Success Story in Zusammenarbeit mit Hensoldt

Architektur-Analyse für Software in der Luft- und Raumfahrt

HENSOLDT Sensors (vormals Airbus DS Electronics and Border Security) hat für seine Vielzahl an Systemvarianten eine Produktlinien-Architektur eingeführt. Die Axivion Bauhaus Suite unterstützt mit einer automatisierten Architektur-Analyse das erfolgreiche Variantenmanagement und eine effiziente Weiterentwicklung der Produkte.

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DIE HERAUSFORDERUNG ++

Die HENSOLDT Sensors GmbH (vormals Airbus DS Electronics and Border Security) ist ein weltweit führender Anbieter von Premiumelektronik auf den Gebieten Schutz, Aufklärung und Überwachung sowie Lagebilderstellung. Die Abteilung Software Engineering – Operational Support Systems ist für die Software-Entwicklung von Missionsplanungs- und -Support-Systemen der fliegenden Waffensysteme aller Hubschraubervarianten zuständig.

Das Leistungsspektrum der Abteilung reicht von der Modellierung über die Entwicklung bis hin zu der Validierung und Inbetriebnahme von Missionsunterstützungssystemen sowie der Betreuung der ausgelieferten Systeme. Missionsunterstützungssysteme erlauben dem Kunden, die Einsätze taktisch und technisch vorzubereiten und durchzuführen. Die internationalen Kunden von Operational Support Systems haben sehr individuelle Anforderungen an die Missionsunterstützungssysteme. Diese dürfen jeweils nur in der einen Kundenvariante umgesetzt und ausgeliefert werden. Daraus resultiert eine enorme Herausforderung an das Variantenmanagement des Systems, denn aus den vielen individuellen Ausführungen ergibt sich eine ständig wachsende Anzahl von Varianten, die es vom Unternehmen effizient zu managen und weiterzuentwickeln gilt.

Für das erfolgreiche Variantenmanagement hat HENSOLDT eine Produktlinien-Architektur eingeführt. Deren konsequente Einhaltung gilt es zu sichern. Das betrifft alle Produktvarianten und den kompletten Lebenszyklus jedes einzelnen Produktes. HENSOLDT setzte dazu von Anfang an auf einen nachhaltigen, durch eine Produktlinien-Architektur gestützten Ansatz. Um sicherzustellen, dass die geplanten Strukturen auch durch die Software-Implementierung systematisch, einheitlich und korrekt umgesetzt werden, ist die Überprüfung der Einhaltung der Architektur nötig, was einen erheblichen manuellen Aufwand mit sich bringt.

DIE LÖSUNG ++

Seit 2008 werden diese bis dato manuellen Prüfungen mit der Axivion Bauhaus Suite automatisiert durchgeführt. Dies ermöglicht nicht nur eine sehr effiziente, sondern auch eine jederzeit vollständige Überprüfung der Ist-Architektur. Der kontinuierliche Abgleich der Produkt-Implementierung im Quellcode mit der vorgegebenen Produktlinien-Architektur macht Abweichungen sofort für die Architekten und Entwickler transparent und informiert gezielt die jeweiligen Verantwortlichen.

Die entwicklungsbegleitende und permanente Analyse stellt sicher, dass die Architektur wie geplant und konsequent umgesetzt wird. Identifiziert die Axivion Bauhaus Suite Abweichungen von der Planung, weist sie die Architekten und Entwickler zielgerichtet auf die Ursache der Verstöße hin. Auf diese Weise kann unverzüglich mit der Klärung begonnen werden und somit kann entweder der Entwickler den Code entsprechend anpassen oder der Architekt die Architektur verfeinern. Verdeckte Abhängigkeiten werden vollständig aus dem Entwicklungsprozess eliminiert und führen nicht mehr zu Planungs- und Wartungsschwierigkeiten in späteren Entwicklungsphasen.

Die weiterhin stattfindenden Reviews werden von repetitivem Ballast befreit, verlaufen wesentlich effizienter und erlauben es den Architekten und Entwicklern, sich auf die wesentlichen und konstruktiven Aspekte zu konzentrieren.

