Safety Requirements Engineering for Early SIL Tailoring

Der hohe Grad an Innovation in mechatronischen Systemen führt zu sogenannten Cyber-Physical Systems (CPS). Diese haben eine komplexe Funktionalität und Kommunikation. Wie sicherheitskritisch solche Systeme sind, wird durch sogenannte Sicherheits-Integritätslevel (SIL) kategorisiert, die durch Normen wie der ISO 26262 definiert werden. Ein bestimmter SIL beschreibt nicht nur die Höhe des Gefährdungsrisikos, sondern diktiert auch den erforderlichen Grad an Sorgfalt bei der Entwicklung des Systems. Ein hoher SIL erfordert die Anwendung von Safety-Maßnahmen mit einem hohen Sorgfaltsgrad in allen Phasen der Entwicklung und impliziert daher einen hohen Safety-Aufwand. SIL-Tailoring ist ein Mittel um den Safety-Aufwand zu reduzieren, indem man Subsystemen geringere SILs zuordnet, falls sie von kritischeren Subsystemen getrennt sind oder redundante Safety-Anforderungen erfüllen. Um den nötigen Safety-Aufwand zu planen, sollten Möglichkeiten für SIL-Tailoring so früh wie möglich identifiziert werden - d.h. bereits in der Anforderungsanalyse. Durch die Komplexität von CPS, ist es schwierig valide SIL-Tailorings zu finden. Die Validität von SIL-Tailorings muss durch Analyse von Fehlerpropagierungspfaden geprüft und durch Argumente im Safety Case begründet werden. Der Beitrag dieser Dissertation ist ein systematischer, tool-unterstützter SIL-Tailoring-Prozess, der im Safety Requirements Engineering angewendet wird. Der Prozess nutzt eine modell-basierte, formale Anforderungsspezifikation und stellt einen Katalog von Anforderungsmustern bereit. Basierend auf diesen Anforderungen werden Fehlerpropagierungsmodelle generiert und Subsystemen automatisch SILs zugeordnet. Das minimiert den Sicherheitsanalyseaufwand. Aus den generierten Ergebnissen wird automatisch ein Safety Case mit Argumenten für die SIL-Tailoring-Validität abgeleitet.