Inhaltsverzeichnis | 12 |
1 Bedeutung des Testens in der Automobilindustrie | 20 |
1.1 Motivation | 20 |
1.2 Testen im Entwicklungsprozess | 21 |
1.2.1 Entwicklung nach dem V-Modell | 21 |
1.2.2 Validierung und Verifikation im Lebenszyklus | 24 |
1.3 Automatisiertes Testen | 24 |
1.3.1 Messen , Prüfen , Erproben , Testen | 24 |
1.3.2 White-, Grey-, und Black-Box-Test | 25 |
1.3.3 Konkrete Testaktivitäten im Entwicklungsprozess | 26 |
1.3.3.1 Model-/SW-Testing | 27 |
1.3.3.2 Steuergeräte-Test | 27 |
1.3.3.3 Integrations-Test im Labor | 28 |
1.3.3.4 Testen im Fahrzeug | 29 |
1.3.3.5 Befundung | 29 |
1.3.4 Abhängigkeit von der Fahrzeug-Domäne | 30 |
2 Der Testprozess | 32 |
2.1 Prozesse – Bremse oder Motor beim Testen? | 32 |
2.2 Wozu Prozesse ? | 33 |
2.3 Prozesse in der Projektpraxis | 34 |
2.3.1 Rollen im Testprozess | 37 |
2.3.2 Interne Prozesse | 39 |
2.3.2.1 Schnittstellen | 40 |
2.3.2.2 Arbeitsprodukte | 40 |
2.3.3 Übergeordnete Prozesse | 43 |
2.3.3.1 Prozessschnittstellen | 44 |
2.3.3.2 Freigabekonzept und Metriken | 44 |
2.3.3.3 Kommunikationskonzept | 45 |
2.3.3.4 Gesamtteststrategie und Testharmonisierung | 45 |
2.3.3.5 Einbettung in Querschnittsprozesse | 46 |
2.4 Prozesseinführung | 48 |
2.4.1 Werkzeuge zur Prozesseinführung | 49 |
2.4.1.1 Bestandteile eines Prozesswerkzeugs | 49 |
2.4.1.2 Grundlegende Anforderungen an ein Prozesswerkzeug | 51 |
2.4.2 Etablierung neuer Testprozesse | 52 |
2.4.2.1 Analyse und Bewertung von Testprojekten | 53 |
2.4.2.2 Durchführung von Prozessverbesserungen | 54 |
2.5 Nächste Schritte | 56 |
3 Analyse, Bewertung und Verbesserung von Testprozessen | 58 |
3.1 Einleitung | 58 |
3.2 ISO/IEC 15 504-2 zur Analyse und Bewertung von Prozessen | 58 |
3.3 Die Anwendung der ISO/IEC 15 504-2 | 61 |
3.4 Das Prozessreferenzmodell TP5 | 62 |
3.4.1 Phasen von TP5 | 63 |
3.4.2 Prozesse von TP5 | 64 |
3.4.2.1 Prozesse der Phase Teststrategie (TST) | 65 |
3.4.2.2 Prozesse der Phase Testplanung und -monitoring (TPM) | 66 |
3.4.2.3 Prozesse der Phase Testspezifikation (TSP) | 67 |
3.4.2.4 Prozesse der Phase Testrealisierung (TRE) | 67 |
3.4.2.5 Prozesse der Phase Testauswertung (TAW) | 68 |
3.4.3 Die Anwendung von TP5 zur Verbesserung von Testprozessen | 68 |
3.5 Weitere Modelle zur Analyse und Bewertung von Prozessen | 69 |
3.5.1 Bewertung bestehender Modelle | 70 |
3.5.2 TPI® automotive | 71 |
3.5.2.1 Testprozesse in TPI® automotive | 73 |
3.5.2.2 Bewertung | 74 |
3.5.3 Automotive SPICE™ | 75 |
3.5.4 CMMI® | 76 |
3.6 Bewertung bestehender Modelle | 77 |
4 Test Automatisierung im Labor | 80 |
4.1 Generischer Aufbau | 80 |
4.1.1 Testobjekt | 81 |
4.1.1.1 Formen von Testobjekten | 81 |
4.1.1.2 Zugangspunkte | 82 |
4.1.1.3 Design for Testability | 83 |
4.1.2 Testbett | 84 |
4.1.2.1 Schnittstelle zum Testobjekt | 85 |
4.1.2.2 Schnittstelle zur Systemsteuerung | 85 |
4.1.2.3 Automationskern | 85 |
4.1.3 Systemsteuerung | 87 |
4.1.3.1 Interaktive Steuerung | 88 |
4.1.3.2 Signale, Datagramme, Datenströme | 88 |
4.1.3.3 Steuerung der Testautomation | 89 |
4.1.3.4 Projektverwaltung | 90 |
4.1.3.5 Werkzeuge zur Testsystemsteuerung | 91 |
4.2 Die Technologien Software- und Model-in-the-Loop | 92 |
