Automatisiertes Testen Eingebetteter Systeme in der Automobilindustrie.

Inhaltsverzeichnis

1 Bedeutung des Testens in der Automobilindustrie

1.1 Motivation

1.2 Testen im Entwicklungsprozess

1.2.1 Entwicklung nach dem V-Modell

1.2.2 Validierung und Verifikation im Lebenszyklus

1.3 Automatisiertes Testen

1.3.1 Messen , Prüfen , Erproben , Testen

1.3.2 White-, Grey-, und Black-Box-Test

1.3.3 Konkrete Testaktivitäten im Entwicklungsprozess

1.3.3.1 Model-/SW-Testing

1.3.3.2 Steuergeräte-Test

1.3.3.3 Integrations-Test im Labor

1.3.3.4 Testen im Fahrzeug

1.3.3.5 Befundung

1.3.4 Abhängigkeit von der Fahrzeug-Domäne

2 Der Testprozess

2.1 Prozesse – Bremse oder Motor beim Testen?

2.2 Wozu Prozesse ?

2.3 Prozesse in der Projektpraxis

2.3.1 Rollen im Testprozess

2.3.2 Interne Prozesse

2.3.2.1 Schnittstellen

2.3.2.2 Arbeitsprodukte

2.3.3 Übergeordnete Prozesse

2.3.3.1 Prozessschnittstellen

2.3.3.2 Freigabekonzept und Metriken

2.3.3.3 Kommunikationskonzept

2.3.3.4 Gesamtteststrategie und Testharmonisierung

2.3.3.5 Einbettung in Querschnittsprozesse

2.4 Prozesseinführung

2.4.1 Werkzeuge zur Prozesseinführung

2.4.1.1 Bestandteile eines Prozesswerkzeugs

2.4.1.2 Grundlegende Anforderungen an ein Prozesswerkzeug

2.4.2 Etablierung neuer Testprozesse

2.4.2.1 Analyse und Bewertung von Testprojekten

2.4.2.2 Durchführung von Prozessverbesserungen

2.5 Nächste Schritte

3 Analyse, Bewertung und Verbesserung von Testprozessen

3.1 Einleitung

3.2 ISO/IEC 15 504-2 zur Analyse und Bewertung von Prozessen

3.3 Die Anwendung der ISO/IEC 15 504-2

3.4 Das Prozessreferenzmodell TP5

3.4.1 Phasen von TP5

3.4.2 Prozesse von TP5

3.4.2.1 Prozesse der Phase Teststrategie (TST)

3.4.2.2 Prozesse der Phase Testplanung und -monitoring (TPM)

3.4.2.3 Prozesse der Phase Testspezifikation (TSP)

3.4.2.4 Prozesse der Phase Testrealisierung (TRE)

3.4.2.5 Prozesse der Phase Testauswertung (TAW)

3.4.3 Die Anwendung von TP5 zur Verbesserung von Testprozessen

3.5 Weitere Modelle zur Analyse und Bewertung von Prozessen

3.5.1 Bewertung bestehender Modelle

3.5.2 TPI® automotive

3.5.2.1 Testprozesse in TPI® automotive

3.5.2.2 Bewertung

3.5.3 Automotive SPICE™

3.5.4 CMMI®

3.6 Bewertung bestehender Modelle

4 Test Automatisierung im Labor

4.1 Generischer Aufbau

4.1.1 Testobjekt

4.1.1.1 Formen von Testobjekten

4.1.1.2 Zugangspunkte

4.1.1.3 Design for Testability

4.1.2 Testbett

4.1.2.1 Schnittstelle zum Testobjekt

4.1.2.2 Schnittstelle zur Systemsteuerung

4.1.2.3 Automationskern

4.1.3 Systemsteuerung

4.1.3.1 Interaktive Steuerung

4.1.3.2 Signale, Datagramme, Datenströme

4.1.3.3 Steuerung der Testautomation