Die „lebendige“ und zu jedem Zeitpunkt aktuelle Architektur erhöht auch die Flexibilität in der Entwicklung und erlaubt es HENSOLDT, kurzfristig auf Änderungswünsche von Kunden zu reagieren. Dank der Überwachung der Architektur kann das Entwicklungsteam jederzeit sicher planen und den notwendigen Zeitpuffer für Änderungen bestimmen.

DER ERFOLG ++

Mit der Architekturanalyse hat HENSOLDT ein Vorgehen eingeführt, dem die Architekten und Entwickler eine hohe Akzeptanz entgegenbringen. Das liegt auch daran, dass die Architekturvorgaben und die komplexen UML-Modelle hinsichtlich ihrer Umsetzung im Code jetzt verständlicher sind: Erkennt die Axivion Bauhaus Suite eine Abweichung, gibt es sofort eine gezielte Rückmeldung. Dies erzeugt über eine Feedbackschleife einen Lerneffekt für alle Entwickler, denn sie wissen jetzt, was die Modelle der Architekten bedeuten und wie sie zu lesen sind. Missverständnisse fallen durch die Analyse sofort auf.

Ein ähnlicher Lerneffekt stellt sich auch bei den Architekten ein: Mit Hilfe der Axivion Bauhaus Suite baut der Architekt Wissen und Erfahrung darüber auf, wie die UML-Modelle von den Entwicklern besser und einfacher verstanden werden. Er entwickelt ein Gespür dafür, welche Modellierungstiefe sinnvoll ist, und kann die Auswirkungen in der Implementierung genau abschätzen. Damit lässt sich auch ein Optimum zwischen Modellierungsaufwand und Nutzen erzielen.

Ein weiterer großer Erfolg ist die Minimierung des Integrationsrisikos. In der Integrationsphase werden die Produkte in den jeweiligen Kundenvarianten erstellt. Dies geschieht ganz am Ende des Prozesses und diente in der Vergangenheit auch als Absicherung, dass die Kundenvarianten exakt den bestellten Anforderungen entsprechen. Heute erfolgt die Absicherung bereits durch die Architekturprüfung und damit viel früher im Entwicklungsprozess. Abweichungen können so erheblich kostengünstiger und mit weniger Terminrisiko korrigiert werden.

Über die Architekturanalyse hinaus wird die Axivion Bauhaus Suite auch für die Erhebung von Metriken eingesetzt. Zusätzlich werden die Programmiervorgaben von HENSOLDT ebenfalls mit Hilfe der Axivion Bauhaus Suite überwacht, um die Wartbarkeit der Software abzusichern, die Fehlerwahrscheinlichkeit zu minimieren und den Code vor weiteren Ursachen der Software-Erosion zu schützen. Die Ergebnisse der Metriken und Code-Prüfungen werden auch als KPIs in Reviews und im Reporting genutzt.

HENSOLDT setzte die Axivion Bauhaus Suite auf einer großen bestehenden Codebasis ein. Die Beseitigung von Verstößen gegen Vorgaben folgt der Strategie, dass bei neuem Code alle Abweichungen beseitigt werden müssen, bei Bestandscode jedoch nur Verstöße mit kritischen Auswirkungen. Bereits validierte Systemteile müssen dadurch nicht erneut vollständig freigegeben werden. Möglich wurde diese Vorgehensweise durch die Delta-Analyse von Axivion, die ausschließlich neue Abweichungen im Vergleich zur Baseline anzeigt.

Insgesamt hat HENSOLDT mit Einführung der automatisierten Architekturanalyse durch die Axivion Bauhaus Suite den absoluten Gesamtaufwand für die Pflege der Produktvarianten erheblich reduziert. Dies ist besonders beachtlich, da sich seit deren Einführung das Entwicklerteam personell stark vergrößert hat und die Codemenge der Systeme auf das Doppelte angewachsen ist.

