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Marktstudie: Automotive Software Engineering Teil 4

Tätigkeiten, Stundensätze und Chancen für IT/Engineering-Freiberufler

16.12.2010
GULP Redaktion
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Zum Schluss der Automotive-Marktstudie geht es nun um die Einsatzmöglichkeiten und typischen Tätigkeiten für IT/Engineering-Freiberufler in den Bereichen Testing und Qualitätssicherung. Wer die anderen Teile nachlesen möchte: In Teil 1 ging es bereits um das Requirements Engineering und das Automotive Software Engineering im Allgemeinen. Teil 2 behandelte Chancen und Tätigkeiten von freiberuflichen Spezialisten in der Entwicklung von Hard- und Software. Teil 3 befasste sich mit Prototyping und Systems Engineering.

Basis für diese Marktstudie der Automotive-Branche sind die Profile der mehr als 70.000 bei GULP eingetragenen IT/Engineering-Freiberufler und die über www.gulp.de verschickten Projektanfragen aus dem Automotive-Bereich.

Tester für Hard- und Software

An die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Fahrzeugfunktionen, wie zum Beispiel der Bremsen, werden hohe Anforderungen gestellt. Testen und Diagnose stellen sicher, dass Fahrzeugfunktionen zuverlässig funktionieren und helfen Fehler zu identifizieren.

Getestet werden muss in der Automobil-Industrie sowohl Hard- als auch Software. Wenn auch beide Bereiche fließend ineinander übergehen, gibt es doch jeweils Besonderheiten – deswegen zwei getrennte Punkte. Auch Hardware in the Loop möchten wir gesondert behandeln, auch wenn damit natürlich sowohl Soft- als auch Hardware getestet werden kann. Über die Marktposition freiberuflicher Test-Spezialisten über alle Branchen hinweg lesen Sie mehr in einer anderen GULP Marktstudie.

Übrigens: Wer die Konstrukteure ( CATIA, Pro/Engineer, AutoCAD & Co) hier vermisst – auch über diese gibt es eine eigene GULP Marktstudie. Sehr viele freiberufliche Konstrukteure sind zwar in der Automotive-Branche tätig – aber sie können fast ebenso gut in einer anderen Branche tätig sein. Die CAD-Programme werden in der Automobilherstellung häufig eingesetzt, sind aber nicht rein Automotive-spezifisch. Das heißt, für freiberufliche Konstrukteure ist Branchenkenntnis zwar von Vorteil, aber nicht in der detaillierten Tiefe wie bei den in diesem Artikel vorgestellten Positionen.

Testen soll schon während der Produktion die Fehler aufdecken. Im Gegensatz zur Diagnose werden hier gezielt Spezifikations- und Implementierungsfehler nachgewiesen, die im Rahmen der Integration verschiedener Komponenten entstehen. Dafür gibt es im Automotive-Bereich spezielle Verfahren: Model in the loop, Rapid Prototyping (wieder eine Schnittstelle also!), Hardware in the Loop und Software in the Loop.

Folgende Skills werden in diesem Bereich nachgefragt:

Tätigkeit/
Aufgabenbereich
Synonyme oder Teilbereiche Skills primär Skills sekundär
Tester für Hard- und Software Software-Test, SIL, Software in the Loop Software-Testprozesse und Testautomatisierung;
Meist: Kenntnisse von Steuergerät & Bussystem (CAN, Flexray, MOST) und der Test-Tools für die verschiedenen Bussysteme, z.B. CANoe, CAPL, CANalyzer, Optolyzer (MOST)
Kenntnisse der Software-Entwicklungsprozesse und der Kriterien für Software-Qualität (SPiCE, CMM-i, ISO9001, V-Modell);
Gute Kenntnis der Hardware (z.B. Steuergeräte, Debugger);
Erfahrung als Software-Entwickler (v.a. Embedded, C, C++, Java, UML, Perl), als Test Engineer oder in der der Qualitätssicherung;
Erfahrung in der Automatisierung von Funktionaltests mit Quicktest Professional oder Rational Functional Tester, Branchenerfahrung, AUTOSAR
teils: ISTQB Certified Tester;
bei SIL: Matlab/Simulink

Der Freiberufler stellt entweder nur Testkonzepte auf oder führt selbst Tests durch.

