Von frühem Testen hin zu durchgängiger Integration: Drei entscheidende Faktoren für effiziente Entwicklung

Warum führen mehr Tests früh im Entwicklungsprozess nicht automatisch zu einer schnelleren Projektumsetzung oder geringeren Kosten? In der Automobilentwicklung hat sich das Versprechen des Shift-Left-Konzepts, bei dem Absicherungsmaßnahmen in frühere Phasen vorverlegt werden, zu einem weit verbreiteten Paradigma entwickelt. Doch in der Praxis erleben viele Organisationen einen gegenteiligen Effekt, da die Komplexität wächst, es zu Mehrarbeit kommt und Effizienzgewinne begrenzt sind. Wie im vorherigen Blogartikel erläutert, gibt es dafür einen einfachen Grund, der aber oft übersehen wird: Shift-Left ist kein eigenständiges Feature und auch keine schnelle Prozessanpassung, sondern eine grundlegende strukturelle Entscheidung, mit der die Wechselwirkungen zwischen Entwicklung, Validierung und Daten über den gesamten Lebenszyklus hinweg neu gestaltet werden. Dieser Artikel geht einen Schritt weiter und nennt drei Voraussetzungen, die erfüllt sein müssen, um die Effizienz real zu steigern.

Ein weit verbreiteter Irrglaube bei der Entwicklung Software-definierter Fahrzeuge (SDV) ist, dass alle Tests vollständig in Software-in-the-Loop-(SIL)-Umgebungen vorverlagert werden können, und dadurch Aufbauten mit Hardware-in-the-Loop (HIL) oder die Absicherung unter realen Bedingungen überflüssig werden. Diese Annahme entspricht nicht der Realität. Zwar besteht das Ziel eindeutig darin, möglichst viele Tests in frühe, skalierbare Entwicklungsphasen zu verlagern, doch wird es immer Absicherungsmaßnahmen für Funktionen, die Integration oder auf Systemebene geben, die grundsätzlich eine Interaktion physischer Komponenten erfordern – sei es auf HIL-Prüfständen oder unter realen Bedingungen auf dem Testgelände. Die Rolle hardwarebasierter Tests richtig einzuordnen ist entscheidend für eine effiziente Entwicklung.

Das Ziel von Shift-Left besteht daher nicht darin, nachgelagerte Testschritte abzuschaffen, sondern sie zu optimieren. Durch Shift-Left können Unternehmen

• geeignete Testfälle systematisch in frühere Phasen verlagern,
• die Anzahl redundanter oder wenig aussagekräftiger Tests reduzieren, die zu einem späteren Zeitpunkt im Prozess durchgeführt werden, und
• ressourcenintensive Umgebungen wie HIL-Aufbauten oder Fahrzeugtests nur für die Absicherung nutzen, die tatsächlich vom Zusammenspiel mit der Hardware oder einer vollständigen Systemintegration abhängt.

Der zentrale Knotenpunkt dieses Ansatzes ist die geeignete Verteilung der Testaufwände über den gesamten Entwicklungszyklus hinweg. Der effiziente Einsatz von HIL-Systemen und Testinfrastruktur wird zum entscheidenden Faktor. Konzepte wie der Rapid-HIL-Ansatz veranschaulichen dies sehr gut: Anstatt auf große, komplexe Testaufbauten zurückzugreifen, werden Hardware-Ressourcen intelligenter und skalierbarer eingesetzt. Dort, wo es den größten Mehrwert bietet, wird flexibles, softwaregesteuertes Testen gezielt mit HIL kombiniert. Dadurch werden sowohl Kosteneinsparungen erzielt als auch die Komplexität des Aufbaus reduziert, während die Effizienz der begrenzten Hardware-Ressourcen maximiert wird.

Eine ausgewogene Verteilung des Testaufwands ist wichtig, muss aber auch durch konsistente Datenflüsse unterstützt werden. Moderne Entwicklungsansätze zielen aus Gründen der Skalierbarkeit und Kosteneffizienz darauf ab, so viele Testaktivitäten wie möglich zu virtualisieren. Daher werden Tests für einzelne Softwaremodule oft schon frühzeitig, aber isoliert voneinander in Simulationsumgebungen durchgeführt. Dies ermöglicht zwar eine schnelle Validierung auf der Komponentenebene, doch die Integration in das Gesamtsystem erfolgt meist erst viel später in realen Fahrzeugen oder in hardwarebasierten Umgebungen.

Diese Trennung bringt eine erhebliche Herausforderung mit sich: Der Integrationsaufwand kann deutlich steigen und kritische Fehler werden möglicherweise erst spät im Entwicklungsprozess sichtbar, und das obwohl einzelne Softwarekomponenten bereits entwickelt und isoliert erfolgreich getestet wurden. Ohne eine kontinuierliche Verknüpfung dieser Phasen verlieren frühe Testergebnisse für die Absicherung auf Systemebene einen Großteil ihres Wertes. Konsistente Datenflüsse stellen daher die zweite wesentliche Säule einer effizienten Entwicklung dar.

