Mekanik Mühendisliğinde Doğrulama

Mekanik mühendislikte yazılım doğrulama, bir hesaplama modeli, algoritma veya kod parçasının matematiksel ve işlevsel gereklilikleri doğru bir şekilde uygulanmasına dair belgelenmiş kanıtlar sunar: “Ürünü özelliklerini özelliklerine göre inşa ettik mi?” Bu, doğru üründeki tam olarak fiziksel test verileriyle karşılaştırılıp, sabit bir element analiziyle (FEA) çözülür.

Tüm yazılım yığınını hedefletir: sayısal motorlar, grafik arayüzler, veri ithalat ve ihracat rutinleri ve genişletilmiş kontrol sistemi. Çünkü mekanik mühendislik yazılımı genellikle güvenlik-kırık hesaplamaları gerçekleştirir, doğrulama süreci sistematik, tekrarlanabilir ve tamamen belgelenmiş bir doğrulama süreci olarak kanıtlanabilir.Rezersiz bir doğrulama sürecine yol açan bir sistemdir.Bu nedenle, kontrol edilen endüstrideki kontrol sistemleri daha fazla kontrol edilemez hale getirir.

Düzenleme Standartları ve Uyum Gereksinimleri

Çeşitli uluslararası standartlar, mekanik mühendislikte yazılım doğrulama için yapılandırılmış bir çerçeve sağlar.ETHFLT:0)ISO 9001), tasarım ve geliştirme çıktılarının sağlam doğrulama ve geçerliliğini gerektirir, belgelenen kanıtlarla her bir gereksinimin güvenlikle ilgili yazılımlar için, IEC 61508 ve sektöre özgü tür tür türevler için ISO 26262'yi otomotiv ve 62304'ü tıbbi cihaz için dürüstlük seviyelerini tanımlamak için (SIL, ASIL, veya yazılım güvenlik sınıfları) gerekir.

ASME V&V 40) Standart özellikle tıbbi cihazlar için hesaplama modelleme, düzenleyici teslimleri desteklemek için kullanılan simülasyon yazılımı için bir yapı sunmak.ASME V&V 40), yazılım eleştirelliği beş seviyede tanımlar ve bu sözleşmeli uygulamaları, yapısal kapsama analizi ve en kritik düzeylere uygun olarak tanımaya yardımcı olur. IEEE 1012 için kapsamlı bir doğrulama süreci sağlar.

Etkili Doğrulama için en iyi uygulamalar

Test edilebilir Gereksinimler

Yazılım doğrulamanın hassaslığı, doğrudan gerekli olan gereksinimlerin açıklığa bağlıdır. "Sistem hızla yanıt verecek" veya "kullanıcılık test sürecini bozmalıdır" gibi bir formülde, sabit bir şekilde yapılanma ve test edilebilir bir şekilde raporlanmalıdır.

Çok-Level Test Stratejisini Uygulamayın

Mekanik mühendislik yazılımları, test seviyelerinin hiyerarşisinden yararlanır, her biri farklı bir entegrasyon aşamasında kusurları yakalamak için tasarlanmıştır:

  • [FONT:0)Unit Test:[DDD) Kontrollü bir malzeme özelliği gibi bireysel işlevleri geçerli kılar veya PID kontrolörün türev hesaplaması ile ilgili testler, testlerin her türlü strese ve kontrole yönelik olarak otomatik hale gelir.Test-güdümlü geliştirme (TD), mühendisler işlevi uygulamadan önce test eder, arayüz ve kenar davalarını ön plana çıkarmaları dikkate alır. Parametreleme ünitesi testleri, von Mises gibi farklı stres hesapları ile ilgili olarak farklı stres hesapları ile ilgili olarak kullanılabilir.
  • [FONT:0)Integration Test:[Döneticiler arası arayüzler kontroller, bir CAD çekirdeğinin brep veri yapısı transferlerinin topoloji kaybetmeden ağ geçidine ulaşmasını doğrulaması gerekir.Entegration testleri, üçüncü taraf kütüphanelerde veri değişimini de doğrulamalı ve parsed geometri maçlarına tolerans içinde orijinali sağlamalı.
  • [FONT:0) Sistem Testi:[Dönetici:0) Evaluates, tüm yazılımları şartlara karşı uygular ve gerçek dünya mühendisliği senaryolarına karşı son derece sayıda saldırı ve izoleksiyonu içerir. Sistem testleri nominal, sınır ve erroneous koşulları kapsamalıdır.
  • [FONT=0)Acceptance Test:[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönetici:0)) Uygulamayı kabul eden bir rapor oluşturmak gibi, bir düzenleyici incelemenin genellikle kullanılabilirlik senaryoları, yükleme prosedürleri ve mevcut mühendislik akışları ile uyumluluk içerecek şekilde onayladığı bir rapor oluşturmak gibi, yazılımların operasyonel ihtiyaçları olduğunu doğrulamaktadır.

