Entwicklung einer Methodik für den automatisierten Sicherheitsnachweis elektronischer Systeme

Von:

Levent Ergün

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In fast allen Lebensbereichen hat der Anteil elektronischer Systeme im letzten Jahrzehnt kontinuierlich zugenommen. Dies betrifft nicht nur den Bereich der Unterhaltungselektronik, sondern auch industrielle Anlagen, Mobilitätsanwendungen oder Energieversorgungen. In all diesen Bereichen spielen Sicherheit, Verlässlichkeit und Zuverlässigkeit eine große Rolle. Daher ist es umso wichtiger, dass sicherheitskritische Systeme auch unter dem Einfluss von Komponentenausfällen keine Gefahr für das menschliche Leben darstellen. Für den Nachweis, ob Systeme die gewünschten und notwendigen Sicherheitsanforderungen einhalten, haben sich unterschiedliche Methoden wie die Fehlerbaumanalyse (FTA), die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) und die Fehlermöglichkeits-, Einfluss- und Diagnoseanalyse (FMEDA) etabliert. Die heutigen Instrumente, die für die Durchführung der Analysen eingesetzt werden, können jedoch keine technische/inhaltliche Betrachtung eines Systems durchführen. Sie dienen zur systematischen Eingabe der Daten und zur Berechnung der benötigten Metriken. Ob ein Ausfall einen kritischen Systemzustand hervorrufen kann oder nicht, wird daher von den Entwicklungsingenieuren für jedes Bauelement einzeln und meist manuell vorgenommen. Darüber hinaus kann bei komplexen Systemen aufgrund der kombinatorischen Explosion eine vollständige manuelle Analyse aller möglichen Ausfallszenarien mit einem wirtschaftlich vertretbaren Aufwand nicht gewährleistet werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher eine alternative Methodik für den Sicherheitsnachweis elektronischer Systeme vorgestellt, mit deren Hilfe die Auswirkungen von Ausfällen einzelner Module und Komponenten auf das Gesamtsystem effizient, vollständig und automatisiert prognostiziert werden können.