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26.03.1999 - 

Der Eurofighter im Labor

Der Eurofighter im Labor Ein Pflichtenheft bewahrt Kunden vor dem Absturz

MÜNCHEN (ua) - Was muß ein Flugsimulator alles können? Die Daimler Chrysler Aerospace AG (Dasa), München, führt derzeit die Feder für ein Pflichtenheft, das aus rund 10 000 Einzelanforderungen bestehen wird. Von diesen hängt ab, was ein künftiger Eurofighter-Pilot im Labor lernen kann.

Am 1. Januar 2000 muß das Angebot für den Simulator vorliegen. Erst dann steht das Konzept, und die Kunden, die Verteidigungsministerien Italiens, Spaniens, Großbritanniens und Deutschlands, erteilen den Auftrag für den Bau des Systems "Aircrew Synthetic Training Aids" (Asta). Im Jahr 2004 sollen dann die ersten Hard- und Softwarekomponenten einsatzbereit sein, 2009 werden voraussichtlich alle Produkte vorliegen.

Dann wird der Eurofighter-Simulator dem Piloten nicht nur ein Cockpit und das Waffensystem zur Verfügung stellen, sondern auch eine virtuelle Außenwelt. Komplette Flugsituationen wie das Auftanken in der Luft lassen sich mit Asta durchspielen. Der Pilot trifft in der richtigen Position auf seine Tankstation; beim Tiefflug kann schon mal eine Seilbahn in Gefahr geraten. Diese Form des Übens ist nicht nur sicherer, sondern auch weitaus kostengünstiger als tatsächlich geflogene Übungen. Rund 1000 Flugstunden muß ein Jagdbomber-Pilot in seiner Ausbildung absolvieren. Eine Flugstunde im Simulator ist ungefähr fünfmal billiger.

Die vier auftraggebenden Verteidigungsministerien werden durch die Organisation Nato Eurofighter 2000 and Tornado and Logistics Management Agency (Netma) repräsentiert. Diese formulierte ursprünglich die 2700 funktionalen Anforderungen an das Simulationssystem. Sie zielen auf ein möglichst exaktes Abbild dessen, was eine Eurofighter-Crew wahrnimmt.

In das Pflichtenheft gehen jedoch noch andere, projektbezogene Faktoren ein. Dazu zählen Qualitätsmaßstäbe, der kommerzielle Rahmen und Bedingungen für die Auswahl der Informations- und Kommunikationstechnik.

Für die Spezifizierung der Anforderungen ist die Eurofighter Jagdflugzeug GmbH zuständig. Sie wurde von der italienischen Firma Alenia, der British Aerospace, der spanischen Casa sowie der Dasa gegründet, die zugleich die Projektleitung übernommen hat.

Die Eurofighter Flugzeug GmbH beauftragt weitere Firmen mit der Beschreibung der drei Asta-Bestandteile, dem "Full Mission Simulator", dem "Mission System Trainer" sowie dem "Cockpit Trainer". So sind Alenia, British Aerospace, Casa und Dasa für die Simulation der Waffensysteme zuständig, während das Joint-venture Eurofighter Simulation System (ESS), Unterhaching, die simulatorspezifischen Systeme wie Außenansicht, Geräuschkulisse und Bedienkonsole ausarbeitet. Partner sind hier die Arge/CAE STN-Atlas Elektronik GmbH, die britische Firma Thomson Training & Simulation of the UK, Crawley, die spanische Indra SSI sowie die Meteor Spa., Tochter der Alenia Difesa. "Bei der Komplexität des Projekts und seines Umfelds reicht keine Textverarbeitung oder Tabellenkalkulation", stellt Mark Soodeen von der Dasa und Leiter des internationalen Weapon-System-Simulator-Teams fest.

Die Asta-Ingenieure entschieden sich deshalb für ein elektronisches Pflichtenheft. Sie wählten das Produkt "Dynamic Objectoriented Requirements Systems" (Doors), das hierzulande von der Münchner Niederlassung der Quality Systems & Software Ltd. (QSS) vertrieben wird http://www.qssinc. com . Es ist Client-Server-fähig, so daß die verschiedenen Teams an den unterschiedlichen Standorten gleichzeitig auf den aktuellen Stand zugreifen können. Gleichzeitig verfügt das Tool über eine Versionskontrolle, so daß nachvollzogen werden kann, wer, was, wann und warum im Projektverlauf geändert hat. "Sie müssen sich das wie eine Lawine vorstellen, die losgetreten wird, wenn sich auch nur eine kleine Änderung in der Produktdefinition ergibt", schildert Soodeen die Probleme bei dem Versuch, die Anforderungen festzuklopfen.