ÜBER HENSOLDT ++

HENSOLDT ist ein unabhängiger, weltweit führender Anbieter von Premium-Sensoren für Sicherungs- und Überwachungsmissionen. Das Unternehmen ist weltweit tätig, unter anderem im Bereich der Flugkörperwarnsysteme und U-Boot-Periskope. Außerdem ist HENSOLDT stark auf dem Markt für Radare, Optronik und elektronische Schutzsysteme aktiv. Das Unternehmen umfasst die Sicherheits- und Verteidigungselektronik-Aktivitäten der Airbus Group, die 2017 aus dem Konzern ausgegliedert wurden und jetzt als neues Sensorhaus unter dem Markennamen HENSOLDT an den Markt gegangen
sind.

HENSOLDT erzielt mit etwa 4.000 Mitarbeitern einen Jahresumsatz von rund 1 Mrd. €.

Mehr Information zu HENSOLDT unter www.hensoldt.net

Bildrechte: HENSOLDT Sensors GmbH

Success Story in Zusammenarbeit mit Leuze electronic

„Clean Code" und Architektur für Industrie 4.0

Intelligente Kamerasysteme spielen eine Schlüsselrolle in der Digitalisierung der Industrie. Leistungsstark sind die Systeme dank abgestimmter Optik und Beleuchtung sowie modernster Sensorik. Ihre besondere „Intelligenz“ für die Industrie 4.0 verdanken die modularen Kamerasysteme jedoch ihrer Software, die ständig für die verschiedenen Varianten weiterentwickelt und mit neuen Funktionen angereichert wird. Leuze electronic setzt für die Sicherung einer „sauberen“ Architektur und Code-Basis der Software-Plattform ihrer neuen kamerabasierten Codeleser DCR 200i auf die Axivion Bauhaus Suite.

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Der DCR 200i von Leuze ist ein Lesegerät zur Identifikation von Strich-, Stapel- und 2D-Codes. Er liefert selbst bei Bandgeschwindigkeiten von bis zu 6 Metern pro Sekunde exzellente Leseergebnisse. Dank seines modularen Aufbaus passt sich der DCR 200i flexibel den verschiedensten Anforderungen an und kann mit Hilfe des Konfigurations-Wizard in integrierten webConfig-Tools einfach in Betrieb genommen, bedient und gewartet werden. Die Parametrierung ist für die Kamera sogar per Smartphone-App möglich.

DIE HERAUSFORDERUNG ++

Die herausragende Performance des DCR 200i liegt in einer leistungsstarken Hardware und einer State-of-the-Art-Software. Der DCR 200i basiert auf einer selbstentwickelten Software-Plattform, die auch die Grundlage für weitere Produktbaureihen bei Leuze bildet. Dieses Framework umfasst ein komplexes Komponentensystem mit zahlreichen Varianten. Für die Entwickler bei Leuze liegt nun die Herausforderung darin, den im laufenden Betrieb ständig erweiterten Code-Bestand der Software-Plattform zu prüfen und zu warten. Ziel ist es, aufgrund der langen Produktlaufzeiten von oftmals mehr als 10 Jahren die Wartbarkeit der Software zu gewährleisten.

Insbesondere weil das Framework die Basis für mehrere Produktlinien mit abweichenden Funktionsumfängen darstellt, steht im Mittelpunkt der Code-Prüfung die Lokalisierung und Bewertung von totem und nicht verwendetem oder mehrfach vorhandenem Code. Darüber hinaus bestand das Erfordernis, den Code auf Einhaltung der sowohl allgemein gültigen Programmierrichtlinien wie beispielsweise MISRA als auch von selbstdefinierten Vorgaben zu überprüfen.

Auch Softwaremetriken, etwa hinsichtlich Komplexität und Verschachtelungstiefe, sollten bezüglich der Einhaltung von Grenzwerten überprüft werden. Analysiert werden sowohl Neuentwicklungen als auch der umfangreiche Bestandscode in C und C++ bei Leuze.

DIE LÖSUNG ++

Das Competence Center Software bei Leuze entschied sich nach einer eingehenden Evaluation verschiedener Tools für die Axivion Bauhaus Suite. Ausschlaggebend war neben den überzeugenden Analyse-Funktionalitäten der Toolsuite ihre Anpassbarkeit: Die Out-of-the-box-Version der Axivion Bauhaus Suite wurde für Leuze hochgradig „customized“. Dazu hat das Professional Services Team von Axivion die standardmäßig in der Toolsuite vorhandenen Code- und Architektur-Prüfungen um unternehmensspezifische Stylechecks erweitert und so in die automatisierte Analyse eingebunden.

