SIA - Società Italiana Avionica S.p.A. Fasi del ciclo di vita Overview

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1 Fasi del ciclo di vita Overview

2 Fasi del ciclo di vita overview Perché un Ciclo di Vita nel System Engineering 2

3 Fasi del ciclo di vita overview Introduzione del ciclo di vita nel System Engineering finalità: Modularità Individuazione più agevole delle componenti riutilizzabili Ciclo di vita Esaustività Certezza di coprire tutte le fasi necessarie Dimostrabilità Rapid prototyping Analisi precoce di carenze e punti di forza del sistema Possibilità di documentare agevolmente il processo in sede di certificazione 3

4 Fasi del ciclo di vita overview Ciclo di vita Modularità Individuazione più agevole delle componenti riutilizzabili la presenza, per ogni componente sistemistica, al minimo di: REQUISITI INTERFACCE ESTERNE ARCHITETTURA E DOCUMENTAZIONE DI SVILUPPO TEST DEI REQUISITI consente di incrementare la modularità del sistema 4

5 Fasi del ciclo di vita overview Ciclo di vita Esaustività Certezza di coprire tutte le fasi necessarie Analisi del ciclo di vita Vantaggi (modularità, dimostrabilità del processo, ecc) Costi (tempo e risorse per analisi e documentazione) Individuazione delle versione più idonea alla particolare applicazione Dalla definizione del ciclo di vita discendono: Piano della Sicurezza e V&V Piano di Qualifica Piano di Sviluppo Piano della Documentazione 5

6 Fasi del ciclo di vita overview Ciclo di vita Esaustività Certezza di coprire tutte le fasi necessarie La garanzia della esaustività del processo discende dal confronto tra il Piano della Documentazione e i prodotti, confermato dalle attività di V&V Piano della Sicurezza e V&V Piano di Qualifica Piano di Sviluppo verifica Piano della Documentazione Items di progetto sviluppo 6

7 Fasi del ciclo di vita overview Ciclo di vita Rapid prototyping Analisi precoce di carenze e punti di forza del sistema Capitolato cliente Altri requisiti iniziali (standard, condiz operative, sistemi esistenti in Azienda, ecc) Analisi funzionale di sistema Requisiti di sistema (funzionali / prestazionali) Validazione analitica del requisito, simulazione, confronto con sistemi esistenti 7

8 Fasi del ciclo di vita overview Ciclo di vita Dimostrabilità Possibilità di documentare agevolmente il processo in sede di certificazione Piano della Sicurezza e V&V Piano di Qualifica Piano di Sviluppo Piano della Documentazione Documentazione di sviluppo Rapporti di V&V Cliente Documentazione RAMS Assessor 8

9 Fasi del ciclo di vita overview NORMATIVE di RIFERIMENTO: CENELEC EN Railway applications - The specification and demonstration of Reliability, Availability, Maintainability and Safety (RAMS) CENELEC EN Railway applications - Software for railway control and protection systems CENELEC EN Railway Applications - Safety related electronic systems for signalling CENELEC EN Railway application - Insulation coordination - Part 1: Basic requirements - clearances and creepage distances for all electrical and electronic equipment CENELEC EN Railway application - emc 9

10 Fasi del ciclo di vita overview Sequenza logica delle fasi (CENELEC 50126) Fasi di Sviluppo e Validazione 10

11 Fasi del ciclo di vita overview Sequenza logica delle fasi (CENELEC 50126) Fasi di Sviluppo e Validazione (dettaglio) 11

12 Fasi del ciclo di vita overview Fasi di Sviluppo e Validazione (dettaglio) Sequenza logica delle fasi (CENELEC 50126) SW-related activities HW-related activities 12

13 Fasi del ciclo di vita overview System Development Phase System Requirements Specification System Safety Requirements Specification System Architecture Description System Safety Plan Software Maintenance Phase Software Maintenance Records Software Change Records Software Assessment Phase Software Assessment Report SW-related activities (CENELEC 50128) Software Requirements Spec Phase Software Requirements Specification Software Requirements Test Specification Software Requirements Verification Report Software Validation Phase Software Validation Report Software/hardware Integration Phase Software/hardware Integration Test Report Software Planning Phase Software Development Plan Software Quality Assurance Plan Software Config Management Plan Software Verification Plan Software Integration Test Plan Software/hardware Integration Test Plan Software Validation Plan Software Maintenance Plan Software Architecture & Design Phase Software Architecture Specification Software Design Specification Software Architecture and Design Verification Report Software Integration Phase Software Integration Test Report SW Architecture Verif Report Software Module Design Phase Software Module Design Spec Software Module Test Spec Software Module Verification Report Software Module Testing Phase Software Module Test Report SW Module Verification Report Code Phase Software Source Code & Supporting Documentation Software Source Code Verification Report 13

