Effiziente Validierung durch den Einsatz von hochautomatisierten Prüfstands-Systemen

  • Expert Article

Marko Decker
Department Manager, Testing Efficiency & Methods

Seit mehr als fünf Jahren ist Marko Decker für die Effizienz im Testbereich verantwortlich. Seine Abteilung entwickelt Tools und Methoden, die auf hochautomatisierte Tests mit DevOps-Techniken abzielen. Sein aktueller Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Elektrofahrzeugen (EV) und E/E-Tests.

View Profile on

Der Übergang zu batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen (BEVs) in der Automobilindustrie stellt die OEMs und Zulieferer vor neue Herausforderungen. Die Gewährleistung eines robusten Elektrofahrzeug-Antriebsstrangs erfordert effiziente Validierungsprozesse. Dieser Artikel untersucht den Einsatz von hochautomatisierten Prüfstandssystemen für HV-Antriebsstränge und komplette Fahrzeuge, um eine effiziente Validierung zu erreichen.

Testing Efficiency

Während die Produktion von Elektrofahrzeugen anfangs einfach erschien, hat sich die Realität als viel komplexer erwiesen. Kunden, die an gut funktionierende Fahrzeuge mit konventionellem Antrieb gewöhnt sind, erwarten von Elektrofahrzeugen das gleiche Maß an Leistung, Komfort und Zuverlässigkeit. Es ist klar, dass es nicht mehr ausreicht, nur von A nach B zu kommen. Die Automobilindustrie muss nun dem Wunsch der Kunden nach einem umfassenden Lifestyle-Erlebnis nachkommen. Um die gewünschte Ausgewogenheit der Eigenschaften zu erreichen, bedarf es nicht nur gut entwickelter Hardware-Komponenten, sondern auch hocheffizienter Software und funktionaler Interaktionen zwischen den verschiedenen Komponenten eines Elektrofahrzeugs.

Die drei Säulen der Effizienz

Säule 1: Prozesse

Modellbasiertes Engineering und DevOps zur Rationalisierung des Validierungsworkflows und zur Gewährleistung einer effizienten teamübergreifenden Zusammenarbeit.

Säule 2: Werkzeuge

Einsatz der richtigen Tools, insbesondere für die Erstellung von Testfällen und die Automatisierung. Manuellen Aufwand reduzieren und schnelle Iterationen und Skalierbarkeit im Validierungsprozess ermöglichen.

Säule 3: Testumgebungen

Geeignete Testumgebungen, die auf spezifische Testfälle zugeschnitten sind. Nutzung fortschrittlicher Prüfstandssysteme, um eine genaue und zuverlässige Validierung zu gewährleisten.

Um die Herausforderungen der EV-Validierung zu bewältigen, müssen wir den gesamten Verifizierungs- und Validierungsablauf untersuchen. Er beginnt mit gut definierten Anforderungen, die als Grundlage für eine effiziente Validierung dienen. Auch wenn es nicht immer möglich ist, perfekte Anforderungen zu erhalten, ist eine angemessene Anforderungserstellung entscheidend für die Optimierung des Validierungsprozesses. Der Personalaufwand im Verifizierungs- und Validierungsworkflow ist hoch und die Aufgabe der manuellen Testfallimplementierung sehr zeitaufwändig. Durch die Optimierung einzelner Schritte und den Einsatz von DevOps können wir jedoch die Testeffizienz insgesamt erheblich steigern. DevOps ermöglichen eine nahtlose Integration von Testanforderungen, Testfallimplementierung, Testausführung in bestimmten Umgebungen und direktes Feedback an das Lebenszyklus-System.

Process
Process
Testerstellung und Anforderungsmanagement

Durch die Verknüpfung von Testfällen mit spezifischen Anforderungen können wir die Erfüllung dieser Anforderungen überprüfen und etwaige Unstimmigkeiten oder fehlende Elemente ermitteln. Dieser Ansatz ermöglicht es uns, uns effektiv an sich ändernde Anforderungen anzupassen und sicherzustellen, dass alle damit verbundenen Anforderungen entsprechend aktualisiert werden. Die Ergebnisse dieser Tests werden gründlich ausgewertet, mit den Anforderungen verglichen und dazu verwendet, Anpassungen vorzunehmen und festgestellte Fehler zu beheben.