Insbesondere in kritischen Bereichen der Endanwendung – wie beim Datenaustausch zwischen den Komponenten des Frameworks – spielt die Architekturprüfung eine entscheidende Rolle. Zur nachweislichen Sicherung dieser Daten ist es unabdingbar, dass die Kommunikation die Vorgaben der Architektur voll erfüllt. Hier kommt, zusätzlich zu den „Custom“- Regeln, die Architekturanalyse der Axivion Bauhaus Suite zum Einsatz: Sie deckt mögliche Abweichungen vom vordefinierten Modell auf und unterstützt Software-Entwickler und -Architekten bei der Qualitätssicherung der Code-Basis der produktübergreifenden Software-Plattform.

DER ERFOLG ++

Der Einsatz der Axivion Bauhaus Suite war im Entwicklungsteam dank schneller Ergebnisse im „Daily Build“ vom Start weg von Erfolg gekrönt. Die Hinweise auf potentielle Fehler bereits im frühen Entwicklungsstadium bedeuten für das Team eine erhebliche Arbeitsersparnis. Denn wenn diese möglichen Problemstellen im Quellcode erst später im Systemtest entdeckt wurden, so verursachte dies unter Umständen einen großen Mehraufwand – der nun von vornherein vermieden wird.

Eine weitere Erleichterung im täglichen Entwicklungsablauf ist die automatisierte Prüfung der unternehmensspezifischen Metriken und Programmierrichtlinien.

Auf diese Weise überprüft Leuze nicht nur die Ansprüche der Industrie an eine hohe Softwarequalität, sondern auch seine eigenen, über das übliche Maß hinausgehend strengen Maßstäbe.

Auch mit diesen sehr individuellen Anpassungen ließ sich die Toolsuite mit ihren automatisierten regelmäßigen Reports nahtlos und schnell in die Entwicklungsarbeit integrieren. Die Axivion Bauhaus Suite bezieht in ihren Analysen nicht nur neu entwickelte Codezeilen ein, sondern per Delta-Analyse auch gezielt den Bestandscode der Software. Mit Hilfe ihrer Klon-Erkennungsalgorithmen spürt die Toolsuite Duplikate zuverlässig auf, findet möglicherweise problematische Codestellen, erkennt Stilverstöße und deckt zyklische Abhängigkeiten auf. Dank dieser kontinuierlichen Überprüfung des Quellcodes im Daily Build wirkt Leuze einer schleichenden Software-Erosion, also einem zunehmenden Qualitätsverlust der Software, aktiv entgegen.

Im Rahmen der „Clean Code“-Initiative von Leuze widmen sich die Entwickler in internen „Axivion Days“ dem Bestandscode der Software-Plattform. Ziel dieser Sitzungen ist es, neben den Neuprogrammierungen auch die „alte“ Code-Basis mit Hilfe der Axivion Bauhaus Suite schrittweise zu verbessern.

Auf diese Weise sichert sich Leuze eine hohe Qualität der Software bereits bewährter wie auch neuer intelligenter Kameras und Sensoren für den Einsatz in der Industrie 4.0.
 

ÜBER LEUZE ELECTRONIC ++

Leuze electronic ist weltweit einer der Innovationsführer in der Optosensorik und international bekannt als führender Hersteller und Lösungsanbieter in der elektrischen Automation. Seine Schwerpunkte liegen auf der Intralogistik und Verpackungsindustrie, dem Werkzeugmaschinenbau und der Automobilindustrie sowie der Medizintechnik. Zum Portfolio gehören schaltende und messende Sensoren, Identifikationssysteme, Lösungen für die Bildverarbeitung und Datenübertragung sowie Komponenten und Systeme für die Arbeitssicherheit. Gegründet im Jahr 1963, verfügt das Unternehmen mit Sitz in Owen/Teck (Deutschland) über spezifisches Applikations-Know-How sowie breites Branchenwissen.

