Anleitung zur Auswahl von Test- und Messsoftware

Test- und Messanwendungen sind einzigartig und schwierig zu entwickeln. Sie müssen mit der realen Welt interagieren, was Komplexitäten darstellt, die Entwicklern in anderen Anwendungsbereichen nie begegnen werden. Diese Anwendungen müssen Daten von mehreren synchronisierten Quellen erfassen, mit speziellen Algorithmen analysieren, parallele Prozesse ausführen und dann auf Netzwerksysteme übertragen werden. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, benötigen Ingenieure Entwicklungssoftware, die domänenspezifische Lösungen für jede dieser Anforderungen bereitstellt und gleichzeitig Projektlaufzeiten einhält.

Signalerfassung

Jede Test- und Messanwendung hat dasselbe Ziel: Daten zu erfassen, die die korrekte Produktfunktion bestätigen. Dieser Prozess stellt die erste Herausforderung dar: das korrekte Verbinden mit mehreren Instrumenten und Geräten zum Erfassen von Signalen. In seiner einfachsten Form basiert dieser Prozess auf Instrument Drivers, die Daten über Kommunikationsbusse wie PCI, USB oder seriell streamen. Diese Treiber werden in der Regel von Herstellern bereitgestellt, aber ohne eine hochwertige Unterstützung der Entwicklungsumgebung wird die Automatisierung von Geräten und Messungen schwierig. Viele Anwendungen müssen auch mehrere Kanäle und Signaltypen verarbeiten, darunter aufbereitete Analog-I/O, digitale Signale, Kommunikationsbusse und RF. Zwischen diesen Kanälen besteht eine Zeitabhängigkeit. Das bedeutet, dass Timing, Triggerung und Synchronisation des Signals genauso wichtig sein können wie die Erfassung selbst. In diesen Fällen muss die Software Zugriff auf das gesamte System haben und darf nicht für jeweils ein Gerät isoliert werden.

Datenverarbeitung

Nach der Datenerfassung müssen diese so aufbereitet und angezeigt werden, dass ein Ingenieur daraus Produkterkenntnisse ableiten oder eine Handlung beeinflussen kann. Daten von verschiedenen Geräten gehen oft mit unterschiedlichen Raten in eine Anwendung ein, so dass sie kontinuierlich verarbeitet und gespeichert werden müssen, um die Integrität zu erhalten.

Diese Daten müssen dem Benutzer oft auch für die Echtzeitüberwachung angezeigt werden – eine Anforderung, die bedeutet, dass Test- und Messanwendungen in der Regel separate Akteure oder parallel ausgeführte Operationen erfordern, oft mit einer gewissen Abhängigkeit zwischen ihnen. Diese Anwendungen sind schwierig in Umgebungen zu erstellen, die für die sequenzielle oder Offline-Verarbeitung entwickelt wurden. Daher erfordert eine effiziente Entwicklung eine für die parallele Ausführung optimierte.

Systembereitstellung und -verwaltung

Messungen werden als Teil einer automatisierten Sequenz ausgeführt, die üblicherweise auf ein Zielsystem außerhalb des Entwicklungscomputers übertragen wird. Dieser Computer kann ein Netzwerk-PC, der Controller auf einem Testrack, ein Real-Time-Zielsystem oder sogar ein Embedded-Zielsystem wie ein FPGA sein. Diese Verteilungen umfassen oft mehrere Stationen und können sich an Netzwerk- oder internationalen Standorten befinden. Die Softwareentwicklung endet nicht mit der Verteilung. Da Prüf- und Messanwendungen oft über viele Jahre hinweg eingesetzt werden, müssen automatisierte Messabläufe im Laufe der Zeit aktualisiert, gewartet und überarbeitet werden.

Diese Anforderung bedeutet, dass Software editierbar, skalierbar und über das Netzwerk zugänglich/bereitstellbar sein muss, um Ausfallzeiten zu minimieren und nicht übereinstimmende Konfigurationen zu vermeiden, die zu kostspieligen Wiederholungstests und Escapes führen könnten. Die Teams müssen auch die Datenerfassung und -speicherung verwalten, damit sie konsistent und gruppenübergreifend verfügbar sind. Ohne sorgfältiges Management der Systembereitstellung und Überlegungen zum Lebenszyklus stehen Unternehmen oft vor einer erheblichen betrieblichen Belastung.

Viele Software-Entwicklungswerkzeuge und -Sprachen sind verfügbar, und diejenigen mit der größten Anziehungskraft haben oft die größte Benutzerbasis. Für die Anforderungen von Prüf- und Messanwendungen sind sie jedoch nicht gut geeignet.

