SofDCar

SofDCar

BMWi Project

Software-getrieben von Embedded Systems bis in die Cloud für Entwicklung und Betrieb

SofDCar

Project description

Während die Digitalisierung zahlreiche neue Produkte und Dienstleistungen ermöglicht, stellt sie bestehende Branchen vor tiefgreifende Herausforderungen. Stark betroffen hiervon ist auch die Automobilindustrie, die sich der Herausforderung der zunehmenden Bedeutung von Software im Fahrzeug stellt. Die Elektronik- und Softwarearchitektur im Fahrzeug muss sich ebenso wie Entwicklungsmethoden und -Prozesse grundlegend verändern und entwickeln, um die technologischen Anforderungen der Digitalisierung positiv zu gestalten.
Der Fortschritt von IT und Sensoren ermöglicht neue Funktionen im und um das Fahrzeug der Zukunft. Diese Software-implementierten Funktionalitäten, wie erweiterte Fahrerassistenzsysteme (ADAS), das automatisierte Fahren sowie die Vernetzung, über die auch Geschäftsfelder wie Flottenmanagement, Car- und Ridesharing, intermodale Mobilität, prädiktive Wartung und erweiterte User Experience erschlossen werden, fordern deutlich höhere Rechenleistungen, Speichervolumina und Übertragungskapazitäten als bisher. Entsprechend den anerkannten Gesetzen der IT, Moore’s Law und Edholm’s Law, verdoppelt sich die Leistungsfähigkeit von digitalen Endgeräten und Kommunikationsnetzen rund alle 18 Monate, also ein Faktor 1000 in 15 Jahren.
Vor dem Hintergrund wachsender Nachhaltigkeitsanforderungen muss das Fahrzeug der Zukunft über den Lebenszyklus hinweg anpassbar sein. Denn wird von einem Fahrzeuglebenszyklus von 20 Jahren ausgegangen, trägt die Möglichkeit, Funktionalitäten flexibel over-the-air (OTA) zu updaten, zu einer digitalen Nachhaltigkeit des Fahrzeugkonzeptes bei. So könnten auch ältere Fahrzeuge in Zukunft noch sicher und zuverlässig betrieben werden, bspw. trotz neuer Umweltauflagen oder weiterer technologischer Anpassungsanforderungen. In diesem Zusammenhang kommt dem sicheren Betrieb von Software und Diensten eine noch größere Bedeutung zu und spielt für die globale Marktposition der Akteure der deutschen Automobilindustrie eine elementare Rolle. Zukünftige Automobilarchitekturen, die den entstehenden Anforderungen und Möglichkeiten gerecht werden sollen, sind eine disruptive Technologie, die aufgrund ihrer hochgradigen Verteilungs- und Vernetzungsgrade auf Basis einer variablen und interoperablen Plattform realisiert werden müssen.
Die schon hohe Komplexität der Systeme nimmt weiter zu, muss jedoch gleichzeitig beherrschbar bleiben. Obwohl bestehende Standards wie AUTOSAR bereits die Beschreibung von Varianz für strukturelle Artefakte der elektrisch-elektronischen (E/E) Architektur berücksichtigen, fehlt eine Methodik, wie unter Berücksichtigung der stark dezentralen Softwareentwicklung eine schrittweise Einschränkung des Variantenraumes mit geeigneter Präsentation der Varianz in unterschiedlichen Entwicklungs- und Nutzungsphasen für die jeweiligen Anwender durchgeführt werden kann. Gleichzeitig werden die Anforderungen an eine hochflexible Softwarearchitektur mit dem Anspruch an höchste Sicherheit (Safety und vor allem Security) sowie Nachrüstbarkeit sehr hoch. Hinzu kommt die wachsende Rolle internationaler Gesetzgebung und deren Wandel.
Diese Themen wollen die genannten Partner gemeinsam im Projekt Software-Defined Car (SofDCar) – Software-getrieben von Embedded Systems bis in die Cloud für Entwicklung und Betrieb aufgreifen. Das Projekt SofDCar adressiert die genannten Herausforderungen auf drei Ebenen. Zum einen wird das Zusammenspiel eines digitalen Zwillings, als virtuelles Abbild der Entwicklungs- und Laufzeitdaten eines Fahrzeugs, mit einem neuen Bild einer verteilten E/E- bzw. Softwarearchitektur, die sich von der Fahrzeugvernetzung bis in die Cloud erstreckt, konzipiert und in Form einer „Data Loop“ umgesetzt. Eingespannt in einen solchen „Data Loop“ unterliegen digitale Zwillinge einer kontinuierlichen Erfassung, Analyse und Anpassung der abgebildeten Daten in Entwicklung und Betrieb. Die Konzeption und Entwicklung des Digitalen Zwillings selbst stellt eine weitere Ebene im Projekt dar. Um die Implementierung neuer Software-Funktionen entlang des Fahrzeug-Lebenszyklus zu ermöglichen, fokussiert eine dritte Ebene die Thematik des Re-Deployments von Funktionalitäten.

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Christoph Stach

Dr. rer. nat.

Researcher

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Bernhard Mitschang

Prof. Dr.-Ing. habil.

Head of Institute

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