Software mit Pfiff
Egal ob Auto, Herd oder Kühlschrank - es gibt heute kaum ein Gerät, das ohne Software auskommt. Damit das Zusammenspiel von Hard- und Software reibungslos funktioniert, setzen Forscher am Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE auf MARMOT. Die komponentenbasierte Software-Entwicklung aus dem Baukasten ist auf der CeBIT in Hannover am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand A24 in Halle 11 zu sehen.
Rasenmähroboter aus Lego Mindstorms auf der CeBIT 2003; © Fraunhofer
Software im Auto? Moderne Fahrzeuge kommen ohne nicht mehr aus: Motor, Getriebe oder Bremsen werden bei neueren Fahrzeugmodellen komplett elektronisch gesteuert. Für die Hard- und Software-Entwickler ist das eine enorme Herausforderung. Schließlich hängt die Sicherheit der Fahrzeuginsassen vom reibungslosen Zusammenspiel der beiden Komponenten ab. "Bisher gab es für jedes Bauteil eine individuelle Lösung. Für jede zentrale Steuerungseinheit wurde eine eigene Elektronik plus Hardware entwickelt", weiß Christian Bunse, Abteilungsleiter Komponentenbasiertes Software Engineering am IESE in Kaiserslautern. "Doch das führt langfristig zu Problemen. Die Techniker entwickeln die Bremsen weiter und verbessern Details. Die Software funktioniert nicht mehr richtig, sie muss erst an die neue Hardware angepasst werden. Das ist auf die Dauer teuer, der Entwicklungsaufwand für jede neue Produktversionen ist enorm. Dazu kommt, dass die systematische Qualitätssicherung leidet." Das soll sich nun ändern. IESE-Wissenschaftler setzen künftig auf eine komponentenbasierte Lösung. So lassen sich Software-Bausteine kostengünstig mit Standard-Hardware verbinden.
Die Software-Experten nennen ihre neue Methode MARMOT Method for Component-Based Real-Time Object-Oriented Development and Testing. "Damit lassen sich Systeme schnell, qualitativ hochwertig und kosteneffizient aus bereits existierenden Komponenten zusammenbauen", beschreibt Bunse einen Vorteil der Baukastenlösung. "Dadurch können wir komplexe eingebettete System effizienter machen und schnell an neue Anforderungen anpassen. Außerdem lassen sich Softwarelösungen Dritter verwenden - man spart teure Entwicklungskosten."
Die MARMOT-Methode basiert auf KobrA, einem ebenfalls am IESE entwickelten Tool für eingebettete Software. "Im vergangenen Jahr haben wir auf der CeBIT in Hannover einen auf KobrA basierenden Rasenmähroboter aus Lego Mindstorms vorgestellt, der je nach Anforderung schnell in verschiedene Varianten umgebaut werden kann", erklärt Bunse. Inzwischen haben die IESE-Forscher die MARMOT-Methode an einem ferngesteuerten Gabelstapler - einem Modellfahrzeug im Maßstab 1:16 - getestet. Dazu wurde eine Modelllandschaft aufgebaut. Der Gabelstapler muss sich durch Wege und Plätze, angedeutet durch eingezogene Wände, manövrieren. Er hat Entfernungssensoren an Bord und steht in ständigem Funkkontakt zu einem PC. Hier ist eine Kamera angeschlossen, die die Szene frontal von oben. beobachtet. Der Gabelstapler muss neben dem Verladen weitere Teilaufgaben lösen. Er erkennt in seinem direkten Umfeld Hindernisse und vermeidet Kollisionen, indem er rechtzeitig ausweicht oder stoppt. Das System erkennt die Positionen von Gabelstapler, Paletten und Anhänger im Spielfeld ebenso wie die Spielfeldbegrenzungen und Wände. Außerdem müssen die Routen geplant, das Fahren, die Lade- und Entladeaktionen koordiniert werden. Mit den bisherigen Ergebnissen ist Bunse äußerst zufrieden. Neue Produktlinien für Maschinenbau, Konsumgüterindustrie oder Verkehrstechnik lassen sich leichter realisieren.
Auf der CeBIT stellen die IESE-Forscher den MARMOT-Ansatz an einem Lego-Roboter vor: "Wir zeigen dabei, wie gut sich die MARMOT-Methode zur Qualitätssicherung eignet. Die Software überprüft sich selbst und zeigt an, wenn Fehler auftreten oder sie mit der Hardware nicht richtig zusammenarbeiten kann. Für viele Bereiche eröffnen sich damit völlig neue Perspektiven: Kühlschrank oder Auto könnten künftig fehlerhafte Teile sofort melden", beschreibt Bunse die Vorteile.
Ansprechpartner:
Dr. Christian Bunse
Christian.Bunse@iese.fraunhofer.de
Telefon: 0 63 01 / 7 07-2 22
Fax: 0 63 01 / 7 07-2 00
Fraunhofer-Institut für
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