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Expertenbeitrag

Master of Science von der London School of Economics und einen Bachelor of Science degree von der Universität Mannheim. Jan Wolter

Master of Science von der London School of Economics und einen Bachelor of Science degree von der Universität Mannheim. Jan Wolter

Jan leitet als VP & General Manager die europäischen Geschäfte von Applause und ist verantwortlich für das Wachstum., Applause

Testing für das Internet of Things

Qualitätscheck in vernetzten Zeiten

Das IoT stellt Entwickler vor neue Herausforderungen. Damit die Qualität digitaler Produkte nicht leidet, sind zeitgemäße Testingmethoden umso wichtiger. Was gilt es zu beachten? Ein Überblick.

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Damit die Qualität digitaler Produkte mit den rasanten Veränderungen Schritt halten kann, bedarf es zeitgemäßer Testmethoden und Technologien.
Damit die Qualität digitaler Produkte mit den rasanten Veränderungen Schritt halten kann, bedarf es zeitgemäßer Testmethoden und Technologien.
(Credit: Applause)

Zunehmend durchdringt die digitale Vernetzung Industrie und Alltag. Laut dem Forschungsunternehmen Gartner hat sich die Zahl der IoT-Geräte zwischen 2016 und 2017 weltweit um 31 Prozent auf insgesamt 8,4 Milliarden erhöht. Diese Zahl, so die Prognose, soll bis 2020 auf satte 20,4 Milliarden steigen. Eine Entwicklung, die Softwareentwickler vor vielfältige Herausforderungen stellt: Die schiere Masse an zu berücksichtigenden Geräten und Betriebssystemen wird immer größer, neue Interoperabilitäts- und Usability-Aspekte erschweren ihre Arbeit zusätzlich. Dabei sind konsistente Nutzererfahrungen wichtiger denn je, denn mit der zunehmenden Digitalisierung sind auch die Ansprüche der User gestiegen.

Damit die Qualität digitaler Produkte mit den rasanten Veränderungen Schritt halten kann, bedarf es zeitgemäßer Testmethoden und Technologien. Doch wie lassen sich digitale Produkte am effektivsten testen und welche Methoden stellen sicher, dass die Anwendungen in den Händen der Nutzer letztlich so funktionieren, wie die Hersteller es sich wünschen – und die Nutzer es verlangen?

Neue Möglichkeiten bringen neue Herausforderungen

Das Internet der Dinge ist ein in sich komplexes System mit einer Vielzahl unterschiedlicher Geräte, Anwendungen und Daten, die alle unterschiedliche Anforderungen mit sich bringen. Wirklich vernetzt werden die digitalen Produkte durch verschiedene Arten von Gateways, die Protokolle und Bussysteme in Internetprotokolle übersetzen. Mittlerweile verknüpfen komplexe IoT-Lösungen bis zu vier Dimensionen miteinander: Hardware, Access, Service und Analytics.

Zwar lässt sich einiges aus bekannten Testszenarien mobiler Anwendungen übernehmen, denn es gibt durchaus einige Konstanten im Bereich der Qualitätssicherung. Doch die Vielzahl an Schnittstellen, die ständige Kommunikation und Erreichbarkeit der Geräte sowie die geforderte Reaktionsschnelligkeit verlangen angepasste Strategien und neue Tools. Themen wie Sicherheit, Datenschutz und Zuverlässigkeit im Zusammenhang sollten zudem nicht außer Acht gelassen werden. All diese unterschiedlichen Faktoren führen letztlich dazu, dass die Bedeutung umfassender Testings von IoT-Produkten in Zukunft weiter zunimmt.

Anbieter müssen aus Sicht der Nutzer entwickeln

IoT-Geräte und -Lösungen werden in sich stetig verändernden Umgebungen eingesetzt – gutes Testing muss darauf reagieren und dies möglichst realitätsgetreu abbilden. Denn längst sind Apps nicht mehr auf Tablets oder Smartphones beschränkt. Allein durch den Boom des Wearable-Marktes steigt die Anzahl der vernetzten Devices konstant: Fitnesstracker, intelligente Lautsprecher, Smartwatches, Geräte zum GPS-Tracking oder smarte Bekleidung haben ihre eigenen Anforderungen und Herausforderungen. Durch sie wird die digitale Welt zum Teil des Alltags und der Mensch zu einem Teil des IoT-Ökosystems.