Dekomposition von Top-Kriterien

Die Schwierigkeiten begannen bereits mit den funktionalen Ausgangsdefinitionen der Netma. Es galt nicht nur die Topanforderungen herunterzubrechen, aufzusplitten und zu präzisieren. Die Definitionen vermischten sich mit Feststellungen und Systemspezifikationen, waren unklar und unvollständig - "voller Löcher wie ein Schweizer Käse", veranschaulicht Soodeen. Zusammen mit den künftigen Kunden mußten sich die Autoren des Pflichtenhefts auf eine gemeinsame Sprache einigen und auf das, was unter den verwendeten Begriffen verstanden werden soll. "Wir mußten erst verstehen, was wir bauen wollen", so der Dasa-Mann, "erst danach konnten wir zur funktionalen Dekomposition übergehen."

Das ist ein Top-down-Verfahren, bei dem Detailanforderungen aus Hauptmerkmalen abgeleitet und gegenseitige Abhängigkeiten aufgezeigt werden. Die Dasa rechnet mit einer Lebensdauer des Eurofighters von mindestens 30 Jahren. In dieser Zeitspanne wird sich nicht nur der Flieger und seine Technik ändern, sondern auch die Anforderungen an ein Kampfflugzeug und damit an das Training der Crew und das entsprechende Simulationssystem.

Letzteres ist für Soodeen gewissermaßen der "worst case": Der Kunde ändert seine Wünsche. Damit sind alle abgeleiteten Kriterien hinfällig. Da ist es hilfreich, daß ein elektronisches Pflichtenheft die in dem iterativen Prozeß erreichten Stufen und Verflechtungen quasi einfrieren, sogar sperren und mit Kommentaren und Attributen versehen kann. Es erleichtert den Überblick: Die Teammitglieder können nachvollziehen, welcher Stand erreicht war, ob und wie Detailanforderungen betroffen sind, und wer die Änderung initierte.

"Doch wenn die Vorgehensmethode nicht stimmt, kann auch das Tool nicht helfen", schränkt der Asta-Spezialist den Wirkungsgrad der elektronischen Hilfe ein. "Erst kommt das Was und dann das Wie". Erst wenn die Funktionen des Simulators stehen und geklärt ist, was die Crew in Asta lernen muß, kann mit der Umsetzung dieser Anforderungen in ein physikalisches System begonnen werden. Soll der Pilot sich beispielsweise im Labor fühlen wie in seinem Fighter-Cockpit, dann muß sein Stuhl vibrieren, sich die Außenwelt um ihn drehen, der Druck auf den Körper variieren.

Ist der Spezifikationsprozeß so weit fortgeschritten, kann auch über die Einbindung vorhandener Hardware und Software nachgedacht werden: Was läßt sich aus anderen Simulatoren, etwa aus der zivilen Luftfahrt, übernehmen? Welchen Kriterien muß die Hardware genügen? Können Elemente direkt vom Eurofighter integriert werden? Was ist an Software-Eigenentwicklung notwendig und mit welchen Tools wird gearbeitet?

Entsprechende Verweise, Konditionen, Verknüpfungen, Subsysteme und Schnittstellen lassen sich mit Hilfe des elektronischen Pflichtenhefts verwalten. Die Einarbeitung der 15 Projektmitglieder, die damit arbeiten, dauerte 14 Tage. Der Import von Informationen aus anderen Quellen funktioniert, die Verwaltung der Spezifikationen ist laut Soodeen komfortabel. Zudem stellt das Tool eine Export-Schnittstelle zum Design-Tool "Statemate" bereit.

Es gibt allerdings auch Einschränkungen. "Leider ist der Anbieter QSS keine Ausnahme unter den Softwareherstellern, die ihre Kunden mehr und mehr als Bug-Debugger mißbrauchen", klagt Soodeen. In jeder Folgeversion sind zwar Mängel des Vorgänger-Releases behoben, aber dafür treten neue auf. So habe sich das Team eine Zeitlang damit herumschlagen müssen, daß die Cut-and-Paste-Funktion des Tools nur noch griechische Hieroglyphen ausspuckte. Neben solch ärgerlichen Problemen kämpft die Soodeen-Gruppe auch damit, daß bei Übertragungen der Projektstati an andere Projektmitglieder die zugehörige Historie "verschwindet". Doch genau das ist Grundlage der Zusammenarbeit: zu wissen, wer wann was geändert hat.

