Monitoring system for vehicle-in-the-loop testing : motivations for actions

Abstract

Vehicle-in-the-loop (VIL) testing is a testing framework used vehicle development and especially safety validation. Heavy-duty mobile machine (HDMM) is a vehicle made for work, for example a wheel-loader. In HDMM development VIL can be used. Testing can be executed in the testing laboratory where the machine is connected to a test bed which simulates the environment to the machine. This way the testing can be done without driving on the actual environment. VIL testing is cheaper and more efficient than real world testing. It gives more possibilities for configuration and vehicle does not have to be moved to different environments. VIL testing is a standard method for automotive systems safety validation. Before the vehicles can be tested in the real world they are first tested in a VIL testing environment, to ensure that the vehicles are ready for real-world testing.

Most of the research of VIL focuses on on-road vehicles. They differ from normal onroad vehicles being larger, having more power, being more complex, and having completely different workflows. This creates a need for specific research on HDMM VIL testing. Within the GO-RI project was found that there is a need for a better monitoring system. There is a problem where the current monitoring system is found to have flaws and would use an upgrade or replacement. For developing VIL testing laboratories further with the help of information systems, especially for monitoring systems. First there needs to be an understanding of what is done in the laboratory and, more importantly, why are these things done. Answering these questions give solid foundation on developing monitoring system and possibly other systems for the test laboratory.

This was a qualitative study, and to answer the question two operators that worked on the VIL testing laboratory was interviewed. Interviews were transcribed and analysed using thematic analysis. Study was inductive and the direction of the study was more refined after data collection.

It was found that things done around the testing are motivated by three main goals, safety, correctness, and learning. Safety being the most important, because without safety nothing else can be reached. Safety consists of many different ways of planning and acting in order to ensure that the testing can be executed safely. By correctness, is meant that the outcomes of the test should be accurate, match the real world, and the planned outcomes. Correctness includes planning, executing the right tests, and verifying the results afterwards. Learning refers to creating new ways of working, and improving the existing ones. Laboratory in question is still on development phase and emphasises the aspect of learning.

Vehicle-in-the-loop (VIL) testaus on testiviitekehys, jota käytetään ajoneuvojen kehittämisessä ja erityisesti niiden turvallisuuden vahvistamisessa. Raskas liikkuva kone (Eng heavy-duty mobile machine (HDMM) on ajoneuvo, mikä on tehty työskentelyyn, esimerkiksi kauhakuormaaja. HDMM:ien kehittämisessä voidaan käyttää VIL tekniikoita. Testaaminen voidaan toteuttaa testilaboratoriossa, jossa kone on kytkettynä testisänkyyn, joka simuloi koneelle ympäristön. Tämänlaista testausta voidaan tehdä ilman, että ajetaan oikeassa fyysisessä ympäristössä. VIL testaus on halvempaa ja tehokkaampaa kuin oikean maailman testaus. Se antaa enemmän mahdollisuuksia erilaisille kokoonpanoille ja konetta ei tarvitse liikuttaa erilaisiin ympäristöihin. VIL testaus on standardi toimintatapa autoteollisuudessa turvallisuuden vahvistamisessa. Ennen kuin ajoneuvot voidaan testata oikeassa maailmassa, ne testataan VIL ympäristössä varmistaakseen, että ajoneuvot ovat valmiita oikean maailman testeihin.

Suurin osa VIL testaukseen liittyvästä kirjallisuudesta kertoo tieliikenne ajoneuvoista. HDMM:ät eroavat ei tieliikenne ajoneuvoista olemalla suurempia, voimakkaampia, sekä monimutkaisempia ja niillä on täysin erilainen työnkierto. Tämä luo tarpeen HDMM spesifille tutkimukselle VIL. Ongelmana on, että nykyisessä valvontajärjestelmässä on vikoja ja se tarvitsi päivitystä tai korvaajaa. GO!-RI projektin sisällä huomattiin, että on myös tarve paremmille valvontajärjestelmille VIL testauslaboratorioon. Kehittääkseen VIL testauslaboratorioita HDMM:ien testaukseen tietojärjestelmien avulla, varsinkin valvontajärjestelmien. Ensin täytyy olla ymmärrys siitä mitä laboratoriossa tehdään, ja vielä tärkeämpää miksi näin tehdään. Vastaukset näihin kysymyksiin antavat hyvän pohjan valvontajärjestelmän ja mahdollisesti muiden järjestelmien kehittämiselle testauslaboratoriossa.

Tämä oli laadullinen tutkimus ja vastatakseen tutkimuskysymykseen kahta operaattoria, jotka työskentelivät VlL testauslaboratoriossa, haastateltiin. Haastattelut litteroitiin ja analysoitiin käyttämällä teema-analyysiä. Tutkimus oli induktiivinen ja sen suunta määräytyi tarkemmin datan keräämisen jälkeen.

Löydettiin, että asioita testauksen ympärillä tehdään kolmen eri motivaation johdattelemana, turvallisuuden, oikeellisuuden ja oppimisen. Turvallisuus on kaikista tärkein, koska ilman turvallisuutta mikään muukaan ei voi toteutua. Turvallisuus koostuu monista eri tavoista suunnitella ja toimia tavoittaakseen turvallisen testauksen. Oikeellisuudella tarkoitetaan sitä, että testien tulosten tulee olla tarkkoja, niiden täytyy vastata oikeaa maailmaa ja haluttuja lopputuloksia. Oikeellisuuden saavuttamiseksi täytyy suunnitella, toteuttaa oikeat testit, sekä tarkastella lopputuloksia jälkeenpäin. Oppiminen tarkoittaa sitä, että luodaan uusia tapoja työskennellä ja kehitetään olemassa olevia. Kyseessä oleva laboratorio on vielä kehitysvaiheessa ja painottaa oppimisnäkökulmaa.