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Softwaremodellierung

Die Zeit ist reif für modellbasierte Softwareentwicklung!

| Autor / Redakteur: Andreas Foltinek, Thomas Franke, Andreas Willert* / Franz Graser

Klassendiagramme genügen nicht: Modellbasierte Softwareentwicklung kann viel mehr – so lassen sich die Abläufe und das Timing von Systemen festlegen. Auch Simulationen des Systems sind möglich.
Klassendiagramme genügen nicht: Modellbasierte Softwareentwicklung kann viel mehr – so lassen sich die Abläufe und das Timing von Systemen festlegen. Auch Simulationen des Systems sind möglich. ( © Grzegorz Margol - Fotolia)

Das Potenzial der modellbasierten Softwareentwicklung (MDSE) wird in der Praxis noch zu wenig ausgenutzt. Dabei kann gerade MDSE helfen, die Komplexität moderner vernetzter Systeme zu meistern.

Jeden Tag ist der digitale Postkasten aufs Neue voll mit Ankündigungen zu Industrie 4.0 und Internet of Things. Und wir haben inzwischen ein immer weniger klares Bild des Szenarios, das uns als Verbraucher, als Hersteller, als Entwickler, als Betroffene mit diesen Schlagworten erwartet:

Multiple Systeme treten miteinander wie von Geisterhand gesteuert in Beziehung, tauschen Daten aus, bedingen sich in ihren gegenseitigen Reaktionen und lenken und steuern andere Systeme in der Industrie-Produktion.

Das Problem dabei ist, dass immer mehr Teilsysteme miteinander interagieren, voneinander abhängen, sich bedingen und diese Interaktionen Zustände erzeugen können, die sich erst im Gesamtzusammenhang zeigen (Emergenz). Frühzeitige Simulation kann helfen, emergente Zustände zu finden.

Zugleich nimmt die Dynamik der Märkte zu. Immer schnellere Marktzyklen zwingen die Unternehmen zu Reaktionen. Ein Indiz dafür ist unter anderem die steigende Popularität von agilen Methoden wie Continuous Integration oder Scrum, die diese Anforderung adressieren. Die damit verbundenen Auswirkungen fließen zunehmend in die Software, da sie im Vergleich zu fest verdrahteter Hardware agiler geändert werden kann.

Und als wäre das nicht genug, schreitet die Individualisierung und damit der Variantenreichtum enorm voran. Ein Mittelklasse-PKW hat heute bereits so viele Optionen, dass die aus der Kombination entstehenden Varianten nicht mehr zu 100 Prozent testbar sind.

Auf Basis der klassischen Programmierung wird man diesem Trend nicht gewachsen sein. Und wenn sich diesbezüglich nichts ändert, steht im schlimmsten Fall der Wirtschaftsstandort Deutschland auf dem Spiel!

Nach mehr als 15 Jahren blicken wir bei unseren Vorträgen auf Messen und Kongressen in viele Gesichter, die uns zustimmen.

In vielen Projekten wird der MDSE-Ansatz auch eingeführt. Leider werden die neuen Paradigmen nur selten konsequent genug umgesetzt, um den gewünschten Nutzen zu bringen: In der Praxis werden mit modellgetriebenen Ansätzen oft lediglich die statischen Aspekte eines Systems adressiert, etwa durch die Darstellung von Klassen und deren Beziehungen.

Häufig wird auch nur die grafische Darstellung genutzt, die dann oft formal unkorrekt ist. Diese Ansätze helfen wenig, um Komplexität zu beherrschen, denn die echten Probleme (Emergenz, Hidden Links, Dysfunktion) werden nicht adressiert.

Eine formal korrekte dynamische Darstellung der Kommunikation, etwa durch Sequenzdiagramme, eine zeitliche Darstellung der Zusammenhänge durch Timing-Diagramme, verbunden mit einer frühen Simulation des Systems sind da schon eher geeignet. Dieses Potenzial des MDSE wird in der Praxis noch zu selten ausgenutzt. Das führt leider häufig zu dem Schluss, das MDSE den erwarteten Nutzen nicht geliefert hat.

Unsere Meinung dazu: Es liegt nicht an MDSE an sich, sondern daran, wie es umgesetzt und angewandt wird. Dass Model Driven Development geeignet ist, obige Anforderungen zu managen, zeigt sich in den Projekten, in denen MDSE konsequent eingesetzt wird. Wie bei jeder neuen Technologie musste reflektiert und sich anhand der Erfahrungen neu besonnen werden. Wir sagen: MDSE – die Zeit ist reif!

Wir sind Vertreter einer Initiative, die auf dem ESE Kongress 2014 die Idee zur Firmen-übergreifenden Definition der modellgetriebenen Entwicklung eingebetteter Systeme entwickelte. Ein Kernteam etablierte sich und entwarf ein Model Driven Software Engineering Manifest. Damit sollen Anwender und Entscheider nun überzeugt und zum Einsatz des MDSE gewonnen werden.

Dieses Manifest formuliert die wichtigsten Paradigmen modellgetriebener Softwareentwicklung in sieben griffigen Thesen. Diese werden in der Online-Ausgabe der ELEKTRONIKPRAXIS einzeln vorgestellt.

* Andreas Foltinek ist Geschäftsführer des Software-Entwicklungshauses IMACS in Kornwestheim.

* Thomas Franke leitet das Marketing und den Vertrieb des Vereins Embedded4You.

* Andreas Willert ist Geschäftsführer von Willert Software Tools.

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