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敏捷Methoden和基于模型设计的皮毛死Entwicklung科技软件

冯·罗杰Aarenstrup Gaurav喝,MathWorks


死meisten团队,死heute软件技术合作Anwendungen entwickeln, erkennen死Nachteile herkommlicher Methoden (Wasserfallmodell): Fehler和Entwurfsprobleme了以前在spateren Projektphasen erkannt, Anderungen der Anforderungen您能不berucksichtigt了,和es besteht das Risiko,祖茂堂erstellen静脉系统,das死Bedurfnisse der Kunden不erfullt。

嗯这Nachteile祖vermeiden verwenden有团队heute杯拟设,der敏捷Methoden麻省理工学院kombiniert基于模型的设计。

一杯Untersuchung冯基于模型的设计和agilen Methoden zeigt, dass基于模型设计敏捷Methoden技术合作Anwendungen erganzt和sogar ermoglicht。衡量敏捷拟设,基于模型设计konzipiert,嗯schnelle Iterationen祖茂堂unterstutzen。Außerdem可以在麻省理工学院基于模型设计Herausforderungen der Systementwicklung bewaltigt了,毛死敏捷Methoden allein永远ausreichen:

  • Fruhes Testen ohne Verfugbarkeit冯Geraten
  • Bewaltigung der Komplexitat科技和
  • Verringerung des Risikos贝姆Testen ungeprufter teurer硬件软件再见
  • Einhaltung der Anforderungen一个死funktionale Sicherheit和anderen标准,einschließlich - 178 b / C和ISO 26262

在diesem Artikel将erlautert,包括基于模型的设计死zentralen Werte der agilen Entwicklung unterstutzt。Als Beispiel将死Entwicklung进行adaptiven Tempomats vorgestellt,皮毛模具基于模型设计麻省理工学院agilen Methoden和民主党scrum框架kombiniert将。

敏捷Methoden和基于模型的设计:《死亡

敏捷Softwareentwicklungsmethodenbasieren天改zentralen Werten和Prinzipien,死我敏捷宣言(清单毛皮敏捷Softwareentwicklung)·冯·2001 umrissen信德。Heute是Scrum进行der是haufigsten verwendeten框架毛皮敏捷Entwicklung死去。在Scrum中besteht死Entwicklung来自静脉Abfolge冯·Zyklen死肌萎缩性侧索硬化症冲刺bezeichnet了。在jedem Sprint arbeitet das团队einem菩提树der Funktionen im积压des Projekts (Aufgabenliste)。毛皮jeden Sprint是静脉Zeitfenster festgelegt (meist说是静脉奥得河请来两Wochen和einem Monat)。在testet jedem Sprint entwickelt integriert和dokumentiert das团队funktionierende软件(Abbildung 1)。

Abbildung 1:敏捷Entwicklung麻省民主党scrum框架。

Abbildung 1:敏捷Entwicklung麻省民主党scrum框架。

基于模型的设计是静脉modellzentrierter拟设毛皮Entwicklung冯Systemen死去。基于模型设计verwendet keine physischen Prototypen和Spezifikationen在Textform毛皮Kommunikation死去,sondern arbeitet在内der gesamten Entwicklung麻省理工学院einem上一次。Das莫德尔umfasst阿莱Komponenten,死皮Das Systemverhalten相关信德——Algorithmen Steuerungslogik,物理Komponenten Umgebung和死亡。Nachdem das莫德尔entwickelt (ausgearbeitet),萤石es verwendet了,嗯代码(C / c++,高密度脂蛋白奥得河结构化文本),Berichte制裁Arten冯Dokumentation祖茂堂generieren。死zentralen Komponenten des模型设计信德der Entwurf和仿真系统——汪汪汪和Komponentenebene死去,死automatische Codegenerierung和das kontinuierliche Testen Verifizieren。

Zuordnung der zentralen Werte敏捷Methoden zum基于模型的设计

Im敏捷宣言的竞争者zentrale Werte毛皮死Softwareentwicklung definiert:

  • Individuen和Interaktionen了较多geschatzt als Prozesse和Werkzeuge,
  • funktionierende软件较多als umfassende Dokumentation,
  • 目前麻省民主党Kunden als Vertragsverhandlung、
  • Reagieren auf Veranderung mehr als das Befolgen进行计划。

死Autoren des体现betonen dass„mehr肌萎缩性侧索硬化症”不„ausschließlich”bedeutet。您schlagen Veranderung der Prioritaten伏尔:„Obwohl我们死Werte auf der rechten Seite wichtig法登,schatzen我们死Werte auf der诈骗Seite hoh静脉。”

看清我们嫩”,是不是这agilen Werte民主党zugeordnet了可以在基于模型的设计。

Individuen和Interaktionen Fokussierung再见

死Prozesse和基于模型的设计工具- insbesondere死Modellierung和死模拟fordern produktive Interaktionen来Individuen团队。Das莫德尔萤石direkt仿真软件万博1manbetx®在einem Bericht奥得河als Webseite weitergegeben了,汽水es阿莱Beteiligten als gemeinsamen Bezugspunkt和als verbindliche Informationsquelle verwenden能帮。Simulationsergebnisse信德眷顾和向您能Entwurfsentscheidungen,死Scrum-Planung和Diskussionen麻省理工学院艾伦Beteiligten erleichtern。

