Simulationssoftware halbiert Zeitaufwand für Entwicklung und Verifikation von Sicherheitssystemen im Auto

Die integrierten elektronischen Systeme in aktuellen Pkws und Nutzfahrzeugen müssen auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen zuverlässig und sicher arbeiten. ZF Friedrichshafen entwickelt eine Vielzahl dieser Systeme für Vernetzung und Automatisierung, damit die Fahrzeuge wahrnehmen, einordnen und reagieren können.

Der Zulieferer hat sich dafür entschieden, den Forschungs- und Entwicklungsprozess auf modellbasiertes Engineering umzustellen und ihn damit auch schneller und kostengünstiger aufzustellen. Diese Umstrukturierung sollte dabei aber keinen negativen Effekt auf die technische Präzision oder die geforderten Normen für funktionelle Sicherheit haben.

Funktionale Sicherheitsanalyse digitalisert

Um dies sicherzustellen hat sich der Zulieferer für das Tool Ansys Medini Analyze für die funktionale Sicherheitsanalyse entschieden. Einige ZF-Teams hatten die Software bereits seit 2014 im Einsatz und konnten so auf die bereits vorliegenden Erfahrungen zurückgreifen. Das Tool stellt eine leicht verständliche, visuelle Darstellung komplexer Elektroniksysteme und ihrer Integrationspunkte zur Verfügung und hilft dabei, die Analyse der funktionalen Sicherheit für Hardware, Software und Systeme zu rationalisieren.

Die Analyse-Software implementiert die wichtigsten Sicherheitsanalysemethoden in einem Tool: Gefahren- und Bedienbarkeitsanalyse (HAZOP), Fehlerbaumanalyse (FTA), Fehlermöglichkeits- und Auswirkungsanalyse (FMEA), Fehlermöglichkeits-, Auswirkungs- und Diagnoseanalyse (FMEDA). Ansys Medini Analyze ist gut in andere Technik-Tools integriert und ermöglicht modellbasierte Sicherheitsanalysen unter Verwendung von Standards wie SysML. Zum Einsatz kommt das Analysetool in der Entwicklung sicherheitskritischer elektrischer und elektronischer (E/E) und Software-gesteuerter Systeme in Bereichen wie Automobil, Luft- und Raumfahrt oder Indstrieausrüstung. Es ist speziell auf die domänenspezifischen Standards ISO 26262, IEC 61508 und ARP4761 zugeschnitten. Der Anwendungsbereich reicht von der frühen Konzeptphase über die Produktentwicklung bis hin zur detaillierten Analyse auf Halbleiterebene.

Funktionen von Ansys medini Analyze im Detail

Ansys medini Analyze bietet aktuellste Analysemethoden, die in einer modellbasierten Umgebung gebündelt sind und inkludiert:

• Sicherheitsanalyse und -design für E/E-Systeme und SW-gesteuerte Funktionen mit spezifischen Vorlagen für ISO 26262, IEC 61508, ARP4761 und MIL-STD-882E
• Integration von architektonischem/funktionalem Design mit Methoden zur Analyse von Qualität, Zuverlässigkeit und funktionaler Sicherheit
• Unterstützung der Analyse der Betriebssituation, der Gefahren- und Risikoanalyse (HARA), der Bewertung der funktionalen Gefahren (FHA), der FTA, der FMEA, der FMEDA, der FMECA, probabilistischen Zuverlässigkeitsanalyse und der Metriken für Hardwareausfälle
• Qualitätsanalyse für Produktdesign und verwandte Prozesse nach SAE J1739, VDA-Qualitätshandbuch, AIAG und andere
• Vollständige durchgängige Rückverfolgbarkeit
• Anpassbare Erstellung von Arbeitsprodukten und Dokumentationen
• Teamwork-Unterstützung, einschließlich einer ausgeklügelten, modellbasierten Vergleichen-und-Zusammenführen-Technologie
• Integration mit Ansys SCADE Architect, IBM Rational DOORS, IBM Rational Rhapsody, Enterprise Architect, MATLAB / Simulink, Stateflow, PTC Integrity, Microsoft Office, TortoiseSVN, IBM Rational ClearCase, Jama Software und weitere

Simulationssoftware beschleunigt Produktentwicklung

Durch den Einsatz des Analyse-Tools bei ZF wurden bis zu 50 Prozent der früher benötigen Arbeitszeit eingespart. Zudem gewährleistet die Software auch die Nachvollziehbarkeit von Arbeitsschritten und die Vollständigkeit des Prozesses. Aufgrund dieses Erfolgs kommt das Tool nun auch bei Cybersicherheitsanalyse in der ADAS-Entwicklung zum Einsatz. Dabei werden zum Beispiel Bedrohungsanalysen, Risikobewertungen und Angriffsbaumanalysen durchgeführt. Die Software ermöglicht es außerdem, Produkte auf Basis der kommenden Cybersicherheitsnorm ISO 21434 zu verifizieren. Außerdem hilft das Tool dabei, die Komplexität der Analyse für eingebettete Systeme beim modellbasierten Engineering reduzieren. Ein Vorteil der Simulationssoftware ist dabei, dass sowohl die funktionale Analyse als auch die Cybersicherheitsanalyse in einem sehr frühen Produktentwicklungsstadium zum Einsatz kommt. Dadurch lassen sich Probleme frühzeitig erkennen und beheben.

(na)