Systematic derivation of feature-driven and risk-based test strategies for automotive applications

Kugler, Christopher; Pischinger, Stefan; Kowalewski, Stefan

doi:10.18154/RWTH-2023-05715

Systematic derivation of feature-driven and risk-based test strategies for automotive applications

Kugler, Christopher^RWTH*

2023

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von M.Sc. RWTH Christopher Kugler

ImpressumAachen : RWTH Aachen University 2023

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen, Diagramme

ReiheAachener Informatik-Berichte (AIB) ; 2023,06

Dissertation, RWTH Aachen University, 2023

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Kowalewski, Stefan (Thesis advisor)^RWTH* ; Pischinger, Stefan (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2023-05-19

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2023-05715
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/959607/files/959607.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
automotive (frei) ; feature-driven (frei) ; risk-based testing (frei) ; test end criteria (frei) ; test management (frei) ; test strategy (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 004

Kurzfassung
Die Automobilindustrie ist geprägt von einem disruptiven Wandel hinsichtlich der E-Mobilität und dem hochautonomen Fahren. Ebenso stellen neuartige Mobilitätskonzepte besondere Herausforderungen an Qualitätssicherungsmaßnahmen in der automobilen Produktentwicklung. Traditionelle, erfahrungsbasierte Ansätze zur Ableitung von Qualitätssicherungsstrategien werden diesen Anforderungen nicht gerecht und führen zu potentiell hohen Fehlerraten im Feld. Dementsprechend wird im Rahmen dieser Arbeit ein risikobasierter Ansatz für die Ableitung von funktionsspezifischen Teststrategien vorgestellt, der eine objektivierte Definition von Testendekriterien erlaubt und mittels geeigneter Priorisierung eine Effizienz- und Effektivitätssteigerung bei der Absicherung ermöglicht. Auf Basis von einer zweistufigen Risikobewertung können Absicherungsmaßnahmen bereits in frühen Projektphasen initial definiert und im Nachgang mit Bezug zu einzelnen Produktfunktionen verfeinert werden. Ein Rahmenwerk zur Ableitung von Teststrategien wird vorgestellt, welches dem aktuellen State of the Art hinsichtlich Funktionaler Sicherheit gerecht wird und Akzeptanzschranken für Testendekriterien auf Basis der eingeführten Risikoklassen definiert. Die Evaluation des vorgestellten Ansatzes erfolgt im Rahmen von Serienentwicklungsprojekten, indem die Signifikanz der Risikobewertung über eine Datenauswertung sichergestellt wird. Die in den Projekten angewandte Teststrategie wird retrospektiv analysiert und gegen den in dieser Arbeit vorgestellten Ansatz hinsichtlich Effektivität und Effizienz verglichen. Abschließend werden noch zwei verschiedene Konzepte zur Messung von Produktqualität eingeführt und fundierte Entscheidungskriterien für die Produktfreigabe definiert.

The automotive industry is currently characterized by a disruptive change in terms of electro-mobility and highly autonomous driving. Similarly, new mobility concepts pose particular challenges for quality assurance measures in automotive product development. Traditional, experience-based approaches for deriving quality assurance strategies do not address these challenges and lead to potentially high failure rates during product operation. Therefore, a risk-based approach for the derivation of feature-specific test strategies is proposed in this thesis, which enables an objective definition of test-end criteria and, through appropriate prioritization, an increase in the efficiency and effectiveness of performed verification and validation activities. On the basis of a two-stage risk assessment, quality assurance measures can initially be defined in early project phases and then be refined for individual product features as soon as the required information is available. A framework for the derivation of test strategies is presented, which considers the current state of the art with regard to functional safety and distinguishes the applied acceptance thresholds for test-end criteria based on previously defined risk classes. The presented approach is evaluated in context of series development projects, where the significance of the risk assessment is verified through data analysis. The test strategy applied in those projects is retrospectively evaluated and compared against the risk-based approach presented in this thesis in terms of achieved effectiveness and efficiency. Finally, two different concepts for measuring quality of automotive products are introduced and suitable product release criteria are defined.

OpenAccess:
PDF
(additional files)