Success Story in Zusammenarbeit mit Phoenix Contact

Architektur- und Codeprüfung von Embedded und PC-Software

Phoenix Contact ist der weltweite Marktführer für Komponenten, Systeme und Lösungen im Bereich der Elektrotechnik, Elektronik und Automation. Die Produkte und Lösungen des Unternehmens haben einen sehr langen Lebenszyklus, manche bewähren sich seit Jahrzehnten und werden stetig weiterentwickelt. Um die Wartbarkeit und auch die Weiterentwicklung der Produktsoftware – basierend auf C, C++ oder C# – sicherzustellen, setzt Phoenix Contact in immer mehr Bereichen auf die Axivion Bauhaus Suite.

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DIE HERAUSFORDERUNG ++

Produktlaufzeiten von 10 oder 20 Jahren sind im industriellen Umfeld, etwa in der Bahntechnik, der Energiewirtschaft oder im Maschinenbau, keine Seltenheit. Die Wartung der Hardware ist hier eine Selbstverständlichkeit, aber auch die Embedded- und PC-Software der Produkte muss regelmäßig gewartet und eventuell auftretende Fehler im Code – etwa durch das Wechselspiel mit anderen, neuen Komponenten – müssen durch entsprechende Updates eliminiert werden. Gleichzeitig müssen bestehende bewährte Komponenten und Systeme den neuen Anforderungen im Markt angepasst werden: Eine stetige Weiterentwicklung etwa hinsichtlich so wichtiger Kriterien wie Sicherheit, aber auch in Sachen Effizienz und Bedienbarkeit sichert den Erfolg von Produkten und Unternehmen.

Für die Entwickler der Produktsoftware bedeutet das, den über Jahre hinweg gepflegten und erweiterten „Legacy Code“ in den Programmiersprachen C, C++ und C# wartbar zu halten und gleichzeitig als verlässliche Grundlage für die nächsten Produktgenerationen nutzbar zu machen. Eine entscheidende Rolle spielt hier die Architektur der Software: Ist sie über viele Produktzyklen hinweg für alle Projektbeteiligten nachvollziehbar definiert und wird sie auch konsequent eingehalten?

Phoenix Contact hat sich im Zuge dessen das „Clean Code Development“ auf die Fahne geschrieben, die Entwicklung eines wartbaren und „sauberen“ C/C++/C#-Codes. Das Ziel sind homogene Architektur-Beschreibungen, UML-Modelle mit einheitlicher Semantik und nachvollziehbare Dokumentationen. Im Code selbst gilt es, in erster Linie Stilverstöße und Klone zu eliminieren, die langfristig in den weiterentwickelten Produkten potenzielle Auslöser für Fehlfunktionen oder Ausfälle sein können. Die Axivion Bauhaus Suite vereint alle entscheidenden Funktionen für die Architektur- und Code-Analyse – und ist damit ein wichtiges Instrument für ein effizientes „Clean Code Development“ geworden.

DIE LÖSUNG ++

Initial konzentrierten sich die Entwickler bei Phoenix Contact auf die Nutzung der Software-Architektur-Prüfung innerhalb der Axivion Bauhaus Suite. Diese zeigt schnell die Verstöße im Code auf: Prüfreports markieren die „Problemstellen“ in der Programmierung und schaffen so die Grundlage für zielführende Diskussionen. Gemeinsam mit den Software-Architekten im Team werden die Subsets in den UML-Modellen exakter definiert und je nach Kontext – beispielsweise bei Safety-relevanten Funktionen – auch bis auf Klassenebene modelliert. In den nicht-sicherheitskritischen Projekten werden Komponentenmodelle erzeugt. Dadurch entstehen konsistente und homogene UML-Modelle, deren Einhaltung in der weiteren Architektur-Prüfung insbesondere für neuen Code zeitnah und kontinuierlich überwacht wird.

Die Nutzung der Axivion Bauhaus Suite für die Architektur-Prüfung hat sich bei Phoenix Contact bereits nach kurzer Zeit erfolgreich etabliert. Nach und nach wurden dann weitere Funktionen der Toolsuite in die tägliche Entwicklungsarbeit einbezogen. Besonderes Interesse galt von Entwicklerseite den Features zur Überprüfung des Quellcodes auf Stilverstöße. Bei der Nutzung von Metriken wird darauf geachtet, eine kleine Menge an Metriken zu betrachten, um Qualitätsausreißer aufzuspüren wie z.B. die zyklomatische Komplexität (McCabe-Metrik). Auch die statische Analyse zur Fehlererkennung ist für die Entwickler wertvoll. Durch zusätzliche Analysen wie beispielsweise der Zyklenerkennung lassen sich darüber hinaus sogar Fehler identifizieren und beheben, die nur sporadisch auftreten und auf andere Weise gar nicht auffindbar wären.

Effizient gestaltet die Axivion Bauhaus Suite auch die Klon-Erkennung, also das Auffinden lexikalischer und syntaktischer Duplikate im C-, C++- und C#-Code. Das Klon-Managementsystem hilft den Phoenix Contact-Teams nicht nur dabei, neue 1:1-Klone zu vermeiden, sondern vor allem auch potenzielle Fehler im Legacy Code gegebenenfalls an mehreren Stellen zu eliminieren.

