Damit dem Auto nicht der Chip durchbrennt

In einem Forschungsverbund entwickeln Passauer, Magdeburger und Marburger Wissenschaftler Modelle und Algorithmen, die Unternehmen helfen vorherzusagen, ob und wie eine Erweiterung oder Veränderung ihrer Software deren Geschwindigkeit, Rechenbedarf und Sicherheit beeinflusst.

„Während Privatnutzer in der Regel Standardsoftware wie Office-Pakete oder Bildbearbeitungsprogramme nutzen – obwohl sie die meisten Funktionen gar nicht benötigen – arbeiten Firmen zur Abwicklung ihrer Kunden-, Produktions-, Vertriebs- und Personalverwaltung meist mit standardisierten Softwarekomponenten, die sie dann individuell kombinieren und erweitern“, erklärt Dr. Sven Apel, Leiter der Forschergruppe für Softwareproduktlinien an der Universität Passau.

In Kooperation mit Norbert Siegmund (Universität Magdeburg) und einer Reihe weiterer Wissenschaftler arbeitet er an Modellen und Algorithmen, mit denen die Wirtschaft vorab berechnen kann, welchen Effekt die Kombinationen und Anpassungen solcher Komponenten haben.

„Ein Autohersteller will natürlich wissen, wie viel Speicher die Steuerungssoftware im Automobil benötigt, denn abhängig davon verbaut er entsprechend die kleinsten und kostengünstigsten Chips“. Das Problem besteht in der enorm gewachsenen Konfigurationsvielfalt von Automobilen und der dazugehörigen Software. „Ein Auto kann man heute in zahlreichen Varianten mit unterschiedlichen Funktionen und Extras kaufen. Die Zahl der Kombinationsmöglichkeiten ist riesig. Es ist ein enormer Aufwand, die Software am realen Objekt zu testen, um herauszufinden, ob der Speicher und die Rechenleistung der Computerbauteile in jedem Fall ausreicht.“ Nach Angaben etwa von BMW existieren bei einem Modell wie dem X3 geschätzte 1032 (eine 1 mit 32 Nullen) verschiedene Fertigungsvarianten – wenn man alle Variationsmöglichkeiten vom Dachhimmel bis zu technischen Extras mit einrechnet. „Allein von der Tür gibt es ca. 3.000 verschiedene Detailausführungen“, so Apel.

Die Arbeiten von Siegmund und Apel ermöglichen es der Industrie, schon im Vorfeld schneller und präziser abzuschätzen, welche Effekte gewünschte Anpassungen und Veränderungen ihrer Software haben. Bei der u. a. von Siemens und Hitachi geförderten 15. Internationalen Software-Produktlinien-Konferenz in München zeichnete die Fachwelt die Forschungsergebnisse von Siegmund und Apel mit dem Preis für den besten Forschungsbeitrag aus. Die beiden werden in Zukunft ihre Algorithmen verfeinern und auf weitere praktische Szenarien wie z.B. die Vorhersage von Energieverbrauch und die Optimierung von Energieeffizienz anwenden.

Grundlage für die Forschung von Dr. Apel ist das renommierte Emmy-Noether-Programm zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Das mit 1,3 Millionen Euro dotierte Forschungsstipendium ermöglicht es Apel, für bis zu fünf Jahre eine unabhängige Forschergruppe mit zwei Mitarbeitern an der Universität Passau zu führen.