gesponsertVirtuelles Testing Game-Changer in der Fahrzeugentwicklung

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Bertrandt AG

Die Funktionen der Fahrzeuge werden immer komplexer und vielfältiger. Dies führt unter anderem zu großen Herausforderungen in der Absicherung. Der virtuelle Test bietet diesbezüglich viele Potenziale. Felix Strauß von Bertrandt zeigt einige davon auf.

Herr Strauß, welche Herausforderungen gibt es beim Testen von Fahrfunktionen?

Felix Strauß: Seit einigen Jahren befindet sich die Automobilindustrie im Umbruch: Die Megatrends machen das Fahrzeug hinsichtlich seiner Funktionen zu einem anderen Produkt als noch vor fünf bis zehn Jahren. Die Smartphone-Welt sowie autonome Fahrfunktionen führen zur zunehmenden Digitalisierung des Fahrzeugs und einer deutlich gesteigerten Softwarekomplexität. Der Einstieg in die Elektromobilität erfordert in der Regel eine Neuentwicklung der antriebsstrangseitigen Soft- und Hardware und bedingt zusätzlich neue Ansätze für Fahrzeugarchitekturen. Diese Trends führen zu einer Komplexitätszunahme auf allen Ebenen. Die Steuergeräte werden leistungsstärker und vernetzter, die Softwarefunktionen umfangreicher und verteilter. Die Menge der hierfür notwendigen Zeilen an Funktionscodes explodiert regelrecht. Immer häufiger ist zu beobachten, dass die klassischen Methoden der Softwareabsicherung in der notwendigen Geschwindigkeit und Menge nicht mehr Stand halten. Im Zuge dieser Entwicklung manifestiert sich auch ein schrittweises Überdenken der etablierten Prozesse in der Elektrik/Elektronik-Absicherung. Wir bei Bertrandt sehen hier enormes Potenzial bei virtuellen Steuergeräten, konkreter im virtuellen Test.

Wie funktioniert virtuelles Testen?

Es geht darum, die Testplattformen ohne den Einsatz von physisch vorhandener (Fahrzeug-)Hardware aufzubauen und zu betreiben. Man bewegt sich beim Verbund- und Integrationstest nicht im Code einzelner Software-Bausteine, sondern betrachtet vielmehr die Gesamtintegration der Fahrzeugsoftware als Blackbox und auf funktionaler Ebene aus Sicht der Fahrer. Ein modernes Fahrzeug besteht nicht nur aus einer einzigen Steuereinheit, sondern aus mehr als 100 verschiedenen Steuergeräten. Beim virtuellen Testing werden die digitalen Zwillinge dieser Steuergeräte in eine virtuelle Testplattform integriert und dort getestet. Im Gegensatz zum hardwarebasierten Testansatz kann dieser Prozess kontinuierlich – Stichwort „Continuous Testing“ – ablaufen, da die Software nicht mehr auf Hardware getestet werden muss, sondern rein virtuell. Zusätzlich ermöglicht uns der Einsatz von Cloud-Technologien eine nahezu beliebige Skalierung.

Wo wird die virtuelle Absicherung eingesetzt, und kann sie mit realen Testplattformen kombiniert werden?

Vor allem beim funktionalen Test ist die Hardwareschnittstelle das letzte Glied in der Kette. Die tatsächlich getestete Logik liegt weiter „vorne“. Somit bietet sich der virtuelle Test ganz besonders hier an. Seine größte Stärke spielt der virtuelle Test in der Ausgestaltung der Testplattformen aus. Mit Hardware aufgebaute Plattformen sind oft sehr statisch und nur für wenige Anwendungsfälle aufgebaut. Das Design von virtuellen Prüfständen ist dynamisch und kann beliebig ausgestaltet und verändert werden. Tatsächlich können wir mit einer weitreichenden Virtualisierung des Steuergerätes auch sehr hardwarenahe Inhalte wie Buskonformität, Diagnose und verschiedene Fehlersimulationen durchführen. Sogenannte Level-3- und Level-4-vECUs können unter einigen Voraussetzungen mit realen Prüfständen gekoppelt werden. Somit kann ein Hardware-Setup gezielt erweitert werden. Mit einem guten Testkonzept lassen sich ebenso Testfälle von einem realen Prüfstand auf einen virtuellen Prüfstand übertragen.

Wo liegt das Potenzial des virtuellen Testings?

Diese virtuelle Testmethode bietet großes Potenzial jenseits der Absicherung von Applikationsfunktionen. Um diese zu nutzen, ist ein ganzheitlicher Entwicklungsgedanke der Projekte notwendig. Die Absicherung der Funktionen muss bereits beim Entwurf der Softwarearchitektur „mitgedacht“ werden. Ebenso sollte frühzeitig an Testkonzepten gearbeitet werden, welche die verschiedenen Integrationsstufen der virtuellen Steuergeräte mit den Integrationsstufen vorhandener Hardwareplattformen in Einklang bringt. Durch konsequentes Verfolgen dieser Ansätze lässt sich nicht nur eine signifikante Kostenreduktion realisieren, sondern die Entwicklungsgeschwindigkeit substanziell steigern. Vor diesem Hintergrund kann das virtuelle Steuergerät zu einem Game-Changer in der Fahrzeugentwicklung der Zukunft werden. Der digitale Zwilling des Fahrzeugs ist unser Ziel!

Welcher Mehrwert entsteht für die Kunden?

Mit dieser Innovation begegnen wir bei Bertrandt dem Trend der zunehmenden Flut an neuen Softwarekomponenten und deren Komplexität in modernen Premiumfahrzeugen. So können unter anderem Kosten gesenkt und die Entwicklung beschleunigt werden.

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