Automobilbau 22.09.2006, 19:23 Uhr

Autobranche tut sich schwer mit Embedded Software  

VDI nachrichten, Düsseldorf, 22. 9. 06, wop – Bis zu 90 % aller Innovationen in der Autobranche basieren auf Embedded Software, also Programmen im Inneren elektronischer Systeme. Die Branche ist laut einer neuen Studie von McKinsey bei Software und Elektronik aber noch weit von der Prozesssicherheit und Produktivität entfernt, die sie bei Hardware entfaltet.

Anfangs“, so berichtet Projektleiter Dr. Jürgen Reiner, „waren die Autohersteller und Zulieferer sehr zurückhaltend bei Gesprächen über ihre Softwareprojekte.“ Sein Team aus dem McKinsey Business Technology Office hat in Europa und Japan 35 Workshops bei Unternehmen der Branche durchgeführt und dabei mit einer eigens entwickelten Bewertungsmetrik analysiert, wie produktiv sie Software und eingebettete Systeme in Hinblick auf deren Qualität, Entwicklungsdauer und Lebenszyklus-Kosten entwickeln.

Die von Reiner beschriebene Zurückhaltung kommt nicht von ungefähr. Obwohl heute 70 % bis 90 % aller Innovation im Auto elektronik- und softwaregetrieben sind, tut sich die Branche schwer auf dem ungewohnten Terrain. Zwar integriert sie immer mehr elektronische Kontrolleinheiten (von einigen wenigen in den 80er Jahren auf über 80 Rechner in neuen Modellen), doch es fehlt an Mitteln, um der damit verbundenen Komplexität Herr zu werden. „Im Gleichschritt mit der Zahl eingebetteter Systeme nehmen auch die Defekte und Produktivitätsengpässe zu“, kritisiert die Studie. Elektronik sei für mehr als die Hälfte aller Fehlfunktionen in Autos verantwortlich.

Die Pannen ärgern die Kunden und belasten über Garantiefälle und Rückrufaktionen auch Etats und Image der Hersteller. Härter trifft sie aber die mangelnde Produktivität vieler Softwareprojekte. Laut McKinsey ein hausgemachtes Problem: „Die Branche hat ihre Managementsysteme noch nicht an die wachsende Bedeutung von Elektronik und Software angepasst.“ Die Integration von Software werde längst nicht so ernst genommen wie die Entwicklung von Hardware. Diese Haltung verursache teure Probleme, gerade dann, wenn im Vorfeld zu wenig in die Entwicklung einer ausgereiften Architektur investiert werde. „Wenn Unternehmen vor der Entscheidung stehen, ob sie eine gute Architektur oder neue Features entwickeln sollen, die einen schnellen Return of Investment versprechen“, berichtet der McKinsey-Experte, fielen die Würfel oft zugunsten des schnellen Euro. Manche Unternehmen der Branche kämen vor lauter Bäume fällen nicht dazu, die Sägen zu schärfen.

Jeder Holzfäller weiß: Stumpfe Sägen kosten Zeit, Kraft, und sie verursachen schiefe Schnitte. Ähnlich verhält es sich mit der Produktivität schlecht vorbereiteter und geführter Softwareprojekte, von denen es in der Autobranche viele gibt. Laut Studie sind Projekte der klassischen Softwareindustrie drei- bis viermal produktiver als Embedded-Software-Projekte der Autoindustrie, wo sich zudem viermal mehr Fehler einschleichen. Innerhalb der Branche gibt es ebenfalls große Unterschiede: So hat McKinsey im Bereich von Motorsteuerungen festgestellt, dass gut gemanagte Projekte oft viermal produktiver sind als schlecht geführte. Entscheidende Kenngrößen sind eine kundenorientierte Spezifikation, eine reife Entwicklungsumgebung und die bestmögliche Wiederverwendung einzelner Module.