Im ersten Fall beschreibt er zum Beispiel die Testumgebungen und Standardtestfälle. Er gibt ein standardisiertes Vorgehen beim Testen und bei der Dokumentation der Ergebnisse vor. Er gibt vor, wie das Vorgehen bei der Bearbeitung von Bugs auszusehen hat und hält fest, welche Tests bei der Aufnahme neuer Baureihen und Steuergeräte nötig sind. Hier rückt die Branchen- und Softwarekenntnis etwas in den Hintergrund. Sie ist hilfreich – aber wichtiger ist hier die Kenntnis der Testprozesse, Testdurchführung und –analyse. Eine Zertifizierung zum ISTQB Certified Tester ist hier oft ein nice-to-have-Kriterium. Sie wird relativ häufig nachgefragt, aber fast nie als Must-have.

Im zweiten Fall testet der Selbstständige selbst. Es werden sowohl manuelle Tests durchgeführt als auch automatisierte Tests eingerichtet. Wer Software testet und Bugs behebt, braucht natürlich eine gute Kenntnis der Standards und Vorgehensweisen, nach denen in der Automobilindustrie Software entwickelt wird, also zum Beispiel SPiCE, die MISRA-Regeln, CMM-i, AUTOSAR oder ISO9001. In den meisten Fällen ist die Kenntnis der Bussysteme gefordert, also CAN, FlexRay (X-by-Wire), LIN, MOST oder seltener auch IEEE-1394. Wer beispielsweise CAN-MOST-Vernetzungssoftware testen soll, arbeitet mit speziellen Testtools für die Bussysteme wie CANoe und CAPL für CAN oder Optolyzer für MOST.

Zum Testen von Embedded Software sind oft auch Kenntnisse der verschiedenen Echtzeitbetriebssysteme erforderlich. Meist wird vom Freiberufler Erfahrung als Software-Entwickler in der Automotive-Branche gefordert, am häufigsten C, C++, CAPL (CANoe-spezifische, C-ähnliche Programmiersprache), OSGi und UML. Wer Erfahrung in der Entwicklung von Echtzeitsoftware hat, kennt sich auch mit Mikrocontrollern und Steuergeräten aus. Gefragt sind vor allem die Bereiche Body/Komfort-Elektronik und Fahrerassistenz (ABS, Tempomat, Bremsassistent, Spurerkennung, Spurhalteassistent, Anfahrhilfe, Parkassistent, Abstandsregelung,...).

Tester müssen eng zusammenarbeiten mit den Systemarchitekten und Entwicklern – oft überschneiden sich die Tätigkeitsbereiche und der Entwickler oder Systemarchitekt übernimmt den Test der Software.

Die Profile von Freiberuflern bei GULP, die im Bereich Soft- und Hardware-Test in der Automotive-Branche nachgefragt werden, sehen beispielsweise so aus:

Ein Beispiel für eine entsprechende Projektanfrage:

Gesucht war ein Software-Tester für Vernetzungssoftware

Aufgaben:

  • Erstellung von Spezifikationen und Durchführung von Black- und White-Box-Tests
  • Testen von CAN/MOST-Vernetzungssoftware und Netzwerkapplikationen
  • Auswertung von CAN/MOST-Bus-Traces zur Fehlersuche
  • Eigenständige Entwicklung von automatisierten Tests anhand der Designspezifikation
  • Analyse der Anforderungen und Erstellung von Testspezifikationen auf Grundlage interner Pflichtenhefte
  • Durchführung von Reviews für eigene und andere Dokumente gemäß der Prozessbeschreibungen
  • Entwicklungsbegleitende Qualitätssicherung in der Software-Entwicklungsabteilung

Gesuchtes Qualifikationsprofil:

