Referenzprojekt Testautomatisierung für Steuerungssoftware

ISG Industrielle Steuerungstechnik ist mit seiner Hardware-in-the-Loop Simulation ISG-virtuos Technologieführer in der Echtzeit-Simulation von Digitalen Zwillingen. Hierbei werden virtuelle Abbildungen der Maschinen, Anlagen und Roboter aufgebaut, die sich hinsichtlich Schnittstellen, Parameter und Betriebsarten wie die realen Komponenten verhalten.

Dank dieser digitalen Zwillinge können Maschinen und Anlagen heute bereits lange vor der realen Fertigstellung virtuell in Betrieb genommen werden. Um eine hohe Zuverlässigkeit und Robustheit der Steuerungssoftware zu erreichen, muss ihr Verhalten sowohl in normalen als auch in der sehr viel größeren Anzahl irregulärer Betriebsfälle getestet werden. Durch die fortschreitende Digitalisierung von Fertigung und Produktion steigen außerdem Umfang und Komplexität der Steuerungssoftware weiter an. Der daraus resultierende zunehmend höhere Aufwand für die vorher noch ausschließlich manuell durchgeführten Tests ließ sich nicht mehr wirtschaftlich darstellen.

Die Herausforderungen im Umfeld der virtuellen Inbetriebnahme waren Anlass für ein Forschungsvorhaben: Die ISG und das Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart haben gemeinsam eine softwarebasierte Lösung für das automatisierte und herstellerunabhängige Testen von Steuerungssoftware an digitalen Zwillingen erforscht. Aufbauend auf der Simulationslösung ISG-Virtuos, die in der Lage ist, digitale Zwillinge zu simulieren, sowie expecco, einem Framework zur Testautomatisierung von eXept, ist ISG-dirigent entstanden.

Mithilfe dieser Software können Abläufe zum Test der Steuerungssoftware während der virtuellen Inbetriebnahme modelliert werden. Diese Testabläufe können dann automatisch am HIL- oder SIL-System durchgeführt werden. Ergebnis ist ein zertifizierungsfähiges Protokoll des Testablaufs. Somit können einmal erstellte Testabläufe mannlos und beliebig oft wiederholt werden.

PFIF begleitet das Projekt von der Antragstellung über die Projektphase bis hin zur Erstellung der erforderlichen Abschlussdokumentation.

Herr Dr. Gerhard Krebser, Abteilunsleiter ISG-dirigent bei der ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH, beschreibt die Zusammenarbeit mit PFIF wie folgt:

Die Zusammenarbeit mit PFIF war immer sehr konstruktiv und hat unsere Erfolgsquote bei der Bewilligung von Forschungsprojekten signifikant gesteigert.

Seit Beginn der Einbindung von PFIF im Jahr 2010 wurden insgesamt bereits 11 Forschungs- und Entwicklungsprojekte bewilligt mit einem Fördervolumen von 1,8 Mio. €.