Komplexität und Fehlerpotential bei softwarebasierter digitaler Sicherheitsleittechnik – Vorhaben 4714R01310

Abstract

Die Einführung und Weiterentwicklung immer komplexerer verfahrenstechnischer Systeme in den verschiedensten Bereichen führt auch in der Kerntechnik zu einer erhöhten Verwendung softwarebasierter Leittechniksysteme mit sicherheitstechnischer Bedeutung. Die Frage nach einer Ermittlung der Zuverlässigkeit softwarebasierter Systeme mithilfe eines allgemein anerkannten Verfahrens ist dabei noch nicht geklärt. Wie die praktische Erfahrung zeigt, hängt das Risiko einer Fehlfunktion eines Software- Systems entscheidend von der Komplexität der Software in Verbindung mit der Vielfalt der Anwendungsprofile ab. Deshalb stellt sowohl die Bestimmung der Komplexität der Software als auch der Ansatz, die Software-Zuverlässigkeit auf der Grundlage der Software- Komplexität zu quantifizieren, eine wichtige Zielsetzung dar. In dem vorliegenden Bericht wird eine Methodik zur Messung der Komplexität der Software CPU-basierter Steuerungen und deren Anwendbarkeit zur Messung der Komplexität programmierbarer Logik FPGA-basierter Steuerungen dargestellt. Aus den verschiedenen Komplexitätscharakteristiken wird ein Komplexitätsvektor gebildet, womit der Vielschichtigkeit der Komplexität digitaler Leittechniksysteme Rechnung getragen wird. Der Komplexitätsvektor ist Ausgangspunkt für die Ableitung von Kriterien zur Bewertung der Zuverlässigkeit digitaler Leittechniksysteme. Das Komplexitätsmessverfahren wird im vorliegenden Bericht beschrieben und seine praktische Anwendbarkeit auf graphisch spezifizierte Leittechnikfunktionen durch die exemplarische Anwendung auf Leittechniksysteme verschiedener Hersteller nachgewiesen. Dabei wird die Aussagekraft des Verfahrens anhand der Gegenüberstellung der Komplexitätsvektoren zweier ähnlicher Anwendungen aus der Kerntechnik verifiziert.