  • Bachelor, Master oder Diplom in Technischer Informatik/Kommunikationstechnik bzw. Assistent der Technischen Informatik oder Techniker
  • Kenntnisse und praktische Erfahrungen in einem oder mehreren der folgenden Gebiete:
  • Planung, Spezifikation und Durchführung von CAN/MOST-Vernetzungstests
  • CAN-Test-Tools (CANoe inkl. MOST-Option), CAPL, VAS-Tester)
  • MOST-Test-Tools (Optolyzer (inkl. ActiveX/MOSTnetservices.dll), Optolyzer g2)
  • CAN/MOST-Netzwerk-Protokolle und -Applikationen (CCP, OSEK-OS etc.)
  • Automotive SPiCE, CMM-i, iso9001
  • Berufserfahrung im Bereich Automotive/Car-Infotainment-Systeme von Vorteil

SIL und HIL – Software und Hardware in the Loop

Speziell in der Automobilindustrie wird das Software-System Software in the Loop (SIL) für Test und Simulation eingesetzt. Bei der SIL wird im Gegensatz zu HIL (Hardware in the Loop) keine besondere Hardware eingesetzt. Das erstellte Modell der Software wird in den für die Zielhardware verständlichen Code umgewandelt (beispielsweise von einem Matlab-Modell nach C-Code). Dieser Code wird auf dem Entwicklungsrechner zusammen mit dem simulierten Modell ausgeführt, anstatt wie bei Hardware in the Loop auf der Zielhardware zu laufen. SIL ist also vor HIL anzuwenden. Das hier benutzte Modell kann auch bei HIL weiter verwendet werden, und somit die einzelnen Testläufe miteinander verglichen werden.

Selbstständige SIL-Spezialisten in der GULP Datenbank (Durchschnittswerte)
Anzahl Stundensatzforderung Alter Berufserfahrung
74 Profile 67 Euro 45 Jahre 21 Jahre

Mit Hardware in the Loop (HIL)-Simulatoren werden Steuergeräte getestet. Simuliert werden Fahrer, Fahrzeug und Fahrzeugumgebung. Bei HIL wird ein eingebettetes System (z. B. reales elektronisches Steuergerät oder mechatronische Komponente) über seine Ein- und Ausgänge an einen HIL-Simulator angeschlossen wird. Hier wird schon deutlich: Kenntnis über Steuergeräte, Bussysteme und die Software sind erforderlich. Neben der reinen Anbindung des elektronischen Steuergeräts an einen HIL-Simulator gibt es auch die Variante des mechatronischen Verfahrens. Hierbei wird auch ein Teil der Mechanik in die Regelschleife integriert – dann werden Mechanik-Kenntnisse benötigt.

Selbstständige HIL-Spezialisten in der GULP Datenbank (Durchschnittswerte)
Anzahl Stundensatzforderung Alter Berufserfahrung
139 Profile 65 Euro 43 Jahre 18 Jahre

Die bei HIL-Spezialisten geforderten Skills sind in etwa dieselben wie bei den oben erwähnten Testern – kein Wunder, es ist ja auch ein Unterbereich davon. Zusätzlich aber muss der Freelancer Kenntnisse der HIL-Umgebungen und –Prüfstände mitbringen, meist Dspace. Teils wird auch Erfahrung im Umgang mit der Dspace-Toolkette gesondert nachgefragt (v.a. Automation Desk, Control Desk, Python). Außerdem braucht er Erfahrung im Umgang mit Matlab und Simulink, um Testfälle modellieren zu können. Zusätzlich sind fundierte Kenntnisse des getesteten Steuergeräts nötig. Oft wird nicht nur im Prüfstand, sondern auch im Fahrzeug selbst getestet. Auch hier ist sind die ISTQ-Zertifizierungen zum Tester ein gerne gesehenes Nice-to-have.