4.2.1 Model-in-the-Loop | 93 |
4.2.2 Software-in-the-Loop | 93 |
4.3 Die Technologie Hardware-in-the-Loop | 94 |
4.3.1 Kabelsatz | 96 |
4.3.2 Elektrische Fehlersimulation | 96 |
4.3.3 Komponentensimulation | 98 |
4.3.3.1 Elektrische Lastsimulation | 98 |
4.3.3.2 Signalkonditionierung | 98 |
4.3.3.3 Beispiel | 98 |
4.3.4 Ein- und Ausgabeschicht | 99 |
4.3.5 Diagnose | 100 |
4.3.6 Design-for-Testability | 100 |
4.3.6.1 CAN Calibration Protocol (CCP) | 100 |
4.3.6.2 Universal Measurement and Calibration Protocol (XCP) | 101 |
4.3.6.3 Hardwaremanipulation | 101 |
4.3.7 Echtzeitsysteme | 101 |
4.3.7.1 Echtzeitkriterium | 102 |
4.3.7.2 Latenzzeit | 102 |
4.3.7.3 Überlegungen zur Wahl der Periodendauer | 102 |
5 Testen im Fahrzeug | 104 |
5.1 Bedeutung und Ziel des Fahrzeugtests | 104 |
5.2 Testinhalte | 105 |
5.3 Testablauf | 105 |
5.4 Automatisierungsgrad | 106 |
5.4.1 Ziel | 106 |
5.4.2 Automatisierung und Interaktion | 107 |
5.5 Herausforderungen des Fahrzeugtests gegenüber dem Labortest | 108 |
5.6 Tools | 110 |
5.6.1 Messmittel | 110 |
5.6.2 Testmittel | 110 |
6 Einsatz von Simulationsmodellen beim Test elektronischer Steuergeräte | 114 |
6.1 Hinführung | 114 |
6.2 Modell und Simulation | 114 |
6.2.1 Begriffe | 114 |
6.2.2 Festlegung der Modellgüte | 115 |
6.3 HiL-Simulationsmodelle – Anforderungsanalyse | 116 |
6.3.1 Einfluss der Integrationsstufe | 116 |
6.3.2 Adäquate Nachbildung relevanter Regelstrecken | 117 |
6.3.2.1 Abhängigkeit der erforderlichen Modellgenauigkeitvon der Integrationsstufe | 118 |
6.3.2.2 Domänenspezifische Bedeutung | 119 |
6.3.3 Abbildung von Sensoren und Aktoren | 119 |
6.3.4 Nachbildung umgebender mechatronischer Fahrzeugsubsysteme – Restbussimulation | 120 |
6.3.5 Schnittstellen für interaktives und automatisiertes Testen | 122 |
6.3.6 Echtzeitfähigkeit | 123 |
6.3.7 Änderungsfreundlichkeit | 125 |
6.4 Realisierung | 126 |
6.4.1 Modellstruktur | 126 |
6.4.2 Trennung von Struktur und Parametern | 128 |
6.4.3 Realisierung von Regelstreckenmodellen | 129 |
6.4.3.1 Vorbemerkung | 129 |
6.4.3.2 Motoren | 129 |
6.4.3.3 Getriebe | 132 |
6.4.3.4 Fahrdynamiksysteme | 134 |
6.4.3.5 Diskussion von Implementierungsansätzen | 136 |
6.4.3.6 Make or Buy | 137 |
6.4.4 Sensor- und Aktormodelle | 138 |
6.4.5 Modelle mechatronischer Fahrzeugsubsysteme | 139 |
6.4.6 Schnittstellen zur Signalmanipulation | 139 |
6.4.7 Integrationsverfahren | 140 |
6.5 Periphere Prozesse | 141 |
6.5.1 Modellparametrierung | 142 |
6.5.2 Versionsmanagement | 142 |
7 Test-Operations | 144 |
7.1 Testen in der Serienentwicklung | 144 |
7.1.1 Phasen der Entwicklung | 144 |
7.1.1.1 A-Muster | 145 |
7.1.1.2 B-Muster | 145 |
7.1.1.3 C-Muster | 145 |
7.1.1.4 D-Muster | 145 |
7.1.2 Test-Automatisierungsgrade | 146 |
7.1.2.1 Manuelle Tests | 146 |
7.1.2.2 Semi-automatisierte Tests | 146 |
7.1.2.3 Vollautomatisierte Tests | 146 |
7.1.3 Die Rolle des Lastenhefts in der Praxis | 147 |
7.1.4 Kategorisierung in der Teststrategie | 147 |
7.1.5 Testspezifikation | 149 |
7.1.6 Testfallimplementierung | 151 |
7.1.6.1 Testwerkzeug | 151 |
7.1.6.2 Effizienzsteigerung durch Wiederverwendung von Testprogrammen | 153 |
7.1.7 Testergebnisse | 154 |