Sprachen wie C und Python haben unterschiedliche Stärken – ihr Ökosystem aus Open-Source-Bibliotheken, die Verfügbarkeit von Talenten und Ökosystem aus Entwicklungswerkzeugen machen sie attraktiv. Über die bekannte Syntax hinaus eignen sie sich jedoch nicht am besten für Test- und Messanwendungen. 

• Hardwaretreiber, Analysefunktionen, Benutzeroberflächenfunktionen und Zielsysteme für die Verteilung sind unzureichend oder unzugänglich, was den Fortschritt verlangsamt und die Produktivität der Ingenieure verringert.

• Innovation neigt dazu, den größten Gruppen von Entwicklern Priorität einzuräumen, zu denen selten Test- und Messingenieure gehören. Unternehmen können daher nicht davon ausgehen, die neuesten Technologien oder Sicherheitsstandards rechtzeitig zu übernehmen. Neue Technologien spiegeln oft die Prioritäten der lautesten Stimmen wider – Tests bleiben ein Nachdenken und kein primärer Anwendungsfall.

• Testingenieure, die universelle Werkzeuge verwenden, können isoliert werden, da sich ihre Entwicklungsgemeinschaften in der Regel auf die Syntax konzentrieren und nicht auf den breiteren Kontext der Entwicklung von Test- und Messanwendungen mit einer ganzheitlichen, kontextbezogenen Sichtweise. 

Sie benötigen leistungsfähige, zuverlässige Software, die sich auf die Herausforderungen von Test- und Messanwendungen konzentriert. Anstatt Zeit damit zu verbringen, eigene Erweiterungen für eine universelle Grundlage zu erstellen, kann die Einführung einer testspezifischen Software-Toolchain viel Zeit freisetzen, um sich stattdessen auf wertvollere, produktorientierte Aufgaben wie das Hinzufügen neuer Funktionen und die Sicherung der Qualität für Ihre Kunden zu konzentrieren.

Die speziell für Test- und Messanwendungen entwickelte NI-Software ist eine produktive und umfassende Toolchain für Test- und Messanwendungen. Unsere Entwickler haben eine Reihe von Tools entwickelt, die Ihre Produktivität als Testingenieur beschleunigen, Flexibilität bieten, um sich ändernden Anforderungen gerecht zu werden, und eine effektive Zusammenarbeit fördern.

Arbeit mit Schnelligkeit und Effizienz

NI-Software wurde speziell für Testingenieure entwickelt. Durch die Wahl spezieller Software hat sich gezeigt, dass Ingenieure mehr als 50 Prozent produktiver sein können als mit universellen Werkzeugen, da jede Aufgabe schneller und effizienter ausgeführt wird. Während eines Projekts können Ingenieurteams Tausende von Stunden im Wert von Millionen von Dollar sparen, indem sie für Tests optimierte Tools verwenden. NI-Tools bieten diese Geschwindigkeit und Effizienz in vielerlei Hinsicht, einschließlich der folgenden Vorteile:

• Integrierter Workflow – Testentwicklungsprojekte bestehen aus einem Workflow von Tasks, der von der Anforderungserfassung und Testplanung über die Messentwicklung und -kodierung bis hin zur Systembereitstellung, -verwaltung und schließlich der Stilllegung reicht. Ein Großteil der Ineffizienz in diesem Prozess konzentriert sich auf die Übergänge zwischen Tasks. Änderungen an Konfiguration, Datenformaten, Architektur und Kommunikation können zu langwierigen Straßensperren und in manchen Fällen zu teuren Nacharbeiten führen. Mit einer einzigen Suite von Tools, die einen einfachen Ablauf zwischen Tasks ermöglichen, wird der Zeitverlust bei diesen Übergängen minimiert.

• Barrierefreie Funktionalität—Die Entwicklung von Test- und Messanwendungen erfordert spezielle Funktionen. Dies kann von einfachen wie der Anzeige von Daten in einem gut formatierten Signalverlaufsdiagramm bis hin zu fortgeschrittenen Methoden wie Schall- und Schwingungsanalysen reichen. Im Gegensatz zu universeller Software sind diese Funktionen bei NI-Tools sofort einsatzbereit. Dadurch werden Verzögerungen beim Suchen und Validieren externer oder Open-Source-Bibliotheken reduziert.

• Produktivitätssteigerung durch KI – Damit KI effektiv zur Produktivität eines Testingenieurs beiträgt, muss sie Zugriff auf die Systeminformationen und Daten haben, an denen sie arbeitet. KI-Intelligenz sollte nicht nur nativ in die Werkzeuge des Ingenieurs integriert werden, sondern auch mit den Methoden und Best Practices der Testentwicklung vermittelt werden. Das Software-Portfolio von NI wird durch NI NigelTM AI erweitert, das die Testentwicklung direkt in der Entwicklungsumgebung unterstützt. Nigel kann Systemarchitekturansätze empfehlen, Programmcode erstellen und Erkenntnisse aus Datensätzen liefern, um die Produktivität zu steigern.

