Test und Validierung elektronischer Steuergeräte
Elektronische Steuergeräte im Gesamtsystem prüfen
Ein Steuergerät kann einzelne Funktionstests bestehen und sich bei der Integration dennoch anders verhalten als vorgesehen. Prüfungen des Zusammenspiels von Hardware, Software, Schnittstellen und angeschlossenen Komponenten ergänzen die Nachweise auf Komponentenebene. Gemeinsam mit weiteren erforderlichen Analysen und Prüfungen zeigen sie, ob das Produkt seine festgelegten Anforderungen erfüllt.
Silver Atena plant und realisiert Tests für elektronische Steuergeräte und Systeme. Wir prüfen das Verhalten unter definierten Betriebsbedingungen, an Systemgrenzen und in spezifizierten Fehlerfällen. Die Ergebnisse werden mit den Anforderungen abgeglichen, Abweichungen analysiert und für die weitere Entwicklung dokumentiert. Die dokumentierten Ergebnisse unterstützen die technische Bewertung vor einer Freigabeentscheidung.
Herausforderungen beim Test komplexer Steuergeräte
Mit jeder zusätzlichen Funktion wächst die Zahl der Wechselwirkungen im System. Ein Eingangssignal beeinflusst eine Regelungsfunktion, diese verarbeitet Daten aus weiteren Komponenten und löst eine Reaktion an einer Schnittstelle aus. Funktioniert jeder Teil für sich genommen, ist damit das Verhalten der gesamten Kette noch nicht nachgewiesen.
Auch Zustände außerhalb des üblichen Betriebsablaufs können für die Prüfung wichtig sein. Was geschieht an einer spezifizierten Systemgrenze? Wie reagiert das Steuergerät, wenn ein Signal fehlt oder ein definierter Fehler auftritt? Welche Reaktion wird durch eine Sicherheitsanforderung vorgegeben? Dafür werden die betreffenden Anforderungen in geeignete, reproduzierbare Prüfungen übersetzt.
Dabei muss auch sichtbar bleiben, was noch nicht geprüft wurde. Ein bestandener Test sagt etwas über seinen definierten Prüfumfang aus. Für die Bewertung des Gesamtprodukts ist zusätzlich entscheidend, welche Anforderungen durch Testfälle abgedeckt sind, welche Ergebnisse vorliegen und welche Punkte offenbleiben.
Leistungen in Test & Validierung: Software-, Hardware- und Systemtests
Silver Atena prüft Entwicklungsergebnisse auf Software-, Hardware-, Integrations- und Systemebene. Die Verifikation beurteilt, ob festgelegte Anforderungen erfüllt sind. Die Validierung beurteilt, ob das System für den vorgesehenen Einsatz geeignet ist. Welche Prüfungen dazu erforderlich sind, legt das Projekt fest. Für die Validierung betrachten wir vereinbarte Anwendungsszenarien unter repräsentativen Einsatzbedingungen. Dabei bewerten wir, ob das System die vorgesehenen Aufgaben erfüllt und den Erwartungen der Nutzer und Auftraggeber entspricht. Je nach Projekt erfolgt dies in einer geeigneten simulierten oder realen Einsatzumgebung.
Unsere Testteams untersuchen einzelne Funktionen ebenso wie das integrierte Steuergerät. Sie leiten Testfälle aus Anforderungen ab, wählen geeignete Testumgebungen und vergleichen beobachtetes mit erwartetem Verhalten. Abweichungen werden dokumentiert und mit den beteiligten Entwicklungsbereichen analysiert. Nach einer Korrektur prüfen wir die betroffenen Funktionen erneut.
Der Schwerpunkt liegt auf der funktionalen Prüfung und Bewertung des Produkts. Umweltbelastungen wie Temperatur und Vibration sowie formale Qualifikationsnachweise behandelt der Bereich Umwelterprobung & Qualifikation.
Teststrategie und Testplanung
Am Anfang steht die Frage, welche Anforderungen auf welcher Ebene geprüft werden müssen. Manche Eigenschaften lassen sich früh an einzelnen Komponenten untersuchen. Andere werden erst sichtbar, wenn Hardware und Software integriert sind oder das Steuergerät mit seiner Umgebung zusammenarbeitet. Silver Atena plant Teststufen, Testumgebungen und Prüfumfänge passend zum Entwicklungsstand und zu den projektspezifischen Nachweisanforderungen.
Anforderungsbasierte Testspezifikation
Aus Anforderungen entstehen Testfälle mit definierten Voraussetzungen, Prüfschritten und erwarteten Ergebnissen. Festgehalten wird auch, welche Produktversion in welcher Testumgebung geprüft wurde. Jeder Testfall ist den Anforderungen zugeordnet, die er überprüft. Ändert sich eine Anforderung, lässt sich so ermitteln, welche Testfälle angepasst und welche Prüfungen wiederholt werden müssen.