Die Studie benennt darum 14 Hebel, die Manager betätigen können, um ausgereiftere Software und Systeme zu erreichen. „Eine zentrale Erkenntnis ist es, dass sich die Projektgröße negativ auf die Qualität und Produktivität auswirkt“, heißt es in der Studie. Ein Hebel sei es deshalb, kleinere Teams zu bilden, wofür die Entwicklungsprojekte allerdings im Vorfeld sauber strukturiert werden müssten. An der Frühentwicklung sollten Vertreter verschiedener Disziplinen von Marketing, Ingenieurwesen bis Produktionsexperten beteiligt sein. Wichtig dabei: regelmäßiger Austausch und ein strikter Fokus auf den Kundennutzen. Beim Planen und Umsetzen seien regelmäßige Überprüfungen der Fortschritte und Treffen geboten, um späte Änderungen zu vermeiden. Das gelte auch bei Kooperationen zwischen Herstellern und Zulieferern, die teils an zu detaillierten oder an völlig unzureichenden Spezifikationen krankten – und an mangelndem Austausch. Die Gefahr mangelnder Koordination: deutlich erhöhter Programmieraufwand und späte Änderungen, die nach Produktionsstart bis zu 10 000-mal teurer sind als davor.

Um solche teuren Pannen zu vermeiden, rät Reiner auch zu früheren Softwaretests: „Während die Systeme heute oft erst in Prototypen getestet werden, testet die Luftfahrtbranche auch die Funktion der Embedded Software bereits in intelligenten Hardware-in-the-Loop-Simulationen.“ Solche frühzeitigen Tests würden den Aufwand späterer Interoperabilitäts- und Funktionstests deutlich reduzieren.

Optimierungspotenzial sehen die Berater auch in der Kalkulation der Softwareprojekte. Noch immer werde wegen des vergleichsweise geringen Entwicklungsaufwands der Software unterschätzt, wie teuer Implementierung und spätere Garantiefälle sein können. Die Folge: strategische Fehlentscheidungen beim Auslegen von Hard- und Softwaresystemen. Während gewissenhaftere Planung hier Abhilfe schaffen kann, ist ein anderes Problem schwieriger zu lösen: Was tun, wenn der Markt in der Entwicklungsphase eine neue Killerapplikation gebiert? Eine zu späte Integration gefährde selbst gute Architekturen und treibe die Kosten, warnt die Studie. Besser sei es, gleich mit mehr Features zu planen, als realisiert werden. Oft kläre sich im Projektverlauf, wie komplex, teuer und sinnvoll eine Funktion ist. Rausnehmen sei dann allemal leichter und weniger riskant als einfügen.

Häufig lassen sich Kosten und Fehlerrate auch durch Einsatz etablierter Software senken, zumal sie es in der Regel erleichtert, nachträglich Features zu installieren. Um die Vision des frei konfigurierbaren Autos zu verwirklichen, in dem Fahrer ihre persönlichen Nutzerprofile eingeben können, seien neue Ansätze bei Software und Hardware gefragt. Reiner sieht eine Möglichkeit in der Integration von Servern, über die verschiedene, nicht zeitkritische Funktionen – etwa im Infotainment oder im Body- und Komfortbereich – zentral gesteuert werden. Zudem rechnet er damit, dass die Autobranche künftig stärker auf Software alter Bekannter setzen wird: Microsoft, Google, Linux oder IBM sitzen längst in den Startlöchern, um den Autoherstellern aus ihrer Bredouille zu helfen. Fazit der Studie: Embedded Software wird bis 2010 bis zu 40 Mrd. € Marktvolumen erreichen. Um davon zu profitieren, muss die Branche sich allerdings gegenüber Elektronik und Software öffnen und griffigere Management-Systeme etablieren, um Softwareprojekte produktiv und fehlerfrei zu gestalten. PETER TRECHOW

Kosten und Fehlerraten beim Einsatz von Software gezielt senken

Von Peter Trechow
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