Minimierung der Testfälle

Die Varianten können sich in der Leistung oder der Art der Antriebe unterscheiden. Um sicherzustellen, dass alle variantenspezifischen Anforderungen erfüllt werden, sind umfangreiche Tests erforderlich. Der erste Schritt besteht darin, die Attribute zu ermitteln, die die verschiedenen Varianten des Prüflings unterscheiden. Diese Attribute erfassen die Unterschiede zwischen den Varianten des Prüflings, wie z. B. Batterietyp, Marktsegment oder Fahrzeuggewicht.

Indem wir diesen Attributen relevante Werte zuweisen, können wir die UUT-Varianten effektiv unterscheiden. Das bedeutet, dass wir mit einer UUT-Variante die Anforderungen für alle anderen UUT-Varianten validieren können, was Zeit und Ressourcen spart. Andererseits können bestimmte Tests, wie das Laden mit Wechselstrom, empfindlich auf Attribute wie Batterietyp und Marktsegment reagieren. In solchen Fällen, wenn mehrere UUT-Varianten die gleiche Batterie und den gleichen Zielmarkt haben, kann der Test mit jeder dieser Varianten durchführen und so die Anzahl der erforderlichen Tests effektiv reduzieren.

Antriebsstrang- und Fahrzeug-in-the-Loop-Prüfstände

Die AVL-Antriebsstrangprüfstände, bekannt als PaViL (Powertrain and Vehicle in the Loop), bieten Flexibilität und Skalierbarkeit. Der PaViL-Prüfstand kann mit bis zu fünf Prüfständen ausgestattet werden, so dass verschiedene Fahrzeugkonfigurationen getestet werden können. Ein halbautomatischer Setup-Prozess, einschließlich mechanischer und elektrischer Verbindungen, gewährleistet eine schnelle Inbetriebnahme des Prüfstands. Darüber hinaus ermöglicht unser Testautomatisierungssystem die automatische Testdurchführung und Datenerfassung, wodurch konsistente und zuverlässige Ergebnisse gewährleistet werden.

Da in letzter Zeit immer mehr Fahrzeugfunktionen über den Touchscreen der Haupt-HMI aktiviert werden, wurde ein Robotersystem entwickelt, das einen unbemannten Betrieb ermöglicht. Unser Robotersystem mit einem speziellen Greifer ermöglicht es uns, nicht nur Berührungsbewegungen, sondern auch Wisch- und Zoomfunktionen auf dem Touchscreen-Display auszuführen. Dieser Automatisierungsgrad ermöglicht es uns, Benutzerinteraktionen genau und effizient zu imitieren.

Die Bedeutung von gut definierten Testfällen

Die Effizienz des Validierungsprozesses hängt stark von gut definierten Testfällen ab. Wir haben festgestellt, dass die Implementierung von Testfällen in verschiedenen Testumgebungen zeitaufwändig sein kann und fast 60 % unseres Aufwands ausmacht. Um diesen Prozess zu optimieren, haben wir die Spezifikation von Testfällen standardisiert. Dieser standardisierte Ansatz ermöglicht es uns, automatisch ausführbare Testdateien für mehrere Umgebungen zu generieren, was wertvolle Zeit und Mühe spart. Darüber hinaus haben wir hochgradig automatisierte Datenverarbeitungsfunktionen eingerichtet, die nahtlos in unser Lebenszyklusmanagement-Tool integriert sind, um eine effiziente Testauswertung zu gewährleisten.

Nahtlose Integration und DevOps beim Testen

Um den Testworkflow zu optimieren und die Vielzahl der erforderlichen Tests zu bewältigen, haben wir einen nahtlosen Integrationsansatz gewählt, der sich an den DevOps-Testzyklen der Softwareentwicklungsbranche orientiert. Dieser Ansatz verbindet und organisiert verschiedene Testattribute, einschließlich Testanforderungen, Testfälle und Modelle. Durch die Nutzung von kontinuierlicher Integration, kontinuierlicher Bereitstellung und kontinuierlichem Testen erreichen wir Nachvollziehbarkeit, Transparenz, Orchestrierung und Autonomie im Verifizierungs- und Validierungsprozess.und DevOps im Testen.

