Wie Prozess- und Produktkonformität hinsichtlich Funktionaler Sicherheit und Cybersecurity erreicht werden kann

1. Einleitung

Sicherheitsbezogene und sicherheitskritische Produkte müssen nach branchenspezifischen Standards für funktionale Sicherheit und Informationssicherheit („Cybersecurity“) entwickelt werden. Für die Automobilindustrie sind dies die ISO 26262 und die ISO 21434.

Alle Normen für funktionale Sicherheit und Cybersecurity stellen Anforderungen an

• den Produktentwicklungsprozess und
• Arbeitsergebnisse, die nachweisen, dass das Produkt zuverlässig ist und keine Sicherheitsziele während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Produkts oder bei vorhersehbarem Produktmissbrauch verletzt werden können.

Die Anzahl der Anforderungen, die durch diese Normen gestellt werden, ist beträchtlich, und die einzelnen Anforderungen lassen Interpretationsspielräume. Es ist deshalb schwierig, diese Normen vollständig und korrekt anzuwenden. Noch schwieriger ist es, ein Produktentwicklungsprojekt vollständig normkonform UND effizient durchzuführen.

Deshalb arbeiten

• AutoFusa Consultancy Services Pvt Limited aus Bengaluru, Indien, und
• automated conformance GmbH aus Nürnberg, Deutschland,

zusammen, um ihren Kunden ein umfassendes Angebot an Schulungen, Beratungen und praktischen Ingenieurdienstleistungen anzubieten, die dazu beitragen, die Prozess- und Produktkonformität mit den relevanten Standards für funktionale Sicherheit und Cybersecurity zu erreichen. Die beiden Unternehmen haben jeweils ein spezielles Software-Tool entwickelt:

• das AutoPro-Tool, von AutoFuSa, für die Einhaltung von Prozessen und
• die autoConform® Software für ein normkonformes Produktdesign.

In Abschnitt 2 wird beschrieben, wie das AutoPro-Tool eine effiziente Prozesskonformität ermöglicht. Analog dazu wird in Abschnitt 3 beschrieben, wie die autoConform® Software eine effiziente Produktdesignkonformität ermöglicht. In Abschnitt 4 werden abschließend die Vorteile und der Nutzen dieser Software-Tools bei der Produktentwicklung zusammengefasst.

2. Prozesskonformität mit Hilfe des AutoPro-Tools

Das AutoPro-Tool stellt den V-Modell-basierten Prozessablauf der Produktentwicklung nach ISO 26262 dar. Abb. 1 zeigt diesen Prozessablauf für die „Konzeptphase“ nach ISO2626-3. Sobald die Ergebnisdokumente (FSC und FSC-Verifizierungsbericht) erstellt wurden, werden sie in den Ausgabebereich des AutoPro-Tools hochgeladen. Im Tool werden diese Ergebnisdokumente automatisch überall dort angezeigt, wo sie als Eingangsdokumente verwendet werden. Der Status jedes Dokuments wird durch die jeweilige Farbdarstellung angezeigt.

Abb. 1: ISO 26262 Konzeptphase Prozess und Arbeitsprodukte im AutoPro-Tool.
© AutoFusa Beratungsdienste Pvt Limited

Das AutoPro-Tool ist serverbasiert und wird beim Kunden installiert. Das Tool bietet die Möglichkeit, externe Stakeholder über Webschnittstellen mit vollständig konfigurierbaren Zugriffsrechten zu verbinden, die der ISO 27001:2022 entsprechen. Dies hilft dem Product Owner, andere Stakeholder effektiv zu managen, wie in Abb. 2 gezeigt.

