Nachhaltiges Quality Engineering nützt nicht nur der Umwelt 
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Nachhaltigkeit ist in der Ausbildung von Quality Engineers meist kein zentrales Thema. Auch wenn die angehenden Fachkräfte nicht mit allzu viel theoretischem Hintergrund-wissen belastet werden sollten, sind wir der Ansicht, dass zumindest die folgenden Grundkonzepte in die Lehrpläne aufgenommen werden sollten:

• Was ist Nachhaltigkeit und warum sollte ich sie als Software-Quality-Engineer berücksichtigen?
• Welche Dimensionen der Nachhaltigkeit sind für das Quality Engineering am relevantesten? (Ökologische, technische und ökonomische Nachhaltigkeit)
• Welche Maßnahmen und Entscheidungen im Verlauf des Quality-Engineering-Prozesses wirken sich auf die Nachhaltigkeit aus?

Da Testmanager für viele Entscheidungen verantwortlich sind, die sich auf die Nachhaltigkeit auswirken, ist es besonders wichtig, ihr Bewusstsein für dieses Thema zu schärfen.

• Die Testplanung umfasst zahlreiche Entscheidungen, die den Testaufwand und den Ressourcenverbrauch beeinflussen.
• Die Wahl der Teststrategie, der Testmethoden und der Testabdeckung ist entscheidend für den Testaufwand. Ziel ist eine maximale Risikoabdeckung bei minimalem Testaufwand.
• Auch die Nachhaltigkeitseigenschaften der zu testenden Software sollten berücksichtigt werden.
• In der Phase Testabschluss sollten potenziell wiederverwendbare Testartefakte identifiziert werden.

Zu den typischen Zielen gehören die Vermeidung der Verschwendung nicht erneuerbarer Ressourcen, der Klimaschutz sowie die Schaffung langlebiger und wartungsfreundlicher Produkte.

• Ein technischer Quality Engineer sollte aus White-Box-Perspektive prüfen, ob das zu testende System ressourceneffizient und wartungsfreundlich ist.
• Code-Reviews und statische Analysen können Fehlerzustände und Risiken frühzeitig aufdecken und so helfen, Kosten und Ressourcen zu sparen („Shift-Left“-Ansatz).
• Statische Analysen werden auch zur Bewertung der Wartbarkeit eingesetzt. Da die Wartbarkeit Auswirkungen auf Aufwand, Kosten und Energieverbrauch hat, beeinflusst sie die Nachhaltigkeit maßgeblich.

• Die Priorisierung der Testausführung sollte auf der Grundlage von Risiken, Testabdeckung und Änderungen an der Codebasis erfolgen.
• Das Testen und Überwachen des Energieverbrauchs hilft festzustellen, ob die Anwendung und das Test-Framework umweltfreundlich sind. Da Prozessoren einen erheblichen Anteil am Stromverbrauch haben, kann die Messung ihrer Auslastung eine grobe Schätzung des Energieverbrauchs liefern.
• Testautomatisierung kann Zeit und Aufwand sparen und ist somit wichtig für die wirtschaftliche Nachhaltigkeit. Andererseits muss bei der Strategieplanung die Ressourceneffizienz berücksichtigt werden. Redundanzen sind zu vermeiden, und Tests sollten nur durchgeführt werden, wenn sie einen Mehrwert bieten.

• Beim Testen eines KI-basierten Systems sollte die Ressourceneffizienz einen Schwerpunkt bilden, der bereits bei der Systemgestaltung berücksichtigt wird. Es sollten konkrete Ziele und KPIs festgelegt und während des gesamten Projektverlaufs überwacht werden.
• Wie bereits dargelegt, kann der Einsatz von KI zur Erstellung von Artefakten – etwa Code oder Testfällen – zwar viel Zeit sparen, verbraucht aber auch enorme Mengen an Energie. Dies muss bedacht werden, bevor die Entscheidung für den Einsatz von KI bei einer bestimmten Aufgabe getroffen wird.
• Wird KI eingesetzt, sollte der Energieverbrauch so gering wie möglich gehalten werden, beispielsweise durch die Wahl eines geeigneten Modells, die Gestaltung effizienter Prompts und die Bereitstellung des passenden Kontexts.

• Modellbasiertes Testen bietet einen besonderen Vorteil im Hinblick auf die Nachhaltigkeit, da es die Wartbarkeit der Testspezifikation erheblich verbessert.
• Anstatt jeden Testfall einzeln anpassen zu müssen, genügt es, das Modell an wenigen Stellen zu ändern, um ein aktualisiertes Set von Testfällen oder Skripts zu generieren.