4.1.3.4 Projektverwaltung

4.1.3.5 Werkzeuge zur Testsystemsteuerung

4.2 Die Technologien Software- und Model-in-the-Loop

4.2.1 Model-in-the-Loop

4.2.2 Software-in-the-Loop

4.3 Die Technologie Hardware-in-the-Loop

4.3.1 Kabelsatz

4.3.2 Elektrische Fehlersimulation

4.3.3 Komponentensimulation

4.3.3.1 Elektrische Lastsimulation

4.3.3.2 Signalkonditionierung

4.3.3.3 Beispiel

4.3.4 Ein- und Ausgabeschicht

4.3.5 Diagnose

4.3.6 Design-for-Testability

4.3.6.1 CAN Calibration Protocol (CCP)

4.3.6.2 Universal Measurement and Calibration Protocol (XCP)

4.3.6.3 Hardwaremanipulation

4.3.7 Echtzeitsysteme

4.3.7.1 Echtzeitkriterium

4.3.7.2 Latenzzeit

4.3.7.3 Überlegungen zur Wahl der Periodendauer

5 Testen im Fahrzeug

5.1 Bedeutung und Ziel des Fahrzeugtests

5.2 Testinhalte

5.3 Testablauf

5.4 Automatisierungsgrad

5.4.1 Ziel

5.4.2 Automatisierung und Interaktion

5.5 Herausforderungen des Fahrzeugtests gegenüber dem Labortest

5.6 Tools

5.6.1 Messmittel

5.6.2 Testmittel

6 Einsatz von Simulationsmodellen beim Test elektronischer Steuergeräte

6.1 Hinführung

6.2 Modell und Simulation

6.2.1 Begriffe

6.2.2 Festlegung der Modellgüte

6.3 HiL-Simulationsmodelle – Anforderungsanalyse

6.3.1 Einfluss der Integrationsstufe

6.3.2 Adäquate Nachbildung relevanter Regelstrecken

6.3.2.1 Abhängigkeit der erforderlichen Modellgenauigkeitvon der Integrationsstufe

6.3.2.2 Domänenspezifische Bedeutung

6.3.3 Abbildung von Sensoren und Aktoren

6.3.4 Nachbildung umgebender mechatronischer Fahrzeugsubsysteme – Restbussimulation

6.3.5 Schnittstellen für interaktives und automatisiertes Testen

6.3.6 Echtzeitfähigkeit

6.3.7 Änderungsfreundlichkeit

6.4 Realisierung

6.4.1 Modellstruktur

6.4.2 Trennung von Struktur und Parametern

6.4.3 Realisierung von Regelstreckenmodellen

6.4.3.1 Vorbemerkung

6.4.3.2 Motoren

6.4.3.3 Getriebe

6.4.3.4 Fahrdynamiksysteme

6.4.3.5 Diskussion von Implementierungsansätzen

6.4.3.6 Make or Buy

6.4.4 Sensor- und Aktormodelle

6.4.5 Modelle mechatronischer Fahrzeugsubsysteme

6.4.6 Schnittstellen zur Signalmanipulation

6.4.7 Integrationsverfahren

6.5 Periphere Prozesse

6.5.1 Modellparametrierung

6.5.2 Versionsmanagement

7 Test-Operations

7.1 Testen in der Serienentwicklung

7.1.1 Phasen der Entwicklung

7.1.1.1 A-Muster

7.1.1.2 B-Muster

7.1.1.3 C-Muster

7.1.1.4 D-Muster

7.1.2 Test-Automatisierungsgrade

7.1.2.1 Manuelle Tests

7.1.2.2 Semi-automatisierte Tests

7.1.2.3 Vollautomatisierte Tests

7.1.3 Die Rolle des Lastenhefts in der Praxis

7.1.4 Kategorisierung in der Teststrategie

7.1.5 Testspezifikation

7.1.6 Testfallimplementierung

7.1.6.1 Testwerkzeug

