zur Vergrößerung der Lösungsvielfalt; die Strukturierung kann rein hierarchisch oder vernetzt erfolgen.

• Mit dem Aufbau einer Funktionsstruktur wird die zu beherrschende Produktkomplexität transparent gemacht. Je feiner die Detaillierung gewählt wird, desto stärker wird der Lösungsraum eingegrenzt, da für die Formulierung von Teilfunktionen schon Vorstellungen von der Lösung von Oberfunktionen existieren müssen (Ehrlenspiegel). Eine hohe Detaillierung der Funktionsstruktur hat demnach den Vorteil, dass man sich die Varianten gut vorstellen kann, aber auch den Nachteil, dass man von den bereits konkreten Lösungsbausteinen mental nicht mehr weg kommt.




Abstrakte Funktionsdefinition – Beispiele Elektronik/SW

Funktion ? Technische Komponente

Schnelle, unmittelbare Erwärmung ? Elektrische Sitzheizung Fahrersitz

des Fahrers

Automatisches Öffnen und Schließen ? Elektr. Steuergerät Fenster

des Fensters

Absicherung gegen Druckverlust ? Reifendrucksensor im Rad

(Leichtes) Öffnen des Behälters ? Elektromotor Behälterdeckel

Flexibilisierung der Funktionen durch Einsatz von Steuerungslogik und Parametrisierung




Beispiel: Entwicklung militärischer Systeme

• Die Disziplinen Systementwicklung und Softwareentwicklung sind traditionell nicht gut integriert.

• Der Anteil der Software in Systemen ist in den letzten 20 Jahrendramatisch gestiegen

© nach Material DoD

Zunehmende Wichtigkeit der Software Wichtigkeit der Prozesse!

Beispiel: Anteil der Anforderungen, die Software zugeordnet sind:




Anforderungsspezifikation (Requirements Engineering)

Bei der Definition der Anforderungen werden die Weichen gestellt.

Notwendige Eigenschaften der Spezifikation eines Software-Produktes sind:

Adäquatheit: das beschreiben, was der Kunde will bzw. braucht,

Vollständigkeit: alles beschreiben, was der Kunde will bzw. braucht,

Widerspruchsfreiheit: sonst ist die Spezifikation nicht realisierbar,

Verständlichkeit: für den Kunden/Anwender und den Programmierer,

Eindeutigkeit: damit Fehler durch Fehlinterpretation vermieden werden,

Prüfbarkeit: damit feststellbar ist, ob das realisierte System die

Anforderungen erfüllt

Quelle: Glinz




Anforderungs-Spezifikation

Wirtschaftlichkeit von Anforderungsspezifikationen

Gesamtkosten

Funktions-Definition

Modul-Design Codierung

Integration,Test

Aufwand für Anforderungsspezifikation

Aufwand für Fehlerbeseitigung entsprechend dem Fehlerursprung

(Entwicklung und Nutzung)

WirtschaftlichesOptimum

Die 80 : 20 –Regel hat auch hier Gültigkeit. Entscheidend ist, die kritischen Anforderungen zu erkennen und genügend klar zu spezifizieren.




Beispiel: Werkzeuggestützte Strukturierung und funktionale Erfassung derAnforderungen

Anforderung Funktion LösungStruktur




Agenda








Fazit




Ermitteln der Typen nachArt und Anzahl

Simulationen

Merkmale definieren

Beschreibung der Produktfunktionen

Beschreibung der Kombinierbarkeitder Funktionen

Kombinatorik definieren

VMEA:

• Welche Auswirkungen haben veränderte Produktfunktionen und deren Kombinatorik auf die Typenvielfalt ?

• Was wäre, wenn ... ?

Neue Produktfunktionen anbieten

Produktfunktionen einschränken

Kombinationen von Funktionen ändern

Funktionspakete bilden

SystematischeBeschreibungder Produktgruppe

Definition der notwendigen Funktionalitäten in komprimierter Form




Beschreibung der Funktionen mit Ausprägungen

mögliche Kombinationen: 2 * 4 * 4 * 3 * 4 = 384

Beispiel Steuerungselektronik: Schritt 1: Merkmale und Ausprägungen definieren




Beispiel Kraftfahrzeug-Elektronik: Schritt 2: Kombinatorik definieren – Zwänge und Verbote

Beschreibung der Funktionen,Teil 2: Zwänge und Verbote

2.

Typenliste

192

108

40

384




Beispiel Steuerungselektronik: Visualisierung und weitere Optimierung im Merkmalbaum

Nachrichtenübermittlung (2)

Bus A

Bus A+B

Display-Ausführung (4)

Std. Low

Std. High

Univ. Low

Univ. High

Länder-Ausf. Software (4)

ECE

ECE

ECE

US

Fernost

Japan

ECE

US

Fernost

Japan

Ausführung SG 1 (3)

A

A

A

B

C

C

A

B

C

C

Nachrichtenkatalog

N1N2N3N4N1N2N3N4N1N2N3N4N1N2N3N4N1N2N3N4N1N2N3N4N1N2N3N4N1N2N3N4N1N2N3N4N1N2N3N4

Aus 384 potentiellen

Kombinationen ergeben sich

noch 40 verkaufsfähige Typen,

dargestellt im Merkmalbaum!




