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4 & 5 SPEKTRUM II/08 tionalität ist auf Grund einer geringen Sensorreichweite und Qualität meist eingeschränkt. Die Gleichsetzung von Funktion mit Einheit bedeutet außerdem eine Gleichsetzung von funktionaler mit physikalischer Integration. Diese Gleichsetzung erhöht den Aufwand zur Koordinierung von Funktionen immens. Insbesondere eine Koordinierung der Informationskanäle zum Fahrer wurde deshalb bisher nur in Ansätzen realisiert. Die Bordnetzarchitektur der Zukunft (siehe Grafik gegenüberliegende Seite unten) wird die bisherige Einheit von Funktion, Steuergerät und Sensor auflösen. So kann durch eine Trennung von Funktion und Hardware die Komplexität künftiger Bordnetzarchitekturen deutlich verringert werden. Im Projekt AUTOSAR werden solche offenen Systemarchitekturen entwickelt; sie sind die technische Umsetzung dieser Forderung. Ein Fokus neuer Bordnetzarchitekturen wird im Bereich der Sensorfusion liegen. Daten einzelner Sensoren werden vorverarbeitet und systemweit allen Funktionen zur Verfügung gestellt. Redundante Sensoren, die in der Vergangenheit für unterschiedliche Funktionen notwendig waren, können wegfallen. Gleichzeitig verschwindet die Grenze zwischen lokaler Sensorik und Informationen aus externer Kommunikation, zum Beispiel der Car2Car-Kommunikation. So wie die Sensorfusion den Funktionen Umweltinformationen in optimaler Form bereitstellt, stellt ein Kommunikationsmanagement dem Fahrer Systeminformationen optimal zur Ver- Zusammen mit einer Partnerfirma entwickelt die ESG die SECA-Methodik, welche die systematische Untersuchung neuer Systemkonzepte erlaubt. fügung: Die richtigen Informationen werden zum richtigen Zeitpunkt situations- und fahrerzustandsabhängig präsentiert. Mehr Funktionen je Steuergerät, deren Integration einfacher geleistet werden kann, sind die Folge. Umweltinformationen werden in höherer Qualität und größerer Zuverlässigkeit bereitstehen. Zudem können Funktionen hinzugefügt werden, ohne dass an den Hardwareressourcen Änderungen notwendig sind. Die ESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbH hat begonnen, ein Kommunikationsmanagement für Automobile zu entwickeln. Sie kann dabei auf umfangreiches Know-how aus ihrem Luftfahrtbereich zurückgreifen. In der Luftfahrt sind Jahre früher die Probleme aufgetreten, die nun im Automobil drohen: Der Fahrer ist einerseits durch die größer werdende Vielfalt an Assistenzfunktionen mit einer immer größer werdenden Systemkomplexität konfrontiert. Andererseits ist er durch die weitere Zunahme an Verkehrsteilnehmern mit einer steigenden Situationskomplexität konfrontiert. In Folge droht, insbesondere in schwierigen Situationen, eine Überbeanspruchung des Fahrers und damit die Gefahr von Unfällen. Primäres Ziel eines Kommunikationsmanagements ist es daher, die Überbeanspruchung des Fahrers zu vermeiden, indem der Informationsfluss zum Fahrer situations- und fahrerzustandsabhängig koordiniert wird: Einzelinformationen werden zu aussagekräftigeren Inhalten verknüpft und zum richtigen Zeitpunkt präsentiert.