Abb. 2: Anbindung verschiedener Stakeholder an das AutoPro-Tool.
© AutoFusa Beratungsdienste Pvt Limited

3. Befüllung der Produktdesign-Dokumente mit Hilfe der autoConform® Software

Die autoConform® Software ermöglicht die halbautomatische Erstellung des Inhalts aller Arbeitsprodukte auf der linken Seite des V-Modells sowie der Testfallspezifikationen auf der rechten Seite des V-Modells. Die Anzahl der benötigten Arbeitsprodukte hängt von der Anzahl der Architekturebenen des zu entwickelnden Produkts ab. Abb. 3 zeigt das V-Modell für ein Produkt mit mit ingesamt vier Architekturebenen, die sich aufteilen in zwei Systemebenen (in der Abbildung als „Produkt- oder Systemebene“ und als „Subsystemebene“ bezeichnet), eine Hardwareebene und eine Softwareebene.

Abb. 3: V-Modell für ein Produkt mit 4 Architekturebenen plus der übergeordneten Ebene des Produktkontexts.
© automated conformance GmbH

Auf der linken Seite des V werden auf jeder Architekturebene

• eine Spezifikation für den architektonischen Entwurf (in Form eines Spezifikationsdokuments und eines Schnittstellendokuments),
• ein Architekturmodell,
• Sicherheitsanalysen (d. h. HARA auf oberster Ebene; FTA, DFMEA und DFA auf allen anderen Ebenen; FMEDA auf der E/E-Hardware-Ebene) und
• Anforderungsspezifikationen

benötigt. Abb. 4 listet alle diese Arbeitsergebnisse für ein Produkt mit 4 Architekturebenen auf. Wie in der Abbildung dargestellt, sind das ingesamt 48 Dokumente. In Abb. 4 heißt es aber auch, dass nur 10 verschiedene Dokumenttypen als Vorlagen für all diese Arbeitsprodukte ausreichen. Mit Hilfe der autoConform® Software werden die Inhalte der Arbeitsergebnisse halbautomatisch „top-down“ erstellt, was um ein Vielfaches schneller ist als eine rein manuelle Erstellung.

Abb. 4: Arbeitsprodukte auf der linken Seite des V-Modells für ein Produkt mit 4 Architekturebenen.
© automated conformance GmbH

4. Vorteile und Nutzen

Wie ermöglichen das AutoPro-Tool und die autoConform® Software ihren Kunden, FuSa- und Cybersec-Prozess- und Produktkonformität auf systematische und einfache Weise zu erreichen?

Das AutoPro-Tool bietet eine integrierte Prozess- und Dokumentationsumgebung. Die Hauptvorteile des Tools bestehen darin, dass es

• das Team durch den durch die Produktarchitektur und den FuSa-Standard definierten Workflow führt,
• einen aktuellen Status der Prozesskonformität während der Projektdurchführung bietet und
• den Aufwand und die Dauer von Statusbewertungen und Audits reduziert.

Die autoConform® Software ermöglicht eine halbautomatische Erstellung der Inhalte aller technischen Arbeitsprodukte des V-Modells, einschließlich der bidirektionalen Rückverfolgbarkeit zwischen den Arbeitsprodukten. Detaillierte Konstruktionsspezifikationen und Prüfberichte werden von der autoConform® Software nicht abgedeckt. Diese Arbeitsergebnisse werden in der Regel mit Hilfe von CAD- und Testwerkzeugen erstellt.

Die Erstellung von Design- und Designanalyse-Dokumenten mit Hilfe der autoConform® Software dient zwei Zwecken:

• Qualität: die Konsistenz der Arbeitsergebnisse und Übereinstimmung des Prozesses ihrer Erstellung mit der branchenspezifischen Norm für funktionale Sicherheit (e.g. ISO 26262) und
• Zeit: Minimierung des Zeit- und Arbeitsaufwands, der für Erstellung, Überprüfung/Review und Finalisierung aller Arbeitsprodukte erforderlich ist.

Merkmal (i) minimiert produktbezogene Risiken, während Merkmal (ii) die Produktentwicklungs-kosten und die Markteinführungszeit reduziert.