Doors verfügt über eine eigene Sprache, die "Extended Language". Auf diese Weise ist es möglich, neue Funktionen zu definieren. Das Produkt-Feature ist an sich vorteilhaft, nur müssen die Teammitglieder damit umgehen können. Weil nicht alle gleichermaßen geschult waren, entpuppte sich die Pflege neuer Funktionen als aufwendig; es dauert lange, den codierten "Unsinn wieder herauszubringen", so Soodeen.

Das Produkt

Derzeit ist die Version 4.0 des elektronischen Pflichtenhefts "Dynamic Objectoriented Requirements System" (Doors) auf dem Markt. Es stammt von der englischen Quality Systems & Software Ltd. (QSS), Oxford, die 1992 vom ehemaligen Leiter der Methoden-Technologie- und Qualitätssicherungsgruppe der ESA, Richard Stevens, gegründet wurde. Eine PC-Einzelbenutzerlizenz kostet rund 11 700 Mark, die Unix-Lizenz etwa 18750 Mark.

Mit Hilfe des Tools können Pflichtenheftschreiber eine große Anzahl strukturierter Informationen in Textform oder als Grafik bearbeiten. Die Doors- Dokumente sind in einem Modell zusammengefügt, das für Übersichtlichkeit sorgen soll. Sie können zudem über beliebig viele Attribute zu den Anforderungen selbst oder zu den Links verfügen. Ein Sortieren und Filtern der Attribute ist möglich. In das Client- Server-Tool integriert ist eine Datenbank, die sich teilen läßt. Firmenmitarbeiter, die unterwegs sind, müssen dadurch nicht immer den gesamten Datenbestand mit sich führen. Der Zugriff oder Updates erfolgen via LAN/WAN und TCP/IP; damit sind die Projektdaten auch via Intranet und Internet abrufbar.

Außerdem verfügt Doors über eine Reihe von Schnittstellen zu anderen Projektwerkzeugen: "Teamwork" und "Objectteam" von Sterling (ehemals Cayennne), "STP" und "OMT" von Aonix, "Object Partner" und "Object Geode" von Verilog, "Objectbench" von SES, "Renoir" von Mentor Graphics, "Soda" und "Rose" von Rational, "Statemate" von I-Logix, "Foresight" von Nuthena, "Select OMT" von Select Software sowie "Core" und "RDD-100" von Alford Enterprises.

Der Eurofighter

Der erste Eurofighter-Prototyp hob 1994 in Deutschland ab. Im Februar 1997 startete der zweite deutsche Prototyp, diesmal ausgestattet mit dem Triebwerk "EJ 200" und dem Bordradar "ECR90". Seit 1997 nehmen alle Testflugzeuge der vier am Projekt beteiligten Länder an den Versuchen teil.

Der Jäger soll im Luftfernkampf (Beyond Visual Range/BVR) sowohl im Überschall- und Unterschallbereich eine besondere Wendigkeit aufweisen. Hier sind die technischen Eckdaten:

-Höchstgeschwindigkeit: Mach 2,0-Operationelle Startbahnlänge: <\ 700 m-Zellenbelastung: +9/-3 g-Antrieb: Zwei Eurojet "EJ 200"-Strahltriebwerke mit Nachbrenner und je 90 kN Schub-Spannweite: 10,95 m-Flügelfläche: 50 m2-Länge: 15,96 m-Höhe: 5,28 m-Leergewicht: 9,9 t

Das Geschäftsfeld

Die Daimler Chrysler Aerospace AG (Dasa), München, beschäftigte im vergangenen Jahr 45 858 Mitarbeiter und erzielte einen Umsatz von rund 17,2 Milliarden Mark. Das Unternehmen unterteilt sich in die Geschäftsbereiche Verkehrs- und Militärflugzeuge, Satelliten, Raumfahrt-Infrastruktur, Verteidigung, zivile Systeme und Antriebe Luftfahrt. Außerdem ist sie an der Firma Eurocopter beteiligt.

Der Schwerpunkt bei den Militärflugzeugen liegt nach Angaben der Dasa auf der Entwicklung des zumindest in Deutschland umstrittenen Jagdflugzeugs Eurofighter. Darüber hinaus fertigt die Dasa Rumpfmittelteile für den Tornado und führt Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten an Flugzeugen der Bundeswehr und der Nato durch.