Einsatz der VMEA-Methode im Bereich Software-/Elektronik-Entwicklung

Auf Basis der funktionalen Anforderungsdefinition: Definition von SW-Funktionen und möglicher Alternativen, dann Ableitung der zugehörigen Merkmale

Prüfung und Verifikation der marktgerechten Funktionszusammenstellung / Modulbildung

Eliminieren unnötiger Funktionen/Optionen

Entscheidung über: Parametrisierung/Wiederverwendung vs. Bildung eigenständiger Komponenten (vgl. Integralteilbildung bei mech. Komponenten)









Agenda








Fazit




Die interne Sicht von Software/Elektronik-Komponenten erfordert zusätzlich den Abgleich zwischen verschiedene Ebenen

Strukturierung/Modulbildung

4. Hardware

3. Kommunikation

2. Software-Funktionen

1. Marktseitig geforderte FunktionenStrukturierungs-Aspekte:

Sicherheit (Eigenständigkeit/Redundanz)(Echt-) ZeitanforderungKorrektheitsanforderung (100%-Test)Abgegrenzter KontrollflussAbgegrenzte DatenobjekteBeherrschbare KommunikationSchlanke SchnittstellenFit von Hardware und SoftwareFit von Markt- und Techniksicht

VorteileDatenintegration in ModulenKommunikationsreduzierungReduzierte Abhängigkeiten zw. Einzelkomponenten der Module




Die vom Markt geforderten Funktionen werden in eine klare Abhängigkeit zurProduktstruktur gestellt.

(Hau

pt-

/Su

b-)

Mo

du

le

Aktuelle undzukünftige Funktionen

TechnischeProduktstruktur

E

B B B

B T T T B

T T T T T T T

Leistung (2)

10kW

20kW

B471

Antrieb (2)

Keilr.

Zahnr.

Kühlung (2)

Wasser

Öl

Wasser

Öl

Übersetzung (4)

3.0

3.5

3.0

3.5

3.0

3.5

4.0

4.5

3.0

3.5

4.0

4.5

Temperatur (2)

100C

100C

120C

100C

120C

100C

120C

120C

120C

120C

120C

120C

120C

120C

Typ (1)

T1

T2

T3

T4

T5

T6

T7

T8

T9

T10

T11

T12

T13

T14

Funktionsstruktur




Durch Modularisierung werden klar abgrenzbare und definierte funktionale Einheiten entwickelt.

Aus

präg

ung

1.1

Aus

präg

ung

1.2

Aus

präg

ung

1.3

Aus

präg

ung

1.4

Aus

präg

ung

2.1

Aus

präg

ung

2.2

Aus

präg

ung

2.3

Aus

präg

ung

2.4

Aus

präg

ung

3.1

Aus

präg

ung

3.2

Aus

präg

ung

3.3

Aus

präg

ung

3.4

Funktion 1 Funktion 2 Funktion 3

Submodul 1.1

Submodul 1.2

Submodul 1.3

Submodul 1.4

Mod

ul 1

Submodul 2.1

Submodul 2.2

Submodul 2.3

Submodul 2.4

Mod

ul 2

Submodul 3.1

Submodul 3.2

Submodul 3.3

Submodul 3.4

Mod

ul 3

Bisher

Aus

präg

ung

1.1

Aus

präg

ung

1.2

Aus

präg

ung

1.3

Aus

präg

ung

1.4

Aus

präg

ung

2.1

Aus

präg

ung

2.2

Aus

präg

ung

2.3

Aus

präg

ung

2.4

Aus

präg

ung

3.1

Aus

präg

ung

3.2

Aus

präg

ung

3.3

Aus

präg

ung

3.4

Funktion 1 Funktion 2 Funktion 3

Submodul 1.1

Submodul 1.2

Submodul 1.3

Submodul 1.4

Mod

ul 1

Submodul 2.1

Submodul 2.2

Submodul 2.3

Submodul 2.4

Mod

ul 2

Submodul 3.1

Submodul 3.2

Submodul 3.3

Submodul 3.4M

odul

3

Idealzustand

Aus

präg

ung

1.1

Aus

präg

ung

1.2

Aus

präg

ung

1.3

Aus

präg

ung

1.4

Aus

präg

ung

2.1

Aus

präg

ung

2.2

Aus

präg

ung

2.3

Aus

präg

ung

2.4

Aus

präg

ung

3.1

Aus

präg

ung

3.2

Aus

präg

ung

3.3

Aus

präg

ung

3.4

Funktion 2 Funktion 3

Submodul 1.1

Submodul 1.2

Submodul 1.3

Submodul 1.4

Submodul 2.1

Submodul 2.2

Submodul 2.3

Submodul 2.4

Mod

ul 2

Submodul 3.1

Submodul 3.2

Submodul 3.3

Submodul 3.4

Mod

ul 3

Mod

ul 1

Funktion 1

Möglicher Zustand

Strukturelle Änderungen einzelner

oder aller Module.

