Systemvalidierung
Kontinuierliche Integration, Prüfung und Validierung eingebetteter Software und Systeme zur Verwaltung der lückenlosen Traceability
Beschleunigte Konformität für Überprüfung, Validierung und Zertifizierung
Prozesse für die Integration, Prüfung, Validierung und Verifizierung stehen vor wichtigen Herausforderungen, die sich aus den Beschränkungen hinsichtlich Komplexität, Umfang, Echtzeit und Sicherheit von Produkten und Systemen ergeben.
Dank der Virtual Twin Experience können komplexe Systeme unter Berücksichtigung ihrer Anforderungen sowie Hardware- und Softwaredisziplinen modelliert und simuliert werden – sogar schon zu Beginn des Produktentwicklungszyklus. Simulationsanalysten und Prüfingenieure können kontinuierlich testen und validieren, ob Design, Verhalten und Leistung des Systems auf die Erwartungen des Kunden und die Marktvorschriften abgestimmt sind. Die lückenlose Traceability ermöglicht das Nachverfolgen heterogener Daten im gesamten Unternehmensumfeld – von den ersten Anforderungen über Hardware-/Softwarebereitstellungen bis hin zu Prüfergebnissen. Iterationsschleifen werden dadurch reduziert und Konformitätsprüfungen und Systemzertifizierungen erleichtert.
Anwendung einer End-to-End-Validierung der Anforderungen in einer Nachbildung der realen Umgebung
Mängel und Fehler treten manchmal in der Spezifikationsphase auf und können gerade in sicherheitskritischen eingebetteten Systemen schwer zu erkennen sein. CATIA STIMULUS bietet eine Änderung der Denkweise bei der Systemvalidierung. Die Simulation der Anforderungen in einer Nachbildung der realen Umgebung können hier in der Spezifikationsphase durchgeführt und dann bei der Integrationsprüfung und Validierung wiederverwendet werden. In der Spezifikationsphase können Systemarchitekten mehrdeutige, falsche, fehlende oder widersprüchliche Anforderungen erkennen, bevor die Entwicklung beginnt. In der Validierungsphase können Prüfingenieure das Erstellen von Tests automatisieren und überprüfen, ob der eingebettete Softwarecode den Spezifikationen entspricht.
Durchführen von massiven Simulationen für hochautomatisierte Systeme
Hochautomatisierte Systeme wie Fahrerassistenzsysteme (ADAS) oder automatisiertes Fahren stehen vor einer einzigartigen Herausforderung: dem Testen in unvorhersehbaren Umgebungen. Die massive virtuelle Simulation mit CATIA SCANeR ermöglicht das Ausführen von Modell-, Software- und Human-in-the-Loop-Simulationen unter realistischen Umgebungsbedingungen. Dieser Ansatz ermöglicht die Identifizierung und virtuelle Simulation von Grenzfällen und kritischen Szenarien. So wird ein hohes Konfidenzniveau an Qualität und Sicherheit gewährleistet, bevor diese bahnbrechenden Innovationen auf den Markt gelangen.
Validierung von automatisierten Steuerungs- und Überwachungssystemen
Das Steuerungs- und Überwachungssystem macht mehr als 30 % der Gesamtkosten der bereitgestellten Systeme im Bahn- und Schienenverkehr, im Fahrzeugbau, im Energiesektor und vielen anderen Branchen aus (Biowissenschaften, Wasseraufbereitung, Maschinen- und Anlagenbau, Lebensmittel und Getränke usw.). Diese neuen Systeme bieten eine Reihe von Funktionen und hochwertige Services, müssen aber gleichzeitig immer strengere Zertifizierungsauflagen erfüllen. ControlBuild wird zur Modellierung, Simulation, Prüfung, Validierung und Bereitstellung von Steuerungsanwendungen verwendet, die den Branchensicherheitsstandards für die Entwicklung IEC 61508 und EN 50128 entsprechen.
Verwalten der Abdeckung der Anforderungen und der Auswirkungen von Änderungen für eine einfachere Zertifizierung
Lösungen für Rückverfolgbarkeit und Berichterstellung erleichtern die Zusammenarbeit zwischen interdisziplinären Teams, von Anforderungen über Hardware/Software bis hin zur Überprüfung von Testergebnissen. Auswirkungen von Änderungen in der Systemarchitektur, modellbasierten Konstruktion, Implementierung oder Validierung können erkannt werden, um Risiken zu mindern. Die Rückverfolgbarkeit von heterogenen Werkzeugen, Modellen und Datenquellen unterstützt Projektleiter sowie Qualitäts- und Zertifizierungsingenieure dabei, die effektive Integration von Vorschriften und Sicherheitsanforderungen im gesamten Entwicklungsprozess zu demonstrieren und automatisch Berichte für die Zertifizierung zu erstellen.
Ausführung und Überwachung von Validierungs- und Verifizierungsaktivitäten
Um kostspielige Rückrufe zu vermeiden, wird jeder Aspekt des Produkts durch die Definition von Prüfspezifikationen und die Wiederverwendung von Vorlagen zu bewährten Testmethoden auf Herz und Nieren geprüft. Bewerten Sie, wie Teststrategien mit den Anforderungen sowie funktionalen, logischen oder physischen Aspekten des zu prüfenden Systems übereinstimmen. Planen und verwalten Sie Testausführungen und überwachen Sie den allgemeinen Fortschritt sowie den Reifegrad. Verknüpfen und verfolgen Sie Testergebnisse, um einen einfachen Nachweis der Einhaltung von Vorschriften und Standards zu erbringen.
