Pianificazione agile dei test

La pianificazione delle ispezioni è definita in varie serie di norme, tra cui la linea guida VDI 2619 e la DIN 55350, come la pianificazione delle ispezioni di qualità. Si sottolinea che le ispezioni di qualità hanno diversi oggetti di destinazione, come componenti prodotti, ma anche processi o prototipi, e possono essere effettuate in diversi punti del processo di sviluppo del prodotto. Tuttavia, nell'industria si è consolidata la comprensione che la pianificazione delle ispezioni si concentra sulla pianificazione e la definizione delle ispezioni di prodotto e di processo nella fase di produzione. Di conseguenza, la pianificazione dell'ispezione è spesso equiparata alla progettazione dei processi di assicurazione della qualità nella produzione. Tuttavia, questa comprensione tradizionale restringe troppo l'ambito di considerazione per ispezioni di qualità efficienti, come verrà mostrato di seguito.

Sfide della pianificazione dei test

Le aziende manifatturiere di oggi affrontano una varietà di sfide che influenzano anche le attività di test per garantire la qualità del prodotto e del processo. Per esempio, una tendenza continua è che la complessità dei prodotti è in costante aumento. Questo è particolarmente vero per le industrie meccatroniche. Questi combinano i risultati dello sviluppo di diverse discipline nei loro prodotti. La complessa interazione dei singoli assemblaggi o moduli genera nuove fonti di errore che possono compromettere la qualità del prodotto e i cui rischi devono quindi essere salvaguardati nell'ambito delle ispezioni di qualità.

Tuttavia, la pianificazione dei test per i prodotti meccatronici si trova di fronte alla sfida che i test convenzionali in produzione spesso non possono salvaguardare varie fonti di errore, o possono farlo solo con grandi spese. Le ispezioni di qualità nelle prime fasi dello sviluppo del prodotto sono una soluzione adeguata a questo problema. Pianificando una valutazione precoce della qualità del prodotto e del processo sotto forma di verifica, per esempio, i rischi possono essere salvaguardati prima della fase di produzione e quindi si possono evitare test costosi nella produzione in serie.

Un'altra sfida è la definizione di una strategia di test completa. Questo determina quali attività di test vengono utilizzate e coordinate durante l'intero processo di sviluppo del prodotto nell'azienda. La moltitudine di approcci di test richiesti o possibili nel ciclo di vita del prodotto, come la verifica durante lo sviluppo, la garanzia di qualità legata alla produzione, la riqualificazione, gli audit di prodotto o di processo, richiede un coordinamento economico dei test di prodotto e di processo, che viene registrato in una strategia di test specifica dell'azienda. Molte aziende non usano ancora questo approccio per incastrare le attività di test lungo il processo di sviluppo del prodotto, o spesso lo usano solo in modo inadeguato, in parte a causa dell'alto livello di complessità.

Il bisogno di azione aumenta

Gli esempi citati chiariscono che la garanzia della qualità del prodotto per mezzo di adeguate ispezioni di qualità e quindi la pianificazione delle ispezioni sta diventando sempre più importante. Allo stesso tempo, la pianificazione delle ispezioni che si concentra solo sulla pianificazione delle ispezioni di qualità nella fase di produzione fornisce troppo pochi punti di partenza per essere in grado di affrontare le sfide. Per esempio, la pianificazione sistematica delle ispezioni di qualità, specialmente nelle prime fasi del processo di sviluppo del prodotto, rimane in gran parte non considerata. Lo spostamento delle ispezioni di qualità in altre fasi del processo di creazione del prodotto rivela un grande potenziale di ottimizzazione. Per esempio, i test costosi nella produzione possono essere evitati con un'appropriata convalida funzionale dei prodotti nella fase di sviluppo del prodotto.

L'obiettivo di una moderna ed efficiente pianificazione dell'ispezione è quindi quello di fare un uso mirato di varie opzioni di ispezione della qualità durante l'intero processo di creazione del prodotto, al fine di ridurre al minimo lo sforzo complessivo richiesto per garantire la qualità del prodotto e del processo. Qui si possono identificare diversi punti di partenza, in particolare nelle prime fasi di sviluppo del prodotto, con l'aiuto dei quali si può effettuare un primo controllo di qualità.

Comprensione ampliata della pianificazione delle ispezioni

Per poter scoprire il potenziale delle ispezioni di qualità nelle varie fasi della creazione del prodotto, è necessario ampliare la comprensione e la portata della pianificazione delle ispezioni. Ha senso trasferire l'ambito delle ispezioni di qualità dalla produzione alle fasi adiacenti del ciclo di vita del prodotto. In questo modo, le aziende possono identificare ulteriori leve con le quali si possono effettuare efficienti ispezioni di qualità lungo l'intero processo di sviluppo del prodotto. Questo ampliamento del campo di applicazione è mostrato schematicamente nella figura 1.

