Qualitätssicherung von hoch-konfigurierbaren Systemen wird heutzutage immer wichtiger. Das Testen ist eine der bewährtesten Methoden, um die Qualität solcher Software zu sichern. Zum Beispiel müssen Altsysteme, die verbessert werden (auch Retrofitting genannt), um mit neuen Ansprüchen im Industrie-4.0-Umfeld und dessen Variabilität umgehen zu können, getestet werden. Während solcher Verbesserung ist es essenziell, dass keine neuen Fehler eingefügt werden und die Systeme rückwärtskompatibel bleiben. Zusätzlich wird die Software oft als Software-Produktlinie (d. h. eine Familie ähnlicher, aber unterscheidbarer Produkte) implementiert, um die Variabilität zu unterstützen. Daraus ergeben sich drei Herausforderungen an die Qualitätssicherung im Industrie-4.0-Kontext. Die erste Herausforderung ist das Testen von einzelnen und oft sicherheitsrelevanten Produkten. Die zweite Herausforderung ist die Sicherstellung der Rückwärtskompatibilität und die Qualitätssicherung während des Retrofittings. Die letzte Herausforderung ist der Umgang mit der Konfigurierbarkeit von Systemen während des Testens. Um die Testfallgenerierung der Qualitätssicherung zu automatisieren, existieren verschiedene Tools. Diese Tools extrahieren für gewöhnlich zuerst Testziele aus einem gegebenen Programm, basierend auf einem Überdeckungskriterium (z. B. Anweisungsüberdeckung), und versuchen Testfälle zu erzeugen, die alle Testziele abdecken. Zusätzlich wird der Schwerpunkt in verschiedenen Branchen unterschiedlich auf die Effizienz (z. B. die CPU-Zeit) oder die Effektivität (die Anzahl der gefundenen Fehler) gelegt. Für sicherheitskritische Systeme (z. B. autonome Systeme in Industrie 4.0) ist die Softwarequalität essenziell. Daher liegt hier der Fokus auf Effektivität. In anderen Fällen (z. B. bei der Zertifizierung von Systemen) liegt der Fokus auf der Effizienz, da die Ansprüche an das Testen bereits vorgeschrieben sind. Auch wenn die Effektivität und die Effizienz sich oft gegenseitig behindern, können beide und vor allem der Trade-Off dennoch verbessert werden. Allerdings gibt es derzeit wenige Studien, die sich mit dem Trade-Off und der Auswirkung von verschiedenen Testfallgenerierungsstrategien befassen. Diese Arbeit entwickelt neuartige Techniken, um die Effizienz, Effektivität und den Trade-off bei der Testfallgenerierung zu optimieren. Zuerst gehen wir auf neue Verbesserungen der Effizienz bei der Testfallgenerierung einzelner Produkte (z. B. für Zertifizierungen) ein. Da die Testfallgenerierung für einzelne Produkte oft viele Testziele beinhaltet, haben wir für dieses Szenario ein neues Verfahren entwickelt. Dazu gruppieren wir die Testziele zuerst in sogenannte Partitionen und führen für jede Partition eine Erreichbarkeitsanalyse durch. Zusätzlich kombinieren wir verschiedene Analysetechniken, um die Effizienz weiter zu steigern. Außerdem evaluieren wir verschiedene Partitionierungsstrategien und kombinieren diese mit zwei verschiedenen Analysetechniken mit unterschiedlichen Zeitlimits, um die Auswirkungen auf die Effizienz zu untersuchen. Als Nächstes präsentieren wir eine neue Technik, um die Effektivität während des Regressionstestens zu erhöhen (d. h. dem Testen von Änderungen, z. B. während des Retrofittings). Das Ziel von Regressionstesten ist die Erkennung von Fehlern, die durch die Änderungen neu eingeführt wurden. Allerdings sind Fehler nicht vorher bekannt, daher gibt es keine Testziele, die die Detektion von Fehlern garantieren. Dennoch gibt es Testziele, die zu Testfällen führen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit Fehler finden. Zum Beispiel gibt es Testziele, die zu Testfällen führen, die ein unterschiedliches Verhalten des neuen Programms im Gegensatz zum alten Programm aufzeigen. Diese Testfälle sind in der Regel effektiver im Vergleich zu Testfällen, die die Änderungsstellen nur erreichen. In dieser Arbeit haben wir eine Methode entwickelt, die es uns erlaubt eine Konfigurierung neuer Testfallgenerierungsstrategien (und Testsuite Reduktion), um die resultierende Testsuite hinsichtlich ihrer Effektivität, Effizienz und dem Trade-off zu justieren. Zuletzt, um die Konfigurierbarkeit von Software-Produktlinien zu bewältigen, sind bestimmte Techniken für das Testen notwendig. Eine sehr etablierte Technik ist das Sampling. Dazu wird eine Menge an Produkten aus der Produktlinie abgeleitet und diese dann mit konventionellen Testmethoden getestet. Allerdings ist die Effektivität eines Sampling-Verfahrens oft nicht bekannt. Aus diesem Grund haben wir eine Technik entwickelt, die basierend auf Mutationstesten die Qualität von samplebasierten Strategien hinsichtlich ihrer Effektivität und Effizienz misst. Alle Techniken und Methoden, die in dieser Arbeit entwickelt wurden, werden anhand eines Beispiels motiviert und erklärt sowie zusätzlich anhand von Echtwelt- und synthetischen Programmen evaluiert.