Tätigkeit/
Aufgabenbereich
Synonyme oder Teilbereiche Skills primär Skills sekundär
Tester für Hard- und Software SIL, Software in the Loop, HIL, Hardware in the Loop Matlab, Simulink;
Kenntnisse im Bereich
des getesteten
Steuer­geräts
(z.B. Motor­entwicklung,
Getriebe­steuerung,
Komfort­elektronik);
Kenntnisse der Bussysteme/
Fahrzeug­kommunikation;
Erfahrung mit den
SIL- bzw. HIL-Tools
(z.B. dspace, carts)
Kenntnisse der Mechanik und Elektrotechnik im Fahrzeug; Kenntnisse der Software-Entwicklungsprozesse und der Kriterien für Software-Qualität (SPiCE, CMM-i, ISO9001, V-Modell); Gute Kenntnis der Hardware (z.B. Steuergeräte, Debugger); Erfahrung als Software-Entwickler (v.a. Embedded, C, C++, Java, UML, Perl) ASCET, INCA; Branchenerfahrung; teils: ISTQB Certified Tester; evtl. DOORS für Testkataloge

Eine weitere Einsatzmöglichkeit ist die Entwicklung, Installation und Inbetriebnahme der HIL-Prüfstände selbst und nicht das Testen damit ( beispielhaftes Freiberufler-Profil). Solche ein Freelancer setzt Testspezifikationen in eine Testumgebung um und überprüft zum Beispiel, wie die elektrischen Steuergeräte-Schnittstellen korrekt angesteuert werden. Hier sind Tester-Know-how und Kenntnis der Dspace-Tools wichtiger als die Kenntnis der Fahrzeugkommunikation oder Steuergeräte. Wobei die Übergänge wiederum fließend sind – ein HIL-Tester entwickelt oft die HIL-Umgebung, die er benutzt weiter, pflegt und wartet sie.

Der Bedarf an Freiberuflern, die sich mit Steuergeräten und der Automotive-Industrie auskennen, stieg vor allem im zweiten Quartal 2010 an, wie die nachfolgende Grafik zeigt. Natürlich werden nicht nur im Bereich SIL/HIL Kenntnisse im Bereich Steuergeräte vorausgesetzt – sondern immer dann, wenn es um elektronische Komponenten geht.

Entwicklung-der-Projektanfragen-im-Bereich-Steuergeraet

Die Profile von Freiberuflern bei GULP, die im Bereich SIL/HIL in der Automotive-Branche nachgefragt werden, sehen beispielsweise so aus:

Ein Beispiel für eine entsprechende Projektanfrage:

Gesucht war ein HIL-Test-Spezialist

Aufgaben:

  • Embedded-Software-Systemtest in einem Testteam
  • Begleitung des gesamten Software-Testprozesses von Testfallermittlung und Test-Design bis hin zu Codierung, Durchführung und Bewertung
  • Programmieren von Restfahrzeug-Simulationen für den Steuergerätetest
  • Stetige Optimierung des Software-Testprozesses in projektübergreifenden Prozessteams
  • Weiterentwicklung von Konzepten und Methoden im Software-Systemtest
  • Weiterentwicklung der Prüfstände und Tools im Software-Systemtest
  • Vertiefung der Systemkenntnisse aller Lenkungskomponenten
  • Enge Zusammenarbeit mit Kunden und Software-Projektpartnern

Gesuchtes Qualifikationsprofil:

  • Sehr gute Kenntnisse HIL-Tests (Hardware in the Loop)
  • Erfahrung mit Lenkungskomponenten/Lenkungssytemen
  • Erfahrung in der Testautomatisierung im Automobilsektor
  • Erfahrung mit Matlab/Simulink
  • Kenntnisse im Umgang mit der Toolkette zur Testautomatisierung der Firma DSpace (Controldesk, Automationdesk, Caldesk, Python)

Integrationstests, Diagnose und Erprobung

Integrationstests

Ein Teilbereich der Soft- und Hardwaretests sind Integrationstests. Der Integrationstest folgt auf den Komponententest. Die einzelnen Komponenten werden dabei erstmals nicht nur für sich, in ihrem Zusammenspiel getestet. Kurz: Aus einzelnen Software-Komponenten soll ein funktionierendes Software-System werden. Deswegen gelten generell die gleichen Skill-Anforderungen wie für Tester – mit einigen Besonderheiten.

