Arbeitsbericht Nr. 2011-08, Dezember 2011

Ilmenauer Beiträge zur Wirtschaftsinformatik Nr. 2011-08 / Technische Universität Ilmenau, Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, Institut für Wirtschaftsinformatik ISSN 1861-9223 ISBN 978-3-938940-41-9Zusammenfassung: Ziel der Studie ist es, die berufliche Situation von Absolventen des Studiengangs Wirtschaftsinformatik und ihre Bewertung des Studiums an der TU Ilmenau zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden im Frühjahr 2011 154 Absolventen, die im Rahmen ihrer Diplomarbeit am Fachgebiet Informations- und Wissensmanagement der TU Ilmenau von Univ.-Prof. Dr. Dirk Stelzer betreut wurden, eingeladen, an einer Online-Befragung teilzunehmen. 93 Absolventen folgten dieser Einladung und füllten den Fragebogen aus. Dies entspricht einer Rücklaufquote von 60 %. Unter den Befragungsteilnehmern, die ihr Studium mindestens einige Monate vor Durchführung der Umfrage abgeschlossen hatten, herrscht Vollbeschäftigung. Ca. 50 % der Absolventen haben unmittelbar nach Studienabschluss ihre erste Arbeitsstelle angetreten. Ein Jahr nach dem Examen hatten 90 % der Befragungseilnehmer eine berufliche Beschäftigung aufgenommen. 56 % der Teilnehmer berichten über eine vollständige Übereinstimmung zwischen dem von ihnen absolvierten Studiengang und dem Berufsfeld, in dem sie tätig sind. 42 % sind der Meinung, ihr Studium entspreche zumindest teilweise ihrer derzeitigen Beschäftigung. Ca. 35 % der Teilnehmer arbeiten in der IT-Branche (IT, Softwareentwicklung, Computer, Telekommunikation) und 14 % in einem Beratungsunternehmen. Die Mehrheit der Befragten (ca. 60 %) ist in großen Unternehmen mit mehr als 500 Beschäftigten angestellt. Ca. ein Viertel arbeitet in sehr großen Unternehmen mit mehr als 10.000 Beschäftigten. 87 % der Teilnehmer sind mit ihrer beruflichen Tätigkeit sehr oder zumindest überwiegend zufrieden. 88 % der Befragten halten ihre beruflichen Perspektiven für gut oder für sehr gut. Ca. 50 % der Teilnehmer haben im ersten vollständigen Berufsjahr ein Einstiegsgehalt von mehr als 40.000 EUR bezogen. 51 % der Befragungsteilnehmer erzielten im Jahr der Befragung ein Brutto-Jahreseinkommen von mehr als 50.000 EUR, 6 % von mehr als 100.000 EUR. 19 % der Teilnehmer beurteilen das Studium, in dem sie ihr Diplomexamen absolviert haben, mit der Schulnote sehr gut, 64 % mit gut. 96 % der befragten Diplom-Wirtschaftsinformatiker würden Studienanfängern empfehlen, Wirtschaftsinformatik an der TU Ilmenau zu studieren

Entwicklung eines Systems zur kontinuierlichen Integration für autonome Roboter

Autonome Roboter basieren auf dem komplexen Zusammenspiel vieler Sensoren. Dieses Zusammenspiel muss durch Software beobachtet und geregelt werden. Damit Roboter sich autonom - ohne ständige Überwachung - bewegen können, muss die Software ihre Funktion fehlerfrei ausführen. Um dies zu unterstützen, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Continuous Delivery-Prozess entwickelt. Dieser Prozess sieht vor, dass die Software des Roboters "ständig" und automatisiert geprüft wird. Ein besonderer Fokus lag dabei auf der Entwicklung eines Funktionstestsystems für Robotersoftware. Dieses Testsystem führt Testfälle aus, die auf Basis von Szenarien, bestehend aus einer Aufgabe, einem Kontext und mehreren Metriken, modelliert werden. Am Ende wurde der Nutzen des Testsystems durch Robotersoftware-Entwickler evaluiert.The behavior of an autonomous robot is determined by many sensors that scan the robot's environment. Data produced by these sensors needs to be accessed by complex software. Testing software is a very important aspect - especially when its target is an autonomous interacting device - to verify if the robot's software behaves in the right manner. Continuous Delivery is a process which tries to improve the procedure of writing and verifing the functionality of software. In this thesis, a test process - based on Continuous Delivery - is presented that enables developers to test their software automatically on a regular basis. The functionality of software for autonomous robots can be tested by providing a scenario consisting of a task, a context and some metrics. In the end, the whole process was evaluated by developers