14 Fasi del ciclo di vita overview HW-related activities Hw validation phase Hw requirement phase Hw requirement spec Hw requirement test spec Hw architecture phase Hw architecture spec Esecuzione test dei requisiti Copertura requisiti Tracciabilità requisiti architettura Hw validation report Conclusione verifiche Requisiti Hw verification (I) Hw Requirement Verification Conclusione Verifiche Sicurezza Hw verification (II) Analisi circuitale e prove guasti e isolamenti Hw design phase Hw Safety Verification Hw verification (II) Conclusione Verifiche Spec HW Hw technical spec Hw test spec Verifica Specifica tecnica Hw Spec Verification 14

15 Fasi del ciclo di vita fase 1 - Concezione

16 Fase 1 - Concezione Concezione del sistema Studio di fattibilità tecnica Valutazione commerciale e di programma 2

17 Fasi del ciclo di vita fase 2 fase Definizione 1 - Concezione di Sistema

18 Fase 2 Definizione di Sistema Studio di fattibilità tecnica Valutazione commerciale e di programma Definizione del sistema Profilo di missione Piano di Safety Condizioni applicative 4

19 Fasi del ciclo di vita Fase 3 - Analisi di rischio

20 Fase 3 Analisi del Rischio Concetti generali Il rischio dipende da: 1. Frequenza di accadimento di situazioni pericolose 2. Conseguenze derivanti dalle situazioni pericolose Criteri di Classificazione per: Frequenza di accadimento Conseguenze 2

21 Fase 3 Analisi del Rischio Concetti generali Classificazione della frequenza di accadimento (CENELEC 50126) Livello Frequenza di accadimento Definizione A Frequente Probabile che accada frequentemente. La situazione pericolosa si presenterà continuamente B Probabile Accadrà parecchie volte. Ci si può aspettare che la situazione pericolosa si presenti spesso C Occasionale Probabile che accada parecchie volte. Ci si può aspettare che la situazione pericolosa si presenti parecchie volte D Remoto Probabile che accada qualche volta nella vita del sistema. Ci si può ragionevolmente aspettare che la situazione pericolosa si presenti E Improbabile Improbabile che accada ma possibile. Si può assumere che la situazione pericolosa possa presentarsi eccezionalmente F Incredibile Estremamente improbabile che accada. Si può assumere che la situazione pericolosa possa non presentarsi 3

22 Fase 3 Analisi del Rischio Classificazione delle conseguenze Classe Livello di gravità Definizione 4 Catastrofico Morte e/o parecchie persone ferite e/o danni maggior all ambiente 3 Critico Morte di una persona e/o lesione grave di una persona e/o importante danno all ambiente 2 Marginale Ferite leggere e/o importante minaccia per l ambiente 1 Trascurabile Possibile leggera ferita 4

23 Fase 3 Analisi del Rischio Matrice di classificazione del rischio Frequenza di accadimento Categoria di gravità 4 Catastrofico 3 Critico 2 Marginale 1 Trascurabile A Frequente 4A 3A 2A 1A B Probabile 4B 3B 2B 1B C Occasionale 4C 3C 2C 1C D Remoto 4D 3D 2D 1D E Improbabile 4E 3E 2E 1E F Incredibile 4F 3F 2F 1F Hazard Risk Index Severity Probability Suggested Criteria 1 4A, 4B, 4C, 3A, 3B, 2A Unacceptable 2 4D, 3C, 3D, 2B, 2C Undesirable (Management Decision Required) 3 4E, 4F, 3E, 2D, 2E, 1A, 1B Acceptable with Review by Management 4 3F, 2F, 1C, 1D, 1E, 1F Acceptable without Review 5

24 Fase 3 Analisi del Rischio Descrizione della fase Attori Elementi di ingresso Attività Elementi di uscita Verifica 6

25 Fase 3 Analisi del Rischio Attori Gruppo di Verifica e Validazione Team di Safety Team di Verifica Analisi Attività di verifica 7

