早期テストから継続的統合へ: 効率的な開発を決定する3つの要因

なぜプロセスの早期段階でより多くのテストを実施しても、自動的にプロジェクトが高速化したり、コストが削減されたりしないのでしょうか？自動車開発では、検証を早期段階に移行させるシフトレフトの実行が、広く受け入れられた考え方となっています。しかし実際には、複雑さが増すにつれて、多くの組織は逆の効果を経験されており、努力が重複し、効率の向上は限定的です。前のブログ記事で述べたように、その理由は単純ですが、見落とされていることがよくあります。シフトレフトはスタンドアロンの機能でも、迅速なプロセス調整でもなく、開発、検証、データがライフサイクル全体でどのように相互作用するかを再構築する根本的なアーキテクチャ上の決定です。この記事では効率を向上させるために必要となる3つの要件を指摘します。

ソフトウェア定義車両(SDV)開発における一般的な誤解は、すべてのテストをソフトウェア・イン・ザ・ループ(SIL)環境に完全にシフトでき、ハードウェア・イン・ザ・ループ(HIL)セットアップまたは実世界検証を不要にできるというものです。この仮定は現実に及びません。野望としては、できるだけ多くのテストを早期のスケーラブルな開発段階に移行させることが明らかですが、HILベンチであれ実世界の試験場の条件下であれ、本質的に物理的相互作用を必要とする機能、統合、システムレベルの検証が常に存在します。ハードウェアベースのテストの役割を理解することが、効率的な開発を決定する最初の重要な要素です。

したがって、シフトレフトの目標は、下流のテストステップを排除することではなく、それらを最適化することです。シフトレフトが実現できるのは、

• 適切なテストケースを体系的に早期段階への移行
• 開発プロセスの後期段階で実施される冗長または低価値のテストの量の削減
• HILセットアップや車両テストなどのリソース集約的な環境は、ハードウェア相互作用または完全なシステム統合に本当に依存する検証にのみ使用

成功の鍵は、開発全体を通じてテスト活動をバランスよく配分することにあります。特に、HILシステムとテストインフラをいかに効率的に活用するかが重要です。Rapid HILアプローチのような新しい考え方は、この効率化を実現する良い例です。大規模で複雑なテストセットアップに頼るのではなく、ハードウェアリソースをより賢く、柔軟に使う方法です。具体的には、ソフトウェアで実行できるテストは柔軟に行い、ハードウェアが本当に必要な部分にだけHILを活用します。こうすることで、コストを削減し、セットアップの手間を減らしながら、限られたハードウェアリソースの価値を最大限に引き出すことができます。

テスト活動をバランスよく配分することは重要ですが、一貫性のあるデータフローによってもサポートされる必要があります。スケーラビリティとコスト効率の理由から、最新の開発アプローチは、できるだけ多くのテスト活動を仮想化することを目指しています。その結果、個別のソフトウェアモジュールのテストは、シミュレーション環境で早期に実行されることが多いですが、分離して実行されることがよくあります。これはコンポーネントレベルでの迅速な検証を可能にしますが、全体的なシステムへの統合は、通常、物理的な車両またはハードウェアベースの環境で、はるかに後で行われます。

しかし、このように段階を分けることで、大きな問題が生じます。統合作業が大幅に増えてしまい、重大なエラーが開発の後期段階になって初めて見つかることになります。個別のソフトウェア部品は既に開発され、単独でのテストにも合格しているのに、です。各段階がつながっていないと、早期段階でのテスト結果は、システム全体の検証に進む時点でその価値の多くを失ってしまいます。つまり、開発全体を通じてデータを一貫して流し続けることが、効率的な開発を実現するための2番目の重要な要素なのです。

