Testeo basado en modelos de sistemas cyber-físicos configurables

Los sistemas cyber-físicos son sistemas que integran tecnologías digitales y procesos físicos que se pueden encontrar en un amplio rango de sectores como el de automoción, salud, energético o aviación. Por otra parte, la sociedad demanda cada vez más que los productos sean personalizables. Dicha personalización conlleva que en el desarrollo de los sistemas cyber-físicos haya que considerar la variabilidad. Debido a esto, los sistemas cyber-físicos son cada vez más complejos y el esfuerzo para desarrollar y mantener este tipo de sistemas es muy alto. Aproximadamente el 50% del coste del desarrollo se dedica a la validación. El coste de esta fase puede incrementar aún más en sistemas cyber-físicos configurables, ya que dichos sistemas pueden configurarse para miles o incluso millones de configuraciones, y el testeo de cada configuración requiere mucho tiempo y esfuerzo, por lo que no es factible testear cada una de las configuraciones. Esto conlleva que los ingenieros de test tengan una noción incierta de la cobertura de test adquirida, aumente el tiempo de validación, el proceso de validación no sea sistemática, se requieran testeos extras cada vez que se cambia algo en la configuración, etc.

Figura 1: Ejemplo de un sistema cyber-físico desarrollado en MGEP por alumnos del máster en sistemas embebidos

El doctorando Aitor Arrieta junto a sus directoras Goiuria Sagardui y Leire Etxeberria, tienen como objetivo principal reducir el tiempo de validación de sistemas cyber-físicos configurables a la vez que incrementando la cobertura de test obtenida. Para ello, aplicarán una metodología de test basado en modelos que permita realizar una validación sistemática de sistemas cyber-físicos configurables. Además, deberán de analizar las métricas de calidad adecuadas para estos sistemas, las cuales permitirán que se lleven a cabo los objetivos principales.

Figura 2: Metodología diseñada para la validación sistemática de sistemas cyber-físicos configurables

Las aplicaciones de esta tesis doctoral pueden ser utilizadas en sectores industriales que afectan directamente a nuestra sociedad, como por ejemplo el de automoción. Los vehículos que conducimos hoy en día son altamente configurables, con una gran variedad de prestaciones para dar soporte a las diferentes necesidades de los conductores. Además, muchas funcionalidades de los sistemas cyber-físicos que actúan en la industria de la automoción tienen un impacto directo en la seguridad de los usuarios, como puede ser el sistema ABS o el del Airbag. Dichas funcionalidades, no pueden ser testeadas con humanos, y las validaciones finales que se realizan conlleva a la destrucción del vehículo, lo cual aumenta considerablemente el coste total de validación. Por ello, el uso de una metodología de test basado en modelos permite realizar parte de la validación mediante la simulación, sin que haya costes de validación elevados.

Figura 3: Sistemas cyber-físicos en la industria del automóvil, imagen cortesía de http://intelligent-vehicles.blogspot.com.es/

Los resultados preliminares de la tesis doctoral incluyen la redacción del estado del arte así como cuatro publicaciones en congresos, una de carácter nacional y tres internacionales, que han servido para validar el interés científico.