Das Kommunikationsmanagement muss dabei im Zentrum eines Systemansatzes stehen, der die Gesamtheit aller Funktionen berücksichtigt. Diese Erkenntnis stammt ebenfalls aus der Luftfahrt. Dort hat die Einführung neuer Assistenzfunktionen lange Zeit zu einer stetigen Steigerung der Sicherheit von Flugzeugen geführt. Dieser Trend konnte nicht fortgesetzt werden, im Gegenteil, die Sicherheit nahm sogar wieder ab. Gründe hierfür sind darin zu finden, wie automatisierte und neue Funktionen integriert wurden: Durch die parallele Integration von Funktionen statt der Wahl eines Systemansatzes traten im Wesentlichen drei Arten von Problemen auf: Pilot-out-of-the-Loop: Der Einsatz automatischer Systeme reduziert die Fähigkeiten des Piloten. In kritischen Situationen, für die die Automationen nicht ausgelegt sind, kann der Pilot die notwendigen Fähigkeiten zur Beherrschung des Flugzeugs nicht bereitstellen. Mode confusion und fehlendes Systemverständnis: Die vielfältigen, für den Piloten nicht transparenten und unverständlichen Abhängigkeiten zwischen den Automationen können dazu führen, dass der Pilot falsche Vermutungen über den Betriebszustand der Automationen anstellt. Loss of situation awareness: Das technische System lenkt den Piloten von seinen vordringlichsten Aufgaben ab. Um diese Probleme zu überwinden, hat die ESG das Konzept der so genannten kooperativen und kognitiven Automation entwickelt und umgesetzt. Sie beruht auf den Grundprinzipien, den Piloten nur zu unterstützen, statt ihn zu bevormunden, und eine „kognitive Kompatibilität“ zu gewährleisten. Darunter versteht man den Ansatz, die technische Informationsverarbeitung so zu gestalten, dass sie vergleichbar der menschlichen ist. Mit diesem Systemansatz, der auch die Ziele des Piloten berücksichtigt, erhält der Pilot die Unterstützung, die er sich selber geben würde, wenn er umfassende Informationen und die Zeit besäße, über vielfältige Handlungsalternativen nachzudenken. Ein derart agierendes System nennt die ESG „künstlicher Co-Pilot“. Derzeit läuft der Transfer zum „künstlichen Beifahrer“ im Automobil. Ein System auf Basis der Bei der Sensorfusion werden die Daten einzelner Sensoren systemweit allen Funktionen zur Verfügung gestellt. kognitiven Automation ist in der Lage, Handlungsempfehlungen auch in widersprüchlichen und komplexen Situationen wie im eingangs beschriebenen Beispiel zu geben. Der Schritt von der Handlungsempfehlung zur autonomen Umsetzung ist dann nur noch ein kleiner. Mit den beschriebenen technologischen Änderungen werden auch Änderungen der Entwicklungsmethoden und -prozesse einhergehen. Eine Entwicklungsaufgabe, die auch heute noch nur unzureichend methodisch und werkzeugseitig unterstützt wird, ist die Bewertung von Architektur- szenarien in den ersten, strategischen Phasen der Fahrzeugentwicklung. Die vorherrschende, nicht werkzeuggestützte und fehleranfällige Vorgehensweise ist aufwändig, mit der Folge, dass nur wenige Szenarien bewertet und verglichen werden können. Auf dieser Basis fällt die Vorhersage der Güte einer Architektur schwer und die Empfehlungen für Zielvarianten bleiben zu einem bestimmten Teil subjektiv. Aus diesen Gründen entwickelt die ESG zusammen mit der PACE GmbH HEUTIGE BORDNETZARcHITEKTUR BORDNETZARcHITEKTUR DER ZUKUNFT die „Scenario Evaluation and Concept Analysis“ (SECA). Methodik und Werkzeug von SECA erlauben die systematische Untersuchung neuer Systemkonzepte und Konzeptpotenziale. Sie steigern die Bewertungsqualität und Aussagesicherheit hinsichtlich technischer und betriebswirtschaftlicher Kenngrößen. Die Kombination von funktionaler mit physikalischer Sicht ermöglicht auch die Untersuchung neuer künftiger Architekturoptionen. Denn die oben skizzierten Änderungen werden kommen – und uns neue, spannende Möglichkeiten eröffnen. nn
