Anforderungen sind ein zentrales Arbeitsprodukt im Entwicklungsprozess, mit dem Stakeholder mit sehr unterschiedlichen Bedürfnissen arbeiten müssen. Hierbei kann man vereinfachend unterscheiden zwischen eher informell denkenden und arbeitenden Stakeholdern (beispielsweise Kunden, Marketing, Schulungspersonal), die Anforderungen meist natürlichsprachig formulieren, weil dies die gemeinsame Sprache ist, die alle beteiligten Stakeholder gleichermaßen souverän verstehen und benutzen können, und eher formal geschulten und arbeitenden Stakeholdern, die Anforderungen gerne in einer formal modellierten Form bekommen würden, die sich möglichst nahtlos in ihre Design- oder Testmodelle übertragen lässt. In der Praxis ist es schwer, eine Darstellungsform für Anforderungen zu finden, die den Bedürfnissen beider Gruppen gleichermaßen gerecht wird: Entweder werden Anforderungen informell notiert, sind dadurch inhärent missverständlich, eine systematische Qualitätssicherung ist schwierig und der Übergang zum Design fehleranfällig; oder die Anforderungen werden formal notiert, wodurch eine Validierung durch viele Stakeholder unmöglich wird. In dieser Arbeit wurde daher ein Ansatz zur Formalisierung von Anforderungen entwickelt, der sich dadurch auszeichnet, dass er einerseits informell formulierte Anforderungen schrittweise in eine formalere Form bringt (so dass Anforderungen präziser formuliert sind und Konsistenzsicherung und Vervollständigung leichter ausgeführt werden können) und andererseits die Verständlichkeit der Anforderungen erhält (so dass die Anforderungen weiterhin von informell denkenden Stakeholder verstanden und validiert werden können). Dazu wurde für eine geeignete Teilmenge der Anforderungen für in Fahrzeuge eingebettete Softwaresysteme (nämlich funktionale Nutzeranforderungen) das zugrundeliegende Denkmodell identifiziert und formal definiert, dann eine für die im Requirements Engineering anfallenden Aufgaben geeignete semiformale Darstellungsform des Modells definiert und die Anforderungen entsprechend modelliert. Auf der Grundlage des formalen Modells und der für das Anforderungsmanagement zugeschnittenen semiformalen Darstellungsform konnte eine pragmatische und wirkungsvolle Formalisierungsmethodik für funktionale Nutzeranforderungen erarbeitet werden. Dieses Vorgehen wurde zusammen mit führenden deutschen Automobilherstellern und -zulieferern entwickelt und an einer Fallstudie aus dem Automobilbereich erprobt.
Inhaltsverzeichnis
- Kurzfassung
- 1 Einleitung
- 2 Anforderungen im Automotive-Bereich
- 2.1 Anforderungen an eingebettete Systeme
- 2.2 Anforderungen an Software für eingebettete Systeme
- 2.3 Anforderungen an Software für eingebettete Systeme im Automotive-Bereich
- 3 Modellierung von Anforderungen
- 3.1 Modellierungsansätze
- 3.2 Modellierung von Anforderungen mit UML
- 3.3 Modellierung von Anforderungen mit Statecharts
- 3.4 Modellierung von Anforderungen mit Petri-Netzen
- 4 Formalisierung von Anforderungen
- 4.1 Formalisierung von Anforderungen mit Logik
- 4.2 Formalisierung von Anforderungen mit Automaten
- 4.3 Formalisierung von Anforderungen mit Constraint-Logik
- 5 Ein Ansatz zur Formalisierung von Anforderungen für eingebettete Systeme im Automotive-Bereich
- 5.1 Das zugrundeliegende Denkmodell
- 5.2 Die semiformale Darstellungsform
- 5.3 Die Formalisierungsmethodik
- 6 Anwendung des Ansatzes
- 6.1 Fallstudie: Ein Parkassistent
- 6.2 Ergebnisse der Fallstudie
- 7 Diskussion
- 8 Zusammenfassung und Ausblick
- Literaturverzeichnis
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Dissertation befasst sich mit der Formalisierung von Anforderungen für eingebettete Systeme im Automotive-Bereich. Ziel ist es, einen Ansatz zu entwickeln, der es ermöglicht, Anforderungen in einer präzisen und verständlichen Form zu modellieren. Der Ansatz soll sowohl die Bedürfnisse von informell denkenden Stakeholdern (z. B. Kunden, Marketing) als auch von formal geschulten Stakeholdern (z. B. Designer, Tester) berücksichtigen.
- Identifizierung des zugrundeliegenden Denkmodells für funktionale Nutzeranforderungen
- Definition einer semiformalen Darstellungsform für das Modell
- Entwicklung einer Formalisierungsmethodik für funktionale Nutzeranforderungen
- Anwendung des Ansatzes in einer Fallstudie
- Diskussion der Ergebnisse und des Potenzials des Ansatzes
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung stellt das Thema der Dissertation vor und erläutert die Motivation für die Arbeit. Kapitel 2 gibt einen Überblick über Anforderungen im Automotive-Bereich, wobei die Anforderungen an eingebettete Systeme, Software für eingebettete Systeme und Software für eingebettete Systeme im Automotive-Bereich im Detail betrachtet werden. Kapitel 3 behandelt verschiedene Modellierungsansätze für Anforderungen, darunter UML, Statecharts und Petri-Netze. Kapitel 4 befasst sich mit der Formalisierung von Anforderungen mithilfe von Logik, Automaten und Constraint-Logik. Kapitel 5 stellt den entwickelten Ansatz zur Formalisierung von Anforderungen für eingebettete Systeme im Automotive-Bereich vor. Der Ansatz basiert auf einem formalen Modell, einer semiformalen Darstellungsform und einer Formalisierungsmethodik. Kapitel 6 zeigt die Anwendung des Ansatzes in einer Fallstudie, die sich mit der Entwicklung eines Parkassistenten befasst. Kapitel 7 diskutiert die Ergebnisse der Fallstudie und das Potenzial des Ansatzes. Die Zusammenfassung und der Ausblick fassen die wichtigsten Ergebnisse der Dissertation zusammen und geben einen Ausblick auf zukünftige Forschungsarbeiten.
Schlüsselwörter
Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen die Formalisierung von Anforderungen, eingebettete Systeme, Automotive-Bereich, funktionale Nutzeranforderungen, Denkmodell, semiformale Darstellungsform, Formalisierungsmethodik, Fallstudie, Parkassistent.
- Citar trabajo
- Andreas Fleischmann (Autor), 2008, Modellbasierte Formalisierung von Anforderungen für eingebettete Systeme im Automotive-Bereich, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/115406