Daher gilt mehr denn je, dass Anbieter von digitalen Produkten ihre Lösungen konsequent aus Nutzersicht entwickeln müssen. Kurze Ladezeiten sind beim Browsen im Internet kein Problem, die Nutzer sind an sie gewöhnt. Beim Öffnen und Schließen eines smarten Türschlosses sieht die Sache anders aus: Verzögerungen von wenigen Sekunden empfinden die Anwender bereits als störend. Sie verlangen schnelle Reaktionszeiten bei intuitiver Bedienung – und das von Beginn an, denn Alternativen sind nur wenige Klicks entfernt.

Die Bedeutung des Realitätschecks

In den seltensten Fällen laden sich Nutzer aktuelle Softwareupdates für ihre Geräte sofort herunter, oft befinden sie sich in Umgebungen mit schlechtem Empfang. Wie wird beispielsweise sichergestellt, dass eine Smartwatch ebenso gut bei extremer Hitze oder Kälte, im Wald wie in der Stadt funktioniert? Fließen die Daten zu jeder Zeit korrekt zwischen dem Wearable-Gerät und der dazugehörigen App sowie dem Webportal hin und her – wie verhält sich das Device im Ausland?

Um diese Fragen beantworten zu können, müssen IoT-Produkte in diesen Umgebungen getestet werden. Denn: Der überwiegende Anteil aller Fehler wird erst durch die Nutzung des Kunden entdeckt. Entsprechend sollten die Produkte nicht in einer Laborumgebung getestet werden, sondern durch echte Personen, auf wirklichen Geräten und in Alltagssituationen. In solchen Fällen, in denen nicht klar ist, wonach genau gesucht werden soll, bietet sich das explorative Testing an. Im Grunde dient die Methode dem gleichzeitigen Erlernen von Produktfunktionen, der Erstellung von Testfällen und der Testdurchführung.

Manuelle und automatisierte Testings kombinieren

Die Ergebnisse aus dem explorativen Testing sollten, sofern möglich, in automatisierte Testfälle überführt werden. Durch Testautomatisierung kann der Entwicklungsprozess eines Softwareproduktes merklich effizienter gestaltet werden. Automatisierte Tests sind schnell und oft wiederholbar und daher besonders bei Softwareprodukten mit hohem Wartungsaufwand kosteneffizient. Vor allem beim agilen Testen ist es wichtig, auf die stetigen Veränderungen und Anforderungen der Softwaresysteme reagieren zu können.

Während des Softwareentwicklungsprozesses müssen neben den manuellen auch die automatisierten Tests laufend angepasst werden, um Ressourcen zu sparen und mit der Kombination beider Teststrategien das Beste aus dem Projekt herauszuholen. Nur so wird sichergestellt, dass die Anwendungen auch in den Händen der User bestehen können. Die Ergebnisse reflektieren die tatsächliche oder mögliche Nutzererfahrung wesentlich besser, als dies durch Testversuche in-house möglich wäre. Hinzu kommt, dass es zahlreiche IoT-Geräte und Anwendungen gibt, die nicht vom gleichen Anbieter stammen und es unmöglich ist, diese Vielfalt im Labor nachzustellen.

Wie stabil, benutzerfreundlich und sicher ist die IoT-Anwendung?

Um sicherzustellen, dass die Anwendungen in den Händen der Nutzer am Ende am Ende auch wirklich einwandfrei funktionieren, lassen sich drei Arten von Testing-Varianten unterscheiden:

Performance Testing

Je komplizierter die Anwendungen und je mehr Schnittstellen, desto wichtiger wird auch das funktionale Testing, um sicherzustellen, dass alles reibungslos funktioniert und alle Komponenten perfekt miteinander interagieren. Analysten prognostizieren, dass bis 2024 ca. 89 Prozent der Fahrzeuge auf der Straße integrierte internetfähige Systeme haben. Dabei werden Nutzer erwarten, dass die im Fahrzeug integrierten digitalen Produkte reibungslos und fehlerfrei funktionieren und die Sicherheit von Fahrer und Mitfahrern gewährleisten. Doch was geschieht, wenn das Fahrzeug ohne Empfang oder abseits erfasster Kartenabschnitte unterwegs ist? Hier kann es zu Problemen kommen, die im schlimmsten Fall zu Unfällen führen, da einzelne Codes nicht kontinuierlich verfügbar sind. Es ist umso wichtiger, dass die grundlegenden Funktionen auch dann noch abrufbar sind, wenn Teile des Systems offline sind. Umfassendes Performance Testings können deshalb das Risiko bei Systemausfällen so gering wie möglich halten.

