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  • Automatisierte Reviews zur Erhöhung der Datenqualität im Entwicklungsprozess

    Dipl.-Ing. Tibor Farkas CEO

    Januar 2011

  • Folientitel

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    ► Überblick

     Kurzvorstellung

     SW-Qualität gilt werkzeugübergreifend

     Konformität zu Normen und Standards

     Reviews erzeugen Aufwände und Risiken

     Problemursache beginnt bei Datenqualität

     Innovative Methoden zur Datenprüfung

     Compliance am Arbeitsplatz und im Unternehmen

     Ganzheitliche Datenqualität umsetzen

     Zusammenfassung

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    ► Unternehmensprofil

     Profil: Softwarehersteller, Lösungsanbieter

    und Dienstleister für den Bereich

    Engineering Data Compliance

     Produkt: Assessment Studio

     Branchen: Automotive, Bahntechnik,

    Luft/Raumfahrt, Medizintechnik und ITK

     Historie: Spin-off des

    Fraunhofer-Institut FOKUS im Februar 2008

     Team: 8 Personen

     Internet:

    www.match-technologies.com

    Match Technologies GmbH Spreebogen Plaza

    Pascalstraße 10, 10587 Berlin

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    Quellen: 1 - BITKOM e.V (Studie) | 2 - Gartner (Press Release) | 3 - TDWI (Studie) | 4 - Arthur D. Little (Studie)

    Embedded Software in eingebetteten Systemen

     Innovationen in technischen Produkten durch software-intensive Elektronik (Steuergeräte)

     Eingebettete Systeme adressieren Marktpotenzial von 18,7 Mrd. (Deutschland)1, Tendenz steigend

     SW-Produktentwicklung herrscht enormer Druck:

     Entwicklungskomplexität nimmt zu

     Entwicklungszeiten kürzen, Kosten senken

     Produktqualität ist zu erhöhen

     Top-Unternhemen setzten auf moderne IT, jedoch 25% der kritsichen Daten sind fehlerhaft 2

     83% aller Studienteilnehmer berichten, dass fehlerhafte Ausgangsdaten das Problem sind 3

     100% aller Studienteilnehmer berichten, Modell-Konsistenz ist nur teilweise gegeben 4

     75% Notwendigkeit für intensiver ausgearbeitete

    Konsistenzüberprüfungsmechanismen 4 Umsatz der Anbieter von Embedded-Systemen

    nach Branchen in Mio. 1

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    ► Qualität ist werkzeugübergreifend

    F u n k ti o

    n

    S ys

    te m

    B

    a u te

    il

    Akteure

    O E

    M

    Ti e

    r- 1

    Ti e

    r- 2

    ECU

    Pkw

    Entwicklungsphasen nach V-Modell

    Anforderungs- definition

    Funktionaler Systementwurf

    Technischer Systementwurf

    Implementierung

    Integrationstest

    Systemtest

    Abnahmetest

    Modul- spezifikation

    Modultest

    Artefakte

    Systemspezifikation Modelle Testspezifikation Software Beschreibungsdateien Code

    To o

    ls

    Mitgeltende Dokumente

    Normen, Richtlinien und Standards gelten im

    Entwicklungsprozess

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    ► Werkzeugübergreifende Konformität O

    E M

    Ti

    e r-

    1 Ti

    e r-

    2

    Kontext

    Funktionsmodell Fensterhebersystem

    Richtlinie

    Bauteilelieferant

    Systemlieferant

     Strukturkonsistenz gemäß Systemspezifikation (ID, Baum)  Einheitliche Semantik (Namenskonvention,Layout,Glossar)  Architekturvorgaben (Schnittstellen, Bibliotheken, Größen)  Ressourcenverbrauch (Datentypen, Wertebereiche)  Definitionen (Funktionsliste, Signale, Testfälle)  Dokumentationspflichtige Attribute (Randbedingungen)

    Prozessanforderungen aus herstellerspezifischen Richtlinien an seine Lieferanten

    Hersteller

    Anforderung

    Glossar, Datenkatalog

    Architektur, Bibliothek

    Testfälle

    Spezifikation

    Implementierung

    Kollaborative Artefakte

    Konformität: Erfüllung der

    Anforderungen ?