Effizienter Regressionstest von E/E-Systemen nach ISO 26262

Selektive Regressionstestmethodiken analysieren auf Basis einer auf eine Systemdarstellung abgebildeten Modifikation, welche Testfälle für eine systematische Überprüfung der Änderung selbst sowie aller potentiellen durch eine mögliche Fehlwirkung betroffenen Teilbereiche des Systems notwendig sind. Im Rahmen dieser Arbeit wird erstmals eine effiziente und spezifikationsbasierte Regressionstestmethodik nach ISO 26262 für die E/E-Systemebene entwickelt

Zertifizierbarer Entwicklungsprozess für komplexe Informationsverarbeitungssysteme in der Wägetechnik

The dissertation is about principles, methods and techniques during the systematic development of embedded systems in the domain of measurement techniques. The considered domain contains fields of application with challenging and specific requirements of the information processing system. E.g. the dynamic weighing systems need solutions with very high resolution and lowest achievable measurement uncertainty in order to perform high-speed-measurements in a mechanically disturbed environment. In particular, the abilities for official calibration and metrologic reliability are considered. The complex and high-performance functions are required to guarantee measurement results. FPGA-based systems are used for the implementation of these functions.The especially designed certifiable development process (ZEfIRA) provides a procedural method for the development of complex embedded systems. The metrologic reliability, the legal requirements like calibratability, the validation and the verification are included as a general criteria in the entire development process. ZEfIRA is based on the 3W-model and is designed in an evolutionary manner. This process starts with the analysis of a predecessor system followed by the model-based development of a prototype, which leads into an optimized and application-specific product solution.The study emphasizes the influence of challenging requirements on the measurement system. It will be presented, how these can be integrated into the modelling level during the design and the implementation on a FPGA-based target platform. The stages of the functional and technical design of the system are analysed, whereas the realization of the partitions “FPGA logic” and “FPGA softcore solutions” are discussed in detail.Based on the preliminary design of the information processing in an electromagnetic force compensation (EMC) scale, the applicability of the process ZEfIRA and its developed methods and principles are proved. On the one hand, the optimal system-specific algorithms of signal processing, control and safety and on the other hand whose technical implementation are essential. This was realized with different performance parameters. In addition, the prototype allows the possible comprehensive analysis for embedding system. In the conclusion, the performance of ZEfIRA based on the prototype development is evaluated.Die Dissertation befasst sich mit Prinzipien, Methoden und Techniken der systematischen Entwicklung von komplexen Eingebetteten Systemen. Die betrachtete Domäne besitzt Anwendungsbereiche mit anspruchsvollen und besonderen Anforderungen an die Informationsverarbeitung. In der dynamischen Wägetechnik sind z.B. Lösungen mit sehr hohen Auflösungen und kleiner Messunsicherheit bei schnellen Messungen in einem mechanisch gestörten Umfeld notwendig. Die Anforderungen an die Eichfähigkeit und die Metrologische Sicherheit sind Besonderheiten. Es werden komplexe und hochleistungsfähige Funktionen zur Erzeugung der Messergebnisse verlangt. In der Arbeit werden dafür vorwiegend FPGA-basierte Eingebettete Systeme verwendet. Der entworfene zertifizierbare Prozess (ZEfIRA) bietet eine Vorgehensweise für die Entwicklung von Eingebetteten Systemen. Die Metrologische Sicherheit, die Eichfähigkeit, die Validier- und der Verifizierbarkeit werden als Kriterien im gesamten Entwurfsprozess berücksichtigt. ZEfIRA basiert auf einem 3W-Modell und ist evolutionär angelegt. Innerhalb des Prozesses werden die Analyse eines eventuellen Vorläufersystems sowie die modellbasierte prototypische Entwicklung bis hin zu einer produzierbaren Lösung (Produkt) durchgeführt. Die Arbeit verdeutlicht den großen Einfluss der spezifischen Anforderungen an das Messsystem. Es wird gezeigt, wie diese bereits zu der Entwurfszeit auf Modellebene und im Weiteren bei der Implementierung in einer FPGA-basierten Zielplattform berücksichtigt werden. Es werden verschiedene Schritte des funktionalen und technischen Systementwurfs untersucht und ausführlich die Realisierungspartitionen „FPGA-Logik“ und „FPGA-Softcore-Lösungen“ betrachtet. Als Beispiel zum Nachweis der Anwendbarkeit des Prozesses ZEfIRA dient die prototypische Entwicklung des Informationsverarbeitungssystems einer elektromagnetischen Kraftkompensationswaage (EMKW). Ausschlaggebend sind die optimal an das Gesamtsystem angepassten Signalverarbeitungs-, Regelungs- und Sicherheitsalgorithmen und deren technische Umsetzung. Dieses wurde mit verschiedenen Leistungsparametern, wie z.B. Latenz, Verarbeitungskomplexität und Genauigkeit realisiert. Ergänzend ermöglicht der Prototyp umfassende Analysemöglichkeiten für das Messsystem. Die abschließende Wertung ist eine Abschätzung der Leistungsfähigkeit von ZEfIRA auf Basis dieser prototypischen Entwicklung

