Software - Standardisierung

Fertigungsstraßen ohne standardisierte Komponenten, Eisenbahnen mit unterschiedlichen Spurweiten, Kochrezepte, in denen die Mengen zwischen Teelöffeln und Gramm wechseln – so könnte man kaum vernünftig arbeiten. Daher sind solche Probleme aus gutem Grund Vergangenheit – mit einer Ausnahme: Software. Doch mit den wachsenden Anforderungen wird auch die junge Software-Branche zunehmend reifer. Das beste Anzeichen dafür: das hohe Interesse der Industrie an gemeinsamen Standards.

"Standards machen Software einfach kostengünstiger", erklärt Reinhold Achatz, Leiter der Abteilung Software & Engineering bei Siemens Corporate Technology (CT) und Vizepräsident der OPC Foundation. Diese gemeinnützige Organisation für internationale Standards strebt offene Software-Standards für die Automatisierungsindustrie an. "Ich spreche hier nicht von zehn oder zwanzig Prozent, sondern von langfristigen Einsparungen um einen Faktor zehn bis hundert, ganz zu schweigen von den Verbesserungen bei Entwicklungsgeschwindigkeit, Wettbewerbsfähigkeit, Qualität und Effizienz", sagt Achatz.

Kostendegression um Faktor 100. Dank zunehmend standardisierter Entwicklungstools und Schnittstellen, umfangreicher Software-Bibliotheken und anderer Hilfsmittel lässt sich auch eine immer komplexer werdende Software schneller und in höherer Qualität produzieren. Achatz: "Verglichen mit der Software-Entwicklung vor zehn oder 20 Jahren haben wir die Kosten sicher um einen Faktor zwischen 10 und 100 gesenkt – denn nur dadurch wurde es möglich, neue Handy-Generationen so schnell einzuführen, wie es heute üblich ist." Da Software in allen Industriebereichen ein wesentlicher Kostenfaktor ist, können die Kosten für ihre Entwicklung die Wirtschaftlichkeit ganzer Industrien verändern – und gleichzeitig geht es darum, dem Kunden höhere Qualität, mehr Komfort und besseren Service zu bieten.

Besonders wichtig sind diese Trends für die Automobilindustrie. "Elektronik und Software stellen 35 bis 40 % des Mehrwerts unserer Autos dar", sagt Hans-Georg Frischkorn, Leiter Systemarchitektur und Integration bei BMW (siehe Fakten und Prognosen). Die wichtigsten Einflussfaktoren auf die Software-Kosten bei Autos seien Standardisierung, offene Systemarchitektur sowie die Wiederverwendbarkeit von Systemkomponenten.

Die damit zusammenhängenden Kosten zu senken ist Ziel von AUTOSAR (Automotive Open System Architecture), einer Hard- und Software-Plattform, die derzeit von führenden Herstellern der Automobil- und Elektronikindustrie entwickelt wird und ab 2008 eingeführt werden soll. Mit ihr werden sich Software-Komponenten einfacher hinzufügen und wiederverwenden lassen. Bislang musste normalerweise die Software angepasst werden, wenn bei einer Modellreihe neue Hardware – etwa ein Mikrocontroller – eingeführt wurde. "Diese Software-Modifikation allein kann Millionen Euro kosten", erklärt Dr. Michael Golm, Mitglied des Siemens-Teams in der AUTOSAR-Entwicklungspartnerschaft. "Durch den neuen Standard lassen sich diese Kosten vermeiden." Zudem kann die Autoindustrie mit AUTOSAR Software-Komponenten verschiedener Hersteller einsetzen und so ihre Kosten senken, und die offene Architektur wird Innovationen beschleunigen, die Diagnose von Störungen erleichtern und die Wartungskosten verringern.

Gemeinsame Sprache im Haushalt. Ungefähr zur selben Zeit, zu der AUTOSAR auf den Markt kommt, könnte es auch im Haushalt eine kleine Revolution geben: dank Universal Plug and Play (UPnP, siehe Digitale Aura). "Das Prinzip kennt man vom Memory Stick. Steckt man den in einen PC, erscheint das zugehörige Symbol automatisch am Bildschirm. Etwa so wird UPnP funktionieren – nur eben mit vernetzten Geräten", erklärt Markus A. Wischy. Der Software-Architekt vertritt Siemens im Steering Committee des UPnP-Forums, das mehr als 680 Unternehmen umfasst.