DER ERFOLG ++

Die schnellen und erkennbaren Erfolge bedeuten für die Entwickler bei Phoenix Contact eine Motivation. Anhand der Analysen der Axivion Bauhaus Suite verstehen und erkennen sie den Wert der Architektur als Werkzeug und dokumentieren jetzt ihre Programmierungen noch konsequenter. Und sie sichern mit der Entwicklung konsistenter und homogener UML-Modelle die langfristig beherrschbare Weiterentwicklung von Safety-relevanten als auch nicht-sicherheitskritischen Produkten.

Die Analysen der Axivion Bauhaus Suite unterstützen außerdem das tägliche Reflektieren zur Verbesserung der Code-Qualität jedes einzelnen Entwicklers. Dank der positiven Fehlerkultur bei Phoenix Contact und der einfach im Arbeitsablauf integrierbaren Designreviews hat jeder Mitarbeiter den Ehrgeiz, einen „sauberen“ Code zu entwickeln und gemeinsam die Softwarequalität zu verbessern. Ein Arbeitskreis mit „Axivion Key Usern“ stimmt sich dazu regelmäßig ab und informiert die Teams. Bei Support- und sonstigen Fragen stehen den Entwicklern Ansprechpartner bei Axivion hilfreich zur Seite.

Phoenix Contact hat die Axivion Bauhaus Suite bereits seit 2013 im Einsatz: Die Toolsuite wurde sowohl im Embedded-Umfeld mit C und C++ als auch in einem PC-Software-Projekt mit C# ausgiebig getestet. Die Ergebnisse daraus waren positiv, sodass Phoenix Contact die Nutzung jetzt sukzessive in immer mehr Bereichen ausrollt – ganz im Sinne der „Clean Code“-Initiative des Unternehmens.

ÜBER DIE PHOENIX CONTACT GRUPPE ++

PHOENIX CONTACT ist weltweiter Marktführer für Komponenten, Systeme und Lösungen im Bereich der Elektrotechnik, Elektronik und Automation. Das Familien-Unternehmen beschäftigt heute rund 14.500 Mitarbeiter weltweit und hat in 2015 einen Umsatz von 1,91 Mrd. Euro erwirtschaftet. Der Stammsitz ist im westfälischen Blomberg. Zur Phoenix Contact-Gruppe gehören zwölf Unternehmen in Deutschland sowie mehr als 50 eigene Vertriebs-Gesellschaften in aller Welt. Die internationale Präsenz wird zusätzlich durch 30 Vertretungen in Europa und Übersee verdichtet.

Bildrechte: PHOENIX CONTACT

Success Story in Zusammenarbeit mit Elektrobit

Software-Erosionsschutz für Navigationssoftware im schnelllebigen Automotive-Markt

Die Software-Lösung EB street director von Elektrobit (EB) wird für funktionsreiche Navigationsanwendungen im innovationshungrigen Automotive-Bereich eingesetzt. Für die Entwickler bei EB bedeutet das, in noch kürzeren Zyklen neue Features in die Software zu implementieren und gleichzeitig die hohen Performance- und Qualitätsanforderungen im Automobilsektor zu erfüllen. Für den Entwicklungserfolg liefert die Axivion Bauhaus Suite einen ganz entscheidenden Beitrag.

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DIE HERAUSFORDERUNG ++

EB street director von Elektrobit wird sowohl  für mobile Navigationsgeräte als auch für festinstallierte Systeme im Automobilbereich und in der Konsumelektronik eingesetzt. Da moderne Navigationssysteme unabhängig vom Einsatzbereich oder vom Endgerät immer komplexer und funktionsreicher werden, ist EB street director modular aufgebaut, so dass der Navigationskern für verschiedene Endanwendungen verwendet werden kann. Die Modularität ermöglicht es, in neuen Entwicklungsprojekten für den Automotive-Bereich die Software ins Fahrzeug zu integrieren und weitere, für den Fahrer komfortable Funktionalitäten in die Lösung einzubinden. Gerade im Premiumsegment mit Automobilherstellern wie Audi, Porsche, Mercedes Benz, aber auch bei Volkswagen, entsteht dabei ein sehr hoher Anspruch an die Performance der Gesamtlösung.

Im sehr dynamischen Automotive-Markt bedeutet das für die Entwickler, dass sie viele neue Features integrieren müssen, und dies häufig innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums. Hinzu kommen ganz grundlegende technische Neuentwicklungen, die es einzubinden gilt, wie zum Beispiel die Connectivity der On-Board-Systeme mit externen Geräten und Cloud basierte Dienste für die gemeinsame Nutzung von Daten. Dabei ist in jeder Phase der Entwicklung darauf zu achten, dass die Systemarchitektur tragfähig, konsistent und leicht zu warten bleibt. Nur so können auch langfristig neue Anforderungen schnell und kostengünstig implementiert werden – und dabei die hohen Qualitätsanforderungen im Automotive-Sektor erfüllen.

Weitere Herausforderungen ergeben sich auf Seiten von EB selbst: Denn das Design dieser komplexen Softwarelösungen obliegt nicht nur einer Handvoll Entwickler an einem Standort. Vielmehr geht der Trend zu größeren Entwicklungsteams, in denen die Projekte mit zum Teil über 100 Mitarbeitern an verschiedenen Standorten weltweit realisiert werden. Es gilt, alle Projektbeteiligten informiert und auf demselben technischen Kenntnisstand zu halten. Kommen neue Mitarbeiter in die Entwicklungsteams, müssen sie so schnell wie möglich eingearbeitet und in den produktiven Prozess eingebunden werden.