• Lasttests mit einer großen Anzahl simulierter Benutzer können sehr viele Ressourcen beanspruchen. Um die Nachhaltigkeit zu gewährleisten, ist es daher entscheidend, die Tests so ressourceneffizient wie möglich zu planen.
• Lasttests sollten nur bei Bedarf und mit einer für das jeweilige Testziel angemessenen Anzahl von Benutzern durchgeführt werden.

Im Jahr 2015 verabschiedeten die Mitgliedstaaten der Vereinten Nationen 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals oder SDGs), die soziale, wirtschaftliche und ökologische Nachhaltigkeit umfassen. Dabei ist zu beachten, dass sich eine Maßnahme in einem Bereich auf die Ergebnisse in den anderen Bereichen auswirken kann.

https://unric.org/de/17ziele/#sdg-de-ziele

Auch wenn nachhaltiges Quality Engineering nicht für alle diese Ziele gleichermaßen wichtig ist, kann es direkten oder indirekten Einfluss auf die folgenden Bereiche haben:

• Ziel 4: Hochwertige Bildung
• Ziel 7: Bezahlbare und saubere Energie
• Ziel 8: Menschenwürdige Arbeit und Wirtschaftswachstum
• Ziel 9: Industrie, Innovation und Infrastruktur
• Ziel 13: Maßnahmen zum Klimaschutz

SDG 4 zielt darauf ab, eine inklusive, gleichberechtigte und hochwertige Bildung zu gewährleisten sowie Möglichkeiten des lebenslangen Lernens für alle zu fördern.

Ein professionelles Zertifizierungssystem für Quality Engineering unterstützt die Ziele 4.3 (Zugang zu erschwinglicher und hochwertiger technischer Bildung) und 4.4 (Erhöhung der Anzahl von Erwachsenen mit relevanten technischen Kompetenzen). Zudem wirkt es sich positiv auf die Förderung von IT-Technologien in Entwicklungsländern aus (Ziele 4.B und 4.C). Die Einbeziehung von Nachhaltigkeitsaspekten in die Lehrpläne verbessert die Ausbildung von Testern und hilft ihnen, ihren CO2-Fußabdruck zu verringern.

Quality Engineering – insbesondere im Kontext von Bildung, Software und organisatorischen Prozessen – kann auf vielfältige Weise eine bedeutende positive Wirkung entfalten:

• Verbesserung der Bildungsqualität durch die Sicherstellung der Qualität digitaler Lernplattformen, Bildungssoftware und Bewertungssysteme
• Förderung von Chancengleichheit und Inklusion durch die Überprüfung von Barrierefreiheitsfunktionen sowie die Reduzierung von Verzerrungen (Bias) in Algorithmen und digitalen Bewertungsverfahren

SDG 7 zielt darauf ab, den Zugang zu bezahlbarer, verlässlicher, nachhaltiger und moderner Energie zu gewährleisten.

Wie im vorangegangenen Teil dieses Blogs dargelegt, hat der IKT-Sektor einen erheblichen Einfluss auf den Energieverbrauch. Verschiedene Aspekte des Quality Engineering wirken sich maßgeblich auf das Ziel 7.3 (Verbesserung der Energieeffizienz) aus – sowohl durch einen geringeren Energieverbrauch bei Softwaretests als auch durch die Entwicklung energieeffizienterer Software.

• Viele Aktivitäten im Bereich Quality Engineering beeinflussen den Energieverbrauch (Teststrategie, systematische Testmethoden, Testautomatisierung, Wiederverwendbarkeit und Wartbarkeit von Testartefakten usw.).
• Lasttests (Performance-Tests) verbrauchen große Mengen an Bandbreite, Energie und anderen Ressourcen. Daher ist es wichtig, bei der Planung der Strategie für Lasttests die Ressourceneffizienz zu berücksichtigen.
• Testautomatisierung kann Energie einsparen, etwa durch die Verkürzung der Testausführungszeit. Andererseits kann eine ungünstige Automatisierungsstrategie auch Energie verschwenden, beispielsweise wenn irrelevante Testfälle in jedem einzelnen Testlauf wiederholt werden.
• KI verbraucht enorme Mengen an Energie. Daher muss die Entwicklung energieeffizienter KI-Systeme ein Schwerpunkt des KI-Quality-Engineering sein.
• Der Einsatz von KI im Quality Engineering ist aufgrund des hohen Energieverbrauchs problematisch. Er bietet jedoch auch das Potenzial zur Energieeinsparung, indem zeitintensive Aufgaben wie die Erstellung oder Wartung von Testfällen beschleunigt werden.
• Modellbasiertes Testen ist besonders vorteilhaft, um den Aufwand für die Wartung von Testfällen zu reduzieren.
• Die Anwendung systematischer Testmethoden anstelle redundanter oder zufälliger Tests steigert die Effizienz der Testaktivitäten.
• Verbesserung der Bildungsqualität durch die Sicherstellung der Qualität digitaler Lernplattformen, Bildungssoftware und Bewertungssysteme
• Die Entscheidungen des Testmanagers wirken sich auf alle genannten Bereiche aus. Daher sollte sich der Testmanager stets der Auswirkungen auf die Energieeffizienz bewusst sein.

