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EN 1. Einleitung
Die Generierung technischer Anforderungen ist ein zentraler Bestandteil jedes Produktentwicklungsprojekts. Besonders in sicherheitskritischen Projekten muss dieser Prozess präzise und effizient sein. Hierbei wird ein hierarchisches Vorgehen gewählt: Zu Beginn wird das Produkt in Produktarchitekturebenen untergliedert. Anschließend werden Designspezifikationen, Sicherheitsanalysen sowie die technischen Anforderungs- und Testspezifikationen für jede Ebene erstellt.
Aus den Sicherheitsanalysen resultieren Anforderungen an Sicherheitsmechanismen. Diese fließen direkt in die technische Anforderungsspezifikation der jeweiligen Produktarchitekturebene ein. Allerdings sind viele weitere technische Anforderungen noch abzuleiten, was im nächsten Abschnitt detailliert erläutert wird. Abschnitt 3 beleuchtet abschließend die Vorteile des hier beschriebenen Verfahrens.
2. Verfahren zur automatischen Generierung technischer Anforderungen
Die Designspezifikation einer Produktarchitekturebene enthält folgende Informationen:
- Name und Konfiguration des „Muttersystems“ der übergeordneten Ebene,
- Betriebsmodi, Systemzustände und -übergänge des „Muttersystems“,
- Namen, Funktionen und Funktionsaktivierung der Elemente,
- Externe Schnittstellen und Wirkketten zwischen den Elementen.
Die Spezifikation von Wirkketten erfolgt durch sogenannte „verallgemeinerte Signale“, die den Transfer von Information, Material oder Energie zwischen Elementen darstellen. Diese Signale werden in beabsichtigte und unbeabsichtigte Signale unterteilt, wobei Letztere als „Störeinflüsse“ bekannt sind.
Beispiel für Signaltypen
- Beabsichtigte Signale: akustische, elektromagnetische oder mechanische Transfers.
- Unbeabsichtigte Signale: Feuchtigkeit, Schmutz oder UV-Strahlung.
Basierend auf der Designspezifikation werden Anforderungen mittels Basissatzschablonen generiert. Ein Beispiel:
IF EXTERNALLY input_signal_name expected_signal_behaviour,
THEN THE element_name SHALL ENSURE THAT output_signal_name expected_signal_behaviour.
Diese Schablonen können erweitert und an Kundenwünsche angepasst werden. So entstehen vier Klassen von Anforderungen an das zu entwickelnde System und seine Elemente:
- Funktionale dynamische Anforderungen,
- Zustandsbezogene dynamische Anforderungen,
- Schnittstellenbezogene dynamische Anforderungen sowie
- Statische Qualitätsanforderungen.
3. Vorteile der automatisierten Anforderungsgenerierung
Die Vorteile der automatisierten Anforderungsgenerierung sind beeindruckend:
- Lesbarkeit: Festgelegte Muster und einheitliche Formatierung erleichtern die Navigation.
- Vollständigkeit: Alle spezifizierten Elemente, Funktionen und Schnittstellen sind abgedeckt.
- Geschwindigkeit: Nach erfolgter manueller Vorbereitung dauert die eigentliche Generierung nur Sekunden, selbst bei tausenden Anforderungen.
- Verknüpfung: Automatische Querverweise sparen Zeit und machen wechselseitige Abhängigkeiten transparent.
- Testbarkeit: Alle Anforderungen sind so formuliert, dass sie direkt getestet werden können.
4. Zusammenfassung
Durch die teilautomatisierte Generierung technischer Anforderungen wird nicht nur Zeit gespart, sondern auch die Qualität der Anforderungsdokumente erheblich verbessert. Mit dieser Methodik werden Anforderungen vollständig, testbar und konsistent über alle Produktarchitekturebenen hinweg erstellt – eine unverzichtbare Grundlage für die erfolgreiche Entwicklung sicherheitskritischer Produkte.