Tätigkeit/
Aufgabenbereich
Synonyme oder Teilbereiche Skills primär Skills sekundär
Tester für Hard- und Software Integrationstest, Software-Integrator Softwaretest­methoden;
Vertiefte Kenntnisse in der Software-Architektur;
Erfahrung mit Entwicklungs-Tools (z.B. Debugger, Compiler, Emulatoren)
Erfahrung mit Embedded Systems im Allgemeinen (von Programmier­sprache C/C++ bis Echtzeit­betriebssysteme);
AUTOSAR;
evtl. DOORS für Lastenheft;
Kenntnisse der Bus­systeme;
Branchen­terfahrung

Es wird nicht nur getestet, sondern es werden entweder zusätzlich Änderungsspezifikationen für die Softwaremodule erstellt – oder sie werden gleich geändert. Der Freelancer braucht vertieftes Wissen in der Software-Architektur und/oder –Entwicklung. Es gibt viele Schnittstellen zum Software-Architekten und zum Embedded-Programmierer.

Manchmal übernimmt der Software-Architekt bzw. derjenige, der die Spezifikationen erstellt, auch die Integrationstests. Dabei geht es dann auch um die Code-Qualität, so dass eine gute Kenntnis der Software-Standards und Entwicklungs-Prozesse der Automobilindustrie (MISRA, SPiCE, CMM-i, ISO9001) von Vorteil ist. Außerdem ist natürlich Erfahrung mit den Programmiersprachen C und C++ nötig. Am Software-Integrator wird ersichtlich, wie die Aufgaben ineinander übergehen.

Die Profile von Freiberuflern bei GULP, die im Bereich Software-Integration im Automotive-Bereich nachgefragt werden, sehen beispielsweise so aus:

Ein Beispiel für eine entsprechende Projektanfrage:

Gesucht war ein Ingenieur Softwareintegration und –integrationstest für mechatronische (embedded) Lenksysteme

Aufgaben:

  • Anforderungsanalyse, Softwarearchitektur, Wiederverwendung von Entwicklungsartefakten und Software-Integration sind entscheidende Erfolgsfaktoren. Die Software-Komponenten sollen deswegen zu einem Gesamtsoftwaresystem integriert werden. Dazu nötig:
  • Erstellen von Testspezifikationen
  • Durchführen und Dokumentieren von Softwareintegrationstests

Gesuchtes Qualifikationsprofil:

  • Dr. Ing., Dipl.-Ing. Informatik oder vergleichbare Fachrichtung oder praktische Erfahrung
  • sehr gute Kenntnisse im Bereich Softwaretestmethoden
  • gute Kenntnisse und Erfahrungen im Bereich Automotive-Embedded-Softwareentwicklung
  • gute Kenntnisse im Bereich UML
  • gute Kenntnisse im Konfigurationsmanagement (Clearcase)
  • sehr gute Kenntnisse bzgl. Entwicklungstools (Make, Compiler, Linker)

Das Thema Integration war hier nicht auf mechanische/elektrische Teilsysteme oder verteilte Softwaresysteme bezogen. Der Schwerpunkt lag mehr in Richtung Softwareintegrationsdurchführung.

Diagnose

Die Diagnose kommt im Gegensatz zum Test erst dann ins Spiel, wenn schon Fehler aufgetaucht sind. Bei der Fahrzeugdiagnose geht es meist um Fehler, die im Zusammenhang mit elektronischen Komponenten wie Steuergeräten oder Sensoren auftreten. Deswegen ist auch eine vertiefte Kenntnis dieser Komponenten und der Fahrzeugkommunikation (Bussysteme) erforderlich. Ebenso Erfahrung im Umgang mit den entsprechenden, oben erwähnten Analysetools wie CANalyzer. Teils sind in Unternehmen auch selbst entwickelte Diagnose-Tools im Einsatz, die zum Beispiel Java-basiert sein können. Dann sind auch Java-Kenntnisse von Vorteil, um das Tool nicht nur verstehen und einsetzen, sondern auch weiterentwickeln zu können. Hier geht es also eher um die Elektronik als um die Software.

Ebenso gehört die Fahrzeugerprobung zum Bereich Diagnose, also das Überprüfen der Funktionen im Fahrzeug – auf dem Prüfstand, im Fahrsimulator oder bei Testfahrten auf der Straße. Auch hier werden IT/Engineering-Freiberufler eingesetzt, erforderlich ist zu den beschriebenen Skills natürlich der entsprechende Führerschein (Kfz, LKW, etc.).