SDG 8 zielt darauf ab, dauerhaftes, breitenwirksames und nachhaltiges Wirtschaftswachstum, produktive Vollbeschäftigung und menschenwürdige Arbeit für alle zu fördern.

Die Ziele 8.2 (höhere wirtschaftliche Produktivität) und 8.4 (Verbesserung der weltweiten Ressourceneffizienz) werden durch verschiedene Aspekte des Quality Engineering unterstützt. Zudem wirkt sich ein Zertifizierungssystem positiv darauf aus, Menschen den Zugang zu Bildung und menschenwürdigen Arbeitsplätzen zu ermöglichen (Ziele 8.5 und 8.6).

Quality Engineering kann dieses Ziel auf wirtschaftlicher, sozialer und organisatorischer Ebene positiv beeinflussen:

• Verbesserung der Produktqualität und der wirtschaftlichen Stabilität
• Unterstützung von Innovation und digitaler Transformation
• Schaffung und Erhalt hochwertiger Arbeitsplätze
• Gewährleistung eines ethischen und verantwortungsvollen Umgangs mit Technologie

SDG 9 konzentriert sich auf den Aufbau widerstandsfähiger Infrastrukturen, die Förderung einer inklusiven und nachhaltigen Industrialisierung sowie die Stärkung von Innovationen.

Wie bereits bei den Zielen 4 und 7 erläutert, kann ein Zertifizierungssystem für Quality Engineering die technischen Kapazitäten von Entwicklungsländern verbessern und die Ressourceneffizienz fördern (Ziele 9.4 und 9.5).

Quality Engineering spielt eine Schlüsselrolle bei der Unterstützung dieses Ziels, indem es sicherstellt, dass technologischer Fortschritt zuverlässig, widerstandsfähig und verantwortungsvoll gestaltet wird:

• Aufbau widerstandsfähiger und zuverlässiger Infrastrukturen
• Ermöglichung nachhaltiger Innovationen durch frühzeitige und kontinuierliche Integration von Tests
• Unterstützung einer nachhaltigen Industrialisierung durch Aufdeckung von Ineffizienzen in Produktions- und digitalen Prozessen
• Gewährleistung der langfristigen Wartbarkeit von Systemen
• Sicherstellung und Verbesserung von Qualitäts- und Sicherheitsstandards

SDG 13 konzentriert sich auf dringende Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels und seiner Auswirkungen.

Wie bereits im Zusammenhang mit Ziel 7 und in unserer Analyse dargelegt, kann Quality Engineering durch eine verbesserte Energieeffizienz erheblich zur Verringerung der Treibhausgasemissionen beitragen. Zudem würde die Integration von Nachhaltigkeitsaspekten in die Lehrpläne für Quality Engineers die Ausbildung verbessern und das Bewusstsein für Fragen des Klimawandels schärfen.

Der dritte Teil dieses Blogs wird sich der kontroversen Frage „Sustainable Quality Engineering vs. KI“ widmen und Fragen beantworten wie: „Wo liegen die Konfliktbereiche?“ und „Welche Synergien und Chancen ergeben sich daraus?“.

Die D.A.CH-Boards des ISTQB beschäftigten sich derzeit mit dem Thema „Nachhaltiges Quality Engineering“. Mitglieder der Arbeitsgruppe sind Lilia Gargouri und Dietrich Leimsner (GTB), Alessandro Sebaste und Reto Armuzzi (STB), sowie Armin Beer und Stefan Mohacsi (ATB). Die vorläufigen Ergebnisse wurden in einem White Paper zusammengefasst, das in Kürze auf der ISTQB-Homepage veröffentlicht werden soll. Dieser Blog bietet in 3 Teilen eine exklusive Vorschau auf die Inhalte.