Software-, Hardware- und Integrationstests
Tests auf den einzelnen Entwicklungsstufen prüfen Software und Hardware gegen ihre Anforderungen. Bei der Integration rücken die Verbindungen zwischen Komponenten in den Vordergrund: Werden Signale richtig übertragen und verarbeitet? Reagieren Funktionen wie spezifiziert aufeinander? So lassen sich Probleme eingrenzen, bevor das vollständige Produkt bewertet wird.
Systemtests mit Hardware-in-the-Loop
Im Systemtest wird das integrierte Steuergerät gegen seine Systemanforderungen geprüft. Am Hardware-in-the-Loop-Prüfstand (HiL) ist es über seine Schnittstellen mit einer in Echtzeit simulierten Umgebung verbunden. So lassen sich definierte Situationen kontrolliert wiederholen. Geprüft wird, ob die Reaktionen den Anforderungen entsprechen und wie sich das Gerät an spezifizierten Grenzen und bei definierten Fehlern verhält. Die Aussagekraft hängt vom Prüfaufbau und von der Abbildungsgenauigkeit der Simulation ab. Bei Bedarf ergänzen Prüfungen mit realen Komponenten oder im Einsatzumfeld die Nachweise.
Testautomatisierung und Wiederholungsprüfungen
Während der Entwicklung ändern sich Funktionen, Schnittstellen und Softwarestände. Wiederkehrende Tests lassen sich automatisieren und nach Änderungen erneut ausführen, sodass ihre Ergebnisse vergleichbar bleiben. Welche Tests zu wiederholen sind, ergibt sich aus den geänderten Anforderungen, den betroffenen Komponenten und einer Bewertung möglicher Auswirkungen.
Fehleranalyse, Testberichte und Freigabeempfehlung
Weicht das beobachtete Verhalten vom erwarteten Ergebnis ab, halten wir die Abweichung und die Rahmenbedingungen fest. Wir prüfen, ob sich die Abweichung reproduzieren lässt, und grenzen die Ursache mithilfe von Test- und Messdaten ein. Die Ergebnisse gehen an die zuständigen Entwicklungsteams. Testberichte dokumentieren Prüfungen, Ergebnisse, Abweichungen und offene Punkte. Zusammen mit der Anforderungsabdeckung bilden sie die Grundlage, um den Nachweisstand zu bewerten und eine Freigabeentscheidung vorzubereiten. Die Freigabe selbst folgt dem vereinbarten Projektprozess.
Testprozess: Von der Anforderung bis zum Prüfbericht
Der Testprozess beginnt mit der Analyse der Anforderungen und dem geplanten Integrationsstand. Daraus wird abgeleitet, was geprüft werden soll, auf welcher Teststufe die Prüfung aussagekräftig ist und welche Umgebung dafür benötigt wird. Anschließend werden die Testfälle spezifiziert und die Prüfungen vorbereitet.
Bei der Durchführung vergleichen wir das tatsächliche Verhalten mit dem erwarteten Ergebnis. Abweichungen dokumentieren wir und analysieren sie gemeinsam mit den zuständigen Entwicklungsteams. Nach einer Korrektur prüft das Testteam erneut, ob die betroffene Anforderung erfüllt ist. Aus der Bewertung der Änderung leiten wir außerdem die erforderlichen Regressionstests ab, um mögliche Auswirkungen auf weitere Funktionen und Schnittstellen zu prüfen.
Parallel wächst die Dokumentation mit: Anforderungen werden Testfällen zugeordnet, Testfälle erhalten Ergebnisse und Abweichungen bleiben bis zu ihrer Klärung nachvollziehbar. So ist am Ende erkennbar, welche Funktionen geprüft wurden, welche Nachweise noch fehlen und welche offenen Punkte für die nächste Entscheidung relevant sind.
Testabdeckung und Rückverfolgbarkeit der Prüfergebnisse
Viele bestandene Tests bedeuten nicht automatisch, dass alle Anforderungen abgedeckt sind. Entscheidend ist die Verbindung zwischen Anforderung und geeignetem Nachweis. Für jede durch Tests nachzuweisende Anforderung sollte erkennbar sein, welche Testfälle vorgesehen und durchgeführt wurden und welche Ergebnisse vorliegen. Andere Anforderungen können geeignete Nachweise durch Analyse, Inspektion oder Demonstration benötigen.
Diese Zuordnung hilft auch bei Änderungen. Wird eine Schnittstelle angepasst oder eine Funktion überarbeitet, lässt sich der betroffene Prüfbereich gezielt bestimmen. Die Rückverfolgbarkeit unterstützt damit sowohl die technische Arbeit während der Entwicklung als auch die spätere Bewertung des erreichten Nachweisstands.
