Klamann, Björn (2024)
Ansätze für eine modulare Absicherung hochautomatisierter Fahrzeuge.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00027315
Dissertation, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

Kurzbeschreibung (Abstract)

Mit der Einführung hochautomatisierter Fahrzeuge steigt der Freigabeaufwand gegenüber nicht-automatisierten Fahrzeugen erheblich. Bestehende Normen und Prozesse der Automobilindustrie konzentrieren sich bisher auf die Freigabe des Gesamtfahrzeugs. Die Freigabe von Modulen anstelle des Gesamtsystems ermöglicht dagegen die Wiederverwendung von Modulen in verschiedenen Fahrzeugmodellen. Darüber hinaus bewahrt eine entsprechende modulare Absicherung bei Änderungen einzelner Module die Freigabe nicht geänderter Module. Die vorliegende Arbeit ermittelt neue Ansätze, die eine modulare Absicherung hochautomatisierter Fahrzeuge unterstützen. Hierzu wird eine Argumentationskette in einer Goal Structuring Notation (GSN) präsentiert. Dabei entwickelte Ziele und Lösungen ermöglichen die Absicherung einzelner Module in relativer Unabhängigkeit zu anderen Modulen. Der erste Pfad der GSN argumentiert, dass Module äquivalent zu einem System spezifizierbar sind. Hierbei müssen Abhängigkeiten möglichst exakt identifiziert und beschrieben werden. Die dazu beschriebenen Komplexitätseigenschaften ermöglichen die Reduktion der Ungewissheiten über die Vollständigkeit und die Beschreibung der Abhängigkeiten zwischen Modulen. Der zweite Pfad argumentiert die Vollständigkeit und Validität von Modultests. Die Ziele zur Modulspezifikation werden dabei weiter ergänzt, indem not-wendige Informationen zur Identifikation von Modultests hergeleitet werden. In beiden Pfaden verbleiben Ungewissheiten aufgrund der Dekomposition von Informationen der Systemebene zur Modulebene. Daher identifiziert der dritte Pfad der GSN mögliche Irrtümer im Dekompositionsprozess. Die hieraus abgeleiteten Ziele vermeiden diese Irrtümer. Auf Basis der entwickelten Ziele der Argumentationskette für eine modulare Absicherung werden drei sich ergänzende Lösungen vorgestellt. Zuerst wird gezeigt, dass zwischen den modularen Architektursichten semantische Äquivalenz erreicht werden muss. Aufgrund verbleibender Ungewissheiten bzgl. der Auswahl und Validität von Testumgebungen wird außerdem eine Methode vorgestellt, die Testumgebungen für Module argumentativ auf Basis dekomponierter Testziele definiert. Als dritte Lösung wird die detaillierte semantische Schnittstellenbeschreibung S2I2 vorgestellt. Diese ermöglicht anhand vorgegebener Attribute eine detaillierte Verhaltensbeschreibung an den Modulschnittstellen. Darüber hinaus werden Attribute zur Beschreibung der Einflussfaktoren und Auswirkungen inner-halb der Einsatzumgebung eines Moduls vorgestellt. Neben einem Anwendungsbeispiel für S2I2 wird anhand des im BMBF-Verbundforschungsprojekts UNICARagil (Förderkennzeichen 16EMO0286) entwickelten hochautomatisierten modularen Fahrzeugs demonstriert, wie der Einsatz von S2I2 Fehlerzustände und Irrtümer bereits auf Modulebene vermeidet.

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