DevOps
DevOps

Unser Ansatz zur Systemprüfung auf dem HV Powertrain Testbed und dem HV System Testbed bietet erhebliche Vorteile. Die hohe Reproduzierbarkeit dieser Prüfstände erleichtert die schnelle und unkomplizierte Fehlersuche, was zu einer effizienteren Fehlerbehebung führt. Darüber hinaus ermöglicht der hohe Automatisierungsgrad einen 24/7-Betrieb, der kontinuierliche Tests und eine höhere Testabdeckung im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugtests auf der Straße gewährleistet. Durch den Einsatz dieser Prüfstände können wir die Anzahl der benötigten physischen Prototypen um bis zu 50 % reduzieren.

 
Big Data Analytics für effiziente Datenverarbeitung

Angesichts des umfangreichen Datenoutputs, den unsere Testaktivitäten erzeugen, erkannten wir die Notwendigkeit einer effizienten Datenverarbeitung. AVL Data AnalyticsTM, beinhaltet Big-Data Methoden und ermöglicht es uns, große Datenmengen in kurzer Zeit zu verarbeiten. Diese Plattform ermöglicht es Ingenieuren, Daten umfassend zu analysieren, Ausreißer zu identifizieren und wertvolle Erkenntnisse zu gewinnen, die zu einer effizienten Entscheidungsfindung beitragen.

Data Analytics

Schlussfolgerung: Effiziente Entwicklung, um Fahrzeuge von höchster Qualität auf den Markt zu bringen

Unser Ansatz der nahtlosen Integration, kombiniert mit DevOps-Prinzipien und dem Einsatz fortschrittlicher Testtechnologien, ermöglicht es uns, die Markteinführung zu beschleunigen und gleichzeitig hohe Qualitätsstandards einzuhalten. Durch die Standardisierung von Testfallspezifikationen, die Automatisierung der Testdurchführung und den Einsatz von Datenanalysen optimieren wir die Effizienz und verbessern die Effektivität unserer Automotive-Testprozesse. Dieser Ansatz senkt nicht nur die Kosten, sondern verbessert auch den gesamten Entwicklungszyklus und sorgt dafür, dass Fahrzeuge von höchster Qualität effizient auf den Markt gebracht werden.

Weitere Themen

Wir arbeiten ständig an neuen Lösungen. Folgende könnten für Sie interessant sein:

rendering
AVL HV System TS™ E-Integration

Die Entwicklung von HV-Systemen für Elektro- und Hybridfahrzeuge erfordert strenge Tests, um Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Der HV-Systemprüfstand ist eine spezielle Einrichtung, die zu diesem Zweck konzipiert wurde und eine kontrollierte Umgebung zur Bewertung der Leistung und des Verhaltens von HV-Systemen bietet.

News

Stetig auf dem Weg in die Zukunft: Erfahren Sie, was es Neues in Bereich der Testsysteme gibt.

rendering of hv e-integration testbed
Einzigartige Testlösung für E-Mobilität: HV System TS™ E-Integration
On-demand

Die Entwicklung von batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) erfordert erhebliche Anpassungen des Entwicklungsprozesses und seiner Umgebung.

DevOps
Is Software in the Loop Testing More Than Just High-Fidelity Plant Models?
On-demand

In this free, 60-minute webinar, AVL’s Vittal Bandi and Kieran McAleer explain how to virtualize more of the vehicle development process, from integrating models and virtual ECUs to executing defined test cases across all environments.The experts als

Marko Decker
Marko Decker

Department Manager, Testing Efficiency & Methods

Seit mehr als fünf Jahren ist Marko Decker für die Effizienz im Testbereich verantwortlich. Seine Abteilung entwickelt Tools und Methoden, die auf hochautomatisierte Tests mit DevOps-Techniken abzielen. Sein aktueller Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Elektrofahrzeugen (EV) und E/E-Tests.