DIE LÖSUNG ++

Für die tägliche Entwicklungsarbeit erfüllt die Axivion Bauhaus Suite vom Start weg zwei zentrale Aufgaben bei EB: Das Softwaretool prüft automatisiert in regelmäßigen Abständen die Konformität der mit Tools auf UML-Basis modellierten High-Level-Architektur und auch des Detailed Designs mit dem Code. Gleichzeitig überwacht die Bauhaus Suite kontinuierlich, dass das Detailed Design die Vorgaben der High-Level-Architektur einhält.

Die Informationen über Architekturverstöße fließen in ein regelmäßiges Reporting ein, das je nach Einsatzszenario einzelnen Teammanagern oder auch dem gesamten Entwicklungsteam per E-Mail-Benachrichtigung, als Dashboard-Anzeige oder in der gewohnten integrierten Entwicklungsumgebung zur Verfügung gestellt wird. Welche Gegenmaßnahmen bei Abweichungen ergriffen werden, etwa Korrekturen am Code oder Nachführung der Architektur, kann von Fall zu Fall entschieden werden. Entscheidend ist dabei, dass die Information jederzeit für alle Projektbeteiligten transparent verfügbar ist. So kann das Team bewusst entscheiden, ob in manchen Situationen ein schneller Entwicklungserfolg eine höhere Priorität hat und die einfache Wartung des Systems als weniger wichtig eingestuft wird. In diesem Fall wird vielleicht von einer sofortigen Anpassung abgesehen. Grundsätzlich bleibt aber die Information über den Verstoß erhalten und kann zu einem späteren Zeitpunkt noch einmal priorisiert werden.

Damit die Axivion Bauhaus Suite schnell Teil des Entwicklungsalltags bei EB wird, begleitet Axivion als Lösungsanbieter alle Stadien der Einführung der neuen Tools: Von der technischen Integration der Bauhaus Suite in die Entwicklungsumgebung und die Einstellung der geforderten Analysen und Reportings bis hin zur Schulung der Entwickler und Architekten bietet Axivion alle Leistungen aus einer Hand.

DER ERFOLG ++

Mit der Einführung der Axivion Bauhaus Suite stellten sich bei EB auf Entwicklerebene schnell erste Erfolge ein: Das transparente Reporting gewährt den Programmierern einen Überblick über ihren Code. Dank des täglichen Lerneffekts können sie ihre Entwicklungsarbeit verbessern und ein besseres Verständnis für die Architektur ihrer Software entwickeln. Die Einarbeitung neuer Mitarbeiter an den verschiedenen Standorten hat sich ebenfalls erheblich vereinfacht und beschleunigt.

Die kontinuierlich verbesserte Entwicklungsarbeit macht es jetzt auch möglich, neue Funktionen schneller als zuvor in die Module des EB street directors zu implementieren. Wenn die Architekten ihre Modelle entsprechend den Anforderungen des neuen Features anpassen, werden diese Änderungen in der Architektur jetzt für alle Projektbeteiligten sichtbar und nachvollziehbar, so dass eine konsistente Weiterentwicklung möglich ist – für die agile Software-Entwicklung eine ganz entscheidende Voraussetzung. 

Hinzu kommt, dass die neuen Erfahrungswerte aus Entwicklung, Test und Debugging es den Projektverantwortlichen einfacher machen, schnelle Aufwandsabschätzungen für neue Projekte abzugeben. Auch Impact-Analysen lassen sich jetzt  deutlich effizienter durchführen.

Insgesamt sorgt die ständige Optimierung der Architektur mit klaren Interfaces und Modulen für eine bessere Testbarkeit. Auf diese Weise sichert EB dauerhaft die einfache Wartung des Gesamtsystems und damit die Qualität der Navigationssoftware-Lösung, die insbesondere im Automotive-Sektor strengen Vorgaben und Standards unterworfen ist.

ÜBER ELEKTROBIT ++

Elektrobit (EB) ist ein vielfach ausgezeichneter und visionärer globaler Anbieter von Embedded-Software-Lösungen, Cloud Computing und Services für die Automobilindustrie. Als führendes Automobilsoftwareunternehmen mit über 25 Jahren Erfahrung in der Branche bietet EB flexible, innovative Lösungen für die Infrastruktur des vernetzten Fahrzeugs, Bedienoberflächen und Human-Machine-Interface-Technologien (HMI), Navigations- und Fahrerassistenzsysteme, Steuergeräte (ECUs) und Software-Engineering-Services. Mehr als 70 Millionen Fahrzeuge weltweit fahren mit Software von EB. 

EB ist eine hundertprozentige Tochter der Continental AG. 

Mehr Informationen unter www.elektrobit.com

Bildquellen: Elektrobit

Success Story in Zusammenarbeit mit TRW

Software-Erosionsschutz für Automotive Embedded Software

TRW setzt die Axivion Bauhaus Suite zum Erosionsschutz der mit UML modellierten Architektur der Elektrischen Parkbremse (EPB) und darauf basierender Applikationen ein. Dies ermöglicht eine gleichbleibend hohe Entwicklungsgeschwindigkeit und Qualität im Umfeld sicherheitskritischer Steuergeräte.

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DIE HERAUSFORDERUNG ++

Die Elektrische Parkbremse von TRW (EPB) ist sehr erfolgreich am Markt und wird in immer mehr Fahrzeugmodellen eingesetzt. Spezifische Kundenanforderungen und die notwendige Flexibilität werden heutzutage hauptsächlich durch Software realisiert und sichergestellt. Der wachsende Kundenkreis und die stetig steigende Anzahl an kunden- und modellspezifischen Varianten sind daher eine große Herausforderung für die Software-Entwicklung.

