Model-Based Testing of Automotive HMIs with Consideration for Product Variability

Zusammenfassung

Die Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs) von Infotainmentsystemen der heutigen Premiumfahrzeuge sind sehr komplexe und eingebettete Systeme. Sie haben im Vergleich mit herkömmlichen PC-Applikationen besondere Eigenschaften, insbesondere bezogen auf ihre Variabilität. Die Variabilität von Infotainmentsystem HMIs ergibt sich aus unterschiedlichen Fahrzeugmodellen, Produktserien, Märkten, Ausstattungen, System- sowie Sprachvarianten. Die hohe Anzahl der Varianten führt zu enorm hohem Testaufwand. Modellbasiertes Testen ist ein vielversprechender Ansatz, um den Testaufwand durch die automatische Testfallgenerierung und Testausführung zu reduzieren und gleichzeitig die Testabdeckung zu erhöhen. Während modellbasiertes Testen bereits für Funktionstests häufig eingesetzt wird, bleiben HMI Tests meist noch manuell oder teil-automatisiert. Außerdem kann durch manuelles Testen eine systematische Testabdeckung nur sehr schwierig erreicht werden. Zahlreiche Forschungsarbeiten befassen sich mit dem GUI-Testen. Variabilität ist im Bereich der Software-Produktentwicklung ein immer beliebteres Forschungsthema. Ein modellbasierter Testansatz für komplexe HMIs mit Berücksichtigung der Variabilität ist allerdings immer noch nicht vorhanden.

Diese Doktorarbeit präsentiert eine modellbasierte Testmethode für Infotainmentsystem HMIs mit dem besonderen Ziel das Variabilitätsproblem zu lösen. Zusätzlich bietet diese Doktorarbeit eine Basis für zukünftiges HMI-Testen in der Industrie an. Der Ansatz in dieser Doktorarbeit basiert auf einem modellbasiertem HMI-Testframework, das zwei essentielle Komponenten beinhaltet: eine Test-orientierte Spezi?kation und eine Komponente zur Testgenerierung. Die Test-orientierte Spezi?kation hat eine geschichtete Struktur und ist darauf ausgerichtet, die fürs Testen relevanten Daten zu spezi?zieren. Sowohl dynamisches Menüverhalten als auch die Darstellung des HMI sind die Testziele. Die Testgenerierung erzeugt automatisch Tests aus der Test-orientierten HMI Spezi?kation. Das Testframework kann um eine automatische Testausführung erweitert werden. Nachdem die generierten Tests instanziiert werden, ist es möglich, sie automatisch innerhalb eines Testautomatisierungsframeworks durchzuführen.

Diese Doktorarbeit befasst sich mit Methoden, um die HMI-Varianten effizient zu spezifizieren und zu testen und basiert auf Ansatz für Software Produktlinien. Das bedeutet, die Test-orientierte Spezi?kation ist erweitert um sowohl die Gemeinsamkeiten als auch die Spezialitäten der Varianten zu beschreiben. Insbesondere werden Strategien entwickelt, um Tests für unterschiedliche Varianten der Produktlinien automatisch zu generieren. Die Besonderheit dabei ist, dass Redundanzen sowohl für den Generierungsvorgang als auch den Ausführungsvorgang vermieden werden können. Das ist wegen den eingeschränkten Ressourcen und aus Effizienzsgründen besonders wichtig für die Industrie. Die Modellierung und das Testen von variantenreichen HMIs stellen die Hauptbeiträge dieser Dissertation dar. Die Ergebnisse dieser Doktorarbeit können hoffentlich als eine Lösung für modellbasiertes Testen der multi-varianten HMIs dienen und der Automotive-Industrie eine Basis der zukünftigen HMI Testenstandards liefern.