Testing the performance of complex system simulations in the production automation domain

Abstract

Bei komplexen automatisierten Produktionssystemen kann meist nicht vom Verhalten der Teilsysteme auf das Verhalten des Gesamtsystems geschlossen werden. Die zur Ermittlung des Gesamtverhaltens eines Systems notwendigen Erkenntnisse können aus Simulationen gewonnen werden. Neben der Güte der Simulationsergebnisse ist die Effizienz eines Systems ein ausschlaggebendes Qualitätskriterium.<br />Das Ziel der Arbeit ist es, eine effiziente Methode zum Testen von Testfall-Generatoren aufzuzeigen. Als Testmetrik wird das Verhältnis der Testabdeckung zum hierfür notwendigen Aufwand festgelegt. Unter Testabdeckung bei einer gegebenen Parametermenge wird in der Arbeit das Verhältnis zwischen den erzeugten Testfällen und den möglichen Testfällen verstanden. Alle verfügbaren Parameter eines Testfalls sind in einer GUI durch den Anwender auswählbar.<br />Zur Erzeugung der Testfälle werden zwei unterschiedliche Ansätze betrachtet. Ein statischer Ansatz welcher den Nachteil aufweist, dass zusätzliche Parameter nur mit erhöhtem Aufwand hinzugefügt werden können. Der zweite Ansatz verwendet ein generisches Skript welches auf einer Ontologie als Datenmodell basiert und die Testfälle abhängig vom gewählten Parameter-Setting generiert. Anschließend werden die erzeugten Testfälle in eine XML-Datei exportiert, welche als Input-Daten für die Simulation herangezogen werden. Durch die Verwendung einer Ontologie können Parameter mittels Werkzeugunterstützung ohne Programmierkenntnisse erweitert werden. Ein weiterer Vorteil des generischen Ansatzes ist, dass Änderungen an der Ontologie keine Änderungen am generischen Skript nach sich ziehen.<br />Neben der zur Laufzeit dynamisch generierten GUI, der Ontologie und dem generischen Skript, wurden auch Produktions- und Fehlertoleranzstrategien implementiert. Der Evaluierungsteil der Arbeit zeigt auf, dass der generische Ansatz mit einer High-Level Testbeschreibung auskommt, eine erhöhte Flexibilität aufweist und eine festlegbare Testabdeckung erreicht.