Increasing System Test Coverage in Production Automation Systems

An approach is introduced, which supports a testing technician in the identification of possibly untested behavior of control software of fully integrated automated production systems (aPS). Based on an approach for guided semi-automatic system testing, execution traces are recorded during testing, allowing a subsequent coverage assessment. As the behavior of an aPS is highly dependent on the software, omitted system behavior can be identified and assessed for criticality. Through close cooperation with industry, this approach represents the first coverage assessment approach for system testing in production automation to be applied on real industrial objects and evaluated by industrial experts

Industrially Applicable System Regression Test Prioritization in Production Automation

When changes are performed on an automated production system (aPS), new faults can be accidentally introduced in the system, which are called regressions. A common method for finding these faults is regression testing. In most cases, this regression testing process is performed under high time pressure and on-site in a very uncomfortable environment. Until now, there is no automated support for finding and prioritizing system test cases regarding the fully integrated aPS that are suitable for finding regressions. Thus, the testing technician has to rely on personal intuition and experience, possibly choosing an inappropriate order of test cases, finding regressions at a very late stage of the test run. Using a suitable prioritization, this iterative process of finding and fixing regressions can be streamlined and a lot of time can be saved by executing test cases likely to identify new regressions earlier. Thus, an approach is presented in this paper that uses previously acquired runtime data from past test executions and performs a change identification and impact analysis to prioritize test cases that have a high probability to unveil regressions caused by side effects of a system change. The approach was developed in cooperation with reputable industrial partners active in the field of aPS engineering, ensuring a development in line with industrial requirements. An industrial case study and an expert evaluation were performed, showing promising results.Comment: 13 pages, https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8320514

On continuum modeling of sputter erosion under normal incidence: interplay between nonlocality and nonlinearity

Under specific experimental circumstances, sputter erosion on semiconductor materials exhibits highly ordered hexagonal dot-like nanostructures. In a recent attempt to theoretically understand this pattern forming process, Facsko et al. [Phys. Rev. B 69, 153412 (2004)] suggested a nonlocal, damped Kuramoto-Sivashinsky equation as a potential candidate for an adequate continuum model of this self-organizing process. In this study we theoretically investigate this proposal by (i) formally deriving such a nonlocal equation as minimal model from balance considerations, (ii) showing that it can be exactly mapped to a local, damped Kuramoto-Sivashinsky equation, and (iii) inspecting the consequences of the resulting non-stationary erosion dynamics.Comment: 7 pages, 2 Postscript figures, accepted by Phys. Rev. B corrected typos, few minor change

Automated root cause isolation in performance regression testing

Testing of software is an important aspect of software development. There exist multiple kinds of tests, like unit tests and integration tests. The tests this thesis will focus on will be load tests, which are used to observe a system’s behavior under load. The presented approach will use these load tests in order to observe and analyze the performance of a system, like e.g. the response times of methods. Next these observations are compared with those made on other versions of the system, in order to detect performance regressions, deteriorations in performance, between versions. Another goal of the approach will be to identify the root cause of the regressions, which is the source code change responsible for introducing them. By doing this, the task of fixing this problem will be made easier for the software engineer, since he has an entry point for the problem.Das Testen von Software ist ein wichtiger Bestandteil der Software-Entwicklung. Es existieren viele Arten von Tests, wie Unit-Tests und Integrationstests. Die Tests, auf welche sich diese Thesis fokussiert, sind Lasttests. Diese werden genutzt um zu beobachten, wie ein System sich unter Belastung verhält. Der vorgestellte Ansatz wird diese Lasttests nutzen, um das Betriebsverhalten eines Systems zu erfassen und analysieren, wie z.B. das Antwortzeitverhalten von einzelnen Methoden. Als Nächstes werden diese Beobachtungen mit denen verglichen, die auf anderen Versionen des Systems gemacht wurden, um Regressionen im Betriebsverhalten, wie Verschlechterungen des Antwortzeitverhaltens, zwischen den Versionen zu finden. Ein weiteres Ziel des Ansatzes wird es sein, die Hauptursache einer Regression zu identifizieren, welches die Quellcodeänderung ist, die für die Einführung der Regression verantwortlich ist. Dies wird es dem Software-Entwickler, der beauftragt wurde die Regression zu verbessern, einfacher machen dies zu tun, da er bereits einen festen Ansatzpunkt geliefert bekommen hat

