Volvo Car Corporation (VCC)은 세계에서 가장 잘 알려지고 존경받는 자동차 브랜드 중 하나로, 업계에서 고객들에게 최신 기술과 안전을 제공하는 것으로 유명합니다. 스웨덴 고텐버그 외곽에 위치한 VCC 개발 센터에서 수천 명의 엔지니어들이 차세대 승용차를 위한 기술을 개발하고 있습니다. VCC 개발 센터의 주요 활동은 전기, 내연, 또는 하이브리드 시스템을 모두 포함한 파워트레인 구성 요소(엔진, 변속기, 변속 장치)의성능을향상시키는것입니다. 따라서 파워트레인 어플리케이션을 위한 제어 소프트웨어는 중요한 역할을 합니다.

볼보자동차는 약 20년 전부터 엔진 및 드라이브 트레인 제어를 위한 모델 기반 사내 소프트웨어 개발을 도입했습니다. 모델 기반 개발의 이점은 현장 엔지니어의 도메인 전문 지식이 자동화된 고품질 소프트웨어 생성과 결합될 수 있다는 점입니다. 기능 개발자들은 메카트로닉스 시스템과 그 기능적 행동에 초점을 맞춥니다. 소프트웨어 생성 도구 체인은 기능 설계자들로 하여금 제어기 코드가 포함된 가독성 좋고 테스트가 용이한 소프트웨어 모델을 생성합니다.VCC추진및 파워트레인 부문은 약 10명의 소프트웨어 개발자로 구성된 비교적 작은 팀에서 2002년에 시작되었습니다. 그 당시 소프트웨어 빌드 프로세스와 코드 생성에는 Manual BAT 파일이 사용되었습니다.

지난 몇 년간 많은 드라이브 트레인 변형에 따른 다양한 차량 프로젝트에 대한 수요가 증가하였고, 제어기 소프트웨어에는 점점 더 많은 기능들이 추가되었습니다. 또한 자동차 SW 복잡도가 증대되고 있으며, 필요한 기능도 기하급수적으로 증가했습니다. 이에 개발 체인에 포함되어야 할 검증 단계가 늘어났습니다. 개발팀은 최근 100명 이상의 도메인 전문가와 기능 개발자로 성장하였습니다. 팀 규모가 증가함에 따라 주요 과제는 여러 소프트웨어 구성요소를시스템에통합하고 소프트웨어 저장소(repository)에서 추적해야 하는 오류를 해결하는 것이었습니다. 그러나 새로운 소프트웨어 제품을 출시할 때마다 이 작업은 점점 더 어려워졌습니다. 당시 Apache SVN은 개발 중인 여러 소프트웨어 버전을 관리하기 위한 근간으로 사용되었습니다.

2014년 볼보자동차 상위 기술 관리자들은 SW 품질 향상을 위해 산업에서 유래된 모범 사례를 벤치마킹하여 개발 방법을 도입하기로 결정했습니다. 오늘날의 소프트웨어 산업에서 CI(Continuous Integration)와 야간 빌드(Nightly Build)는 소프트웨어 시스템의 다양한 구성요소가 완전한 소프트웨어 시스템으로 쉽게 통합되고 기존의 기능이 새로운 기능에 의해 손상되지 않도록 하는데 사용됩니다. 또한, 개별 개발자들은 소프트웨어시스템에대한그들의 기여에 대해 신속한 피드백을 받을 수 있고, 자원 집약적인 테스트 프로세스를 통해 하루만에 더 큰 서버에서 테스트를 수행할 수 있게 됩니다. 야간 빌드(Nightly Build) 및 CI(Continuous Integration)를 사용하여 제품 릴리즈 시 일반적으로 발생하는 “통합의 악몽”을 피할 수 있습니다. 볼보자동차는 이러한 CI의 핵심 원칙을 전체 전자제어 모듈에 도입하였습니다.

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지금까지 VCC의 초점은 버전 관리, 코드 생성 및 최종 코드의 품질을 위한 기술 개발이었습니다. 그러나 모델 기반 설계에서 최종 코드의 품질은 자동화된 코드 생성을 위한 기반을 제공하는 소프트웨어 모델의 설정에 따라 달라집니다. 기능 모델은 소프트웨어 모델의 가장 중심적인 산출물을 나타내며, 최종 코드 품질 결과의 핵심은 소프트웨어 모델의 철저한 검증입니다. 이러한 이유로 볼보자동차 파워트레인 부문은 격차를 줄이기 위해 모델 품질 측정 기준과 그에 따른 품질 지원 도구를 찾기 시작했습니다.