7.1.8 Fehlerverfolgung | 156 |
7.2 Testen in der Serienbetreuung | 157 |
8 Automatisiertes Testen im Nutzfahrzeugbereich | 160 |
8.1 Hinführung | 160 |
8.2 Anforderungen an Nutzfahrzeuge aus Kundensicht | 160 |
8.2.1 Wirtschaftlichkeit | 160 |
8.2.2 Zuverlässigkeit | 161 |
8.2.3 Sicherheit | 162 |
8.2.4 Funktionalität | 162 |
8.3 Besonderheiten der Nutzfahrzeugindustrie | 163 |
8.3.1 Gesetzgebung | 163 |
8.3.2 Produktzyklen | 163 |
8.3.3 Fahrzeugvarianten | 164 |
8.3.4 Globalisierung | 165 |
8.4 Besonderheiten der Nutzfahrzeugelektronik | 166 |
8.4.1 Gesamtfahrzeug | 166 |
8.4.2 Antriebstrang | 167 |
8.4.2.1 Motor | 167 |
8.4.2.2 Getriebe | 168 |
8.4.2.3 Bremssystem | 168 |
8.4.3 Telematik | 169 |
8.4.4 Fahrerassistenzsysteme | 169 |
8.4.5 Omnibusse | 170 |
8.4.6 Transporter | 171 |
8.5 Testen von Nutzfahrzeugelektronik | 171 |
8.5.1 Testautomatisierung | 172 |
8.5.2 Testprozesse | 174 |
8.5.3 Betreibermodelle | 175 |
8.5.4 Wirtschaftlichkeit | 176 |
8.6 Ausblick | 176 |
9 Lebensdauertests und Befunden während der Produktion | 178 |
9.1 Einleitung | 178 |
9.2 Lebensdaueranforderungen an das Produkt | 179 |
9.2.1 Hinführung | 179 |
9.2.2 Normen nach ISO und DIN EN | 179 |
9.2.2.1 Thermisch/klimatische Belastungen (ISO 16 750-4) | 180 |
9.2.2.2 Mechanische Belastungen nach ISO 16 750-3 | 181 |
9.2.2.3 Chemische Belastungen nach ISO 16 750-5 | 181 |
9.2.2.4 Elektrische Belastungen nach ISO 16 750-2 | 182 |
9.3 Schadteilanalyse | 185 |
9.3.1 Ziel der Schadteilanalyse | 185 |
9.3.2 Grundvoraussetzungen | 186 |
9.3.3 Vorgehensweise | 186 |
9.3.4 Hilfsmittel | 187 |
9.3.5 Teileprüfungen in realitätsnahem Umfeld. | 187 |
9.3.6 Maßnahmen und Bericht | 188 |
9.3.7 Zusammenfassung | 188 |
10 Testen als globale Aufgabe | 190 |
10.1 Einleitung | 190 |
10.2 Herausforderungen des Testens als globale Aufgabe | 194 |
10.3 Virtuelle Test-Center | 195 |
10.3.1 Das Konzept Virtueller Test-Center (ViT) | 195 |
10.3.2 Zu beachtende Prozess-Aspekte | 199 |
10.3.3 Zu beachtende technologische Aspekte | 200 |
10.3.4 Mehrwert durch Virtuelle Test-Center | 202 |
11 Ausblick | 204 |
11.1 Eine kleine Geschichte der Automobilelektronik | 204 |
11.2 Paradigmenwechsel und Schwerpunkte in der Automobilelektronik | 205 |
11.2.1 Funktionsvielfalt und Zuverlässigkeit | 205 |
11.2.2 CO2-Reduktion, Kraftstoffkosten und nachhaltige Mobilität | 206 |
11.3 Schwerpunkt Neue Technologien | 207 |
11.3.1 Elektronikplattformen als Hochleistungsrechnerverbund | 207 |
11.3.2 Innovative Sensorik | 207 |
11.3.3 Elektrifizierte Aktuatorik | 208 |
11.3.4 Infotainment als stärkste Wachstumsdomäne | 208 |
11.3.5 Auswirkungen auf das Testen | 209 |
11.4 Schwerpunkt Standardisierung | 210 |
11.5 Schwerpunkt Kunden, Märkte und Fahrzeugsegmente | 211 |
11.6 Schwerpunkt Globale Wertschöpfung | 212 |
11.7 Schwerpunkt Nachhaltige Mobilität | 213 |
11.8 Fazit für das automatisierte Testen eingebetteter Systeme | 214 |
Anhang | 216 |
Definitionen | 218 |
Abbildungsverzeichnis | 223 |
Abkürzungen | 225 |
Literaturverzeichnis | 226 |
Vertiefende Veröffentlichungen der Autoren | 229 |
Relevante Standards und Normen | 231 |
Die Autoren | 232 |
Index | 236 |