Rollen von CATIA für Systemvalidierung
Die Softwareprodukte von CATIA für Systemvalidierung sind in Rollen auf der 3DEXPERIENCE Plattform gegliedert, damit Sie sich schneller mit allen verfügbaren Anwendungen vertraut machen und effizient damit arbeiten können. Wählen Sie ein Paket aus, das Ihrer Rolle im Unternehmen entspricht.
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Häufig gestellte Fragen zur Computersystemvalidierungssoftware
Die Computersystemvalidierung (Computer System Validation, CSV) stellt sicher, dass computergestützte Systeme in regulierten Branchen wie der Pharmaindustrie und dem Gesundheitswesen vordefinierte Spezifikationen erfüllen und durchgängig wie beabsichtigt funktionieren. Dieser Prozess ist entscheidend, um die Datenintegrität zu wahren, gesetzliche Vorschriften einzuhalten sowie Qualität und Sicherheit der Produkte zu gewährleisten. CSV ist für Systeme unabdingbar, die kritische Daten in Umgebungen verarbeiten, in denen Genauigkeit und Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung sind.
Die Systemverifizierung und Systemvalidierung sind zwei separate, aber sich ergänzende Prozesse, die bei der Entwicklung und Implementierung von Software und Systemen eingesetzt werden:
- Bei der Verifizierung wird sichergestellt, dass das Produkt gemäß den Anforderungen und Designspezifikationen richtig entwickelt wird. Die Verifizierung gibt Antwort auf die Frage „Entwickeln wir das Produkt richtig?“ Sie umfasst Reviews, Inspektionen und nichtfunktionale Testmethoden, um Fehlerfreiheit, Konsistenz und Vollständigkeit der Software in den verschiedenen Entwicklungsstadien zu überprüfen.
- Die Validierung konzentriert sich dagegen darauf, ob das richtige Produkt für den Endanwender entwickelt wird. Sie gibt Antwort auf die Frage: „Entwickeln wir das richtige Produkt?“ Bei der Validierung wird überprüft, ob das System die Bedürfnisse und Anforderungen des Anwenders erfüllt. Sie beinhaltet in der Regel die tatsächliche Prüfung und Bewertung des Endprodukts.
Beide Prozesse sind entscheidend, um die Qualität und Leistungsfähigkeit von Softwaresystemen zu gewährleisten, insbesondere in kritischen und regulierten Branchen.
Die Computersystemvalidierung ist eine kritische Phase im Lebenszyklus der Systementwicklung. Sie stellt sicher, dass das endgültige System den vorgesehenen Zweck und die Anforderungen erfüllt. Zu diesem Prozess gehören typischerweise folgende Schritte:
- Anforderungsanalyse: Bevor mit der Validierung begonnen wird, müssen die Systemanforderungen gründlich verstanden und dokumentiert werden. Diese Anforderungen müssen klar, vollständig und testbar sein. Sie umfassen Anforderungen an die Funktionalität (was das System tun sollte), an die Leistungsfähigkeit (wie gut das System arbeiten sollte) sowie weitere Bedingungen.
- Validierungsplanung: Es muss ein Validierungsplan entwickelt werden, der Umfang, Ansatz, Ressourcen, Zeitplan und Aktivitäten des Validierungsprozesses beschreibt. In diesem Plan sollten auch die Erfolgskriterien definiert werden und wie diese gemessen werden sollen.
- Testdesign und -entwicklung: Anhand der Anforderungen und des Validierungsplans werden Testfälle erstellt, die alle Aspekte des Systems abdecken. Dazu gehört das Entwickeln von Testverfahren, das Festlegen der erforderlichen Testdaten und das Einrichten von Testumgebungen.
- Testausführung: Die Tests werden anhand der entwickelten Testfälle ausgeführt. Dazu gehört der Betrieb des Systems unter verschiedenen Bedingungen und Eingaben, um sicherzustellen, dass es die angegebenen Anforderungen erfüllt. Die Tests müssen systematisch und umfassend sein und alle Aspekte im Hinblick auf Funktion, Leistung und Zuverlässigkeit abdecken.
- Datenerfassung und -analyse: Es werden die Daten von den Testausführungen erfasst. Dazu gehören Protokolle, Testergebnisse und Leistungskennzahlen. Anhand dieser Daten kann dann beurteilt werden, ob das System die definierten Anforderungen und Erfolgskriterien erfüllt.
- Erkennung und Behebung von Problemen: Wenn das System die Anforderungen nicht erfüllt, müssen die Probleme oder Mängel identifiziert und dokumentiert werden, um Korrekturmaßnahmen zur Behebung zu ergreifen. Nach der Korrektur werden erneut Tests ausgeführt, um zu überprüfen, ob die Probleme erfolgreich behoben wurden.
- Abschließender Validierungsbericht: Wenn alle Tests abgeschlossen sind und das System allen Anforderungen entspricht, wird ein abschließender Validierungsbericht erstellt. Dieser Bericht fasst die Validierungsaktivitäten zusammen, dokumentiert die Testergebnisse und bescheinigt abschließend die Einhaltung aller Anforderungen durch das System.
- Überprüfung und Genehmigung durch Stakeholder: Der abschließende Validierungsbericht wird zur Überprüfung und Genehmigung den Stakeholdern vorgelegt. Dieser Schritt umfasst häufig die formelle Freigabe durch den Kunden, Aufsichtsbehörden oder andere relevante Parteien.
- Überprüfung und Wartung nach der Validierung: Nach der Validierung sollte das System regelmäßig überprüft werden, um die laufende Einhaltung der Anforderungen sicherzustellen, insbesondere bei Änderungen oder Aktualisierungen des Systems.
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