Sowohl die Wahrnehmung der Qualität als auch der Flexibilität werden für den OEM direkt von der Software-Entwicklung bei TRW beeinflusst. Entwicklungsgeschwindigkeit und Termintreue für neue Varianten sind für TRW erfolgskritisch.

Die Software-Entwicklung unter der Berücksichtigung der ISO 26262 stellt ebenfalls hohe Anforderungen an eine gleichbleibend hohe Qualität der Komponenten wie auch der dazugehörigen Dokumentation. Hierzu gehören neben Anforderungen an die Software-Architektur und deren Dokumentation auch die Aufstellung und Einhaltung von Codierrichtlinien wie beispielsweise MISRA-C.

TRW-EPB setzt bei der Entwicklung seiner Elektrischen Parkbremse EPB konsequent auf die Umsetzung von UML-basierter Architektur. Die große Herausforderung besteht darin, die UML-Modelle und die Implementierung kontinuierlich synchron zu halten. Aufgrund der Vielzahl an Projekten und Varianten scheidet eine manuelle Überprüfung aus.

DIE LÖSUNG ++

Die bestehende Werkzeugkette wurde um die Axivion Bauhaus Suite erweitert, deren XMI-Schnittstelle auf die gängigen CASE-Tools abgestimmt ist. Die Architektur der UML-Modelle wird jetzt entwicklungsbegleitend überprüft. Es werden somit kontinuierlich und automatisiert konkrete Änderungsanforderungen zur Qualitätsverbesserung ausgelöst. Sobald die implementierten Komponenten von den Modellen abweichen, erhalten die Software-Entwickler entsprechende Warnmeldungen. In den meisten Fällen können die Entwickler die Abweichung schnell selbst auflösen. Durch die einfache Integration ins Tagesgeschäft und die Einbeziehung der einzelnen Entwickler werden die Architekten entlastet, da sie nur tätig werden müssen, wenn tatsächlich Änderungen der Architektur erforderlich sind. In einem weiteren Schritt wurden die Codierrichtlinien mit Unterstützung von Axivion überarbeitet und jetzt ebenfalls entwicklungsbegleitend und automatisiert mit der Axivion Bauhaus Suite überprüft.

DER ERFOLG ++

Durch die beständige Prüfung der Architekturvorgaben und Modellierungsvorschriften ist die komplette Entwicklungsmannschaft Architekturthemen gegenüber sensibilisiert worden. Der Stellenwert der Architektur und der Architekten im Projekt ist gewachsen und allgemein akzeptiert.

Die Zusammenarbeit von Architekten und Entwicklern wurde erheblich verbessert und erleichtert. Im Tagesgeschäft sind Abweichungen manchmal in der Implementierung aufzulösen und manchmal in der Architektur. Die Arbeit konzentriert sich darauf, die im Einzelfall optimale Lösung zu finden. Im Ergebnis werden nicht nur die Vorgaben lückenlos eingehalten, sondern auch erhebliche Lerneffekte beim Architekturdesign erreicht, so dass Architekturen insgesamt immer weiter verbessert werden können. So konnten beispielsweise neue Architekturen etabliert werden, mit denen Teile der Software leichter in Fremdsteuergeräte integriert werden konnten, wie es zunehmend von OEMs gefordert wird.
Durch das passgenaue Zusammenspiel und Ineinandergreifen der UML-Modelle und der Komponentenimplementierungen wurde zudem die Wiederverwendbarkeit von Teilkomponenten für mehrere Varianten verbessert.

Die automatisierte Prüfung der Codierrichtlinien im Hintergrund reduziert den manuellen Aufwand, steigert die Akzeptanz bei den Entwicklern und erzeugt bessere Lerneffekte, da es ein unmittelbares Feedback gibt.

Die aus der Vergangenheit bekannten Probleme der Software-Erosion wurden im EPB-Projekt bei TRW durch den Einsatz der Axivion Bauhaus Suite von Anfang an erfolgreich vermieden. Die insgesamt resultierende Effizienzsteigerung in der Entwicklung konnte teilweise die Folgen des vielzitierten Fachkräftemangels und die daraus resultierende Knappheit an Personalkapazitäten abfedern.

ÜBER TRW ++

Mit einem Umsatz von 16,2 Milliarden US-Dollar im Jahr 2011 rangiert TRW Automotive unter den weltweit führenden Zulieferern der Automobilindustrie. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Livonia, Michigan, USA, ist über seine Niederlassungen in 26 Ländern auf der ganzen Welt präsent und beschäftigt weltweit rund 60.000 Mitarbeiter. 

Zu den Produkten des TRW Automotive Portfolios zählen integrierte Fahrzeugregel- und Fahrerassistenzsysteme, Bremssysteme, Lenksysteme, Fahrwerksysteme, Insassenschutzsysteme (Sicherheitsgurte und Airbags), Elektronik, Motorkomponenten, Befestigungssysteme sowie Ersatzteile und Kundendienstleistungen.