26 Fase 3 Analisi del Rischio Elementi di ingresso Elementi di ingresso per la fase 1. Indicazioni generali sulle funzionalità del sistema 2. Indicazioni generali sull ambiente operativo 8

27 Fase 3 Analisi del Rischio Attività Preliminary Hazard Analysis (PHA) Hazard Analysis Hazard Log 9

28 Fase 3 Analisi del Rischio Preliminary Hazard Analysis Obiettivi 1. Identificazione degli hazard 2. Identificazione delle cause 3. Determinazione del rischio associato alle situazioni pericolose (FMEA) e delle misure di riduzione FMEA: Failure Mode and Effects Analysis 10

29 Fase 3 Analisi del Rischio PHA - Identificazione degli hazard L identificazione degli hazard avviene mediante 1. Utilizzo di checklist di natura ferroviaria (PHL) 2. Indagini mirate alla funzionalità del sistema in esame (HAZOp) 3. Utilizzo di informazioni derivanti dall esperienza dell analista 4. Utilizzo di informazioni derivanti da standard e normative Risultato di queste attività è la Hazard List 11

30 Fase 3 Analisi del Rischio PHA - Identificazione delle cause Viene eseguita effettuando una analisi FMEA del sistema, nella quale sono evidenziate: 1. Cause esterne (materiali particolari, condizioni ambientali, fattori umani, ecc.) 2. Malfunzionamenti propri del sistema 3. Malfunzionamento delle interfacee di connessione I risultati sono riportati in forma tabellare (tabella Id delle Cause) I.D. Funzione/ Interfaccia Deviazione Tipo Causa Categoria Effetto sul sistema 12

31 Fase 3 Analisi del Rischio Determinazione e riduzione del rischio Raccogliendo solo le cause di hazard della tabella (ID delle Cause) si compone una nuova tabella (rapporto PHA) in cui viene 1. Identificata la classe di rischio (RC) iniziale 2. Identificate le misure per la riduzione del rischio 3. Identificata la classe di rischio finale (accettabilità del rischio) Sub-Hazard Hazard sistema Classi rischio e contromisure I.D. Rif. AC. Descr. Descr. (da Hazard list) RC Iniziale Contromisure RC Finale Raccomandazioni Analisi delle cause (tabella precedente) Requisiti di sicurezza 13

32 Fase 3 Analisi del Rischio Assegnazione del SIL Safety Integrity Level (SIL) 1. È relativo a funzioni del sistema 2. È relativo a una soglia probabilistica di frequenza di eventi pericolosi 3. Viene assegnato in funzione della classe rischio da raggiungere 4. Riduce la frequenza di accadimento ma non muta la gravità 14

33 Fase 3 Analisi del Rischio Preliminary Hazard Analysis Riassumendo si ha il seguente processo Identificazione degli hazard Hazard Sub-Hazard RCI Iniziale Contromisure RCI Finale Identificazione dei sub-hazard Classificazione del rischio Accettabilità e riduzione del rischio Allocazione dei SIL alle funzioni del sistema 15

34 Fase 3 Analisi del Rischio Hazard Analysis Obiettivi 1. Analisi delle condizioni operative del sistema 2. Identificazione di nuove cause (sub-hazard) 3. Identificazione di nuove misure di riduzione del rischio (contromisure) 16

35 Fase 3 Analisi del Rischio Hazard Log Il registro contiene 1. L evidenza di cause ed effetti delle situazioni pericolose 2. Le misure utilizzate per la mitigazione del rischio 3. La definzione di un criterio per il riesame della tollerabilità del rischio 4. I limiti di ogni analisi svolta 5. I metodi, gli strumenti e le tecniche utilizzate 17

36 Fase 3 Analisi del Rischio Elementi di uscita Elementi di uscita della fase 1. Hazard legati al sistema e cause che li generano 2. Misure prese per la mitigazione delle cause 3. Registro delle situazioni pericolose 18

37 Fase 3 Analisi del Rischio Verifica Le attività di verifica permettono di valutare 1. La completezza delle valutazioni effettuate 2. L adeguatezza della classificazione del rischio 3. L adeguatezza delle modalità di registro delle attività 4. La correttezza dei metodi e delle tecniche utilizzate 19