Die Herausforderung von Fahrzeugherstellern:
Soft- und Hardware in kürzester Zeit zuverlässig testen.

Softwareexperten wissen längst, dass die Testabdeckung neuer elektronischer Funktionen nach wie vor eine Schwachstelle darstellt. Das Zusammenspiel aus Hard- und Software, Versionen, Ländervarianten und Ausstattungsdetails mit immer komplexeren Features in softwaredefinierten Fahrzeugen führt zwangsläufig zu einer Vielzahl von Randfällen im Test. Unter diesen Bedingungen ist die Funktionssicherheit nicht sofort ersichtlich. In der Praxis nähert man sich diesem Problem mit erhöhtem Testaufwand: Neue Testfahrzeuge werden angeschafft, umfangreichere Test-Hardware wird installiert und das Testing-Team wird aufgestockt. Hinzu kommt das stetig wachsende Datenvolumen (mehrere Terabyte pro Tag), das vielen OEMs und Zulieferern Kopfzerbrechen bereitet – nicht nur wegen der Kosten beim Mobilfunkbetreibers. Doch dabei gibt es eine deutlich bessere und günstigere Alternative.

Kosten senken mit Edge Computing

Nach dem Grundprinzip des Edge Computing, bei dem ein intelligentes Endgerät auch über lokale Rechenleistung verfügt, haben die IT-Experten von Cognizant Mobility ein mobiles Datenanalysegerät entwickelt, das die Erprobung neuer, intelligenter Funktionen erheblich beschleunigt. Statt die Daten im Fahrzeug aufzuzeichnen und sie entweder aufwändig über das 5G-Netz zu versenden oder manuell nach der Testfahrt auszulesen, verlassen die Rohdaten des Datenanalysegeräts von Cognizant Mobility das Fahrzeug in der Regel nicht. Sie werden bereits an Bord ausgewertet. Lediglich die gewünschten Algorithmen zur Datenanalyse werden über die 5G-Schnittstelle an das Analysegerät gesendet und die entsprechenden Ergebnisse an die Cloud-Schnittstelle übertragen.

Mit der Kombination aus Onboard-Rechenleistung, Echtzeitfähigkeit und moderner Messtechnik bieten die Experten eine Lösung für das Komplexitäts- und Kostenproblem bei der Entwicklung smarter, vernetzter Produkte.

Die Ergebnisse sprechen für sich

Die Ergebnisse sind beeindruckend. „Gemessen an den durchschnittlichen Testing-Szenarien eines Fahrzeugherstellers oder Systemlieferanten lassen sich mit dem neuen Datenanalysegerät von Cognizant Mobility über 80% Prozent der Testaufgaben erledigen, für lediglich 1% der Kosten der zuvor eingesetzten Testhardware.“, sagt Joachim Rudolph, Test- und Validierungsexperte bei Cognizant Mobility. Noch deutlicher werden die Kosteneinsparungen, wenn man die bisherige Datenübertragung während der Testphasen betrachtet: Statt die Daten im Fahrzeug zu erfassen und kostenintensiv über den Mobilfunkbetreiber an das Testing-Team im Backend zu übertragen, werden Such- und Analyseaufträge bereits vollständig automatisiert an Bord des Fahrzeugs erledigt. Damit entfallen bis zu 99% des üblichen Over-the-Air-Volumens. Statt wie früher die Daten offline im Backend zu analysieren, erhalten Entwickler bereits während der Fahrt Zugriff auf die Analyseergebnisse in Echtzeit. Fehlererkennung und Bug-Fixing-Schleifen, die früher mehrere Tage dauerten, verkürzen sich auf nur wenige Stunden.

Mit AI auch seltenen Fehlern auf der Spur

Wenn Fehler nicht nur schwer zu erkennen, sondern auch selten sind, stößt die Suche mit klassischen Suchalgorithmen und deren Auslösern an ihre Grenzen. Was im harmlosesten Fall für den Endnutzer lediglich ein fehlgeschlagenes Pairing mit dem Mobiltelefon ist, kann im schlimmsten Fall auch ein Fehler in der Sicherheitsabschaltung des Hochvoltsystems sein – mit einem Totalschaden des Fahrzeugs als Folge.

Zur Erkennung solcher Fehler braucht es KI-gestützte Anomalieerkennung. Das Datenanalysegerät ermöglicht den Einsatz selbstlernender Systeme mit Hilfe einer eigens entwickelten Laufzeitumgebung. In dieser Containerumgebung können KI-Modelle und deren neuronale Netze direkt auf dem Gerät ausgeführt werden.

Auf dem Weg zur Virtualisierung der Embedded-Entwicklung

Auch im Bereich Virtualisierung beschreitet das Datenanalysegerät von Cognizant Mobility neue Wege: Aus Sicht der Entwicklungskosten ist es sinnvoll, künftige Funktionen zunächst zu simulieren, bevor sie auf ein Steuergerät partitioniert oder in einer zentralen Rechnerarchitektur auf einem HPC ausgeführt werden. Dadurch kann ein neues Produktfeature bereits in einem sehr frühen Stadium im Live-Betrieb validiert werden. Dies beschleunigt alle Entwicklungsschritte bis zum finalen Rollout. Das Grundprinzip dabei: Als aktives Mitglied des Fahrzeugbusses hat das Datenanalysegerät auch Schreibzugriff auf das Gesamtsystem und kann Code lokal ausführen.

Win-Win für die Entwicklung:

Das Datenanalysegerät von Cognizant Mobility liefert nicht nur schnellere Testergebnisse und einen klaren Mehrwert in Sachen Virtualisierung, sondern setzt auch neue Maßstäbe bei den Kosteneinsparungen, die in der Automobilindustrie derzeit dringend benötigt werden.