Bildquellen: TRW Automotive

Success Story in Zusammenarbeit mit der Testo AG

Erosionsschutz für komplexe Messtechnik-Software

Mit über 650.000 Kunden weltweit ist die Testo AG Weltmarktführer für hochpräzise Messgeräte und innovative Lösungen für Messdatenmanagement in den verschiedensten Anwendungsbereichen. Um die Weiterentwicklung und Wartbarkeit der immer komplexeren Gerätesoftware zu sichern, löste Testo ihre bestehenden Tools für die automatisierte Code- und Architekturanalyse durch die Axivion Bauhaus Suite ab – denn diese bietet nicht nur einen vollständigen MISRA-Check, sondern passt sich auch flexibel den individuellen Codierungsrichtlinien des Unternehmens an.

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DIE HERAUSFORDERUNG ++

Die elektronischen Messgeräte und -systeme von Testo stehen für höchste Qualität, Präzision und Anwenderfreundlichkeit. Sie liefern wichtige Messdaten für die Klima- und Umweltmesstechnik oder die Lebensmittel-, Pharma- und Gesundheitsbranche. Rund zehn Prozent ihres jährlichen Umsatzes investiert die Testo AG in die Forschung und Entwicklung ihres Messtechnikportfolios. Mit den neuen Eigenschaften und Funktionen der immer vielseitigeren Geräte wächst auch die Komplexität der Software.

Bis dato nutzte Testo die Testtools QA-C und QA-C++. Um die komplexe Gerätesoftware aber auch langfristig beherrschbar und wartbar zu machen und die hohe Qualität der Endgeräte auf Dauer zu gewährleisten, benötigte das Entwicklungsteam bei Testo ein umfassenderes und individualisierbares Werkzeug für die statische Codeanalyse. Vorgabe war, nicht nur die Einhaltung der Codierungsstandards MISRA-C und MISRA-C++ inklusive ihrer neuesten Versionen, sondern auch ganz spezifische Programmierrichtlinien des Unternehmens zu überwachen.
Insbesondere die Implementierung dieser individuellen Richtlinien mittels statischer Analyse stellt für Standardwerkzeuge eine Herausforderung dar, die sich mit der Axivion Bauhaus Suite aber ganz einfach lösen lässt.

DIE LÖSUNG ++

Die Axivion Bauhaus Suite sieht in ihrer automatisierten, statischen Analyse standardmäßig die Überprüfung aller Programmierregeln von MISRA-C und MISRA-C++ vor, inklusive der aktuellen MISRA-C:2012. Die Axivion Bauhaus Suite bietet dabei die größte Abdeckung an MISRA-Checks am Markt. Doch damit nicht genug: Diese Standardprüfungen basieren auf einer offenen Programmierschnittstelle und lassen sich dadurch leicht individuell konfigurieren und erweitern. Testo nutzte diese Schnittstelle und implementierte mit Unterstützung durch Axivion eine Vielzahl von neuen spezifischen Regeln. Diese lassen sich jederzeit innerhalb der Axivion Bauhaus Suite weiter verändern und erweitern – entweder vom Kunden selbst oder alternativ durch Axivion, die im Rahmen ihrer Gesamtlösung einen entsprechenden Service anbietet.

Zusätzlich zu den Stylechecks unterzieht die Axivion Bauhaus Suite den Code der Kernkomponenten und Neuprojekten automatisiert und in regelmäßigen Abständen einer eingehenden Analyse und identifiziert zielsicher Klone, Metrikverletzungen, zyklische Abhängigkeiten und toten Code. Anhand eines Reportings, das im Dashboard der Toolsuite angezeigt und auch per E-Mail an die Verantwortlichen versandt wird, kann das Entwicklungsteam bei Testo die einzelnen Fehler im Code zeitnah entweder entsprechend kommentieren oder korrigieren.

Neben der reinen Quellcode-Analyse sieht die Axivion Bauhaus Suite auch eine umfassende Architekturprüfung für die Kernkomponenten und neuen Projekte vor: Hier wird die Ist-Architektur mit dem Architekturmodell verglichen und Abweichungen in einem Report erfasst. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Software auch von Produkten mit langen Lebenszyklen zuverlässig gewartet und weiterentwickelt werden kann.

DER ERFOLG ++

Die Testo AG hat die Axivion Bauhaus Suite bereits im Jahr 2012 lizensiert und inzwischen die Tools QA-C und QA-C++ für die Überprüfung der Einhaltung des MISRA-Standards und der individuellen Codierungsrichtlinien abgelöst. Mit umfassender, automatisierter und ständiger Code- und Architekturanalyse wirkt Testo einer schleichenden Erosion der Software entgegen und schafft dauerhaft eine solide Code-Basis für die Weiterentwicklung seiner erfolgreichen Messgeräte und Systeme sowie die Entstehung neuer Produkte.

ÜBER TESTO ++

Die Testo AG mit Hauptsitz in Lenzkirch im Hochschwarzwald ist Weltmarktführer im Bereich portabler und stationärer Messtechnik. Weltweit forschen, entwickeln, produzieren und vermarkten rund 2.500 Mitarbeiter für das Hightechunternehmen, um innovative Messlösungen z. B. in den Bereichen Klima, Gesundheit, Lebensmittelqualität, Gebäudetechnik und Emissionskontrolle voranzutreiben. 2014 erzielte die Testo AG einen Umsatz von 237 Millionen Euro.

Bildquellen: Testo AG

Success Story in Zusammenarbeit mit Bender

Software-Erosionsschutz für sicherheitskritische Embedded Software nach IEC 61508 in der Messtechnik

ATiCS, das weltweit sicherste und kompakteste All-in-one Umschalt- und Überwachungsgerät für sicherheitsrelevante und medizinisch genutzte Bereiche, wird mit der Axivion Bauhaus Suite vor Software-Erosion geschützt.