Model based requirements specification of safety critical systems in the railway domain - description instruments and their application

Im Eisenbahnwesen übernehmen oftmals reaktive Systeme Steuerungs- und Sicherungsfunktionen. Für diese Systeme hat die Anforderungsspezifikation eine besondere Bedeutung im gesamten Lebenszyklus. Momentan werden für die Anforderungsspezifikation häufig informelle Beschreibungsmittel verwendet, die Interpretationsspielraum lassen und anfällig für Uneindeutigkeiten sind. In den letzten Jahren wurden in verschiedenen Arbeiten Konzepte zur Verbesserung der Anforderungsspezifikation vorgestellt. Diese Arbeiten konzentrierten sich dabei oftmals auf die Anpassung von Beschreibungsmitteln, wie z.B. der Unified Modeling Language (UML). Die Integration von Beschreibungsmittel, Methode und Werkzeugen zu einem stringenten Gesamtkonzept wurde oft nicht abgedeckt. In dieser Arbeit wird ein solches Gesamtkonzept entworfen. Es kombiniert ein semi-formales, modellbasiertes Beschreibungsmittel mit einem Prozess zur Erstellung von Anforderungsspezifikationen und integriert Test- und Verifikationsmethoden. Als Beschreibungsmittel wird die SysML (Systems Modeling Language) verwendet. Eine Untermenge dieser Sprache (SysML (A)) wird identifiziert, die in einer festgelegten Modellarchitektur zur Systembeschreibung eingesetzt wird. Die Organisation des Anforderungsmodells wird durch Sichten und eine zweistufige, rekursive Hierarchie von Systemen realisiert. Schnittstellen zu nicht-funktionalen Anforderungen sind vorgesehen. Zweiter Bestandteil der Arbeit ist ein Prozessmodell, das die Vorgehensweise bei der Modellerstellung definiert. Auf Grund der Eigenschaften von Anforderungsspezifikationen wird ein iterativ-inkrementelles Vorgehen vorgeschlagen. In jedem Schritt werden Test- und Verifikationstechniken eingesetzt. Anhand eines Beispielmodells konnte gezeigt werden, dass: - die modellbasierte Spezifikation von Anforderungen möglich ist - das gewählte Prozessmodell eingesetzt werden kann - und damit eine Verbesserung der Qualität von Anforderungsspezifikationen möglich ist.Control and safety functions in the rail sector are often performed by reactive systems. For those systems, the requirements specification is a key element in their life-cycle. Currently mainly informal description techniques are used for the specification of requirements, which are open to interpretation and subject to ambiguities. This can lead to the introduction of functional errors already in the requirements definition phase of a system. In the last few years several new concepts have been presented how the specification of systems can be improved. That research often focuses on the adaptation of existing description instruments such as the Unified Modeling Language (UML). But the integration of description instruments, methods and tools to a stringent overall concept is not covered. This research develops such a concept, which combines a semi-formal model-based description instrument with a process model. Test and verification methods are also an integral part of this concept. The standardized Systems Modeling Language (SysML) is used as the description instrument. A subset of the language (SysML (A)) is then identified. This subset is applied within a fixed model architecture, to describe the necessary aspects of a future system. Organization of the requirement model is realized through so-called views and a two-level recursive hierarchy of systems. Interfaces to non-functional requirements are also provided. The second component of the work is a process model, which defines the model creation procedure. Due to the characteristics of requirement specifications, an iterative-incremental approach is used. Test and verification techniques are used in each step to guarantee the correctness of the modeling work. By using an example model, this research showed that: - model-based requirement specification is possible - the chosen process model can be applied in practice - both components indeed can improve the quality of requirement specification