Über 1000 Mitarbeiter an 22 Standorten sind in Entwicklung, Produktion, Vertrieb und Service tätig, unterstützt von mehr als 40 Vertriebspartnern weltweit. Innovative Produktentwicklungen, maßgeschneiderte Gesamtlösungen und ein umfangreiches Serviceangebot stehen für das „Smart Sensor Business 4.0“ bei Leuze electronic.

Bildrechte: Leuze electronic GmbH & Co. KG

Success Story in Zusammenarbeit mit Fresenius Medical Care

Software-Erosionsschutz für langlebige Software in der Medizintechnik

Die medizintechnischen Produkte von Fresenius Medical Care haben einen sehr langen Lebenszyklus. Um sie sicher weiterentwickeln zu können und ihre Wartbarkeit zu sichern, nutzt das Unternehmen die Axivion Bauhaus Suite für eine automatisierte Code- und Architekturanalyse.

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DIE HERAUSFORDERUNG ++

Die Dialyse-Geräte von Fresenius Medical Care (FMC) werden weltweit für die Blutwäsche von rund 300.000 Patienten eingesetzt. Das neueste Produkt aus dem Bereich Akutdialyse heißt multiFiltratePRO. Die Gerätesoftware selbst ist in C/C++ programmiert und wird viele Jahre kontinuierlich aktualisiert und weiterentwickelt werden. Insbesondere wegen der langen Laufzeit des Produktes stellt FMC hohe Ansprüche an die Qualität der Software und ihre Wartbarkeit. Mit einer gut gewarteten Software begegnet das Unternehmen auch den Herausforderungen der Obsoleszenz: Während des langen Produktzyklus’ werden immer wieder Bauteile abgekündigt, so dass die Software auf eine neue Hardware angepasst werden muss. Weiterhin gilt es, die Vorgaben für Medizingerätesoftware gemäß IEC 62304 bei der Entwicklung und Wartung der Software einzuhalten. Die Norm fordert die Anwendung von Codierungsrichtlinien und den Einsatz eines Tools für die statische Analyse, um Systeme nach dem Stand der Technik zu entwickeln, lässt dabei aber Freiheitsgrade bei der Umsetzung.

Da bei der Qualität von Software gerade bei Medizinprodukten keine Abstriche gemacht werden dürfen, betreibt FMC einen erheblichen Aufwand, um die Güte des Gesamtprodukts sicherzustellen. Bei allen Prüfschritten wie zum Beispiel den manuellen Tests, Code-Reviews und der Architektur-Validierung fallen ein großer Aufwand und damit Kosten an, die sich durch erneute Prüfungen im Laufe des langen Software-Lebenszyklus akkumulieren.

DIE LÖSUNG ++

Die Architektur der Software für die Geräte der multiFiltratePRO Serie wird mit Hilfe eines CASE-Tools modelliert. Werden neue Funktionen in das Produkt eingeführt, prüft das Team zunächst, ob die Architektur angepasst werden muss, und setzt dies bei Bedarf entsprechend um. Das Architekturmodell wird wie alle Entwicklungsergebnisse im Versionskontrollsystem gepflegt und für die Architektur-Prüfung herangezogen. An dieser Stelle setzt die Axivion Bauhaus Suite an: Sie prüft im Rahmen der Continuous Integration automatisiert den Quellcode per statischer Code-Analyse und führt dabei auch den Abgleich des Source Codes mit der Architektur aus dem CASE-Tool durch. Darüber hinaus identifiziert und lokalisiert die Bauhaus Suite Klone und toten Code, Metrikverletzungen und zyklische Abhängigkeiten. Wichtig ist auch das Monitoring von Stilverletzungen: Zur Einhaltung des Standards für medizintechnische Software werden angepasste MISRA-Checks sowie eine Prüfung der Einhaltung von weiteren FMC-spezifischen Regeln (zum Beispiel der Naming Conventions unter Zuhilfenahme eines spezifischen Dictionarys) durchgeführt. Dadurch wird die Qualität der Software entwicklungsbegleitend verbessert und Fehler werden frühzeitig vermieden.

