Kvalitetssikring af autonome systemer

Cyber-fysiske systemer kombinerer elektronik, software og mekanik. De er meget komplekse, og udover mange anvendelsesmuligheder, rejser en lang række spørgsmål. De er afhængige af fejlfri software, og spørgsmålet om dokumenteret kvalitetssikring bliver dermed stadig mere presserende. Ved at bruge eksemplet med autonome køretøjer, et team fra TU Graz' Institut for Software Engineering sammen med AVL List GmbH vil udvikle metoder til kvalitetssikring i sådanne systemer inden for rammerne af "Christian Doppler Laboratory for Quality Assurance Methodologies for Autonomous Cyber-Physical Systems." Det officielle startskud for dette i øjeblikket syvende aktive CD-laboratorium fra TU Graz lød i TU Graz' forsamlingshus i går, 3 april 2018.

Christian Doppler-laboratoriet er blevet udtænkt i en varighed på syv år. Christian Doppler Society og virksomhedspartneren vil give to millioner euro, hvoraf halvdelen kommer fra den offentlige sektor. Det vigtigste finansieringsorgan er Forbundsministeriet for Digital, Business og Enterprise, hvor CD-laboratorier tæller blandt de vigtigste instrumenter i grænsefladen mellem videnskab og økonomi.

Økonomiministeriet fremmer grundforskning og innovation

"Uanset om autonome køretøjer eller industri 4.0, at sikre, at digitaliseringen fungerer, dets systemer og applikationer skal være sikre, " understregede Dr. Margarete Schramböck, Forbundsminister for digitale og økonomiske anliggender. "Dette CD-lab yder et vigtigt bidrag til dette og vil samtidig styrke erhvervspartnerens konkurrenceevne. Ikke kun alle involverede, men i sidste ende hele samfundet vil nyde godt af de nye svar på digitaliseringens udfordringer. "

"MOT-certifikat" for software til autonome systemer

Der er stadig en række forhindringer for autonome køretøjer, fra teknisk gennemførlighed og juridiske spørgsmål til generel accept af befolkningen. Fra bilindustriens synspunkt, spørgsmålet om at garantere sikkerheden er altafgørende. Franz Wotawa, lederen af ​​det nye CD-laboratorium forklarer:"Fedt sagt:en traditionel bil skal til et regelmæssigt eftersyn og modtager et MOT-certifikat (certifikat for vejdygtighed). I en autonom bil, softwaren er i sig selv et element, der skal opfylde kvalitetskriterier og selv være certificeret. Standardiserede inspektionsprocedurer er nødvendige for dette. Vi ønsker nu at udvikle metoder og teknikker til denne kvalitetssikring i CD-laboratoriet sammen med AVL ved at bruge autonom kørsel som applikationssag, men også som ville være gyldig i en udvidet forstand for alle cyber-fysiske systemer."

Det mangeårige samarbejde mellem AVL og Christian Doppler Society har givet virksomheden mulighed for at uddybe sin viden om teknologier og metoder og dermed udvide sin produktportefølje. Mihai Nica, kontakt og forskningspartner for AVL, bekræfter:"For at bringe autonome køretøjer på markedet, industrien har brug for nye verifikationstilgange inden for informatik og software. Udfordringen ligger i at definere et testprogram, som kunne beskytte sådanne selvkørende software-drevne systemer med hensyn til alle kritiske trafiksituationer." I denne forstand, CD-laboratoriet supplerer AVL's yderligere forskningsaktiviteter inden for kvalitetssikringsforanstaltninger for autonome køretøjer.

Udvikling af standardiserede testmetoder

For overhovedet at kunne teste en autonom bil, du skal lade den køre omkring 200 millioner kilometer. Sammenlignet med, med traditionelle biler har du brug for 10, 000 eller 20, 000 kilometer. På baggrund af virtuelle tests, som er et levedygtigt alternativ, autonome biler såvel som selvlærende og adaptive systemer rejser generelt nogle store spørgsmål:Hvilke scenarier vil overhovedet finde sted? Hvordan vil de blive kombineret med hinanden? Og især:angående et system, der konstant har lært og tilpasset sig selv, hvornår ved du, at den er tilstrækkeligt testet, og hvornår kan du udstede garanti for dette?

Inden for rammerne af CD-laboratoriet, Forskere vil også lægge sig fast på spørgsmålet om, hvordan systemet selvstændigt kan finde vej ud af ugunstige scenarier. Wotawa:"Vi er nødt til at vide, i hvilke rammer et autonomt cyber-fysisk system fungerer, for eksempel hvad der absolut ikke må ske. Og når det værst tænkelige scenarie sker, hvordan systemet kan sikres, så det vil træffe foranstaltninger for at trække sig ud af denne overtrædelse af betingelserne så hurtigt som muligt." En sådan krænkelse i tilfælde af en autonom bil, for eksempel, ville være, når bilen vil bremse eller accelerere, men sensorerne melder, at dækkene ikke har reageret. "Systemet skal ikke kun straks erkende, at der er sket noget, det er også et presserende spørgsmål om, hvordan det reagerer."

Men selv uden for bilindustrien, kvalitetssikringsforanstaltninger for software til interagerende elektroniske systemer, hvad enten det drejer sig om kommunikation, dataoverførsel eller overvågning, er efterspurgt nu. Franz Wotawa understreger:"Eksemplet med autonom kørsel er en applikationssag for os, hvor vi kan illustrere vores meget teoretiske arbejde i sammenhæng med CD-laben. Der er mange andre anvendelser af cyber-fysiske systemer, som ikke har noget at gøre med autonome kørsel, for eksempel Smart Production, Internet of Things (IoT) med dets digitale forretningsmodeller og robotteknologi."