Management datengetriebener Prozessstrukturen

Unternehmen erreichen ihre Geschäftsziele zunehmend durch das systematische Management ihrer Geschäftsprozesse. Um komplexe Geschäftsziele zu realisieren, lassen sich diese Prozesse meist verknüpfen und so Prozessstrukturen aufbauen. Ein sehr komplexes Geschäftsziel ist beispielsweise die Entwicklung der Fahrzeugelektronik im Automobilbau. Hierbei müssen insbesondere die zahlreichen Abhängigkeiten zwischen elektronischen Systemen erfasst und in entsprechende Abhängigkeiten zwischen Entwicklungsprozessen umgesetzt werden. Das Ergebnis ist eine datengetriebene Prozessstruktur, die eine starke Beziehung zwischen der Struktur des Produkts und den auszuführenden Prozessen beschreibt. Sie enthält hunderte bis tausende Prozesse mit entsprechenden Abhängigkeiten. Die Erstellung und Koordination einer datengetriebenen Prozessstruktur ist sehr aufwändig und kann manuell kaum bewerkstelligt werden. Die vorliegende Arbeit stellt mit COREPRO (Configuration Based Release Processes) eine durchgängige IT-Lösung für die Unterstützung datengetriebener Prozessstrukturen vor. COREPRO erlaubt ihre formale Beschreibung und Ausführung basierend auf einem intuitiven Basismodell. Wir führen eine Modellierungsunterstützung ein, die die Modellierungsaufwände für datengetriebene Prozessstrukturen signifikant reduziert. Ferner erlaubt COREPRO die Adaption datengetriebener Prozessstrukturen auf einer hohen Abstraktionsebene, indem Änderungen einer Produktstruktur direkt auf Adaptionen der zugehörigen Prozessstruktur transformiert werden. Geeignete Konsistenzanalysen stellen sicher, dass bei der Adaption zur Laufzeit mögliche Ausnahmesituationen erkannt werden. Diese lassen sich in COREPRO durch verschiedene innovative Mechanismen behandeln. Sie erlauben dem Nutzer nicht nur flexible Eingriffe in den Ablauf einer Prozessstruktur, sondern zeigen ihm auch die Konsequenzen derartiger Eingriffe an. Die korrekte, verklemmungsfreie Ausführung der Prozessstruktur wird hierbei durchgehend garantiert