Während der täglichen automatisierten Analyse ermittelt die Axivion Bauhaus Suite, welche Abweichungen neu sind. Diese zeitliche Unterscheidung lässt auch die Verwendung von „eingefrorenem“  Legacy Code zu, in dem sich nachvollziehbarermaßen mehr Abweichungen finden, die aber aus Regressionsgründen nicht aktiv angegangen werden. Bei FMC liegt der Schwerpunkt in erster Linie auf der Vermeidung neuer Verstöße, um so einer schleichenden Software-Erosion entgegenzuwirken.

Das Ergebnis der Analyse teilt die Axivion Bauhaus Suite dem Entwickler zeitnah mit, per E-Mail sowie als interaktiver Report auf einem Dashboard. Anhand dieses direkten Feedbacks hat der Entwickler die Möglichkeit, seinen Code zu korrigieren oder eine nachträgliche Anpassung der Architektur zu initiieren.

Wichtig für FMC ist an dieser Stelle auch der Lerneffekt für die Entwickler: Durch die direkte Rückmeldung zu einem erst kürzlich erstellten Code entwickeln sie ein besseres Verständnis für das Architekturmodell und die restlichen gültigen Regeln und können die Vorgaben so  langfristig besser umsetzen.

DER ERFOLG ++

Mit der Axivion Bauhaus Suite kann FMC mehrere Herausforderungen für die Software seiner Dialyse-Geräte meistern: Zunächst verhindert die ständige und vollständige Überprüfung neu erstellten Codes Abweichungen vom Architekturmodell sowie Fehler und problematische Abhängigkeiten im Code, die die Qualität des Produktes beeinträchtigen können. Ferner unterstützt die Bauhaus Suite durch entsprechende CodeChecks FMC bei der Einhaltung der IEC 62304.

Mit der Einführung der automatisierten Analyse durch die Axivion Bauhaus Suite reduzierte FMC den Zeit- und Kostenaufwand für die Prüfungen erheblich, ohne dabei Abstriche bei der Qualitätssicherung der Software machen zu müssen. Dieser eingesparte Aufwand kann jetzt dafür genutzt werden, das Produkt langfristig weiter zu entwickeln und Innovationen voranzutreiben.

Basierend auf den regelmäßigen Feedbacks sorgt die Analyse für eine zeitnahe Bearbeitung von Problemstellen im Code oder eine zielführende Änderung am Architekturmodell. Gleichzeitig profitieren Projekt und Entwickler selber von einem verbesserten Verständnis für die Architektur und einer positiv verlaufenden Lernkurve für die C/C++-Programmierung.

Die hohe Codequalität, die sich dank der automatisierten Code-Analyse erzielen lässt, erhöht auch die Wartbarkeit von Produkten mit langer Laufzeit – wie der Dialyse-Geräte der multiFiltratePRO-Serie von FMC. Außerdem sinkt die Abhängigkeit von der Hardware: Bei abgekündigter Hardware ist eine Migration und der Reuse of Code einfacher, schneller und kostengünstiger zu bewerkstelligen.

ÜBER FRESENIUS MEDICAL CARE ++

Fresenius Medical Care ist der weltweit führende Anbieter von Produkten und Dienstleistungen für Menschen mit  Nierenerkrankungen, von denen sich weltweit mehr als 2,6 Millionen Patienten regelmäßig einer Dialysebehandlung unterziehen. In einem Netz aus 3.402 Dialysezentren betreut das Unternehmen weltweit 290.250 Dialysepatienten. Fresenius Medical Care ist zudem der führende Anbieter von Dialyseprodukten wie Dialysegeräten und Dialysefiltern. Im Bereich Versorgungsmanagement baut das Unternehmen sein Angebot zusätzlicher medizinischer Dienstleistungen rund um die Dialyse aus. Fresenius Medical Care ist an der Börse Frankfurt (FME) und an der Börse New York (FMS) notiert.
 

