Verbundprojekt: MBPLE4Mobility - Durchgehend modellbasierte Entwicklung und Produktlinienentwicklung für Steuerungssysteme in der Fahrzeugtechnik; Teilvorhaben: Modellbasierter Entwurf der Fahrzeug-Kommunikationssysteme unter Einbezug von Variantenvielfalt

Abstract

Im Projekt MBPLE4Mobility entwickelte die FAU modellgetriebene Verfahren zur Optimierung, Simulation, sowie zur Echtzeit- und Safety-Analyse von Kommunikationsnetzwerken unter Einbeziehung von Variantenvielfalt. Für die Echtzeitanalyse und Optimierung wurden Ansätze konzipiert, mit denen sich die Laufzeiten von Kommunikationssignalen für einzelne Varianten und spezifische Variationspunkte variantenreicher Kommunikationssysteme berechnen und gegebenenfalls optimieren lassen. Die Safety-Analyse wurde so ausgelegt, dass sie uneingeschränkt auf variantenreiche Systeme anwendbar ist. Darüber hinaus wurden neue Simulationsmethoden realisiert, die die Variantenvielfalt bis zur Ausführung beibehalten und erst zur Laufzeit auflösen. Die zu analysierenden Kommunikationssysteme lassen sich nahtlos aus bestehenden Systembeschreibungen extrahieren und mithilfe eigens entwickelter Modell-zu-Modell (M2M) - und Modell-zu-Text (M2T) -Transformationen in die Analyseverfahren überführen. Die entwickelten Methoden wurden exemplarisch im Use Case GoA2 im Schienenverkehr eingesetzt, sind jedoch grundsätzlich auf andere Anwendungsdomänen übertragbar. Sie wurden in ein Demonstrator-Framework integriert und die Durchführung der Analysen bis zur Ergebnisbereitstellung vollständig automatisiert erfolgt, ohne manuelle Eingriffe. Mithilfe der durchgängigen Prozesse - vom Einlesen, über die Transformation, bis zu eigentlicher Analyse - können Kommunikationssysteme schneller und bereits in einer früheren Lebenszyklusphase validiert werden. Die FAU hat die im Projekt definierten Ziele erfolgreich und innerhalb des vorgesehenen Zeit- und Kostenrahmens erreicht. Methodische Ansätze wurden bereits auf zahlreichen Konferenzen und Journalen veröffentlicht. Zudem plant die FAU die Veröffentlichung von Teilen des Rahmenwerks. Die FAU unterstützt die BMWK-Ziele zur Dekarbonisierung durch die Förderung modellbasierter und beschleunigter Entwicklungs- und Validierungsansätze. In the MBPLE4Mobility project, FAU developed model-driven methods to optimize, simulate, and perform real-time and safety analyses of communication networks while accounting for variant diversity. For real-time analysis and optimization, approaches were designed to calculate and, if necessary, optimize the runtimes of communication signals for individual variants and specific variation points of variant-rich communication systems. The safety analysis can be applied without restriction to multi-variant systems. Additionally, new simulation methods were implemented that retain the variety of variants until execution and only resolve them at runtime. Communication systems to be analyzed can be seamlessly extracted from existing system descriptions and transferred to analysis methods via specially developed model-to-model (M2M) and model-to-text (M2T) transformations. These methods were used in the GoA2 rail transport use case, but they can be applied to other domains. The methods were integrated into a demonstrator framework, and the analyses were fully automated from execution to result provision, eliminating the need for manual intervention. With the help of end-to-end processes - from importing and transformation to the actual analysis - communication systems can be validated faster and at an earlier life cycle phase. FAU has successfully achieved the goals defined in the project within the planned time and budget. Methodological approaches have already been published at numerous conferences and journals. FAU is also planning to publish parts of the framework. FAU supports the BMWK goals for decarbonization by promoting model-based and accelerated development and validation approaches.