Die Idee hinter UPnP: Haushaltseinrichtungen wie elektrische Rollläden, Sicherheitssysteme oder eine Stereoanlage werden dank UPnP automatisch vom vorher ausgewählten Lieblings-Benutzer-Interface – ob Fernseher, Telefon oder Tablet-PC – erkannt. Dafür braucht man nur eine Home-Automation-Software in einer Set-top-Box oder einem anderen "Internet Gateway". Sie errichtet automatisch ein Netzwerk im ganzen Haus. Die Signale jedes UPnP-Geräts werden drahtlos oder – mit Powerline-Kommunikation – über die Stromleitungen übertragen; es ist also keine zusätzliche Verkabelung oder Programmierung notwendig. Man stellt einfach den Fernseher an oder kontaktiert sein Hausnetz von außen – und schon kann man den Status aller elektronischen Geräte abfragen.

Doch UPnP ist mehr als nur eine neue Fernbedienung. Die Geräte können auch untereinander kommunizieren – und selbstständig die Energiekosten senken: In einigen Ländern hängen die Stromtarife vom aktuellen Verbrauch ab. Mit UPnP könnte etwa die Heizung mit dem Einschalten warten, bis die Waschmaschine fertig ist, um so die Einstufung in einen höheren Tarif zu vermeiden.

Standards für Software-Tools. Zur Zeit gibt es starke Bestrebungen, auch Software-Werkzeuge zu standardisieren. Mit diesen Tools werden Prozesse wie Fehlererkennung, Diagnose, Editieren und Testen gesteuert und sie dienen zur Entwicklung und Wartung von Software. "Mit einer Harmonisierung kann man die Entwicklung beschleunigen, die Genauigkeit verbessern und die Lizenzkosten gleichmäßiger verteilen", sagt Rainer Ersch, der bei Siemens die unternehmensweite Harmonisierung von Software-Tools und die Tool-Koordination mit IBM Rational vorantreibt.

Ähnlich äußert sich auch der Software-Architekt Oliver Fendt, der das Linux Competence Center bei Siemens leitet und die Eignung von Linux für "embedded" Software untersucht – also für die Software, die verborgen in vielen Systemen steckt: "Funktionen wie Netzwerkfähigkeit und integrierte Sicherheitsmerkmale werden heute sehr schnell entwickelt, aber ihre Einbindung in proprietäre Betriebssysteme kostet zu viel und dauert zu lange. Mit dem Linux-Kernel, der mit einer Open Source General Purpose License erhältlich ist und eine Vielzahl modernster Funktionen bietet, können wir bei Lizenzen für embedded Software Millionen einsparen. Zudem schaffen wir durch die gemeinsame Nutzung von neu entwickeltem Code auf einer gemeinsamen Systemplattform wertvolle Synergien. Dies ist für Siemens als Ganzes ein wichtiger Schritt in Richtung Standardisierung."

Die Open-Source-Diskussion ist auch beim bereichsunabhängigen Softwarehaus von Siemens, der PSE in Wien, voll im Gange. "Viele große Firmen denken, dass etablierte Betriebssysteme zu langsam sind, um auf Sicherheitsbedrohungen zu reagieren", sagt Thomas Eitzenberger, Leiter eines Kompetenzzentrums für mobile Anwendungen bei PSE. "Da die Anwendungen immer stärker vernetzt und damit auch verstärkt Angriffen ausgesetzt sind, verlangen immer mehr Kunden Lösungen auf Linux-Basis."

Auch sollten die Anwendungen verschiedener Hersteller besser miteinander kommunizieren können. Daher setzen Software-Entwickler verstärkt auf Java als Programmier- sprache und Plattform. Wie ein geschickter Diplomat kann Java Unterschiede zwischen einzelnen Parteien ausgleichen: "Wenn man eine Applikation für Windows schreibt, kann sie nur auf Windows laufen", erklärt Marquart C. Franz, der als Vertreter für Siemens im Java Executive Committee eine wichtige Rolle für die Entwicklung des Standards gespielt hat. "Aber wenn man eine Anwendung für Java schreibt, kann sie auf Windows, Linux und fast jeder anderen Plattform laufen. Der Anwender sieht keinen Unterschied. Als Entwickler fällt einem die Wahl da nicht schwer."

Für ein Unternehmen wie Siemens mit etwa 30 000 Software-Entwicklern könnte eine breite Nutzung von Java enorme Produktivitätsfortschritte bedeuten. Reichlich Java, ein Schuss Linux und ein paar gehäufte Esslöffel AUTOSAR und UPnP, die mit standardisierten Tools verarbeitet werden … das könnte das geeignete Rezept für eine Revolution in Sachen Software-Effizienz sein.

Arthur F. Pease