Regresyon testi, bu katmanları birlikte bağlayan bir disiplindir. Her bir hata ve yeni özellik, hataları tekrardan kurtarmayı engelleyen regresyon testleriyle gelmelidir. Sürekli entegrasyon ortamında büyüyen bir regresyon paketini koruyun.

Statik ve Dinamik Analizleri

Birçok hata kod tabanında hafıza sızıntıları, temel olmayan değişkenler veya kodlama standart ihlaller hiçbir zaman uygulama yapmadan kodlama standartları. Polyspace, SonarQube veya Coverity otomatik olarak C, C++ veya Python kodu ve bayrak şüpheli yapılar oluşturabilir. Mekanik mühendislikte, Fortran veya karışık dil uygulamaları ortaktır, gömülü kontroller veya NASA'nın C programlama yönergeleri için kodlama standartları gibi kodlama standartları da kullanılabilir.

Peer code incelemeleri insan bir inceleme katmanı ekler. Deneyimli bir mühendis, bir aracın kaçıracağı dinamik bir modelde yanlış bir işaret kongresini belirleyebilir.Güvenlik-kahkalama kodu için, birçok standart, bu kodun değerlendirmelerini, gerekli izi içeren bir inceleme kontrol listesi oluşturmak ve kodlama standartlarına uymak gerektirir.

Riske Dayalı Verification Planlama

Tüm yazılım bileşenleri eşit derecede güvenlik açısından değildir. Risk tabanlı bir yaklaşım, yapısal analiz aracının başarısız olup olmadığı en büyük tehlikeyi oluşturan özellikleri tanımlar ve bu şekilde daha fazla doğrulama çabasına yol açabilir. Başarısızlık Mode ve Effects (FMEA) veya Hata Ağacı Analizi (FTA) gibi teknikleri kullanın. Örneğin, en güvenlikli testte bulunan kaynakları belirlemek için yazılımda kullanılan filtreleme cihazının tam olarak yüksek risk altında olması gerekir, çünkü zayıf bir ağ kullanımı yüksek riskli değişiklikler için, yardım menüsü mantığı düşük risk tabanlı testler düşük risk tabanlı testler düşük risklere sahiptir.

Bağımlılık ve Üçüncü Taraflı Kod

Modern mühendislik yazılımı, lineer algebra (BLAS, LAPACK), geometri işleme (CASCADE, Parasolid), veya sinir ağı inference (TensorFlow) için yüksek çözünürlükte veya özel bir forktalar için de doğrulanmış olmalıdır.Bu, sürümin desteklenmediğini kontrol etmek, hedef platformda geçerliliği testlerini geçmek ve herhangi bir bilinen konu belgelenmiş bir şekilde belgelenmiş bir şekilde izlemek için.

Doğrulama ve Doğrulama için Otomasyon ve Altyapı

Güçlü bir sürekli entegrasyon (CI) boru hattı otomatik olarak yazılımı inşa eder, birim, entegrasyon ve seçilmiş sistem testleri ve birkaç dakika içinde başarısızlıkları azaltır. Bir hesaplamalı sıvı dinamikleri için, CI sunucusu, saat süren büyük bir FEA modellerini uygular ve baskıyı% 0.1 oranında azaltır. Otomasyon, insan hatası, kısa süreli geri bildirim döngülerini azaltır ve fiziksel hataları bozar.