模具目前麻省理工学院民主党Kunden Fokussierung再见

模具目前麻省民主党Kunden steht im中心的敏捷Methoden。杰德Sprint beginnt麻省理工学院einem Planungs-Meeting和endet麻省理工学院einem回顾会议,祖茂堂民主党haufig欧什Kunden beitragen。Modellierung和模拟unterstutzen不努尔死produktive目前麻省理工学院Kunden sondern ermoglichen欧什模公司说是unterschiedlichen团队,Aufgabenbereichen Disziplinen。和Ingenieure来自Hardwareentwurf, Systementwurf Funktions——和Komponentenentwicklung有gemeinsame Sprache和能帮您公司konzentrieren汪汪汪,文化建设nachzudenken超级工具。

Fokussierung funktionierende改软件

静脉der wesentlichen Vorteile冯基于模型设计的皮毛静脉团队,das敏捷Methoden verwendet,坚持Moglichkeit死去,冯窝ersten sprint的一张funktionierende版本des系统祖entwickeln欧什Zielhardware,要是Strecke, Sensoren奥得河sonstige硬件不verfugbar信德。静脉的军队模拟verifiziertes Simulink-Model万博1manbetxl萤石在内的des gesamten Projekts alsfunktionierende软件verwendet了。静脉莫德尔dient als ausfuhrbare Spezifikation des祖茂堂entwickelnden系统。fruhen冲刺,denen硬件moglicherweise不苏珥Verfugung steht,能帮民主党Kunden Simulationsergebnisse文化Ergebnissen冯Hardwaretests ubergeben和大足genutzt了,窝Fortgang der劳动einzuschatzen,嗯Unterstutzung祖茂堂咬奥得河坑nachsten祖茂堂planen冲刺。Außerdem ermoglichen Modelle一杯克莱尔和einfache Messung Fortschritte。要是das莫德尔魏特ausgearbeitet将,萤石es verwendet了,嗯代码毛皮Software-in-the-Loop(银),Processor-in-the-Loop(公益诉讼)和半实物(边境)测试和毛皮Echtzeit-Prototypen和Produktionssysteme祖茂堂generieren。

Außerdem dient das莫德尔als Grundlage毛皮一张umfassende Dokumentation。Im模型设计是死Dokumentation静脉Ergebnis des Entwurfsprozesses文化静脉separaten Aufgabe, da Dokumentation和Berichte贝Bedarf来自民主党莫德尔generiert了您能。

Fokussierung auf das Veranderung Reagieren再见

静脉wesentliches Erfolgshindernis贝der Entwicklung新一轮Wasserfallmodell是Unmoglichkeit死去,angemessen祖reagieren Anforderungen要是和Bedingungen西奇verandern。敏捷Entwicklung和基于模型的设计您的估计值Nachteil永远和ermoglichen团队effektivere Veranderungen Reaktionen再见。Jede nichttriviale Anderung静脉technischen Anwendung萤石静脉Ingenieur im基于模型设计的军队Modifikation des莫德尔umsetzen和anschließend einfach窝代码erneut generieren。伏尔der Implementierung冯Anderungen萤石das团队Was-ware-wenn-Analysen durchfuhren,嗯死beste Moglichkeit祖ermitteln风景明信片bestimmte Anforderung umzusetzen。Nachdem Anderungen我上一次vorgenommen wurden,能帮Ingenieure Simulationen als Regressionstests durchfuhren,嗯sicherzustellen, dass死Anderungen凯文unbeabsichtigtes Systemverhalten verursachen。Außerdem萤石das团队Auswirkungsanalysen durchfuhren,嗯祖茂堂对,是不是一张Anderung einem菩提树des莫德尔安德利果汁Teile beeinflussen将。

Anwendungsfall: Kombination敏捷Methoden麻省理工学院基于模型设计的皮毛死Entwicklung进行adaptiven Tempomats

在diesem Beispiel entwickelt静脉团队冯Automobilingenieuren软件毛皮杯adaptiven Tempomat麻省理工学院Sensorfusion。Das系统fuhrt Eingabedaten冯雷达和Vision-Sensoren des Fahrzeugs z,嗯Das wichtigste Objekt和青年社Abstand zum以Fahrzeug祖茂堂identifizieren。该死萤石es死Geschwindigkeit anpassen和一张sichere Entfernung einhalten。

在diesem Projekt arbeitet一张Gruppe von der Entwicklung der Steuerungsalgorithmen Ingenieuren,当一张安德利果汁Fahrszenarien和synthetische Sensordaten entwickelt。这位synthetischen Mithilfe Daten能帮死Ingenieure死Algorithmen肖恩兰格entwickeln和testen, bevor tatsachliche Sensordaten verfugbar了。Fruhe Simulationen anhand synthetischer Daten能帮als Grundlage毛皮Entwurfsentscheidungen dienen,那些hinsichtlich der艺术,Anzahl和Positionierung冯Sensoren Fahrzeug化生。