Aus

präg

ung

1.1

Aus

präg

ung

1.2

Aus

präg

ung

1.3

Aus

präg

ung

1.4

Aus

präg

ung

1.5

Aus

präg

ung

2.1

Aus

präg

ung

2.2

Aus

präg

ung

2.3

Aus

präg

ung

3.1

Aus

präg

ung

3.2

Aus

präg

ung

3.3

Aus

präg

ung

3.4

Funktion 3

Submodul 1.1a

Submodul 1.1b

Submodul 1.2

Submodul 1.3

Submodul 1.4

Submodul 1.5

Submodul 2.1

Submodul 2.4M2

Submodul 3.1

Submodul 3.2

Submodul 3.3

Submodul 3.4

Mod

ul 3

Mod

ul 1

Funktion 1Strukturelle

Änderungen und sinnvolle

Zusammenfassung von Funktionen und

Submodulen.

Möglicher Zustand




Beispiel 1 (I): Modulbildung unter dem Aspekt KommunikationAusgangssituation: 3 einzelne Steuergeräte

SG 1In: 21/ Out: 20

SG 2In: 21/ Out: 24

SG 3In: 23/ Out: 22 8

8

8

9

9

7

64

5

7 6

5




Beispiel 1 (II): Kommunikationsmatrix zur Bewertung des Nachrichtenaufkommens

Bewertete Kommunikationsmatrix

Bewertung interner/externer Kommunikation

100%82Summe Nachrichten

40%33Summe externer Nachrichten

60%49Summe interner Nachrichten:

65516SGx

78722SG3

69924SG2

48820SG1

17232121N ges in

SGxSG3SG2SG1N ges

out




Beispiel 1 (III): Modulbildung durch Clusterung der 3 Steuergeräte: Reduzierung des externen Nachrichtenaufkommens um 60 % !

Modul 123In: 16 / Out: 17

Intern: 60 %

extern: 40 %

SG 1In: 21/ Out: 20

SG 2In: 21/ Out: 24

SG 3In: 23/ Out: 22 8

8

8

9

9

7

64

5

7 6

5




Beispiel 1 (IV): Datenintegration in Modulen reduziert Fehlerpotenziale

Modul 123In: 16 / Out: 17

SG 1In: 21/ Out: 20

SG 2In: 21/ Out: 24

SG 3In: 23/ Out: 22

64

5

7 6

5

Speicherzugriff statt KommunikationsprotokollEinheitliche gemeinsame Datenstrukturen




System Architektur

Funktions-ArchitekturWas?

Netzwerk-ArchitekturAntrieb

FahrzeugbewegungSteer-by-wireBrake-by-wire

Gateway

Getriebe-steuerung

Motor-Steuerung

Karosserie/InnenraumGateway

GatewayFirewall

Licht-module

Klima-regelung

Tür-module

NavigationMobil-telefon

www

Wo?

Treiber-SoftwareTreiber-Software

BetriebssystemBetriebssystem

Basis-Systemfunktionen+ Kernfunktionen

Basis-Systemfunktionen+ Kernfunktionen

CARTRONIC LayerInterfaces + Koordination + ÜberwachungCARTRONIC Layer

Interfaces + Koordination + Überwachung

Fkt.Fkt. Funktionen (Fkt.)

Funktionen (Fkt.)

Kunden-spez.

Funktion

Kunden-spez.

Funktion

HardwarespezifischeTreiber Software

Standard OS

Embedded Software

Offene Schnittstelle

Fahrzeugfunktionen- Kunden- und Fahrzeugspezifisch- modular- wiederverwendbar- plug & playWie?

Multimedia

Fahrzeug-Koordinator

Multimedia

Karosserie/Innenraum

Antrieb

Fahrzeugbewegung

Energie-Management

Software

Hardware

Beispiel 2: Software-Architektur für Fahrzeuge (Bosch Cartronic Architektur)




Agenda








Fazit




Fazit

Funktionsorientierung führt zu einer Abstraktionebene, die die interne und externe Kommunikation der Produktkomplexität erleichtert

Die Modulbildung muss Technik- und Marktaspekten, sie bietet großes Potenzial zur Komplexitätsbeherrschung

Software macht Produkte flexibel änderbar, um so wichtiger ist die Klarheit des definierten Leistungsspektrums

Parametrisieren ist immer besser als Kopieren (und Ändern)

Komplexitätsmanagement ist eine ganzheitliche Aufgabe,von der Produktdefinition bis zum Produktservice


Agenda Die GPS-Gruppe …projects.aifb.kit.edu/aik/AIK12/GrosseWienker...Dieser Bericht ist...

Documents

Transcript of Agenda Die GPS-Gruppe …projects.aifb.kit.edu/aik/AIK12/GrosseWienker...Dieser Bericht ist...