CRYSTAL

Critical System Engineering Acceleration

Moderne sicherheitskritische eingebettete Systeme zu entwickeln und zu betreiben ist ein hochkomplexer Prozess, der spezialisierte Werkzeuge zur Unterstützung verschiedener Aktivitäten über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg erfordert. OEMs und Zulieferer verwenden daher meist eine Vielzahl an COTS-Werkzeugen verschiedener Anbieter, oft ergänzt durch maßgeschneiderte Eigenlösungen. Der Gesamtprozess kann aber nur dann effektiv und effizient sein, wenn er die Zusammenarbeit aller beteiligten Stakeholder unterstützt und folglich die Interoperabilität zwischen den verwendeten Werkzeugen sicherstellt. Heutzutage findet Werkzeug-Integration oft ad hoc statt, indem jeweils zwischen zwei Werkzeugen proprietäre Brücken erstellt werden. Ein solcher Ansatz skaliert jedoch nicht, da die Zahl der benötigten Brücken mit der Zahl der eingesetzten Werkzeuge exponentiell zunimmt. Die daraus entstehende Werkzeugkette wird ferner extrem anfällig für Änderungen, wie Versionsupgrades seitens des Werkzeug-Anbieters. Früher oder später ist der Aufwand für die Wartung so vieler Brücken nicht mehr akzeptabel. Die größte technische Herausforderung bei diesem Problem ist der Mangel an offenen und gemeinsam genutzten Interoperabilitätstechnologien, welche die Generierung und den Zugriff auf Daten entlang des gesamten Produktlebenszyklus sicherheitskritischer eingebetteter Systeme ermöglichen.

Das ARTEMIS Joint Undertaking Projekt CRYSTAL (CRitical sYSTem engineering AcceLeration) hat diesen Bedarf erkannt und die Herausforderung angenommen, eine Interoperabilitätsspezifikation (IOS) und eine Referenztechnologieplattform (RTP) als europäischen Standard für sicherheitskritische Systeme zu etablieren und voranzutreiben. Mithilfe dieser Standards können lose gekoppelte Werkzeuge dann ihre Daten auf der Basis standardisierter, offener Webtechnologien austauschen und miteinander verlinken. Dies reduziert die Komplexität des gesamten Werkzeug-Integrationsprozesses erheblich. Verglichen mit vielen anderen Forschungsprojekten ist CRYSTAL stark industrieorientiert und wird gebrauchsfertige, integrierte Werkzeugketten auf hohem Technology Readiness Level (bis TRL 7) liefern. Um dieses Ziel zu erreichen, wird CRYSTAL durch industrielle Use Cases aus den Branchen Automotive, Luft- und Raumfahrt, Bahn und Gesundheitswesen getrieben. CRYSTAL baut auf den Ergebnissen erfolgreicher Vorgängerprojekte auf europäischer und nationaler Ebene, wie CEASAR, iFEST und MBAT, auf.

Neue umfassende Standards lassen sich in einem bereits konsolidierten Markt nicht von einzelnen, kleinen Unternehmen schaffen und etablieren. Mit einem Budget von mehr als 82 Mio. € und 71 Partnern aus zehn verschiedenen europäischen Ländern verfügt CRYSTAL jedoch über die kritische Masse, um die ehrgeizigen Ziele zu erreichen. Das Projektkonsortium umfasst Vertreter aller relevanten Interessengruppen, inkl. OEMs, Zulieferer, Werkzeug-Anbieter und Wissenschaftler.

Im Rahmen von CRYSTAL trägt das Fraunhofer IESE zur Integration von Werkzeugen und Methoden in den Bereichen Safety Engineering (C²FT und SCT Modellierungsmethoden), Requirements Engineering (modellbasiertes Requirements Engineering in SysML), Variabilitätsmanagement (System Family Engineering Framework und Variant Analysis) und Virtuelle Prototypen (ganzheitliche Systemsimulation) bei. Die Beiträge zu IOS und RTP werden in enger Zusammenarbeit mit Industriepartnern aus den Branchen Automotive und Luft- und Raumfahrt entwickelt.

Während des gesamten Projekts steht CRYSTAL in engem Kontakt mit Normierungsgremien, darunter ASAM, ProSTEP iViP, OASIS, OMG und CENELEC. Die von CRYSTAL erwarteten Resultate werden bedeutende wirtschaftliche und gesellschaftliche Auswirkungen haben. Der Nutzen für OEMs liegt in niedrigeren Systementwurfskosten aufgrund der verbesserten Integration von System- und Sicherheitsanalysen sowie Explorationswerkzeugen. Die CRYSTAL IOS wird die Flexibilität aller Stakeholder erhöhen und hat das Potenzial, den Markt auf globaler Ebene stark zu beeinflussen. OEMs werden Werkzeuge verschiedener Anbieter leichter kombinieren können, und für Werkzeug-Anbieter eröffnen sich neue Marktchancen in einer offenen, erweiterbaren Umgebung.

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