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Harald Spiertz

100. Masterabsolvent im Studiengang Elektro- und Informationstechnik

Harald Spiertz

Der „Point of no return“ kam nach den ersten bestandenen Prüfungen. „Da stand für mich fest, dass ich es auf jeden Fall durchziehen werde“, erinnert sich Harald Spiertz. Er hat es geschafft. Der Paderborner hat sein Masterstudium Elektro- und Informationstechnik an der FernUniversität in Hagen abgeschlossen, sogar mit der Note „sehr gut“. Dass ihm seine Urkunde und sein Zeugnis während einer kleinen Feierstunde von Prof. Dr. Rutger Verbeek, Dekan der Fakultät für Mathematik und Informatik, überreicht wurden, hat einen besonderen Grund. Der 30-Jährige ist der 100. Absolvent im Masterstudiengang Elektrotechnik und Informationstechnik der FernUni. Dieser ist mit aktuell über 1.600 eingeschriebenen Studierenden einer der deutschlandweit größten Masterstudiengänge für Elektrotechnik.

Spiertz gehört zu einer Gruppe von Studierenden, die an der FernUniversität stark vertreten sind: Er ist berufstätig und hatte bereits einen ersten Hochschulabschluss. „An der Fachhochschule Aachen habe ich mein Studium der Elektrotechnik mit der Fachrichtung Automatisierungstechnik beendet“, sagt er. Bei seinem ersten Job in einem Ingenieurbüro in Aachen wurde er nicht entsprechend seiner Kenntnisse und Vorstellungen eingesetzt. „Mit einem zweiten Studium wollte ich mein großes Interesse für Eingebettete Systeme fachlich ausbauen und diese Kenntnisse eventuell irgendwann für einen Jobwechsel nutzen.“

Portraitaufnahme Harald Spiertz Harald Spiertz freut sich über seinen neuen Job: „Das Studium hat dabei sicherlich großen Eindruck gemacht und mein Profil positiv abgerundet.“

Dass die FernUniversität in Hagen Job und Studium ermöglicht, wusste der junge Mann. Online bestellte er sich Info- und erstes Lehrmaterial aus dem Studiengang „Systems Engineering“, dem Vorgänger des Masterstudiengangs „Elektrotechnik und Informationstechnik“, und schrieb sich bald darauf ein. Das war im Wintersemester 2005/2006. Zwischendurch wechselte Spiertz beruflich zu dSPACE, einem international agierendem Unternehmen, das u.a. Hard- und Softwarelösungen für Simulationen und Tests von mechatronischen Systemen herstellt. Hier hat er auch seine Masterarbeit geschrieben.

„In meiner Arbeit ging es in erster Linie darum, auf Hardware-In-The-Loop (HiL)-Systemen von dSPACE Möglichkeiten für eine aussagekräftige Fehleranalyse der HiL-Steuerungsskripte zu evaluieren und ohne Echtzeitverletzung prototypisch umzusetzen. Wie jede Software sind auch diese Skripte fehleranfällig. Nur dass übliche Methoden und Mechanismen zur Fehleranalyse in dieser Umgebung i.d.R. nicht verwendet werden können“, erklärt er.

HiL ist ein spezielles Hard- bzw. Softwareprüfverfahren mit dem die Funktionalität eingebetteter Systeme erschöpfend in einer realitätsnahen virtuellen Umgebung getestet wird. Eingebettete Systeme sind zum Beispiel Steuergeräte (Electronical Control Units – ECUs) eines Autos. Da die Komplexität und die Anzahl dieser ECUs im Automotiven Bereich immer mehr an Bedeutung gewinnen – ein moderner PKW besitzt derzeit etwa 80 Steuergeräte – hat sich dieses HiL-Testverfahren in diesem Bereich etabliert.

Durch automatisiertes und systematisches Testen mittels HiL können die Kosten erheblich reduziert werden. „Zum einen, weil man dank der virtuellen Testumgebung weitaus weniger Prototypen herstellen muss und sich natürlich die Testfahrten deutlich verringern. Zum anderen ist die Testabdeckung weitaus höher und komplexer und damit einhergehend die Qualität und Zuverlässigkeit des Steuergerätes “, unterstreicht Spiertz.

Mit der HiL-Simulation wird das Verhalten eines Fahrtzeuges mit Hilfe von Soft- und Hardwaremodellen simuliert. Elektronische Steuergeräte des realen Fahrzeuges sind dabei über die elektrischen Schnittstellen mit dem Simulator verbunden, der die Echtzeitumgebung des Autos nachstellt. „Dem Steuergerät wird quasi vorgaukelt, in einem realen Fahrzeug verbaut zu sein.“

Das HiL-System, bestehend aus ECU und Echtzeitumgebung, stellt einen geschlossenen Regelkreis dar, dessen Stellglieder und Störgrößen automatisiert durch Testskripte gesteuert werden, wodurch sich sämtliche Testszenarien „abfahren“ lassen. Die Entwicklung dieser Testskripte kann nicht automatisch erfolgen, der gesamte Code muss vom Testentwickler eigenständig programmiert werden. Dazu werden Werkzeuge, wie z.B. Debugger oder Profiler, benötigt, die diese Entwicklung unterstützen und vereinfachen. Aktuell werden solche Hilfsmittel jedoch auf der Echtzeitplattform nicht unterstützt, so dass hier ein hohes Interesse an einer Problemlösung besteht.

In seiner Masterarbeit hat Spiertz nun im ersten Schritt untersucht, welche Fehler in der HiL-Umgebung während Echtzeitsimulationen auftreten, wie schwerwiegend diese sind und wie sie aufgespürt werden können, ohne das zeitliche Verhalten der Simulation zu gefährden. „Ich habe dazu Analysemöglichkeiten anderer Programmiersprachen in anderen zeitkritischen Umgebungen betrachtet.“ Im zweiten Schritt ging es um die Frage, wie diese analysierten Techniken für die spezielle HiL-Umgebung seines Arbeitgebers verwendet werden können und welche Alternativen es gibt. Im Anschluss überprüfte er diese Alternativen auf Allgemeingültigkeit und entwickelt einen Prototyp für zukünftige Produkterweiterungen.

Die Ergebnisse seiner Arbeit sollen mittelfristig in weitere Produkte seines ehemaligen Arbeitgebers einfließen. Ehemalig? Ja, denn mit seinem FernUni-Abschluss hat er sich erfolgreich auf eine neue Stelle beworben. „Das Studium hat dabei sicherlich großen Eindruck gemacht und mein Profil positiv abgerundet“, strahlt er.

Manuela Feldkamp | 22.10.2010
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