Test – Prüfung zur Leistungsüberprüfung – Qualitätssicherung

Definition: Was ist ein Test in der Qualitätssicherung?

Ein Test in der Qualitätssicherung (QA) ist ein systematischer Prozess, mit dem überprüft wird, ob ein Produkt, System oder eine Komponente den festgelegten Anforderungen entspricht und unter definierten Bedingungen korrekt funktioniert. In Branchen wie der Luftfahrt, Raumfahrt und anderen stark regulierten Bereichen unterliegt das Testen formalen Standards—wie denen der Internationalen Zivilluftfahrtorganisation (ICAO), DO-178C (Software) oder ISO 9001 (Qualitätsmanagementsysteme)—, die strenge Protokolle für Verifikation und Validierung vorschreiben.

Das Testen kann entweder manuell (durch Menschen ausgeführte Testfälle) oder automatisiert (mit Skripten und Tools für wiederholbare, schnelle Tests) erfolgen. Der Umfang reicht von detaillierten Unit-Tests einzelner Software- oder Hardwaremodule bis zu umfassenden System- oder Abnahmetests, die die End-to-End-Funktionalität bewerten. In stark regulierten Umgebungen muss jeder Test nachvollziehbar einer bestimmten Anforderung zugeordnet sein, um sicherzustellen, dass alle regulatorischen und betrieblichen Vorgaben vollständig abgedeckt sind. Eine umfassende Dokumentation jedes Tests, einschließlich der durchgeführten Schritte, Ergebnisse und gefundenen Probleme, ist für Audits, regulatorische Einreichungen und die kontinuierliche Qualitätsverbesserung unerlässlich.

Zweck: Warum testen?

Testen ist der wichtigste Mechanismus, um sicherzustellen, dass Systeme vor ihrer Inbetriebnahme korrekt, sicher und effizient funktionieren. Gerade in Sektoren wie der Luftfahrt können unentdeckte Fehler schwerwiegende—manchmal katastrophale—Folgen haben. Testen erfüllt mehrere entscheidende Zwecke:

• Verifikation & Validierung: Bestätigt, dass Produkte gemäß Spezifikation gebaut wurden (Verifikation) und den beabsichtigten Betrieb erfüllen (Validierung).
• Risikominimierung: Erkennt Fehler frühzeitig und reduziert Kosten und Auswirkungen von Korrekturen.
• Regulatorische Konformität: Liefert den Nachweis gegenüber Behörden (z. B. ICAO, EASA), dass Systeme Leistungs- und Sicherheitskriterien erfüllen.
• Benutzererfahrung: Sorgt dafür, dass Systeme für Endnutzer intuitiv, robust und zuverlässig sind.
• Kontinuierliche Verbesserung: Die Analyse der Testergebnisse zeigt Bereiche für Prozess- oder Produktverbesserungen auf.

Testarten in der Qualitätssicherung

Eine robuste QA-Strategie setzt verschiedene Testarten ein, die jeweils auf bestimmte Systemeigenschaften abzielen. Regulatorische Standards legen oft fest, welche Arten durchgeführt und wie sie ausgeführt werden müssen.

Funktionale Tests

Funktionale Tests überprüfen, ob Systemfunktionen und Workflows wie spezifiziert arbeiten. Testfälle werden direkt aus den Anforderungen abgeleitet, und Nachverfolgbarkeit ist dabei essenziell. Es werden sowohl positive (erwartete Nutzung) als auch negative (Fehler- oder Grenzfälle) Szenarien geprüft. In der Luftfahrt bedeutet dies zum Beispiel, dass Flugverkehrsmanagementsysteme Flugpläne korrekt verarbeiten und anzeigen.

Nicht-funktionale Tests

Nicht-funktionale Tests bewerten Qualitätsmerkmale jenseits spezifischer Funktionen, wie Leistung, Sicherheit, Usability, Zuverlässigkeit und Wartbarkeit. In der Luftfahrt legen ICAO Anhang 17 (Sicherheit) und Anhang 19 (Sicherheitsmanagement) viele dieser Anforderungen fest.

Leistungstest

Leistungstests bewerten das Systemverhalten unter erwarteter und extremer Belastung. Dazu gehören:

• Lasttest: Simuliert normale/spitzenmäßige Bedingungen (z. B. hohes Volumen an Flugplänen).
• Stresstest: Überlastet das System, um Schwachstellen zu finden.
• Dauertest (Soak Test): Lässt das System über längere Zeit laufen, um Stabilitätsprobleme zu erkennen.
• Spike-Test: Plötzliche Laststeigerung.