• Nahtlose Hardware-Integration—Die Software von National Instruments bietet eine systemeigene Anbindung an Hardware und bietet einfachen Zugriff auf das breite Portfolio an I/O- und Verteilungsplattformen für automatisierte Tests. Bei Verwendung von NI-Hardware helfen Konfigurationsprogramme dem Benutzer, Daten von mehreren Geräten gleichzeitig zu finden und zu erfassen. Messgeräte in modularer Form, verteilt auf ein oder mehrere Chassis, können miteinander synchronisiert werden, um vertrauenswürdige Daten kontinuierlich an den Host zu streamen. In NI-Software geschriebene Programme können auch auf Linux-Real-Time-Zielsysteme und FPGA-Zielsysteme für Hochgeschwindigkeits-, Hochzuverlässigkeits- und Hochdeterminismusanwendungen übertragen werden – ohne tiefgehendes Wissen über Kompilierungsketten Das systemeigene Verständnis dieser Hardware innerhalb von NI-Software-Tools macht diese Erfahrung schneller und müheloser als die Verwendung universeller Tools. 

Mit Zuversicht entwickeln

Die Komplexität von Test- und Messanwendungen wird durch die rasante Entwicklung von Produkten und Technologien beschleunigt, die auf den Markt kommen. Die Wahl der Software beeinflusst sowohl die kurz- als auch die langfristigen Fähigkeiten eines Entwicklerteams. Statische oder falsch ausgerichtete Software wird mit der Zeit limitierend und erstickt langsam die Produktivität eines Teams, wenn sich die Anforderungen ändern.

NI-Software hat eine nachgewiesene Erfolgsgeschichte oder ist führend in der Testtechnologie. Ingenieure können die Plattform nicht nur für Produkte, sondern auch für Karrieren verwenden! Ingenieure, die NI-Software verwenden, sind zuversichtlich, mit diesen zukünftigen Anforderungen Schritt halten zu können, da die offene, anpassungsfähige Architektur der verwendeten Plattform Vorteile bietet:

• Hochwertige und dennoch flexible Entwicklung – Minimieren Sie die Entwicklungszeit, ohne den Entwicklungsumfang einzuschränken, indem Sie Schnellentwicklungssoftware in Kombination mit einer offenen Programmiersprache verwenden. Dadurch können sich wiederholende oder gängige Tasks wie die Kanalkonfiguration in Sekundenschnelle eingerichtet werden und einzigartige Funktionen wie spezialisierte Instrumentenanbindung, proprietäre IP oder benutzerdefinierte Logik können immer integriert werden. Die NI-Softwareplattform ermöglicht es Ingenieuren, schnell zu arbeiten und sich verändernde Testspezifikationen zu erfüllen.

• Offene Interoperabilität – Nutzen Sie das größtmögliche Hard- und Software-Ökosystem mit der NI-Softwareplattform. Wählen Sie aus dem branchenweit größten offenen Repository mit mehr als 10.000 Instrument Drivers. Integrieren Sie IP in Programmiersprachen wie Python, C, C++, MathWorks® MATLAB ® und mehr. Verwenden Sie Industrieprotokolle und Standards wie CAN, I2C, HTTP, Webdienste, TCP, UDP und mehr. Diese offenen Integrationsoptionen geben Testingenieuren die Gewissheit, dass sie mit Hilfe der NI-Softwareplattform ihr gesamtes Testsystem automatisieren können – nicht nur Teile davon.

• Aktuelle Funktionen – Neue Technologien werden in rasantem Tempo kommerziell verfügbar und werden den Entwicklungsprozess zum Vorteil derer unterbrechen, die sie nutzen können. NI-Software verfügt über eine umfassende, öffentlich veröffentlichte Roadmap, die unser Engagement für die Anwendung der neuesten Technologie in Test- und Messanwendungen demonstriert. Von Software wie neuen Betriebssystemen, künstlichen Intelligenzmodellen und Protokollen bis hin zu Hardwarekomponenten wie GPUs und FPGAs ist die NI-Softwareplattform der erste Ort, an dem Testingenieure vertrauenswürdige Implementierungen der benötigten Technologie finden. Dies gibt Ingenieuren das Vertrauen, dass sie auf dem neuesten Stand der Technik arbeiten, ohne von ihrem Produktdesign abgelenkt zu werden, um die erforderliche Infrastruktur selbst aufzubauen.