Ein Beispiel für ein Projektangebot: Ein IT/Engineering-Freiberufler sollte Algorithmen und Software zur Senderverfolgung einer Radiosoftware testen – und zwar auf Erprobungsfahrten in Europa, USA, China und Japan. Ziel war die Spezifikation von zusätzlichen Software-Anforderungen. Gefordert waren dafür unter anderem Kenntnisse in der Embedded-Programmierung mit C und C++ und der Echtzeitbetriebssysteme, in der Modellierung mit UML und Know-how über die Software-Entwicklungsprozesse. Wichtig war außerdem Berufserfahrung im Bereich Car-Infotainment-Systeme (z.B. Radio, Navigation, Telefon, Multimedia).

Tätigkeit/
Aufgabenbereich
Synonyme oder Teilbereiche Skills primär Skills sekundär
Tester für Hard- und Software Diagnose Vertiefte Kenntnis der elektronischen Komponenten (z.B. Steuer­geräte, Sensoren) und Bus­systeme;
Erfahrung in der Fahrzeug­diagnose, Umgang mit den entsprechenden Tools (Ediabas, Bus-Analysesysteme, CANalayzer, CANoe)
Elektronik-Kenntnisse;
Debugger (z.B. Lauterbach);
Kenntnisse zusätzlicher Programmier­sprachen zur Weiter­entwicklung am Diagnose-Tool;
SIL, HIL;

Nachfrage nach den Bussystemen

Nötig sind bei der Diagnose vertiefte Kenntnisse vor allem der Bussysteme. Hierbei gibt es einen klaren Sieger: In 55,1 Prozent der Projektanfragen aus der Automotive-Branche, in denen Spezialisten für Bussysteme gesucht wurden, ging es um CAN-Bus. Flexray (15,9 Prozent), MOST (14,8 Prozent) und LIN (11,4 Prozent) folgen weit abgeschlagen und kommen auf einen etwa gleich großen Nachfrageanteil.

Verteilung-der-Projektanfragen-im-Bereich-Bussysteme

Als Beispiel für die Entwicklung der Nachfrage hier der Anteil der Angebote, in denen Spezialisten für CAN-Bussysteme für den Automotive-Bereich gesucht wurden, an allen über GULP an IT/Engineering-Freiberufler verschickten Automotive-Angeboten:

Entwicklung-der-Projektanfragen-zum-CAN-Bussystem

Die Profile von Freiberuflern bei GULP, die im Bereich Test/Diagnose im Automotive-Bereich nachgefragt werden, sehen beispielsweise so aus:

 

Ein weiteres Beispiel für eine entsprechende Projektanfrage:

Gesucht war ein Energiediagnost

Aufgaben:

  • Spezifikation von Diagnosefunktionen im Bereich Energiebordnetz
  • Analyse und Darstellung von Verbesserungspotential im Bereich Energiediagnose
  • Vereinbarung von Maßnahmen mit den Entwicklern
  • Spezifikation von Tests in qc

Gesuchtes Qualifikationsprofil:

  • Erfahrung im Bereich Energiebordnetz, Energiemanagement
  • Erfahrung in der e/e-Fahrzeug-Diagnose
  • Kenntnis des Weck-/Einschlafverhaltens von Steuergeräten am Bus (CAN, Flexray)
  • Umgang mit Tools zur Fahrzeugdiagnose (Ediabas, CAN-Analyse etc.)
  • qc (Testspezifikation, Testmanagement)
  • Kenntnis des Entwicklungsprozesses eines großen deutschen Automobilherstellers
  • nice-to-have: Automotive-Erfahrung im Bereich vernetzte Funktionen (z.B. Spezifikation, Programmierung, Absicherung) und DOORS-Kenntnisse  

Mit diesem vierten Teil endet unsere Serie zur Automotive-Branche. Welche Aspekte fanden Sie gut, welche haben gefehlt? Über welche Branche würden Sie als nächstes gerne lesen? Wir sind gespannt auf Ihre Meinung.

Mehr Informationen zum Thema bei GULP:

Artikel in der GULP Knowledge Base

 

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