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DIE HERAUSFORDERUNG ++

In medizinischen Bereichen werden hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Stromversorgung gestellt. Basis dafür sind DIN VDE 0100-710 und IEC 60364-7-710.
Für die Lösung dieser Aufgabe stehen die neuen integrierten Umschalt- und Überwachungsgeräte der Baureihe ATiCS710 der Firma Bender zur Verfügung. Erstmals wurden damit in dieser Anwendung Schaltglieder und Elektronik in einem extrem flachen, kompakten Gehäuse untergebracht. Die Geräte sind mit einem neuartigen Sicherheitskonzept ausgestattet und entsprechen SIL2 (Funktionale Sicherheit nach IEC 61508).

Die Qualitätsanforderungen an die Software der Baureihe ATiCS710 sind dementsprechend sehr hoch und erfordern unter anderem eine Abnahme durch den TÜV. Die Vorgaben der IEC 61508 beinhalten vielfältige Anforderungen bezüglich der inneren Software-Qualität. Unter anderem ist es von Anfang an zwingend erforderlich, eine gut strukturierte Software-Architektur zu erstellen und deren Einhaltung im Verlauf der Entwicklung immer wieder zu überprüfen.

Aufgrund der Komplexität der Anforderungen ist eine kontinuierliche manuelle Prüfung im Rahmen der üblichen Code-Reviews aus Zeit- und Kostengründen nicht möglich.

DIE LÖSUNG ++

Auf Basis der verschiedenen Qualitätsanforderungen wurden verbindliche Codierrichtlinien erstellt. Die Software-Architektur wurde bereits in der Prototyping-Phase werkzeuggestützt erstellt und dokumentiert. Während der Implementierung wurde die Einhaltung der Codierrichtlinien sowie der Architektur prozessbegleitend mit der Axivion Bauhaus Suite geprüft und damit jederzeit gewährleistet. Die Erweiterung der Axivion Bauhaus Suite um die Codierrichtlinien von Bender wurde von Axivion als Teil des Services durchgeführt. 

Inzwischen ist der Erosionsschutz der Axivion Bauhaus Suite fester Bestandteil des Entwicklungsprozesses im ATiCS-Projekt. Die generierten Reports werden als Teil der Dokumentation zum Nachweis des systematischen Entwurfs der Software gegenüber dem TÜV verwendet.

DER ERFOLG ++

Durch die Automatisierung sind die Prüfungen schnell, günstig und haben eine gleichbleibend hohe Ergebnisqualität. Gleichzeitig wird der Aufwand, die Architekturdokumentation nachzuführen, drastisch reduziert, so dass jederzeit eine dem aktuellen Entwicklungsstand entsprechende Dokumentation vorliegt. Folglich werden Architekturverstöße zeitnah korrigiert, so dass keine verdeckten Abhängigkeiten entstehen und damit Risikofaktoren minimiert werden.
Dank der entwicklungsbegleitenden und damit zeitnahen Meldungen der Axivion Bauhaus Suite wird die Verweildauer von potentiellen Fehlerquellen wie beispielsweise Architekturverstößen, toten Funktionen oder unbenutzten Variablen drastisch reduziert.

Zum Projektende sind keine gesonderten Arbeiten mehr notwendig, um die Qualitätsziele zu erreichen. Die Zielerreichung wird durch die Axivion Bauhaus Suite über den gesamten Entwicklungsprozess hinweg überwacht und sichergestellt. Die mit der Axivion Bauhaus Suite erzeugten Reports erleichtern die Erstellung der Dokumentation für die Produktzertifizierung durch den TÜV.

ÜBER BENDER ++

Seit über 60 Jahren hat es sich Bender zur Aufgabe gemacht, die Stromversorgung sicherer zu machen. Mit einem breiten Spektrum innovativer Mess-, Schutz- und Überwachungssysteme kontrollieren Geräte und Systeme die elektrische Sicherheit bei der Anwendung elektrischer Energie in Maschinen und Anlagen und melden kritische Betriebszustände, bevor es zu kostenintensiven Sachschäden, Betriebsunterbrechungen oder zu Personengefährdungen kommt. Der Einsatz der Produkte reicht von der Gebäudetechnik über Industriebereiche aller Art, der Energieerzeugung und -verteilung bis hin zur Verkehrstechnik sowie Einrichtungen des Gesundheitswesens. 

Verbunden mit einem umfangreichen Angebot an Service- und Dienstleistungen ist es das wesentliche Unternehmensziel, im intensiven Kundenkontakt Lösungen zu erarbeiten, zu entwickeln und zu produzieren, die den Anforderungen von heute und morgen entsprechen. Lösungen, die den Kunden auf Dauer eine hohe Produktivität, optimale Wirtschaftlichkeit und ein Höchstmaß an elektrischer Sicherheit bieten.

Mit Hauptsitz in Grünberg und weltweit über 500 Mitarbeitern und 56 Repräsentanzen ist Bender Marktführer für Überwachungssysteme der elektrischen Sicherheit.

Bildquellen: Bender GmbH

Success Story in Zusammenarbeit mit B. Braun

Software-Erosionsschutz für Embedded Software in der Medizintechnik

B. Braun setzt die Axivion Bauhaus Suite als Quality-Gate für intern und extern entwickelte Komponenten ein. Die Sicherung der inneren Software-Qualität und -Wartbarkeit der Infusionsgeräte-Software verschafft B. Braun einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil.