Usability Testing

Nichts frustriert User mehr, als Anwendungen, die zu kompliziert oder nicht intuitiv sind. Usability Testing sollte deshalb ebenfalls Teil eines ausgewogenen Testplans sein. Es ist elementar, dass smarte Devices selbsterklärend funktionieren und einfach in der Handhabung sind. Darüber hinaus ist es essentiell, den Nutzern eine konsistente digitale Digital Experience zu ermöglichen und diese nicht durch Ausfälle zu brechen. Das Zusammenspiel verschiedener Komponenten muss wie aus einem Guss erscheinen – plattformübergreifend. Es sollte daher nicht nur ein einzelnes Produkt getestet werden, sondern das Zusammenspiel aller Komponenten des Ökosystems. Dazu gehören Hard- und Software samt entsprechender Updates ebenso wie die Nutzer selbst.

Security Assessment

Ebenso wichtig wie die Funktionalität (z.B. die intuitive Bedienung) ist der Sicherheitsaspekt digitaler Produkte. Die Anforderungen sind bei der Entwicklung von Geräten und Anwendungen für das Internet of Things hoch – geht es doch oft um hochsensible Daten. Kundeninformationen zu sichern und zu schützen hat deshalb auch im Zeitalter des IoT oberste Priorität und wird ein entscheidender Faktor für den Erfolg der neuen Technologie sein. Unternehmen sollten bereits bei der Entwicklung ihrer Geräte an Sicherheitsfunktionen denken und in das Design integrieren.

Leider werden ständig neue Schwachstellen entdeckt. Dies bedeutet im Klartext: Die Sicherheit kann mit dem technischen Fortschritt kaum Schritt halten. Deshalb ist es wichtig, dass regelmäßig erfahrene Sicherheitsexperten Security Assessments für die eigenen Anwendungen durchführen. Die Entwickler-Teams machen die Geräte sicherer und erhöhen gleichzeitig die Akzeptanz für IoT - sowohl im privaten Bereich als auch B2B-Umfeld. Dies gilt besonders in kritischen Branchen wie der Medizintechnik, der Luftfahrt oder dem Verkehrswesen.

Bereit für die vernetzte Revolution

Die digitale Welt hat verändert, wie Nutzer Inhalte konsumieren, einkaufen und mit Unternehmen und untereinander in Kontakt treten. Dank Webseiten, App-Stores und Social Media-Plattformen haben Konsumenten großen Einfluss darauf, welche Marken erfolgreich sind – und welche nicht. Entsprechend wichtiger wird es, dass Unternehmen sich den neuen Anforderungen mit zeitgemäßen Testingansätzen stellen.

Besonders wichtig ist dabei, dass Unternehmen nahe am Anwender testen. Nur eine sinnvolle Kombination aus explorativen Tests in realer Umgebung (z. B. durch Crowdtester) und einer flexiblen Automatisierungsstrategie kann die Komplexität der vernetzten IoT-Produkte abdecken. Menschlicher Scharfsinn und Kreativität sind nötig, um sowohl oberflächliche als auch tiefgehende Fehler zu finden. Mit strukturiertem Testdesign muss zudem dafür gesorgt werden, dass neue Angebote so funktional sind wie möglich. Denn nur so können Unternehmen letztlich zufriedenstellende Antworten auf die hohen Erwartungen ihrer User liefern.

Über den Autor

Master of Science von der London School of Economics und einen Bachelor of Science degree von der Universität Mannheim. Jan Wolter

Master of Science von der London School of Economics und einen Bachelor of Science degree von der Universität Mannheim. Jan Wolter

Jan leitet als VP & General Manager die europäischen Geschäfte von Applause und ist verantwortlich für das Wachstum., Applause