• Sicherheit und Vertrauen—Software von National Instruments ist führend in der Testbranche bei der Einhaltung der Cybersicherheitsstandards, die von IT-Abteilungen und Behörden gleichermaßen gefordert werden. Im Rahmen unseres Secure Development Lifecycle (SDL) erzeugen wir SBOMs für NI LabVIEW und andere Softwareprodukte. Diese werden von vielen Verteidigungs-, Luft- und Raumfahrtunternehmen und Automatisierungsunternehmen als Goldstandard angesehen und erfüllen oder übertreffen regulatorische Richtlinien weltweit, einschließlich der EU und der USA. LabVIEW ist aufgrund seiner kontinuierlichen Kompilierung, der verwalteten Puffer und der Speicherzuweisung von Natur aus eine speichersichere Sprache. Vollständige Verschlüsselung wird auch in jeder Netzwerktechnologie verwendet, einschließlich Systemverwaltungswerkzeugen und Nigel AI. 

Zusammenarbeit

Prüf- und Messtechniker arbeiten am besten, wenn sie zusammenarbeiten können. Dies kann für viele eine Herausforderung sein; die Rolle kann als Nische in Organisationen betrachtet werden, die vom Design Engineering dominiert werden. Testteams sind auch häufig über verschiedene Standorte verteilt, was es Ingenieuren erschweren kann, die benötigte Unterstützung zu erhalten. NI-Software wurde im Hinblick auf Zusammenarbeit entwickelt, mit Sharing- und Tagging-Funktionen, Remote-Management-Funktionen, modernen Entwicklungs-Workflows und einer aktiven Benutzergemeinde. NI-Softwarebenutzer arbeiten niemals allein und tragen gemeinsam zu folgenden Aspekten bei: 

• Automatisierte Zusammenarbeit—Eine effektive Testausführung erfordert eine zentrale Plattform für Teams jeder Größe, um ihre Abläufe gemeinsam zu planen, zu verwalten und zu optimieren. Der kollaborative Ansatz von NI-Software bietet Tools für physisch verteilte Gruppen, um Daten, Ideen und Kommentare strukturiert und produktiv über das Netzwerk auszutauschen. Anzeigen von Dashboards, Überprüfen des Systemzustands, Bereitstellen von Software oder Erstellen von Berichten von Systemen im gesamten Unternehmen Verwenden Sie Nigel, um Aufgaben und Daten aus einer Vielzahl von Quellen und Zeiten zu finden und zu orchestrieren, um effektiver mit Ihren Kollegen zu arbeiten.

• Community Engagement—NI-Software unterstützt eine lebendige Gemeinschaft von Ingenieuren, die sich für Mess- und Prüfanwendungen begeistern. Das Erstellen eines Messsystems erfordert mehr als nur die Kodierung bewährter Verfahren. Vom Signalweg über Hardwareauswahl, Softwarearchitektur und Algorithmusnuancen muss alles berücksichtigt werden. Die NI-Software-Community umfasst Test- und Messprofis mit Tausenden von Jahren kombinierter Branchenerfahrung. Mit einem gesunden Online-Support-Forum, mehr als 100 persönlichen Benutzergruppen, benutzergeführten Konferenzen (in jeder globalen Region) und Schulungen unterstützt NI-Software Ingenieure auf der ganzen Welt dabei, ihre Fähigkeiten zu verbessern und erfolgreiche Karrieren aufzubauen.

• Teamentwicklung – Da Test- und Messanwendungen komplexer werden, erfordern sie größere Entwicklungsgruppen sowie strengere Testprozesse. NI-Software funktioniert in Ihren vorhandenen CI/CD-Prozessen: In LabVIEW integrierte Diff- und Merge-Funktionen ermöglichen die kollaborative Entwicklung auf einer einzigen Codebasis. LabVIEW Anwendungen mit Abhängigkeiten können in einen Docker-Container verpackt werden, um automatisierte Tests oder Revisionen zu ermöglichen.  

NI-Software bietet eine produktive, vernetzte Toolchain für die Entwicklung von Test- und Messanwendungen, mit der Teams schnell und effizient aufgabenübergreifend arbeiten können. Im Gegensatz zu universellen Tools ist NI-Software für Tests optimiert und auf die spezifischen Anforderungen und Herausforderungen von Testingenieuren ausgerichtet. Mit Nigel AI und einer globalen Gemeinschaft von zehntausenden Ingenieuren mit fundierter Testkompetenz bietet NI-Software Testteams die Unterstützung, die sie für ihren Erfolg benötigen.

Nächste Schritte

• Weitere Informationen zur NI LabVIEW+ Suite
• Kostenlose Live-Demo der NI LabVIEW+ Suite vereinbaren
• Weitere Software von NI