Im ersten Sprint modelliert jed Teilteam(奥得河jede Gruppe冯Ingenieuren)塞纳河jeweiligen Subsysteme。Dabei verwenden死Teilteams静脉gemeinsam genutztes Simulin万博1manbetxk-Modell Systemebene汪汪汪,嗯您劳动祖茂堂koordinieren (Abbildung 2)。肖恩在这位fruhen阶段您能Simulationen durchfuhren,恩祖ermitteln是不是西奇死Steuerung unt verschiedenen Bedingungen verhalt。您debuggen Steuerung死去,identifizieren祖茂堂optimierende参数和visualisieren wichtige Leistungsmetriken冯静脉funktionierenden des系统版本,和zwar, bevor您欧什努尔一张Zeile代码写作奥得河generieren。

Abbildung 2: 万博1manbetxSimulink-Modell进行adaptiven Geschwindigkeitsregelungssystems麻省理工学院Sensorfusion。

Abbildung 2: 万博1manbetxSimulink-Modell进行adaptiven Geschwindigkeitsregelungssystems麻省理工学院Sensorfusion。

在einem回顾会议麻省民主党Kunden对战不可或缺des ersten冲刺请事实das上一次和死Simulationsergebnisse (Abbildung 3)。das上一次和死Ergebnisse bieten一张konkrete Darstellung der funktionierenden软件——那些indem您veranschaulichen,是不是死Geschwindigkeit des Fahrzeugs sinkt, nachdem静脉安德利果汁Fahrzeug在塞纳河Fahrspur wechselt。

Abbildung 3: Simulationsergebnisse vom莫德尔der adaptiven Geschwindigkeitsregelung。

Abbildung 3: Simulationsergebnisse vom莫德尔der adaptiven Geschwindigkeitsregelung。

在nachfolgenden冲刺verfeinern奥得河erweitern死团队das莫德尔anhand冯Kundenfeedback——那些indem您窝Sicherheitsabstand zum Vorderfahrzeug anpassen奥得河死Beschleunigungs -奥得河Abbremsrate verandern——和optimieren es毛皮死Codegenerierung和死der ECU Bereitstellung再见。Der generierte代码萤石unverandert genutzt奥得河im车架进行großeren系统遗留代码integriert了。Kontinuierliche集成(CI)麻省理工学院詹金斯™将verwendet,嗯kontinuierlich死集成generierten和manuellen编码祖茂堂uberprufen, das莫德尔祖testen死Einhaltung冯Modellierungsrichtlinien祖茂堂prufen和大量测试durchzufuhren民主党generierten改代码。这位Aktivitaten Ergebnisse所有了automatisch在Berichten abgelegt。这能帮苏珥Nachverfolgung des Fortschritts genutzt了和Beteiligten苏珥Verfugung gestellt了,死keine Entwicklungstools verwenden。

在spateren冲刺beziehen死团队strengere Verifikations——和Validierungsaktivitaten静脉,darunter SIL -,公益诉讼——奥得河HIL-Tests,嗯sicherzustellen, dass der Entwurf死Anforderungen erfullt。Außerdem uberprufen您,ob死Modelle和der编码etablierten标准Richtlinien genugen, verwenden statische Analysen和聚乙烯Methoden,嗯死Abwesenheit是Laufzeitfehler祖beweisen和erstellen Berichte制裁Artefakte苏珥Vorbereitung毛皮Zertifizierungen标准票。

死Anforderungen des Kunden能帮西奇im Laufe des Projekts verandern。那些萤石der Kunde一张modellpradiktive Regelung (MPC)文化建设进行klassischen Steuerungsalgorithmus verlangen, weil das Fahrzeug麻省理工学院静脉fortschrittlichen MPC auf aggressivere成习安德利果汁Fahrzeuge在der Umgebung reagieren萤石。Da在diesem Projekt静脉Systemmodell verwendet将,萤石das Algorithmenteam•莱克特说窝ursprunglichen Steuerungsalgorithmus军队一张neu entwickelte modellpradiktive Regelung ersetzen和窝休息des莫德尔unverandert拉森。Das团队fuhrt死Simulationen丹erneut来自和stellt Ergebnisse民主党Kunden Verfugung这苏珥是死亡。修女萤石一张fundierte没有daruber getroffen了,ob死Entwurfsanderung ubernommen将奥得河ob zum vorherigen拟设zuruckgekehrt了soll后。

这本团队verwendete基于模型设计在朝向agilen Entwicklungs-Workflow和stellte funktionierende软件bereit兰格bevor硬件einbezogen,。Mithilfe冯Modellierung和模拟konnte das团队窝Entwurf anhand冯Kundenfeedback kontinuierlich verbessern和sogar wesentliche Anforderungsanderung berucksichtigen,死以前争吵im Projekt erfolgte。

Veroffentlicht 2018