7.1.6.2 Effizienzsteigerung durch Wiederverwendung von Testprogrammen

7.1.7 Testergebnisse

7.1.8 Fehlerverfolgung

7.2 Testen in der Serienbetreuung

8 Automatisiertes Testen im Nutzfahrzeugbereich

8.1 Hinführung

8.2 Anforderungen an Nutzfahrzeuge aus Kundensicht

8.2.1 Wirtschaftlichkeit

8.2.2 Zuverlässigkeit

8.2.3 Sicherheit

8.2.4 Funktionalität

8.3 Besonderheiten der Nutzfahrzeugindustrie

8.3.1 Gesetzgebung

8.3.2 Produktzyklen

8.3.3 Fahrzeugvarianten

8.3.4 Globalisierung

8.4 Besonderheiten der Nutzfahrzeugelektronik

8.4.1 Gesamtfahrzeug

8.4.2 Antriebstrang

8.4.2.1 Motor

8.4.2.2 Getriebe

8.4.2.3 Bremssystem

8.4.3 Telematik

8.4.4 Fahrerassistenzsysteme

8.4.5 Omnibusse

8.4.6 Transporter

8.5 Testen von Nutzfahrzeugelektronik

8.5.1 Testautomatisierung

8.5.2 Testprozesse

8.5.3 Betreibermodelle

8.5.4 Wirtschaftlichkeit

8.6 Ausblick

9 Lebensdauertests und Befunden während der Produktion

9.1 Einleitung

9.2 Lebensdaueranforderungen an das Produkt

9.2.1 Hinführung

9.2.2 Normen nach ISO und DIN EN

9.2.2.1 Thermisch/klimatische Belastungen (ISO 16 750-4)

9.2.2.2 Mechanische Belastungen nach ISO 16 750-3

9.2.2.3 Chemische Belastungen nach ISO 16 750-5

9.2.2.4 Elektrische Belastungen nach ISO 16 750-2

9.3 Schadteilanalyse

9.3.1 Ziel der Schadteilanalyse

9.3.2 Grundvoraussetzungen

9.3.3 Vorgehensweise

9.3.4 Hilfsmittel

9.3.5 Teileprüfungen in realitätsnahem Umfeld.

9.3.6 Maßnahmen und Bericht

9.3.7 Zusammenfassung

10 Testen als globale Aufgabe

10.1 Einleitung

10.2 Herausforderungen des Testens als globale Aufgabe

10.3 Virtuelle Test-Center

10.3.1 Das Konzept Virtueller Test-Center (ViT)

10.3.2 Zu beachtende Prozess-Aspekte

10.3.3 Zu beachtende technologische Aspekte

10.3.4 Mehrwert durch Virtuelle Test-Center

11 Ausblick

11.1 Eine kleine Geschichte der Automobilelektronik

11.2 Paradigmenwechsel und Schwerpunkte in der Automobilelektronik

11.2.1 Funktionsvielfalt und Zuverlässigkeit

11.2.2 CO2-Reduktion, Kraftstoffkosten und nachhaltige Mobilität

11.3 Schwerpunkt Neue Technologien

11.3.1 Elektronikplattformen als Hochleistungsrechnerverbund

11.3.2 Innovative Sensorik

11.3.3 Elektrifizierte Aktuatorik

11.3.4 Infotainment als stärkste Wachstumsdomäne

11.3.5 Auswirkungen auf das Testen

11.4 Schwerpunkt Standardisierung

11.5 Schwerpunkt Kunden, Märkte und Fahrzeugsegmente

11.6 Schwerpunkt Globale Wertschöpfung

11.7 Schwerpunkt Nachhaltige Mobilität

11.8 Fazit für das automatisierte Testen eingebetteter Systeme

Anhang

Definitionen

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungen

Literaturverzeichnis

Vertiefende Veröffentlichungen der Autoren

Relevante Standards und Normen

Die Autoren

Index