Forschungsergebnisse in Anwendung bringen

FZI: Interdisziplinäre Forschung für sichere Elektronik und Software in Transportsystemen

Das FZI Forschungszentrum Informatik ist eine gemeinnützige Forschungstransfer-inrichtung des Landes Baden-Württemberg. Auftrag des FZI ist es, Unternehmen und öffentliche Einrichtungen dabei zu unterstützen, neueste Methoden und Erkenntnisse wissenschaftlicher 
Forschung aus der Informationstechnologie in den Bereichen Informatik, Ingenieurwissenschaften und Betriebswirtschaft in wirtschaftlichen Erfolg umzusetzen.

Interdisziplinäre Teams

Mit einem interdisziplinären Team aus über 145 Wissenschaftlern entwickeln wir für unsere Geschäftsund Forschungspartner Lösungen
für innovative Produkte, Dienstleistungen und Geschäftsprozesse. Seit seiner Gründung im Jahr 1985 rechtlich selbständig, ist das FZI
personell eng mit der ehemaligen Universität Karlsruhe, jetzt Karlsruher Institut für Technologie (KIT), verflochten. Für den Technologietransfer engagieren sich am FZI zur Zeit 19 Professoren aus vier Fakultäten des KIT. Ihnen steht ein junges Team hochqualifizierter wissenschaftlicher Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter zur Seite. Durch seine eigenständige Struktur kann das FZI Spitzenforschung effektiv und interdisziplinär in die industrielle Anwendung transferieren. 

Prozesse und Methoden für Embedded Systems

Speziell für Anwendungen mit höchsten Anforderungen an die Zuverlässigkeit sind Qualitäts- und Risikomanagement unverzichtbare
Werkzeuge bei Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten. Als eine der ersten Forschungseinrichtungen in Deutschland verfügt das FZI über
ein nach DIN EN ISO 13485 und DIN EN ISO 9001 zertifiziertes Qualitätsmanagement. 

Einen wichtigen Arbeits- und Forschungsschwerpunkt bilden eingebettete Systeme: Das FZI erforscht und entwickelt Anwendungen, 
Prozesse, Methoden und Werkzeuge zum Entwurf und Test zuverlässiger eingebetteter elektronischer Systeme, intelligenter Sensoren
und Aktuatoren, Systems- on-Chip und Multicore- Technologien. Anwendungsgebiete sind Automobilelektronik und Automobiltechnik, aber auch Medizinund Kommunikationstechnik sowie Industrie- und Gebäudeautomation. 

Ziel ist dabei, die Konzeption und den Entwurf von systemweiten und systemübergreifenden Software-/Hardware-Architekturen zu verbessern
und zu einem durchgängigen Entwicklungsprozess zu verbinden.

Ein für die Aktivitäten des FZI in SafeTRANS hochrelevantes Forschungsfeld ist die Konzeptmodellierung und -bewertung von softwarebasierten vernetzten Systemen im Bereich Transportation. Ausgangspunkt ist, dass ein großer Teil der Systemeigenschaften beispielsweise eines Automobils, wie etwa Kosten oder Gewicht, häufig schon in sehr frühen Entwurfsphasen festgelegt wird – über 5 Jahre
vor Serieneinführung eines neuen Produkts. Ein Lösungsansatz für die Beherrschung des meist über mehrere Abteilungen verteilten Architekturentwicklungsprozesses ist SafeTRANS 8 News 1/2012 die Verwendung eines Werkzeugs zur modellbasierten Entwicklung.

Dieses ermöglicht eine konsistente Datenhaltung und schafft die Voraussetzungen für eine frühzeitige Analyse von Architekturkenngrößen
verschiedener Realisierungskonzepte. Dabei werden unterschiedliche Konzeptdimensionen wie Anforderungen, Funktion, Vernetzung,
Elektronik, Bordnetz oder Topologie abgedeckt und verknüpft.

Für die Systemqualität wichtige Randbedingungen und Entwurfsparameter ergeben sich aus Anforderungen der funktionalen Sicherheit
für das zu entwerfende Fahrzeug. Ein integraler Schritt ist dabei die Durchführung von Sicherheitsanalysen, auf die von Standards wie u.
a. in DO-178B in der Avionik oder ISO 26262 in der Fahrzeugentwicklung verwiesen wird. Funktionale Sicherheit kann modellgestützt untersucht werden, einerseits durch die mit dem Systemmodell verknüpfte Modellierung von Safety-Aspekten, andererseits durch die
Ableitung von Architekturkenngrößen zur Bewertung von Architekturalternativen („Benchmarking“). Hervorzuheben ist in diesem Umfeld
das laufende ITEA2-Projekt „SAFE“ (Safe Automotive soFtware architEcture), das durch die EU und das BMBF gefördert wird. In SAFE
beschleunigt das FZI gemeinsam mit 17 Partnern aus Automobilindustrie und Forschung die effiziente Entwicklung von Safety-Eigenschaften
in Fahrzeugen durch den Einsatz eines integrierten Systemund Safety-Modells und darauf aufsetzenden Analyseansätzen.

Diese integrierten Modelle können dann mit spezialisierten Ansätzen analysiert und exploriert werden (s. Abb.): Ausgehend von einer Ausgangsarchitektur wird durch einen zielgerichteten Explorationsschritt eine neue Architekturalternative abgeleitet. In der Folge wird das
zugehörige Modell abgesichert, bewertet und mit weiteren Alternativen verglichen. Dieser Vergleich bildet die Basis für eine Architekturentscheidung, welche akzeptiert oder weiter verändert werden kann.

Fazit
Das FZI bietet seinen Partnern und Kunden wissenschaftliche Expertise für sichere Eingebettete Systeme. Die Mitgliedschaft im SafeTRANS
ist für das FZI aufgrund der Überschneidungen mit zahlreichen Arbeiten im Umfeld Mobilitätssysteme ausgesprochen spannend und
bietet hochinteressante Möglichkeiten der Vernetzung und Zusammenarbeit.

www.fzi.de