"Mehr Bewegung, aber nicht im Hau-ruck-Verfahren"

Professor Dr. Manfred Broy, Leiter des Lehrstuhl Software & Systems Engineering, Fakultät für Informatik an der Technischen Universität München, sprach mit ATZelektronik über die Notwendigkeit und den zu beschreitenden Weg, um zu stabilen Software-Systemarchitekturen für künftige Fahrzeuggenerationen zu kommen. An Paradigmenwechseln wird die Branche nicht vorbeikommen.

Die Standardisierungsbemühungen in der Elektronik- und Softwarebranche driften mit oftmals unvermeidlichen Kompromisslösungen in die Komplexität ab. Wünschen Sie sich nicht manchmal einen Neustart auf der grünen Wiese?
Dies ist eine verlockende Vorstellung, die aber unrealistisch ist. Es gilt zwar, kurz- mittel- und langfristige Aspekte zu unterscheiden - aber auch als Universität muss man Verständnis für den Praktiker haben, der in evolutionären Prozessen steckt, aus denen er im Hau-ruck-Verfahren nicht herauskommt. Kleine Schritte führen meist auch zum Ziel.

Trotz dieser evolutionären Prozesse kommen doch gewaltige Veränderungsprozesse auf die Automobilhersteller und ihre Lieferanten zu. Beispielsweise bei dem Thema Software als Produkt sind selbst kleine Schritte nicht erkennbar.
Jedes Unternehmen muss sich darüber im Klaren sein, dass es langfristig zu tiefen Einschnitten kommen wird - und dass sich zum Beispiel die von Ihnen angesprochenen ökonomischen Betrachtungsweisen und Prinzipen komplett ändern werden. Darauf sollten sich Unternehmen bereits heute vorbereiten. In Anbetracht der gigantischen Wachstumsraten von Software im Automobil und der damit verbundenen Komplexität sind neue Denkprozesse gefragt: Es gilt, die Auswirkungen auf Entwicklung und Produktion und insbesondere die Wartung dieser Systeme zu betrachten und damit umzugehen. Der gesamte Produktlebenszyklus wird neu definiert.

Wo würden Sie angreifen?
Es wird viel zu viel Aufwand in der Softwareentwicklung in die späteren Phasen der Fahrzeugentwicklung geschoben. Streng genommen handelt es sich bei den sogenannten Erprobungszyklen um kurzatmige, nicht mehr enden wollende Fehlerbeseitigung. Die Unternehmen vergeuden hier Geld, Ressourcen und Zeit. Unser Ziel ist, mit viel präziseren Mitteln in den frühen Phasen zu arbeiten und frühe Systemarchitektur-Verifikationen durchzuführen. Dies ist die Grundlage für beherrschbare und effektive Prozesse.

Warum wird dies in der Automobilbranche nicht beherzigt?
Hier stoßen wir derzeit gemeinsam an die Grenzen des Machbaren. Ein Dreh- und Angelpunkt ist, die Anforderungen und die Spezifikation einer Systemarchitektur sowie die unzähligen Schnittstellen so präzise zu beschreiben, so dass das System stabil ist. Entsprechendes Know-how fehlt den Unternehmen. Wir haben diese Spezifikationsanforderungen an der Universität ein Stück weit erforscht - von gängiger Praxis kann man heute noch nicht reden. Automobilhersteller verfügen nicht über ausreichend Personal, das in diesem Thema ausreichend geschult ist.

Was ist so schwierig an der Spezifikation von Systemarchitekturen?
Die Architekturen werden heutzutage wie in einem Puzzle in kleine Teile aufgesplittet und an die Verantwortlichen zur inhaltlichen Gestaltung verteilt. Das Problem ist, dass die Schnittstellen - also die Konturen jedes einzelnen Puzzelteils - nicht genau beschrieben werden können. Beim finalen Zusammenbau des Puzzles geschieht dann das Unschöne: In einem iterativen Prozess - der angesprochenen kurzatmigen Fehlerbeseitigung - kann man nur sehr ungenau arbeiten. In Analogie zum Puzzeln würden Sie gleichsam beginnen, die Teile nachträglich zuzuschneiden. Das bedeutet für die Industrie, dass Zulieferer immer wieder nachbessern müssen - ohne allerdings einen wirklichen Bauplan zu haben.

