Biztonságkritikus rendszerek, rekordidő alatt

Címkék

Az autóipari beszállítók szegmensében egyedülállóan agilis szervezeti egységet hoz létre a thyssenkrupp: a Project Lab néven induló csapat az eddig megszokott termékiterációs és -tesztelési ciklusok időtartamát a töredékére csökkenti. A kormányrendszereiről ismert vállalat az új innovációs kultúrával nem csak a termékfejlesztésnek, de a csapattagok műszaki kompetenciaszerzésének is komoly lendületet adna.

Noha az IT ágazatok jelentős részében az agilis szervezeti működés mára alapvetőnek számít, az olyan szélsőségesen biztonságkritikus rendszerek fejlesztése, mint például az autókban szolgálatot teljesítő kormányoszlopoké, túlnyomórészt még mindig a jóval konzervatívabb, vízesés modellben zajlik. Ez nem meglepő, hiszen a "hagyományos"megközelítésben a tervezési, fejlesztési, tesztelési és gyártási folyamatok hosszú évtizedek alatt már jól bevált módon tarthatók szemmel. Mára ugyanakkor egy-egy új személyautó kezét a gyártók nem sok esetben engedik el miután az legördült a gyártósorról: az egyes modellekhez érkező új funkciók és szoftverfrissítések folyamatos és egyre gyorsabb fejlesztést, és persze tesztelést igényelnek.

Növekszik a fordulatszám

Hogy milyen gyorsan, azt jól mutatja a thyssenkrupp Project Lab csapatát életre hívó megrendelés: a vállalat egyik amerikai partnere, egy jövőbeli modelljébe szánt kormányrendszerének kifejlesztése során kéthetente (!) kéri különböző szoftverfunkció-változtatások és -inkremensek leszállítását. A szoftvercsomagoknak ráadásul olyan minőségben kell megérkezniük a kéthetes ciklusok végén a gyártókhoz, hogy azok ne csak tesztpályán, de közúton, városi körülmények között is tesztelhetők legyenek. A kihívást növeli, hogy a közutakon már nem csak magasan képzett tesztpilóták vezetik a még fejlesztés alatt álló prototípusokat, hanem átlagos tesztsofőrök.

A kéthetes időszak alatt ennek megfelelően szigorú biztonsági követelményeknek kell hogy megfelelővé váljon az adott szoftververzió. Mivel eddig egy-egy kiadásnál csak a tesztelés önmagában több hetet vett igénybe, a fejlesztésről nem is beszélve, a csapatnak komoly munkamennyiséget kell a 14 napba besűríteni.

Kulturális és technológiai újítások

Az ugyanakkor már a kezdeti időszakban látszik, hogy korántsem lehetetlen a küldetés, és hogy van tér az eddigi folyamatok hatékonyságának növelésére. Ehhez a megfelelő CI/CT (Continuous Integration / Continuous Testing) gyakorlatok, illetve az azokhoz szükséges csapaton belüli kompetenciák kiépítése elengedhetetlen.

A kitűzött új működésnek a Project Lab csapat alapvetően három alappillért határozott meg, kezdve a szoftver, illetve a tesztek fejlesztésének párhuzamosításával: fölösleges bevárni az adott szoftver vagy funkció elkészültét a tesztek elkészítésével, hiszen utóbbiak magához a funkcióhoz hasonlóan, gond nélkül elkészíthetők a megrendelőtől kapott követelmények alapján. A későbbiekben ráadásul ez a felállás szoftverfejlesztői oldalon is sok problémát előre megoldhat, hiszen az architekt és a tesztelő már előre egyeztetni tud, a potenciális félreértések nem a tényleges teszteléskor jönnek először felszínre.

A második sarokkő a szinte azonnali visszacsatolás egy-egy szoftverkomponens működéséről: a fejlesztőnek akár 30 percen belül információt kell kapnia az általa készített, a rendszerbe integrált komponensről. A harmadik sarkalatos pont pedig, hogy a csapat végül képes legyen SIL (Software-in-the-Loop) módszerekkel bizonyítani, hogy terméke elég biztonságos, hogy a közutakon is tesztelni lehessen.