Parallel hat die zunehmende Komplexität in Simulationsumgebungen sowie in Fahrzeugarchitekturen zu einer stärkeren Spezialisierung innerhalb der Entwicklungsteams geführt. Wo früher eine einzelne Person den gesamten Simulationsprozess verantwortet hat, sind heute mehrere Expert*innen für bestimmte Bereiche zuständig. Allen Beteiligten einen geteilten und transparenten Überblick über den Entwicklungsstand zu verschaffen ist daher unerlässlich. Um dies zu erreichen, müssen Modelle, Testartefakte und relevante Daten abteilungsübergreifend und unternehmensweit einheitlich verfügbar sein.

Darüber hinaus gewährleistet eine einheitliche Datengrundlage eine lückenlose Nachvollziehbarkeit während des gesamten Entwicklungsprozesses. So können Testergebnisse zuverlässig bestimmten Softwareversionen, Konfigurationen und Umgebungen zugeordnet werden. Dies ist besonders für die Fehlererkennung und -behebung zentral, da Teams auf diese Weise fehlerhafte Ergebnisse bis zu ihrem Ursprung zurückverfolgen und gezielte Korrekturmaßnahmen ergreifen können. Die Qualitätssicherung wird somit gestärkt und höchstmögliche Standards – trotz immer komplexer werdender Automobilentwicklungsprojekte – aufrechterhalten.

Die dritte wichtige Säule für eine effiziente Fahrzeugentwicklung ist eine Toolkette für kontinuierliches Testen. Klassischerweise sind Entwicklungsumgebungen stark fragmentiert und Bereiche wie Antriebsstrang, ADAS, Fahrdynamik und Infotainment auf separate, lieferantenspezifische Toolketten angewiesen. Inkompatible Datenformate, eingeschränkte Nachvollziehbarkeit und mangelnde Vergleichbarkeit der Ergebnisse sind hier vorprogrammiert, was letztlich die Effizienz beeinträchtigt und den Integrationsaufwand erhöht.

Heute erfordert die zunehmende Systemkomplexität einen grundlegend anderen Ansatz, bei dem Standards nicht nur Richtlinien sind, sondern zentrale Anforderungen, die Konsistenz, Interoperabilität und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften in allen Bereichen gewährleisten. Durchgängige Toolketten ermöglichen durch die Integration von auf definierte Branchen- und Unternehmensstandards abgestimmten Simulationsumgebungen, Testmanagement-Plattformen, Automatisierungspipelines und Datenanalysesysteme eine bereichsübergreifende Zusammenarbeit und durchgängige Absicherung. Somit werden reibungslosere Übergänge, eine stärkere Wiederverwendung von Modellen und Testfällen sowie kontinuierliche Rückkopplungsschleifen über den gesamten Lebenszyklus hinweg sichergestellt und die Absicherung zu einem vernetzten und skalierbaren Prozess.

Anstatt das Testen isoliert zu betrachten, entwickeln führende Unternehmen Prozesse, die sich sowohl horizontal über mehrere Varianten und Bedingungen hinweg als auch vertikal durch die nahtlose Verknüpfung virtueller und physischer Umgebungen in allen Entwicklungsphasen skalieren lassen. Dies wird durch wiederverwendbare Testszenarien und virtuelle Fahrzeugflotten mit nachvollziehbaren Parametern ermöglicht, die die Konsistenz über alle Varianten hinweg gewährleisten. Darüber hinaus unterstützen interoperable Modelle, die alle Systemebenen abdecken, eine nahtlose Integration während des gesamten Entwicklungsprozesses. In Kombination mit einem einheitlichen Datenmanagement gewährleistet die automatisierte Testkoordination von MIL bis VIL eine effiziente und zuverlässige plattformübergreifende Ausführung.

Shift-Left entfaltet meiner Meinung nach sein volles Potenzial nur dann, wenn es in eine einheitliche und integrierte Entwicklungsumgebung eingebettet ist. Ohne eine kontinuierliche Toolkette, die die verschiedenen technischen Disziplinen miteinander verbindet, ohne effizient integriertes, domänenübergreifendes hardwarebasiertes Testen und ohne konsistente Datenflüsse, die Transparenz und Rückverfolgbarkeit gewährleisten, bleiben frühzeitige Tests isoliert. Um wirklich von Shift-Left zu profitieren, müssen Unternehmen nicht nur überdenken, wann sie Tests durchführen, sondern auch, wie ihre Systeme, Prozesse und Daten strukturiert sind. Dazu gehört auch eine kulturelle Dimension – nämlich die Bereitschaft, Veränderungen anzunehmen und bestehende Strukturen aufzubrechen.