Pianificazione dei test nello sviluppo del software

Il campo dello sviluppo del software offre approcci promettenti e paralleli nell'espansione dell'ambito e la conseguente definizione più ampia della pianificazione di test moderna e olistica. Il punto di partenza è la procedura generale per lo sviluppo del software secondo il modello V, vedi Figura 2.

Così, il prodotto da sviluppare (in questo caso il software) è strutturato gerarchicamente in livelli strutturali adeguati e sviluppato in singole unità durante il processo di sviluppo, sulla base dei requisiti generali. Il prodotto da sviluppare è definito ai singoli livelli per mezzo di specifiche corrispondenti, e le caratteristiche rilevanti per la qualità associate sono determinate. Per i singoli livelli possono essere definite ispezioni di qualità adeguate per testare e convalidare queste specifiche. Questi hanno il compito di salvaguardare il rispettivo livello durante l'integrazione del prodotto. In questo modo, la pianificazione dei test può essere eseguita durante lo sviluppo, in cui il rispettivo controllo di qualità può essere considerato separatamente dalle singole fasi del processo di creazione del prodotto. Per esempio, i test di verifica nella fase di sviluppo, i criteri di esame per la fase di prototipo o i test di installazione nella fase di serie possono essere definiti per ogni livello.

La procedura di sviluppo dei prodotti secondo il modello V è già stata adattata allo sviluppo di prodotti meccatronici. La linea guida VDI 2206, ampiamente utilizzata, presenta una metodologia di sviluppo per i prodotti meccatronici, che descrive anche lo sviluppo di maturità di un prodotto o di un processo basato su V-cicli. La pianificazione dei test di qualità viene effettuata nel corso della convalida delle proprietà specifiche del livello definito nella linea guida. Così, nella procedura, la pianificazione dei test è in linea di principio staccata dalle singole fasi del processo di sviluppo del prodotto.

Imparare dallo sviluppo del software

Un approccio metodico perseguito nel dipartimento di gestione del prodotto presso il laboratorio di macchine utensili WZL dell'Università RWTH Aachen prevede il trasferimento di concetti e procedure dal modello V dello sviluppo del software alla pianificazione dei test di prodotti di diverse industrie. In particolare, l'aspetto che la pianificazione dei test può essere effettuata durante lo sviluppo del software, che permette la pianificazione di test di qualità in diverse fasi del processo di sviluppo. Così, un bisogno di test di qualità richiesti può essere identificato per ogni livello così come per l'integrazione del prodotto a livelli superiori. In seguito, si possono determinare diverse possibilità di attività di test per assicurare le specifiche in diverse fasi (sviluppo, pianificazione del processo, produzione) e si può selezionare una combinazione adatta di misure di test. Di conseguenza, si crea un'ampia base decisionale per le ispezioni di qualità coordinate lungo l'intero processo di sviluppo del prodotto.

Per trasferire i concetti di pianificazione dei test dal V-Modell allo sviluppo del prodotto in diverse industrie, si possono definire alcuni prerequisiti. In primo luogo, è necessaria una chiara e rigorosa strutturazione gerarchica del prodotto. Da un lato, le ispezioni di qualità specifiche del livello possono essere formulate per garantire le specifiche del prodotto per i singoli moduli e componenti. D'altra parte, i rischi associati possono essere chiaramente identificati per l'integrazione di un livello di prodotto durante l'assemblaggio e assicurati con test di integrazione corrispondenti.

Inoltre, lavorare con specifiche di prodotto chiare e testabili è un prerequisito essenziale per il trasferimento di successo dei concetti. Un criterio caratteristico nello sviluppo del software è il requisito che le specifiche devono essere progettate per essere testabili. Di conseguenza, il processo di sviluppo del prodotto deve prendere in considerazione la testabilità quando si definiscono le specifiche del prodotto. Questo è l'unico modo per identificare varie leve che possono essere utilizzate per definire diversi tipi di attività di test.

Le aziende che sviluppano i loro prodotti secondo il V-Modell e di conseguenza strutturano il loro prodotto in modo strettamente gerarchico nel processo di sviluppo hanno la possibilità di ottenere un quadro chiaro delle specifiche da garantire e di definire misure trasversali per il controllo della qualità, che possono essere coordinate tra loro, soprattutto da un punto di vista economico, al fine di ridurre la quantità totale di ispezioni nel processo di sviluppo del prodotto.

Il laboratorio per le macchine utensili e l'ingegneria della produzione WZL dell'Università RWTH Aachen sta lavorando su progetti di ricerca legati all'industria nel campo della pianificazione dei test. Se voi, come azienda, siete interessati a una cooperazione in questo campo, non vediamo l'ora di sentirvi.