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4 & 5 SPEKTRUM II/08<br />
tionalität ist auf Grund einer geringen<br />
Sensorreichweite und Qualität meist<br />
eingeschränkt. Die Gleichsetzung von<br />
Funktion mit Einheit bedeutet außerdem<br />
eine Gleichsetzung von funktionaler<br />
mit physikalischer Integration.<br />
Diese Gleichsetzung erhöht den Aufwand<br />
zur Koordinierung von Funktionen<br />
immens. Insbesondere eine<br />
Koordinierung der Informationskanäle<br />
zum Fahrer wurde deshalb bisher nur<br />
in Ansätzen realisiert.<br />
Die Bordnetzarchitektur der Zukunft<br />
(siehe Grafik gegenüberliegende<br />
Seite unten) wird die bisherige Einheit<br />
von Funktion, Steuergerät und Sensor<br />
auflösen. So kann durch eine Trennung<br />
von Funktion und Hardware die<br />
Komplexität künftiger Bordnetzarchitekturen<br />
deutlich verringert werden.<br />
Im Projekt AUTOSAR werden solche<br />
offenen Systemarchitekturen entwickelt;<br />
sie sind die technische Umsetzung<br />
dieser Forderung.<br />
Ein Fokus neuer Bordnetzarchitekturen<br />
wird im Bereich der Sensorfusion<br />
liegen. Daten einzelner Sensoren<br />
werden vorverarbeitet und systemweit<br />
allen Funktionen zur Verfügung<br />
gestellt. Redundante Sensoren, die<br />
in der Vergangenheit für unterschiedliche<br />
Funktionen notwendig waren,<br />
können wegfallen. Gleichzeitig verschwindet<br />
die Grenze zwischen lokaler<br />
Sensorik und Informationen aus externer<br />
Kommunikation, zum Beispiel der<br />
Car2Car-Kommunikation.<br />
So wie die Sensorfusion den Funktionen<br />
Umweltinformationen in optimaler<br />
Form bereitstellt, stellt ein Kommunikationsmanagement<br />
dem Fahrer<br />
Systeminformationen optimal zur Ver-<br />
Zusammen mit einer Partnerfirma entwickelt die <strong>ESG</strong> die SECA-Methodik,<br />
welche die systematische Untersuchung neuer Systemkonzepte erlaubt.<br />
fügung: Die richtigen Informationen<br />
werden zum richtigen Zeitpunkt situations-<br />
und fahrerzustandsabhängig<br />
präsentiert.<br />
Mehr Funktionen je Steuergerät,<br />
deren Integration einfacher geleistet<br />
werden kann, sind die Folge. Umweltinformationen<br />
werden in höherer Qualität<br />
und größerer Zuverlässigkeit bereitstehen.<br />
Zudem können Funktionen<br />
hinzugefügt werden, ohne dass an<br />
den Hardwareressourcen Änderungen<br />
notwendig sind.<br />
Die <strong>ESG</strong> Elektroniksystem- und Logistik-GmbH<br />
hat begonnen, ein Kommunikationsmanagement<br />
für Automobile<br />
zu entwickeln. Sie kann dabei auf<br />
umfangreiches Know-how aus ihrem<br />
Luftfahrtbereich zurückgreifen.<br />
In der Luftfahrt sind Jahre früher<br />
die Probleme aufgetreten, die nun im<br />
Automobil drohen: Der Fahrer ist einerseits<br />
durch die größer werdende<br />
Vielfalt an Assistenzfunktionen mit einer<br />
immer größer werdenden Systemkomplexität<br />
konfrontiert. Andererseits<br />
ist er durch die weitere Zunahme an<br />
Verkehrsteilnehmern mit einer steigenden<br />
Situationskomplexität konfrontiert.<br />
In Folge droht, insbesondere<br />
in schwierigen Situationen, eine Überbeanspruchung<br />
des Fahrers und damit<br />
die Gefahr von Unfällen.<br />
Primäres Ziel eines Kommunikationsmanagements<br />
ist es daher, die<br />
Überbeanspruchung des Fahrers zu<br />
vermeiden, indem der Informationsfluss<br />
zum Fahrer situations- und fahrerzustandsabhängig<br />
koordiniert wird:<br />
Einzelinformationen werden zu aussagekräftigeren<br />
Inhalten verknüpft und<br />
zum richtigen Zeitpunkt präsentiert.
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