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2017년 볼보자동차는 독일 베를린 소재의 SW 모델 품질 전문 회사인 MES(Model Engineering Solutions)가 제공하는 모델 품질 도구인 MXAM(Model Examiner, 모델 복잡도 및 모델링 가이드라인 검증 툴)을 기존 CI 툴체인에 점진적으로 도입하기로 결정했습니다. MXAM은 CI 툴체인을 통과하는 각 모델과 모든 모델에 대한 품질 메트릭을 계산하고 표준 모델링 가이드라인(MISRA AC, MAAB, dSPACE)을분석했습니다.수집된메트릭은 프로세스에서 품질 게이트로 사용되었으며, 소프트웨어 모델의 분석 결과는 모듈 변경을 전적으로 책임지는 개별 기능 설계자에게 보고되었습니다. [그림 2]와 [그림 3]은 체크 게이트의 집계된 결과와 이들 게이트가 보고되는 방식을 보여줍니다. 링크를 클릭하면 보다 자세한 결과가 나타나고 개발자가 모델을 수정할 수 있도록 효율적으로 지원해 줍니다.

MXAM을 통해 볼보자동차 파워트레인 연구개발 부문은 프로젝트에 적합한 모델링 품질 가이드라인(MISRA AC, MAAB, dSPACE)을 선택하였습니다. 결과적으로, 모든 개발 프로젝트 및 고신뢰성 프로젝트에 모델링 가이드라인이 적용되었으며 이를 기반으로 컴파일되고 테스트되었습니다.

볼보자동차의 SW 개발 프로세스에서 모든 제어로직 모델은 지정된 서버에 저장될 때마다 자동화로 구현된 MXAM을 통해 모델 복잡도 분석과 모델링 가이드라인 준수 검사를 수행합니다. 모델링 가이드라인 준수 결과, 모델 복잡도 측정 결과, 단위 테스트 결과 및 코드 생성 결과는 상세 보고서 파일과 함께 요약된 피드백의 형태로 개발자에게 제공됩니다. 이와 같이 볼보자동차의 SW 개발 프로세스는 ‘제어 로직 모델’부터 그 이후에 수행하는 ‘모델복잡도측정’및 ‘모델링 가이드라인을 통한 모델 기반 정적 검증’을 거쳐 ‘코드 자동 생성’에 이르기까지 모든 프로세스를 자동화로 구현하게 되었습니다.

새로운 자동화 기반 툴 체인의 도입은 시간과 노력이 다소 소요되었지만, 이외에 수많은 이점을 보여주고 있습니다. 무엇보다도 소프트웨어 팀 간의 협업이 크게 강화되었습니다. 검증 및 품질 보증의 전반적인 목표가 달성되었고, 생산성이 향상되었으며, 지루한 수동 작업의 부하가 현저하게 감소했습니다. 가장 큰 개선은 MXAM를 통해 이루어졌습니다. SW 복잡성이 감소하면서 기능을 더 잘 이해할 수 있기 때문에, 그 결과 파워트레인 매개 변수의 최적화 작업을 더 빠르고 정확하게 수행할 수 있게 되었습니다. 뿐만 아니라 SW의 복잡성 감소는 빠르고 효율적인 모델 수정을 지원하였으며, 단위 테스트를 보다 쉽게 작성할 수 있게 되었습니다.

볼보자동차 추진제어장치 SW 설계자인 Andreas Wikerstal 박사에 따르면, “CI 툴체인은 점점 증가하는 소프트웨어 기반 기능을 마스터하고 동시에 소프트웨어의 견고성과 품질을 유지하는데 필요한 툴 셋(Tool set)을 제공합니다. 기능적 모델 레벨에서 MXAM를 사용하여 프로세스의 초기 단계에서부터 품질을 측정하여 지속적으로 품질을 개선하였습니다. 이를 통해 코드 생성 및 통합이라는 중요한 최종 단계에서 많은 시간과 비용을절약할수있었습니다.”

앞으로 추후 몇 년 동안 볼보자동차는 모든 개발 프로젝트를 포함하여 MBD(Model Based Development) 기반 개발 프로세스를 점진적으로 확대하는 것을 목표로 하고 있습니다. 점점 더 많은 개발자들이 MXAM를 사용하게 되었습니다. 이에 따라 볼보자동차는 MXAM 자동화 툴체인을 더욱 확장하고 나머지 반자동 단계를 완전 자동화하기 위해 오늘도 최선을 다하고 있습니다.

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​▶ 출처: MES 홈페이지