Hardware-in-the-loop (HIL) is een testmethode waarin met fysieke hardware componenten realistische scenario’s gesimuleerd worden. Door een fysiek systeem zoals een controller of motor aan te sluiten op een computersimulatie kan het gedrag van andere systemen of schakels binnen een systeem worden nabootst. Een dergelijke simulatie kan een systeem aan een groot scala van virtuele condities blootstellen. Hierdoor is er minder noodzaak voor dure en tijdrovende veldsimulaties waarbij enkel met fysieke onderdelen worden getest.
Waar wordt Hardware-in-the-loop gebruikt?
HIL wordt gebruikt in de industrie, maar vooral ook bij het testen van systemen die in voertuigen worden gebruikt. Zo worden aandrijflijnen van auto’s vaak met HIL getest. Een aandrijflijn wordt dan aangesloten aan een real-time simulation; een simulatie van een fysiek proces dat zich binnen dezelfde tijdspanne voltrek als dit binnen de echte wereld. Verbonden met deze simulatie en soms ook met andere hardware wordt getest hoe de aandrijflijn reageert op verschillende snelheden, ladingen en omgevingsfactoren.
Ook zogenoemde ADAS (Advanced Driving Assistance Systems) worden veelal met HIL methodes getest. Zo kan er worden getest hoe een adaptive cruise control systeem reageert op een snel remmende voorligger. Dergelijke tests real-life uitvoeren is als snel gevaarlijk of toch in ieder geval extreem kostbaar. Zeker bij vliegtuigen zijn tests buiten een simulatie natuurlijk haast onmogelijk. Bijna alle systemen binnen een vliegtuig worden daarom met HIL getest.
Uitdagingen voor Hardware-in-the-loop
Naast alle voordelen van HIL zijn er ook grote uitdagingen voor deze testmethode. Ten eerste is de beschikbaarheid van pure sensordata een probleem. Een perfecte simulatie bestaat niet; simulaties zullen dus altijd bepaalde gebreken vertonen. Zo is het niet mogelijk om alle omgevingsfactoren van de echte wereld in een simulatie te verwerken. Net zo min is het mogelijk is om de perfecte structuur van een wegdek na te bootsen. Het risico blijft zo bestaan dat er een probleem in de hardware zit dat in de simulatie niet naar voren komt.
Een ander probleem van HIL is dat simulaties gebrekkig rekening kunnen houden met menselijk gedrag. Zelfs als een echt mens een gesimuleerde auto bestuurt (waarvan een hardware component wordt getest) blijft het vertoonde gedrag onbetrouwbaar; immers reageert een mens mogelijk totaal verschillend op dezelfde situatie in en buiten een simulatie.
Hoe en of deze problemen zullen worden aangepakt moet de toekomst uitwijzen.