Bildquellen: Fresenius Medical Care

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 Dentsply Sirona

Regelkonformer Code und einheitliche Architektur für Zahnmedizintechnik

Jeden Tag nutzen rund 600.000 Zahnärzte und Zahntechniker Produkte von Dentsply Sirona. Das Unternehmen ist der weltweit größte und am breitesten diversifizierte Hersteller von Dentalprodukten. In den Bereichen „CAD/CAM“, „Bildgebende Systeme“ und „Behandlungseinheiten“ nutzen die Software-Entwickler von Dentsply Sirona die Axivion Bauhaus Suite für die Code- und Architekturprüfung, um ihre Software „regelkonform“ nach dem Stand der Technik und langfristig wartbar zu designen.

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DIE HERAUSFORDERUNG ++

Als Marktführer für Dentalgeräte unterhält Dentsply Sirona die branchenweit größte F&E-Abteilung und entwickelt innovative klinische End-to-End-Lösungen für eine verbesserte Patientenversorgung. Zahlreiche interne und externe Entwickler an verschiedenen Standorten arbeiten in Teams oder vollkommen selbständig an der Software für „CAD/CAM“-Lösungen  für Zahnlabore und Zahnarztpraxen, „Bildgebende Systeme“ wie 2D- und 3D-Röntgengeräte und „Behandlungseinheiten“ mit umfangreich ausgestattetem Patientenstuhl und Zahnarzt-Interface. Aufgrund der immer komplexer werdenden Systeme entstand speziell in diesen Produktbereichen das Erfordernis, durch vordefinierte Codier-Regeln und eine einheitliche Software-Architektur die innere Qualität der Produkte hochzuhalten.  

Es galt, auch den „menschlichen Faktor“ in der Softwareentwicklung zu managen: So sollten zum Beispiel die Projekte bei unvorhergesehenen Personalengpässen einfacher fortzuführen sein und neue Mitarbeiter schneller und nahtlos in die Entwicklungsprozesse eingebunden werden können.

Zur Steigerung der Effizienz von manuellen und aufwändigen Code-Reviews durch einzelne Schlüsselpersonen sollte ein gemeinsamer toolbasierter Prozess für die Code- und Architekturprüfung und den Umgang mit entsprechenden Ergebnissen etabliert werden. Die Anforderungen der einzelnen Bereiche an das eingesetzte Tool waren sehr vielfältig. So sollte es mit verschiedenen Entwicklungsumgebungen und Compilern einsetzbar sein.

Das Tool sollte – wegen der teilweise sehr großen Projekte – auch bei der Analyse großer Mengen Code skalieren und auch beim Einsatz von IBM Rational Rhapsody® und automatisierter Code-Generierung zwischen maschinell und manuell erzeugtem Code unterscheiden. Dabei sollte es mit der bestehenden Code-Basis im Sinne eines Bestandsschutzes geeignet umgehen können, so dass neu entstehender Code ohne Abweichungen entwickelt werden kann. Ferner sollte das Tool automatisierte Reports  erzeugen, anhand derer die Entwickler  ihren Arbeitsfortschritt und die Qualität ihrer Arbeit nachweisen können.

DIE LÖSUNG ++

Nach dem Prüfen verschiedener Optionen entschieden sich die Verantwortlichen bei Dentsply Sirona für die Axivion Bauhaus Suite. Die Toolsuite erfüllt mit ihren Funktionen alle zentralen Forderungen an eine automatisierte Architektur- und Codeanalyse. Überzeugt hat zusätzlich die Behandlung von Klonen: Mit dem nutzerfreundlichen Klon-Management lassen sich in der Axivion Bauhaus Suite potentiell problematische Doppelungen im Code von bewusst implementierten Klonen unterscheiden und damit auch in den Reports unterschiedlich behandeln.

Auch bei den anderen Prüfungen ermöglicht es die Delta-Analyse von Axivion, die Prüfung von Legacy-Code auszublenden und ausschließlich neue Programmteile zu analysieren. Zusätzlich unterscheidet die Toolsuite zuverlässig zwischen handgeschriebenem Code und Software-Teilen, die beispielsweise in IBM Rational Rhapsody® automatisch generiert wurden. Dabei ist die Axivion Bauhaus Suite komplett skalierbar: Zum einen bezüglich der Einführung der Prüfungen, welche schrittweise ausgerollt werden können, um die Motivation bei den Entwicklern hochzuhalten. Zum anderen im Sinne von Projektgrößen. So können neben Embedded-Projekten auch große C++- und C#-Projekte analysiert werden.

