Fraunhofer-Gesellschaft

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Integration einer architekturzentrischen Entwurfsmethodik mit einem Ansatz zum Nachweis modularer funktionaler Sicherheit

 
: Orth, Andre
: Knauber, Peter; Knodel, Jens; Schneider, Daniel

Kaiserslautern, 2013, VI, 112 pp.
Mannheim, Hochschule, Master Thesis, 2013
German
Master Thesis
Fraunhofer IESE ()
smart ecosystem; architecture-centric development; system safety; smart farming; traceability

Abstract
Die Tendenz beim Engineering, den Fokus auf Smart-Ecosystems auszudehnen, und der Wunsch, hierbei verstärkt offene, sich dynamisch anpassende Systeme einzusetzen, stellt für das Engineering eine zusätzliche Herausforderung dar. Probleme, wie unzureichende Engineeringansätze und mangelnde Traceability, können neben einer eingeschränkten Skalierbarkeit und Evolutionsfähigkeit bis hin zu sicherheitskritischen Fehlern führen. Ein möglicher Ausweg ist die Integration eines Ansatzes zur funktionalen Sicherheit adaptiver, offener Systeme in eine architekturzentrische Entwicklungsmethodik, die in dieser Masterarbeit vorgestellt wird. Es wird aufgezeigt, wie die Integration auf den verschiedenen Ebenen eines Smart-Ecosystems umsetzbar ist. Daneben geht die Arbeit der Frage nach, wie sich im Architekturmodell eine durchgängige Traceability von safety-bezogenen Artefakten und Maßnahmen schaffen lässt, sowie welche Vor- und Nachteile hierbei entstehen. Das im wissenschaftlichen Teil zusammengeführte Vorgehen wird im Kontext des Living-Labs "Smart Farming" am Fraunhofer IESE angewendet. Im Demonstrationsbeispiel Tractor-Implement-Management werden eine Safety-Analyse, ein Architekturmodell, eine prototypische Implementierung sowie für die visuelle Darstellung des Engineering, ein Show-Case erstellt. Basierend auf den dabei gewonnenen Erfahrungen hinsichtlich Entwurfsmethodik und Safety-Ansatz wird ein Feedback gegeben und es werden Ergänzungen vorgeschlagen.

 

The tendency in engineering to expand the focus to Smart Ecosystems and the increasing desire to use dynamically adaptive systems leads to additional challenges for engineering. Problems such as insufficient engineering approaches and a lack of traceability can ultimately lead to safety critical errors, in addition to limited scalability and capability to evolve. A potential way for tacking these challenges is the integration of an approach for ensuring the functional safety of open adaptive systems into an architecture-centric development methodology. This thesis focuses on this integration and specifically demonstrates how it can be realized on the various levels of a Smart Ecosystem. The work then also explores the question of how general traceability of safety-related artifacts and measures can be created in the architectural model and what advantages and disadvantages may emerge in doing so. The aggregated approach is demonstrated in the context of the "Smart Farming" living Lab at Fraunhofer IESE. In the demonstration example Tractor Implement Management (TIM), a safety analysis, an architectural model, a prototypical implementation, and a show case for the visual representation of the engineering have been created. Based on cumulative experience with respect to the design methodology and the safety approach, feedback has been given and amendments have been proposed.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-266524.html