Mehr Steuergeräte und stärkere Vernetzung: Wie können Autobauer die Komplexität absichern?

Das Fahrzeug wird immer mehr zum rollenden Computer: Funktionen wie teilautomatisiertes oder autonomes Fahren, die Vernetzung des Fahrzeugs mit dem Internet of Things oder die Integration von Mobilgeräten erfordern immer mehr Software im Auto. Die Anzahl an Steuergeräten im Fahrzeug steigt somit weiter – das Gesamtsystem „Auto“ wird immer komplexer.

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Metrofunk Kabel-Union GmbH

Schaltbau GmbH

Fujitsu Technology Solutions GmbH

Im Automobilbereich erfolgen Innovationen zunehmend auf dem Gebiet der Elektronik und Software. Aktuelle Fahrzeugmodelle beherbergen eine Vielzahl von softwaregestützten elektronischen Systemen, die miteinander vernetzt sind. Diese Entwicklung führt dazu, dass sowohl die Produktionskosten als auch die Entwicklungskosten von Automobilen zunehmend von Elektronik und Software bestimmt werden.

Gründe für die Vervielfachung des Testaufwands

Damit beim Kunden keine Fehler auftreten, muss dieses komplexe System getestet werden. In der Fahrzeugentwicklung steigt daher auch die Anzahl an Softwareständen, die getestet werden müssen. Um einen Test am dafür vorgesehen Prüfstand oder Versuchsfahrzeug überhaupt durchführen zu können, müssen einige Kriterien berücksichtigt werden. Drei Beispiele hierfür:

• Ländervariante: Fahrzeuge müssen in unterschiedlichen Ländern auch unterschiedliche Gesetzesanforderungen erfüllen – ein Beispiel dafür sind unterschiedliche Vorschriften für Licht und Blinker. Dafür sind häufig länderspezifische Verhaltensweisen des entsprechenden Steuergeräts erforderlich, die bei den Tests entsprechend unterschieden werden müssen.

• Motorvariante: Die Variante des Motors (Benzin, Diesel, Hybrid, Elektroantrieb) sowie dessen Leistungsstufe beeinflusst vielerlei Funktionen im Fahrzeug. Je nach Motorvariante sind daher unterschiedliche Tests durchzuführen.

• Ausstattung: Die Fahrzeugkonfiguratoren bieten dem Kunden hunderte von möglichen Sonderausstattungen an. Je nach gewählte Ausstattung sind dabei mehr oder weniger Steuergeräte im Fahrzeug verbaut. Zudem kann es sein, dass einzelne Steuergeräte in unterschiedlichen Varianten vorliegen (zum Beispiel die Low-, Mid- oder High-Varianten eines Infotainmentsystems). Die möglichen Variationen müssen bei der Testausführung berücksichtigt werden.

Unzählige Fahrzeugvarianten – wie testen?

Aufgrund der großen Zahl an Kombinationsmöglichkeiten gibt es eine Vielzahl möglicher Varianten eines einzigen Fahrzeugmodells. Für Automobilhersteller stellt sich daher die Herausforderung, alle denkbaren Varianten eines Fahrzeugs zu testen. Die Testabdeckung dieser Variantenvielfalt mittels einer Versuchsflotte und manueller Testdurchführung führt jedoch zu explodierenden Kosten. Daher sind technische Lösungen zur Erhöhung des Testdurchsatzes unter Beibehaltung tragbarer Kosten unabdingbar.

Dieses Problem wird dadurch verstärkt, dass auch in der Automobilentwicklung die Zeit bis zur Marktreife verkürzt werden muss, wofür vor allem eine Effizienzsteigerung im Bereich Fahrzeugsoftwareentwicklung unverzichtbar ist. Hierfür wird versucht, den Weg agiler Softwareentwicklung zu gehen und auf continuous integration zu setzten, was die Anzahl durchzuführender Testfälle noch zusätzlich stark erhöht.

Obige Gründe führen dazu, dass die Automobilhersteller verstärkt darauf setzten, diese riesige Anzahl an Testfällen an Prüfständen durchführen. Der große Vorteil eines Prüfstandes gegenüber z.B. einem Prototypenfahrzeug liegt zum einen darin, dass ein speziell angepasster Prüfstand merklich günstiger ist.

Zum anderen bietet ein Prüfstand die Möglichkeit Testfälle automatisiert d.h. ohne direkten menschlichen Input, durchführen zu lassen – auch und v.a. über Nacht und Wochenends. Diese Lösungen zur Testautomatisierung ermöglichen eine deutlich höhere Testbreite und –tiefe im Vergleich zum manuellen Testen, um die oben erläuterte Vervielfachung der Testfälle in den Griff zu bekommen.

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