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Optimierte Variantenselektion für einen effizienten E/E-Produktlinientest
Optimierte Variantenselektion für einen effizienten E/E-Produktlinientest
Cmyrev, Anastasia
Inst. Softwaretechnik und Theoretische Informatik
Um der Individualität möglichst vieler Kundenwünsche sowie der Volatilität der Märkte begegnen zu können, bieten Automobilhersteller immer mehr Modellvarianten mit einer Vielzahl an Ausstattungsmöglichkeiten an. Dies führt zu einer schnell wachsenden Variantenvielfalt sowie einer steigenden Produktkomplexität, welche während des Entwicklungsprozesses von sogenannten Produktlinien bewältigt werden muss. Insbesondere während der Phase des Testens stellt sich die Frage nach den „richtigen“ zu testenden Varianten, da aufgrund der hohen Anzahl das Testen jeder einzelnen Variante nicht praktikabel bzw. wirtschaftlich wäre.
In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode zur Identifikation der repräsentativ zu testenden Varianten vorgestellt. Durch das Testen dieser Varianten wird die Absicherung der gesamten Produktlinie gewährleistet. Hierfür wird zunächst eine einheitliche Dokumentationsbasis der Variabilität über die verschiedenen Entwicklungsphasen hinweg definiert. Dabei erfolgt die Beschreibung der Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen den Varianten innerhalb eines universellen Merkmalmodells. Ausgehend davon werden Merkmale auf die Entwicklungsartefakte, wie Anforderungen und Testfälle, abgebildet. Dadurch liegen Anforderungs- und Testspezifikationen vor, welche für die gesamte Produktlinie gelten. Mittels einer Konsistenzprüfung wird die Durchgängigkeit der abgebildeten Variabilität zwischen Artefakten unterschiedlicher Entwicklungsphasen sichergestellt. Mithilfe von zwei verschiedenen Optimierungsalgorithmen werden die zu testenden Varianten selektiert, welche jede im Lastenheft spezifizierte Anforderung sowie jedes im entsprechenden Merkmalmodell definierte Merkmal mindestens einmal abdecken.
Die Praxistauglichkeit sowie Effektivität der Konsistenzprüfung und Selektionsmethodik konnten anhand von zwei realen E/E-Produktlinien der Daimler AG nachgewiesen werden. Die Beseitigung der identifizierten Inkonsistenzen zwischen Entwicklungsartefakten führte zu einer Steigerung der Qualität in Spezifikationsdokumenten. Darüber hinaus bewirkte die anforderungs- und merkmalbasierte Selektion der zu testenden Varianten eine signifikante und gleichzeitig systematische Reduktion des Testumfanges.
Within the automotive industry, the customers’ high demand for individual products as well as the markets’ volatility are major reasons for the large number of possible configurations. This results in a rapidly growing space of vehicle variants and an increasing complexity which the manufacturer has to cope with during the development process of so-called product lines. Especially during the testing phase the „right“ variants have to be determined since the testing of each variant would be infeasible and economically unjustifiable.
In this thesis, a new test approach based on requirements coverage and feature coverage is developed. For this purpose, first a concept for variability documentation across the different development phases is defined. To represent the commonality and variability of variants a single universal feature model is used. Subsequently, the features are mapped to the development artifacts such as requirements and test cases. As a result, the according specification documents contain artifacts which are valid for the whole product line. To ensure a consistent traceability of feature mapping between the different development artifacts the concept of consistency checking is developed. Two different optimization algorithms are used to select a small subset of variants which cover every requirement of the requirements specification and every feature of the feature model at least once. This small set of variants is then to be tested in detail. Because of the coverage achieved by the variant set, the quality of all other variants can be inferred from the test results.
The usability and effectiveness of the consistency checking and the selection method has been demonstrated using two real E/E product lines of Daimler AG. The elimination of identified inconsistencies between development artifacts has led to a quality intensification within specification documents. Additionally, the systematic requirements and feature based selection of variants resulted in a significant reduction of testing effort.