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    ► Konformität zu Normen und Standards

    ► Richtlinien des Gesetzgebers und Industrieverbände Richtlinien der EU-Kommission, Richtlinien und Empfehlungen des VDA (Verband der Automobilindustrie e.V.)

    ► Qualitätsmanagementnorm für Unternehmen (Qualitätsmodell) Internationale Organisation für Normung (ISO), wie ISO-9001 - Regelwerk definiert Grundlagen, Begriffe und Maßnahmen für ein Qualitätsmanagementsystem

    ► Richtlinien zur Prozessverbesserung (Reifegradmodell) International: Capability Maturity (CMMI) Europäisch: Software Process Improvement and Capability (SPiCE)

    ► Anwendungs- und Domänenspezifische Richtlinien Internationale elektrotechnische Kommission (IEC), wie IEC 61508 - Regelwerk zur Entwicklung von programmierbar elektronischen (E/E/PE) Systemen, die eine Sicherheitsfunktion ausführen.  In der Automobiltechnik nach ISO/CD-26262

    ► Industrielle Standardisierungsgremien in der Automobilindustrie ASAM, AUTOSAR, HIS, MAAB, MISRA, OSEK

    ► Herstellerspezifische Richtlinien an seine Lieferanten Modellierungs- und Implementierungsrichtlinien, Konventionen, Best-Practices

    A b

    st ra

    k ti o

    n s g

    ra d

    a b

    s tr

    a k t

    k o

    n k re

    t

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    ► Absicherung: Wo entstehen Fehler?

    vgl. auch Studie der Standish Group 2001

     Das Risiko eingebrachter Fehler ist in frühen Prozessphasen am größten

     Aufwände erhöhen sich, wenn Fehler spät durch Tests aufgedeckt werden

     Das Risiko unentdeckter Richtlinienverletzungen bleibt bestehen.

    55%

    5%

    30%

    10% 15%

    40%

    5%

    45%

    Prozess

    Risiko

    Kosten für Fehlerbehebung

    Eingebrachte Fehler Gefundene Fehler

    Spezifikation Design Implementierung Test

    Entwicklung der Kosten die ein Fehler in den unterschiedlichen Prozessphasen einer Entwicklung verursacht.

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    ► Kontext beeinflusst die Softwareentwicklung

    Wo liegen die Probleme, wenn Software Qualität umgesetzt werden muss? Beim Umsetzen von Regularien treten oft Schwierigkeiten auf:

     In heutigen Softwareentwicklungsprozessen wird ein extrem hoher manueller Review-Aufwand von Dokumenten praktiziert

     Die Fehlinterpretation von Richtlinien und Anordnungen durch Mitarbeiter wird von Unternehmen häufig berichtet

     Menschliche Fehler bei der Sicht-Prüfung sind möglich und bergen verdeckte Risiken durch unentdeckte Fehler

     Dokumentationspflicht: Durchführung von Reviews und das Ergebnis sind meist nicht dokumentiert und daher nicht nachvollziehbar

     Nachweis von Compliance und die Vorbereitungen für Assessments ist sehr aufwändig und wenig belastbar

     Reifegradmodelle (CMMI; SPICE): Eine stetige Prozessoptimierung durch manuelle Reviews und Inspektionen ist nicht trivial umsetzbar

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    ► Problem heutiger Methoden und Werkzeuge

    Prüfwerkzeuge ► Regelbasierte Prüfprogramme zur statischen Analyse

     Rückverfolgbarkeitsproblem: Nur ein Anwendungszweck, keine Prozessinformation

     Konsistenzproblem: Übergreifende Kontextinformationen sind nicht prüfbar

     Fehlende Abstraktionsfähigkeit: Zusammenfassung von Daten vor Prüfung

     Fehlende Übertragbarkeit: Prüfung verschiedener Artefakte nicht unterstützt

     Aufwändige Wartung: Artefaktspezifische Regelsprache pro Werkzeug

    Konformitätsnachweise ► Prüfberichte, Prüfprotokolle, Check-Listen

     Fehlende Prozessinformationen im Konformitätsnachweis

     Flüchtige Prüfberichterstattung, keine Ausnahmen oder Begründungen

    Prüfmethoden ► Manuelle Sichtprüfung (Review, Walk-Through, Inspektion)