İzlenebilirlik ve Yapı Yönetimi

Verification eserler sadece resmi doğrulama ile kullanılan tüm ortamın test edilmesi durumunda, aynı depolarda veya bağlantılı bir sanatafact havuzunda bir sürüm kontrol sistemi kullanın.If GoFlow or Trunk-Based Development gibi bir akışla, ve etiketi tüm bu doğrulama verileri, girişleri ve analiz senaryoları aynı depolarda veya Cived dosyalarında kaydedilen LFS yönetimi gibi bir sürüm değişikliğini kullanarak yapılandırın.

Bir izlenebilir matris, IBM Rational DOORS, Siemens Polarion veya iyi yapılandırılmış bir yay sayfası gibi bir araçta muhafaza edildi, her gereksinimin doğrulandığını ve bir hatanın keşfedildiğinde, matrix etkilenen gereksinimleri ve onu yakaladığı testleri belirlemeye yardımcı olur, kök kaynaklı analiz ve süreç iyileştirmeye yardımcı olur.

Modern Verification Challenges'a hitap etmek

Miraç Kodu ve Teknik Borç

Mekanik mühendislik takımları genellikle on yıllar önce hiçbir gereklilik belgesi ve parçalanmış kodbase ile yazılmış olan mirası ile yüz yüzen.Bu, mevcut davranışı tersine çevirmek, bunu "as-is" gereksinimleri olarak belgelemek ve daha sonra yavaş yavaş bir regresyon test kullanımı inşa etmek için başlayın.Mevcut davranışı yakalamak için onları karakterizasyon ile başlayın.

Paralel Hesaplamada Geçici Olmayan

Paralel çözücüler ve GPU hesaplaması, tam maç yerine istatistiksel geçiş ve başarısız kriterleri kullanarak, yarış koşullarını tespit edebilir.For HPC uygulamaları için, bu sonuçları doğru bir şekilde ölçeklendirmek ve bu iletişimleri doğru bir şekilde kontrol etmek gibi doğrulayın.For this systems, use istatistiksel geçiş ve başarısız kriter for tam maçlar. Thread sanitizers and deterministic replay mekanizmaları can help identify Race conditions. For HPC applications, verify that results scale and that communications such as MPI and CUDA pass correctness tests.

Yapay Zeka ve Neural Ağlar

Geleneksel doğrulama, kural tabanlı mantık, ancak AI ve ML modelleri olasılıksal ağların belirlenmesi, sistemin tutarlı bir şekilde test edilmesi gerektiği gibi, sistem tutarlı çıktılara karşı test edilen girdilere karşı test edilen temel tekniklere ihtiyaç duyar.Görüntüleyici test önlemleri, ağların karar alanının ne kadar egzersiz yaptığını ele almak.

Kaliteli Bir Verification Kültürü Yapın

Doğrulama süreçleri statik değildir. Her proje kilometrekaresi veya büyük serbest bırakılmasından sonra, doğrulama boşluklarının ne bulduğunu incelemek için retrospektif bir şekilde çalışır ve bu "bir hatanın nasıl geri alınacağını" test etmek gibi uygulamalar.Testaj eğilimleri gibi uygulamalar, test etmek için test süresine göre, test etme zamanınızı değerlendirmek için test etmek için test etmek için test etmek için test edilen hataların ve mevcut testlerin onları yakalayıp kontrol etmek için.

Sürekli iyileştirme müşterileri, toplam yaşam döngüsü maliyetini azaltan stratejik bir varlık haline getirir.Eğitimde ve rekabette gelişime yatırım yapın. Tüm mühendisler doğrulama prensiplerini, uygulanabilir standartları ve kullanılan araçları, Pair genç mühendislere kod incelemeleri ve test durum tasarımı için doğrulayıcılar sağlar. Mekanik mühendislikte yazılım doğrulama, otomatik test paketine eklendiğinde, kullanıcı bug raporları ve değişen işletim koşullarını, gelişim sırasında beklenen zayıflıkları ortaya çıkarabilir.