Über das Maß der entkommenden Menge eines quasiregulären Analogons des Sinus

Quasiregular maps are a natural generalisation of holomorphic maps to higher dimensions. Recently, there is an increasing interest in studying the dynamics of quasiregular maps on the $d$-dimensional Euclidian space. Until now, not much is known about the dynamical behaviour of general quasiregular maps. However, quasiregular analogues of the complex exponential map as well as of trigonometric functions have been constructed and turned out to behave quite similarly to their counterparts in the plane. In this thesis, we examine the dynamical behaviour of certain quasiregular maps on the $d$-dimensional Euclidian space which can be seen as quasiregular analogues of complex trigonometric functions. This class was introduced by Bergweiler and Eremenko in 2011. We will denote a member of this class by \Sin(x). We are interested in the iteration of these maps, in particular in the escaping set consisting of all points that tend to infinity under iteration.\\ We prove the following results: Theorem 1 is an analogue of a well known result by McMullen from 1987. We show that for f(x)=\lambda\Sin(x), where $\lambda>0$, the escaping set $I(f)$ has positive Lebesgue measure. In fact, this is also true for the fast escaping set $A(f)$ consisting of all points that essentially escape as fast as possible.\\ Theorem 2 states that the measure of the non-escaping set of $f$ in vertical square beams is finite. This corresponds to a result in the plane by Schubert from 2008 concerning the escaping set of $\sin(z)$ in vertical strips. Again, this is also true for the fast escaping set.\\ We also use the map \Sin(x) to construct a quasiregular power mapping $P_m$ which is similar to a quasiregular power mapping introduced by Mayer based on Zorich maps. We discuss some properties of the map $P_m$. Theorem 3 then states that for $m\geq d+1$, the composition of the power mapping $P_m$ with a suitable quasiregular analogue of the trigonometric functions yields a quasiregular map with non-escaping set of finite measure. This generalises a result by Hemke from 2005. In the last section, we discuss the sharpness of Theorem 3.Quasireguläre Abbildungen sind eine natürliche Verallgemeinerung holomorpher Abbildungen auf höhere Dimensionen. In letzter Zeit gibt es ein zunehmendes Interesse an der Untersuchung des dynamischen Verhaltens von quasiregulären Abbildungen auf dem $d$-dimensionalen euklidischen Raum. Noch ist nicht viel über das dynamische Verhalten von allgemeinen quasiregulären Abbildungen bekannt. Allerdings wurden quasireguläre Analoga der komplexen Exponentialabbildung sowie von trigonometrischen Funktionen konstruiert, welche sich aus dynamischer Sicht sehr ähnlich wie ihre Gegenstücke in der Ebene verhalten. In dieser Arbeit untersuchen wir das dynamische Verhalten von bestimmten quasiregulären Abbildungen auf dem $d$-dimensionalen euklidischen Raum, welche als quasireguläre Analoga von komplexen trigonometrischen Funktionen angesehen werden können. Diese Klasse wurde von Bergweiler und Eremenko im Jahr 2011 eingeführt. Wir bezeich\-nen eine Abbildung dieser Klasse mit \Sin(x). Wir interessieren uns für die Iteration dieser Abbildungen, insbesondere für die entkommende Menge bestehend aus all jenen Punkten, welche unter Iteration nach unendlich streben.\\ Wir beweisen die folgenden Ergebnisse: Theorem 1 ist ein Analogon von einem bekann\-ten Resultat von McMullen aus dem Jahr 1987. Wir zeigen, dass die entkommende Menge von f(x)=\lambda\Sin(x) für alle $\lambda>0$ positives Lebesguemaß hat. In der Tat stimmt dies auch für die schnell entkommende Menge $A(f)$, welche die Punkte enthält, die im Wesentlichen so schnell wie möglich entkommen.\\ Theorem 2 besagt, dass das Maß der nichtentkommenden Menge von $f$ in vertikalen Balken endlich ist. Dies entspricht einem Resultat in der Ebene von Schubert aus dem Jahr 2008 über die entkommende Menge von $\sin(z)$ in vertikalen Streifen. Theorem 2 gilt ebenfalls für die schnell entkommende Menge.\\ Außerdem verwenden wir die Abbildung \Sin(x) um eine quasireguläre Potenzfunktion $P_m$ zu konstruieren. Diese Abbildung ähnelt einer von Mayer vorgestellten quasire\-gulären Potenzfunktion, welche auf Zorich Abbildungen aufbaut. Wir diskutieren einige Eigenschaften der Abbildung $P_m$. Theorem 3 besagt schließlich, dass die Komposition von $P_m$ mit einem geeigneten quasiregulären Analogon der trigonometrischen Funktionen eine quasireguläre Abbildung mit nichtentkommender Menge von endlichem Maß ergibt, sofern $m\geq d+1$. Dies verallgemeinert ein Ergebnis von Hemke aus dem Jahr 2005. Im letzten Abschnitt diskutieren wir die Schärfe von Theorem 3