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DIE HERAUSFORDERUNG ++

Die apparative Infusionstechnik bei B. Braun blickt auf eine traditionsreiche Vergangenheit zurück, die maßgeblich geprägt wird durch die Erfindung der ersten Spritzenpumpe im Jahre 1951. Bei allen nachfolgenden Entwicklungen stand der hohe Qualitätsanspruch verbunden mit innovativen Lösungen, die die tägliche Arbeit vereinfachen, an erster Stelle – und das seit mehr als einem halben Jahrhundert.

Die Infusionspumpen von B. Braun unterstützen eine Vielzahl an Therapien und bieten spezielle Abstimmungen der jeweiligen Einsatz- und Nutzungsbedingungen. Diese Kernkompetenz ist eines der Alleinstellungsmerkmale von B. Braun und gleichzeitig eine tägliche Herausforderung aufgrund der daraus resultierenden Variantenvielfalt in der Hard- und vor allem in der Software-Entwicklung.
Eine wichtige strategische Forderung ist, dass B. Braun das Know-how in den Kernkompetenzen der Therapien im Hause behält. In Spitzenzeiten müssen die internen Entwicklungsteams jedoch mit externen Mitarbeitern aufgestockt werden, um auch große Projekte schnell und flexibel bearbeiten zu können. 

Die Herausforderung besteht dabei zum einen in der Gewährleistung einer nahtlosen Kommunikation, um flexibel mit mehreren Partnern zusammenarbeiten zu können. Zum anderen müssen die extrem hohen Anforderungen in der Medizintechnik umgesetzt werden. Dies erfordert insbesondere für die extern entwickelten Komponenten strenge Qualitätskontrollen.

DIE LÖSUNG ++

Für die Entwicklung neuer Infusionspumpen setzt B. Braun auf eine Produktlinie mit einheitlicher Architektur. Die Architektur wurde bei B. Braun selbst entworfen und die Ausimplementierung von externen Partnern umgesetzt.
Um flexibel mit mehreren Partnern zusammenarbeiten zu können, ist die Einhaltung der Architekturen und der Vorgaben zur inneren Software-Qualität von essentieller Bedeutung. Dazu werden die Einhaltung der Architekturvorgaben sowie weitere Richtlinien bezüglich der inneren Software-Qualität und -Wartbarkeit der Infusionsgeräte-Software entwicklungsbegleitend mit der Axivion Bauhaus Suite geprüft. Im Rahmen der Abnahme von extern entwickelten Komponenten fungiert die Axivion Bauhaus Suite gleichzeitig als Quality-Gate, so dass die interne und externe Entwicklung denselben Architekturvorgaben und Qualitätsrichtlinien entspricht.

Aufgrund der generischen und offenen Herangehensweise der Axivion Bauhaus Suite ließen sich die automatisierten Analysen des Software-Erosionsschutzes perfekt auf die von B. Braun eingesetzten Technologien abstimmen.

DER ERFOLG ++

Die Analyse und Prüfung der intern und extern entwickelten Software ermöglichen es, die Teilsysteme der verschiedenen Entwicklungsstränge passgenau miteinander zu verknüpfen. Abweichungen von der einheitlichen Produktlinien-Architektur sowie der vorgegebenen Qualitätsmaßstäbe werden sofort aufgedeckt, so dass Maßnahmen umgehend und gezielt ergriffen werden können.

Neue Entwicklungspartner von B. Braun finden sich in der Architektur schnell zurecht und können damit umgehend produktiv werden. Planungen können auf Basis der Architektur und ohne größeren Einarbeitungsaufwand vollzogen werden. Es gibt keine verdeckten Abhängigkeiten und daraus resultierenden Seiteneffekte mehr. Die Produktlinien-Architektur wird tatsächlich umgesetzt und besteht nicht nur auf dem Papier. Die Variantenvielfalt ist nun leichter beherrschbar, so dass mehr Ressourcen für die Entwicklung und Verbesserung der eigentlichen Therapien zur Verfügung stehen.

B. Braun ist für die Zukunft im harten Wettbewerb der Hersteller von Infusionsgeräten hervorragend aufgestellt. Dieser Wettbewerbsvorteil wird dank der Prüfungen der Wartbarkeit und der inneren Software-Qualität mit der Axivion Bauhaus Suite langfristig bestehen bleiben.

ÜBER B. BRAUN ++

B. Braun versorgt den Gesundheitsmarkt weltweit mit Produkten für Anästhesie, Intensivmedizin, Kardiologie, extrakorporale Blutbehandlung oder Chirurgie sowie mit Dienstleistungen für Kliniken, niedergelassene Ärzte und den Homecare-Bereich.
Der Dialog mit denen, die B. Braun-Produkte täglich anwenden, bringt ständig neue Erkenntnisse, die in die Produktentwicklung eingehen. So trägt das Unternehmen mit innovativen Produkten und Dienstleistungen weltweit dazu bei, die Arbeitsabläufe in Kliniken und Praxen zu optimieren und die Sicherheit zu verbessern, sowohl für Patienten als auch für Ärzte oder Pflegepersonal.
2011 erwirtschaftete B. Braun mit rund 44.000 Mitarbeitern in mehr als 50 Ländern einen Umsatz von 4,6 Mrd. Euro.