Nicht zuletzt war auch die einfache Integration des Tools in den bestehenden Entwicklungsprozess bei Dentsply Sirona entscheidend: Die Axivion Bauhaus Suite ließ sich ohne großen Aufwand auf Seiten der einzelnen Entwickler in den unternehmensspezifischen Prozess eingliedern und so schnell produktiv einsetzen – bei maximaler Akzeptanz aller Beteiligten.

DER ERFOLG ++

Die hohe Akzeptanz resultiert aus den spürbaren Erfolgen der strukturierten und automatisierten Code- und Architekturprüfung, die sich nach der Einführung der Axivion Bauhaus Suite bei Dentsply Sirona schnell einstellten. Die Mitarbeiter sehen neben dem herausragenden Klon-Management vor allem einen Mehrwert in der Architekturprüfung. Die Entwickler schätzen insbesondere die Schnittstellen zu IBM Rational Rhapsody® und Enterprise Architect®. Dank der nahtlosen Integration der Tools können sie die UML-Modelle nicht nur zur Code-Generierung nutzen, sondern diese auch als Soll-Architektur für das Gesamtprodukt spezifizieren. Aber auch die Entwickler in Projekten, bei denen der Architektur-Modeller von Axivion genutzt wird, bekommen jetzt schnell die Information zu Abweichungen der tatsächlichen Programmierung von der Architektur, so dass Architekten und Entwickler zeitnah gegensteuern können. Dadurch wird nicht nur unmittelbar die Code-Qualität gesichert und erhöht, sondern auch langfristig das Know-how der Entwickler ausgebaut. Die Projektleiter erhielten mit der Axivion Bauhaus Suite außerdem ein Werkzeug, mit dem sie zuverlässig sicherstellen können, dass die Architektur auch von externen Programmierern und Zulieferern konsequent umgesetzt wird. Auch das Einarbeiten neuer Mitarbeiter  hat sich damit erheblich vereinfacht. Auch die kontinuierliche Prüfung des gemeinsamen Codierungs-Regelwerks unterstützt die Entwickler und hat einen unmittelbaren Nutzen für deren eigene Arbeit. Software-Architekten und -Entwickler, die Bestands-Code weiterentwickeln, fühlen sich insbesondere dadurch motiviert, dass sie dank gezielter Analysen und überschaubarem Aufwand frühzeitig potentielle Schwachstellen im neuen Code feststellen können – was bei der Legacy- Software bis dato sehr mühsam war.

Die Axivion Bauhaus Suite dient somit bei Dentsply Sirona als Effizienzhebel in der Softwareentwicklung. Ihr Einsatz unterstützt unmittelbar jeden einzelnen Mitarbeiter bei der qualitätsbewussten Entwicklung und bildet insgesamt das Fundament für ein produktives Voranschreiten der Gesamtprojekte. Der Erfolg ist eine Software mit nachweislicher  Normenkonformität und hoher Qualität, als Grundlage für Produkte, deren Code sich zukunftssicher warten und weiterentwickeln lässt.

ÜBER DENTSPLY SIRONA ++

Dentsply Sirona ist der weltweit größte Hersteller von Dentalprodukten und -technologien und unterstützt Zahnärzte und Zahntechniker dabei, eine bessere, schnellere und sicherere zahnmedizinische Versorgung anzubieten. Als The Dental Solutions Company™ hält Dentsply Sirona für Zahnmediziner ein umfassendes Angebot an End-to-End-Lösungen bereit. Zu diesem Angebot gehören einige der bekanntesten und etabliertesten Marken der Branche. Dentsply Sirona beschäftigt rund 15.000 engagierte Mitarbeiter in mehr als  40 Ländern weltweit.

Bildquellen: Dentsply Sirona

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