Aszfalt helyett virtuális tesztpálya

Míg az első pont főként kulturális változást igényel, addig a második kettő már határozott technológiai fejlesztéseket követel meg - utóbbiak leglátványosabb eleme pedig egyértelműen a tesztautomatizáció gerincét képező, házon belül fejlesztett SIL tesztmegoldás, a tks Vehicle Simulator. A járműszimulátor eredetileg elsősorban demonstrációs célokra készült, amelyekkel a partnerek, megrendelők tudták tesztelni az egyes termékek viselkedését - a megoldás azonban egy komolyabb fejlesztést követően mostanra teljes mértékben a tesztkörnyezetbe integráltan működik, nagyságrendekkel felgyorsítva a tesztfolyamatokat.

Az automatizált szimuláció alternatíváját ugyanis a valós tesztpálya jelenti, ahova kivonulni, az autót előkészíteni, a megfelelő szenzorokkal felszerelni, a szükséges logolást beállítani, illetve a pályán ténylegesen eleget is vezetni a járművet, akár egy hetet is felölelhet. Ehhez képest a szimulátor egy éjszaka alatt lefuttatja a szükséges teszteket, a fizikai környezet és működés mellett a sofőrök tipikus viselkedését, reakcióidejét is figyelembe véve. Ez időben, és a biztonsági kockázatokat tekintve is hatalmas javulást jelent.

Persze a szimulátor bevezetése a tesztelésben nem jelent teljes búcsút a fizikai tesztpályától, a nagyobb szoftveres vagy akár mechanikai változtatásokat a csapat az aszfalton is kipróbálja, illetve ehhez kalibrálja a szimulációt is: ha sikerül a valóshoz elég közel álló eredményt kapni a szimulált környezetben, a későbbiekben is reprezentatívak lehetnek a szimulátorból kapott eredmények. A megoldásnak ráadásul már a második generációja is készül, a Matlab Simulinkben épített első kiadást egy piaci fizikai motorra épülő szimulátor egészíti ki , amely ráadásul nem csak számokon és grafikonokon keresztül számol be a kormányrendszerek teljesítményéről a különböző autókban, hanem a videojátékokhoz hasonló, grafikus megjelenítést is biztosít. Ennek köszönhetően míg az első verzió főként a hibainjektálásról szól, addig a második generációval már a felhasználói élmény előzetes felmérése, közlekedési helyzetek lejátszása is komoly szerepet kap majd.

Új kompetenciák, alapos tervezés

A technológiai átalakulás mellett a működési kultúra is komoly változásokon kell, hogy keresztülmenjen. Ennek egyik fő eleme, a projektmenedzsment oldalán a kiterjedt tervezés: hogy a kéthetes szállítási periódusok hosszú távon tarthatók legyenek, nem csak a következő 1-2 hét, de több mint egy hónapos időszak várható munkáját is pontosan ismernie kell a PM-eknek és mérnököknek - a tervezés ennek megfelelően akár az idő ötödét is kiteheti.

A Project Lab jelenleg mintegy húsz fős, a thyssenkrupp pedig folyamatosan keresi az új szakembereket, akik szívesen csatlakoznának az iparágban radikálisan új módszertani irányvonalat képviselő csapathoz. Az vállalat elsősorban olyan teszt- és szoftvermérnökök jelentkezését várja, akiket mozgatnak az olyan kihívások, mint egy-egy termék lehető legmagasabb minőségű leszállítása rövid idő alatt, és akikben megvan a potenciál, hogy a csapat tagjaként széleskörű mérnöki kompetenciákkal rendelkező szenior szakértőkké váljanak. Utóbbi szakembergárda kinevelése a cég egyik fő célja: olyan csapattagoké, akik a tesztek, illetve szoftverdizájn elkészítése mellett, ha kell, a kormány mögé is beülnek.

Ha szeretnél komplexen átlátni egy autóipari termékfejlesztést, csatlakozz a Project Labhoz Szoftver-vagy Tesztmérnökként!

[A thyssenkrupp megbízásából készített, fizetett anyag.]