Testmethoden und projektrelevante Standards
Zum methodischen Werkzeug gehören anforderungsbasierte Verifikation, Tests auf verschiedenen Integrationsebenen, HiL-gestützte Systemtests, Testautomatisierung, Messdatenauswertung und Traceability. Die Methoden werden nach Produkt, Testziel und Projektanforderungen ausgewählt.
Im Automotive-Bereich dient Automotive SPICE als Modell zur Bewertung von Entwicklungsprozessen. Bei sicherheitsrelevanten elektrischen und elektronischen Fahrzeugsystemen kann ISO 26262 Anforderungen an Verifikation und Validierung stellen. ISO/SAE 21434 behandelt Cybersecurity Engineering und kann entsprechende Prüfungen erfordern. Für zivile Luftfahrtsysteme kann SAE ARP4754B die Systementwicklung und deren Nachweise betreffen; RTCA DO-178C und DO-254 behandeln Entwicklungssicherung von Software beziehungsweise luftfahrtelektronischer Hardware. Der konkrete Prüf- und Nachweisumfang richtet sich nach Produkt, Projekt und gegebenenfalls Zulassungskontext.
Test und Validierung in Automotive, Aerospace und Defence
Silver Atena stimmt die Testplanung auf das Produkt und seinen vorgesehenen Einsatz ab.
Automotive
In Automotive-Projekten werden Steuergerätefunktionen und ihr Zusammenspiel über definierte Teststufen geprüft. Neben den funktionalen Anforderungen können Sicherheitsanforderungen und die dokumentierte Rückverfolgbarkeit der Ergebnisse den Testumfang prägen.
Aerospace
Im Aerospace-Bereich ist die geplante und dokumentierte Verifikation wesentlich für die geforderten Nachweise. Tests müssen den geltenden Produkt- und Projektanforderungen zugeordnet werden können.
Defence
Für Defence-Anwendungen richten sich die funktionalen Prüfungen nach den jeweils spezifizierten Einsatzszenarien.
Vorteile anforderungsbasierter Tests für Ihr Entwicklungsprojekt
Systematische Tests machen sichtbar, wo ein Produkt bereits wie gefordert funktioniert und wo weiterer Entwicklungsbedarf besteht. Eine reproduzierbare Abweichung lässt sich gezielter untersuchen als eine einmalige Beobachtung ohne dokumentierte Prüfbedingungen. Das erleichtert die Ursachenanalyse und die Überprüfung einer Korrektur.
Die Verbindung von Anforderungen, Testfällen und Ergebnissen schafft Transparenz über den Entwicklungsstand. Sie hilft, weitere Prüfungen zu planen und offene Punkte vor einer Abnahme oder Freigabe zu bewerten. Erkannte Abweichungen können vor dem nächsten Projektschritt bewertet und bearbeitet werden.
Test und Validierung im Zusammenspiel mit Entwicklung, Testsystemen und Umwelterprobung
Aussagekräftige Testfälle setzen klare Anforderungen voraus. Deshalb arbeitet der Test eng mit Requirements Engineering, Systemarchitektur, Hardwareentwicklung, Embedded Software und Funktionsentwicklung zusammen. Bei entsprechenden Anforderungen beziehen wir die Fachbereiche für funktionale Sicherheit und Cyber Security ein. Die Testteams melden Auffälligkeiten an die Entwicklung zurück und prüfen die Ergebnisse nach einer Korrektur erneut.
Für viele Prüfungen benötigen wir passende Testumgebungen. Der Bereich Testsysteme und Prüfstandsentwicklung stellt projektabhängig Prüfstände bereit. Unsere Testteams planen die produktbezogenen Prüfungen, führen sie durch und bewerten die Ergebnisse. Die Umwelterprobung und Qualifikation ergänzt die funktionalen Nachweise um Prüfungen unter den spezifizierten Umweltbelastungen.
Warum Silver Atena für Test und Validierung?
Silver Atena verbindet die Entwicklung elektronischer Steuergeräte mit Tests am integrierten Produkt. Der direkte Austausch zwischen Test, Entwicklung und Prüfstandsentwicklung hilft dabei, Abweichungen im technischen Zusammenhang zu betrachten: Liegt die Ursache in einer einzelnen Funktion, an einer Schnittstelle oder im Zusammenspiel des Systems?
Unsere Erfahrung mit Projekten aus Automotive, Aerospace und Defence fließt in die Planung der jeweils erforderlichen Tests ein. Die Ergebnisse werden auf Anforderungen bezogen und so dokumentiert, dass sie für die weitere Entwicklung und die fachliche Freigabebewertung nutzbar sind.
Test und Validierung für Ihr Projekt besprechen
Sie entwickeln ein Steuergerät und möchten Funktionen, Schnittstellen oder das integrierte System prüfen? Sprechen Sie mit Silver Atena darüber, welche Anforderungen nachzuweisen sind und welche Tests dafür benötigt werden.