Bildquellen: B. Braun

Success Story in Zusammenarbeit mit SMA

Software-Erosionsschutz für Embedded Software in Solar-Wechselrichtern

Die SMA Solar Technology AG bekommt Software-Erosion mit der Axivion Bauhaus Suite erfolgreich in den Griff. Die verbesserte Wartbarkeit und Änderbarkeit der Geräte-Software verschafft SMA einen wichtigen Wettbewerbsvorteil.

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DIE HERAUSFORDERUNG ++

Als Marktführer für Solar-Wechselrichter bietet SMA weltweit den passenden Wechselrichter für alle Modultypen und Leistungsgrößen: für kleine Hausdachanlagen, große Solarparks, netzgekoppelte Anlagen sowie Insel- und Backup-Systeme.

Um die Produktvielfalt softwareseitig effizient zu meistern, nutzt SMA einen Produktlinienansatz. Die Herausforderung dabei ist, die Produktlinie wartbar und änderbar zu halten. Aufgrund der langen Produktlebenszyklen der Geräte-Software ist es wettbewerbsentscheidend, flexibel auf veränderte Rahmenbedingungen reagieren zu können. Insbesondere, wenn neue Normen Änderungen über die gesamte Produktpalette hinweg notwendig machen (wie zum Beispiel die VDE-AR-N 4105 Anwendungsregel Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz).

DIE LÖSUNG ++

Eine ganzheitliche Software-Qualitätssicherung hat bei SMA seit jeher einen sehr großen Stellenwert. Dabei liegt der Fokus neben der äußeren Software-Qualität (Funktionalität, Zuverlässigkeit, Benutzbarkeit und Effizienz) auch auf der inneren Software-Qualität (Wartbarkeit, Übertragbarkeit).

Um in dem von SMA eingesetzten Produktlinienansatz langfristig flexibel auf wechselnde Anforderungen reagieren zu können, wird bereits in der Designphase auf einen hohen Modularisierungs- und Kapselungsgrad der Software-Architektur und ihrer Core-Assets geachtet. Die automatisierte, prozessbegleitende Architekturprüfung als Teil des Software-Erosionsschutzes der Axivion Bauhaus Suite gewährleistet dabei, dass die verwendeten Architekturkonzepte konsequent eingehalten werden. Zusätzlich werden weitere, die Wartbarkeit gefährdende Konstruktionen wie Zyklen oder Stilverstöße ebenfalls entwicklungsbegleitend aufgedeckt und können somit sofort vom jeweiligen Entwickler beseitigt werden.

Das in die Lösung integrierte Klonmanagementsystem stellt außerdem sicher, dass bei Änderungen alle ähnlichen Teile der Software konsistent angepasst werden. Zudem ist es möglich, den generierten Code automatisch auf Redundanzen zu prüfen, um wertvollen Speicher auf dem Zielsystem einsparen zu können.

DER ERFOLG ++

Das Ziel, die Produktlinie der Solar-Wechselrichter vor Software-Erosion zu schützen, wurde in kurzer Zeit vollständig erreicht. Durch den Einsatz der Axivion Bauhaus Suite hat sich die Wartbarkeit und Änderbarkeit der Software-Systeme der Wechselrichter spürbar verbessert. Die Anforderungen der aktuellen VDE-AR-N 4105 Anwendungsregel Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz konnten daher problemlos umgesetzt werden.

Dank der konsequenten Überprüfung der Einhaltung der Architekturkonzepte ist der Planungsaufwand für Änderungen und Anpassungen verringert worden. Viele Aufgaben der Reviewer werden jetzt von der Axivion Bauhaus Suite automatisiert übernommen, so dass mehr Zeit für inhaltliche Prüfungen gewonnen wurde. Damit wurde die Qualität der Reviews insgesamt verbessert.

Zusätzliche Effizienzsteigerungen werden durch Einsatz des Klonmanagementsystems erreicht, indem redundanter Code zur Einsparung von Speicherplatz auf dem Zielsystem automatisiert erkannt wird. Durch die Automatisierung dieser bisher manuell durchgeführten Tätigkeit werden pro speicherkritischem Change Request mehrere Wochen Entwicklungszeit eingespart. Die Verbesserungen bei der inneren Software-Qualität haben sich erwartungsgemäß positiv auf die äußere Software-Qualität ausgewirkt. Somit kann SMA das gewohnt hohe Qualitätsniveau seiner Solar-Wechselrichter auch in Zukunft gewährleisten.

ÜBER SMA ++

Die SMA Gruppe ist mit einem Umsatz von rund einer Milliarde Euro im Jahr 2015 Weltmarktführer bei Photovoltaik-Wechselrichtern, einer zentralen Komponente jeder Solarstromanlage, und bietet innovative Schlüsseltechnologien für künftige Energieversorgungsstrukturen an. Sie hat ihren Hauptsitz in Niestetal bei Kassel und ist in 20 Ländern vertreten. Die Unternehmensgruppe beschäftigt weltweit mehr als 3.500 Mitarbeiter.

SMA verfügt über eine breite Produktpalette, die weltweit den passenden Wechselrichter für alle Modultypen und Leistungsgrößen bietet: für kleine Hausdachanlagen, große Solarparks, netzgekoppelte Anlagen sowie Insel- und Hybridsysteme. 

Darüber hinaus bietet SMA Systemtechnik für unterschiedliche Batterietechnologien und Leistungsgrößen an und kooperiert mit namhaften Batterieherstellern sowie Unternehmen der Automobilindustrie. Die Technologie von SMA ist durch rund 700 Patente und eingetragene Gebrauchsmuster geschützt.

Bildquellen: SMA