Was schlagen Sie vor?
Es muss unglaublich viel in der Methodik passieren. Die Industrie unternimmt Schritte, die in die richtige Richtung gehen. Autosar ist ein Beispiel, aber die entsprechenden Initiativen werden allein die Probleme nicht lösen. Was mir immer wieder auffällt: Es ist erstaunlich, wie wenig durchgängig die Möglichkeiten der rechnergestützten Entwicklung in den Unternehmen genutzt werden. Die schwierigen Aufgaben in der Elektronik- und Softwareentwicklung bewältigen wir nur mit konsequenter, noch deutlich auszubauender Unterstützung durch Informatiksysteme. Im Klartext: Alle Arbeitsergebnisse müssen rechnergestützt verwaltet und soweit möglich auch rechnergestützt erzeugt werden.

In der Fahrzeugentwicklung ist dies gängige Praxis. Ohne Werkzeuge und Methoden wie CAD/CAM, Simulation, Design for Manufacturing lässt sich heute kein Auto mehr bauen.
Richtig. Und diese Methoden sollten auch in der Elektronik- und Softwareentwicklung angewandt werden. Genauso wie die geometrische Form des Fahrzeugs heutzutage früh definiert ist, entsprechende Belastungsprofile vorgegeben sind und simulierte Crashtests durchexerziert werden, sollten auch die Systemarchitekturen erst einmal virtuell aufgebaut werden. Was spricht dagegen, auch hier Produktdatenmodelle aufzubauen? Hier sehe ich die Branche lange noch nicht.

Sie sprachen die personellen Engpässe und das fehlende Know-how an. Wie wappnen Sie die Nachwuchskräfte an Ihrem Lehrstuhl?
Zunächst einmal mit der klaren Rollenteilung von Industrie und Forschung. Bei allem Bezug zur Praxis sind wir diejenigen, die an visionären Konzepten arbeiten. Wir vermitteln unseren Studenten, dass sie bei den Langfristthemen nicht locker lassen dürfen. Unsere Absolventen sehe ich als Botschafter, die dies in die Unternehmen tragen. Ich beobachte dies sehr genau: Bei allen Irritationen im Alltagsgeschäft kommen die Nachwuchskräfte immer wieder einen Schritt voran.

Hier sagen dann die Jungen den Erfahrenen, was sie tun müssen?
Der wachsende Anteil der Software im Auto erfordert kollaboratives Arbeiten. Insbesondere in der Softwareentwicklung der Automobilbranche, die noch stark hierarchisch gegliedert ist, wird man neue Zusammenarbeitsparadigmen noch finden müssen. Ich weiß, dass die Industrie zuweilen skeptisch auf die Dinge schaut, die an Universitäten geschehen. Umgekehrt fehlt manchmal auch das Verständnis der Hochschulen für die Herangehensweisen der Industrie. Ich sehe aber auch die Annäherung.

Wie weit ist die Branche von dem Idealzustand stabiler Systemarchitekturen entfernt?
Wie will man das messen? Ich glaube, dass wir mittlerweile ziemlich genaue Vorstellungen haben, wie so eine Systemarchitektur aussehen kann. In Teilbereichen funktioniert dies bei einigen Automobilunternehmen bereits gut. Allerdings steckt hier wiederum die Gefahr der System- und Datenbrüche, wenn nur einzelne Glieder der Prozesskette betrachtet werden. Mich stimmt allerdings hoffnungsvoll, dass die Industrie aufgrund des dramatischen, softwaregetriebenen Wandels heute schon viel schneller reagiert und mit Hochdruck an stabileren Lösungen arbeitet.

Die Branche spricht von Elektrik/Elektronik-Architekturen. Das Berufsbild des E/E-Architekten ist nicht zu finden. Ihr Institut wäre prädestiniert für die Ausbildung zum E/E-Softwarearchitekten. Denken Sie darüber nach?
Wir fördern und fordern das notwendige interdisziplinäre Denken an unserer Fakultät, die entsprechend vernetzt ist. Das Berufsbild des E/E/S-Architekten formt sich in der Industrie.

Herr Professor Broy, ich bedanke mich für das Gespräch.


Autor(en): Markus Schöttle

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