その一方で、シミュレーション環境と車両アーキテクチャの両方の複雑さの増加により、開発チーム内の専門化が進みました。これを実現するには、モデル、テストアーティファクト、および関連データが、部門全体および組織全体で一貫して利用可能である必要があります。以前は、1人のエンジニアがシミュレーション全体を担当することもありました。しかし今では、パワートレイン、ADAS、車両ダイナミクスなど、異なるドメインの専門家がそれぞれの領域を担当しています。このような体制では、すべての関係者が開発の進捗状況を共有し、透明性を持つことが不可欠です。そのためには、モデルやテストの成果物、関連するデータが、部門を超えて、組織全体で一貫して利用できる状態にしておく必要があります。

さらに、一貫性のあるデータバックボーンは、開発プロセス全体を通じて完全なトレーサビリティを提供します。テスト結果は、特定のソフトウェアバージョン、コンフィギュレーション、および環境に確実にリンクできます。これは欠陥の特定と解決の際に特に重要です。チームが誤った結果をその起源まで追跡し、対象を絞った是正措置を講じることができるためです。このようにデータを一貫して共有することで、品質保証が強化され、ますます複雑になる自動車開発プロジェクトにおいても、最高水準の品質を維持することができます。

効率的な自動車開発を実現するための3番目の重要な要素は、継続的なツールチェーンです。従来、開発エコシステムは非常に断片化されていました。パワートレイン、ADAS、車両ダイナミクス、インフォテインメントなど、異なるドメインがそれぞれ独立したサプライヤ固有のツールを使っていたのです。その結果、データ形式が互換性を持たず、テスト結果の追跡ができず、異なるドメイン間での結果の比較も困難でした。これが開発効率を低下させ、統合作業を増やす原因となっていました。

しかし、システムの複雑さが急速に増す中、従来のアプローチでは対応できなくなりました。今求められるのは、標準を単なるガイドラインではなく、すべてのドメイン全体で一貫性、相互運用性、規制遵守を確保するための必須要件として位置づけることです。継続的なツールチェーンは、シミュレーション環境、テスト管理プラットフォーム、自動化パイプライン、データ分析システムを統合することで、これを実現します。すべてが業界標準と組織標準に準拠することで、ドメイン間の協業とエンドツーエンドの検証が可能になります。このような統合により、部門間の引き継ぎがスムーズになり、モデルやテストケースの再利用が進み、開発全体を通じた継続的なフィードバックループが形成されます。その結果、検証プロセスが相互に連結され、スケーラブルなものへと変わります。

テストを個別の独立したステップとして扱うのではなく、先進的な組織は異なるアプローチを取っています。より多くのバリアント(仕様の違い)と条件に対応できるよう水平方向にスケーリングし、同時に開発全体を通じて仮想環境と実環境をシームレスに接続することで垂直方向にもスケーリングするプロセスを設計しているのです。これを実現するのが、再利用可能なテストシナリオと、追跡可能なパラメータを持つ仮想車両フリートです。これらにより、異なるバリアント間での一貫性が確保されます。さらに、すべてのシステムレベルにまたがる相互運用可能なモデルが、開発全体を通じたシームレスな統合をサポートします。MILからVILまでの自動化されたテストオーケストレーション(テスト実行の自動調整)と、一貫性のあるデータ管理を組み合わせることで、複数のプラットフォーム全体での効率的で信頼性の高い実行が保証されます。

私の見解では、シフトレフトは、結束力のある統合された開発環境に組み込まれた場合にのみ、その完全な可能性を発揮します。エンジニアリング分野を接続するシームレスなツールチェーン、ドメイン全体で動作する効率的に統合されたハードウェアベースのテスト、および透明性とトレーサビリティを確保する一貫性のあるデータフローがなければ、早期テストは断片化されたままです。私の見解では、シフトレフトは、結束力のある統合された開発環境に組み込まれた場合にのみ、その完全な可能性を発揮します。シフトレフトから真の利益を得るために、組織はいつテストするかだけでなく、システム、プロセス、データがどのように構造化されているかを再考する必要があります。さらに重要なのは、企業文化的な側面です。つまり、変化を受け入れ、既存の構造を打ち破る意思が求められるのです。