Integrationstest

Integrationstests überprüfen, ob Systemkomponenten wie vorgesehen zusammenarbeiten. In der Luftfahrt betrifft das Schnittstellen zwischen Bordavionik, Bodensystemen und externen Datenquellen.

Unit-Test

Unit-Tests isolieren und überprüfen die kleinsten testbaren Einheiten eines Systems (z. B. eine Funktion oder ein Modul). Automatisierte Unit-Tests sind für schnelle Rückmeldungen und frühe Fehlererkennung unverzichtbar.

Regressionstest

Regressionstests führen bereits bestandene Testfälle nach Änderungen erneut aus, um sicherzustellen, dass neue Updates keine Fehler verursachen.

User Acceptance Testing (UAT)

Beim UAT validieren reale Nutzer das System anhand betrieblicher Anforderungen in einer Umgebung, die der Produktion sehr ähnlich ist.

Testlebenszyklus und Nachverfolgbarkeit

Testen ist ein iterativer Prozess, der im Allgemeinen folgende Phasen umfasst:

1. Planung: Ziele, Umfang und Metriken definieren.
2. Design: Entwicklung von Testfällen und Nachverfolgbarkeitsmatrizen (Zuordnung von Tests zu Anforderungen).
3. Ausführung: Tests gemäß Plan durchführen (manuell/automatisiert).
4. Berichtswesen: Ergebnisse, Fehler und Korrekturmaßnahmen dokumentieren.
5. Abschluss: Abdeckung überprüfen, Ergebnisse bewerten und regulatorische Dokumentation abschließen.

Nachverfolgbarkeit ist in regulierten Branchen unerlässlich: Jede Anforderung muss mit einem oder mehreren Testfällen verknüpft sein, und jedes Testergebnis muss für Audits vollständig dokumentiert werden.

Regulatorischer Kontext für das Testen

In der Luftfahrt und anderen sicherheitskritischen Sektoren verlangen Aufsichtsbehörden wie ICAO, FAA und EASA strenge Tests, Nachverfolgbarkeit und Dokumentation. Wichtige Standards und Leitlinien sind:

• ICAO Anhang 10: Flugsicherungstechnik
• ICAO Anhang 14: Flugplätze
• ICAO Anhang 17 & 19: Sicherheit und Sicherheitsmanagement
• DO-178C: Software-Anforderungen für luftfahrttechnische Systeme
• DO-254: Hardware-Zertifizierung
• ISO 9001: Qualitätsmanagementsysteme

Diese Standards schreiben nicht nur Art und Umfang der durchzuführenden Tests vor, sondern auch die Tiefe der Dokumentation und Nachverfolgbarkeit, die für die Zertifizierung erforderlich sind.

Best Practices im QA-Testing

• Früh beginnen: Testen von Anfang an in den Entwicklungsprozess integrieren.
• Automatisieren, wo möglich: Automatisierung für wiederholbare, umfassende und schnelle Rückmeldungen nutzen.
• Nachverfolgbarkeit sicherstellen: Jeder Test muss einer Anforderung zugeordnet und die Dokumentation aktuell gehalten werden.
• Testen in realistischen Umgebungen: Produktionsnahe Daten und Konfigurationen verwenden, um reale Probleme sichtbar zu machen.
• Überprüfen und iterieren: Testabdeckung regelmäßig bewerten, auf neue Risiken/Anforderungen reagieren und Fehleranalysen zur Prozessverbesserung nutzen.
• Alles dokumentieren: Umfassende, klare und prüfbare Aufzeichnungen zu jedem Test und dessen Ergebnissen führen.

Zusammenfassung

Testen in der Qualitätssicherung ist ein disziplinierter, systematischer Prozess, der unerlässlich ist, um sichere, zuverlässige und konforme Systeme zu liefern—insbesondere in regulierten Umgebungen wie der Luftfahrt. Durch die Kombination verschiedener Testarten, strikter Nachverfolgbarkeit und gründlicher Dokumentation können Organisationen sicherstellen, dass ihre Systeme nicht nur Anforderungen erfüllen, sondern auch den anspruchsvollsten betrieblichen und regulatorischen Prüfungen standhalten.

Für Organisationen in stark regulierten Sektoren ist die Investition in robuste QA-Tests nicht nur eine Frage der Konformität—es geht darum, Leben zu schützen, Vertrauen zu schaffen und operative Exzellenz zu erreichen.