Modellbasierte Anforderungsspezifikation sicherheitskritischer ...

7. Zusammenfassung, Ergebnisse und
Ausblick
In der vorliegenden Arbeit wurde ein auf dem BMW-Prinzip basierendes Konzept zur Modellierung
von Anforderungen vorgestellt. Dazu wurde zunächst die aktuelle Situation sowohl bei der
Anforderungserstellung, als auch bei der sich anschließenden Phase der Systementwicklung untersucht.
Dabei zeigte sich, dass bei der Systementwicklung die Anwendung von semi-formalen,
objektorientierten Beschreibungsmitteln und daran angepassten Vorgehensmodellen viel weiter
fortgeschritten ist, als im Bereich der Anforderungsmodellierung. Dort haben sich Konzepte zur
Modellierung funktionaler Anforderungen und entsprechende Prozesse zur ihrer Erstellung noch
nicht durchsetzen können. Gleichzeitig ist die Anforderungserstellung aber diejenige Phase, in
der die meisten Fehler in das spätere System eingebracht werden. Daraus wurde die Notwendigkeit
abgeleitet, das aktuelle Vorgehen bei der Anforderungsspezifikation für Bahnsysteme zu
optimieren.
Das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Konzept basiert dabei auf zwei wesentlichen Bestandteilen:
Der Entwicklung einer praxistauglichen Struktur für eine Anforderungsspezifikation auf
Basis der Modellierungssprache SysML(A) einerseits und andererseits die Ableitung eines geeigneten
Prozessmodells, das die Erstellung der Anforderungsspezifikation steuert und die einzelnen
Arbeitsschritte spezifiziert.
Kernelement der Anforderungsspezifikation ist das funktionale Modell. Zur Ermittlung eines
geeigneten Beschreibungsmittels für dieses Modell wurden verschiedene prinzipielle Möglichkeiten
analysiert, unter anderem natürliche und formale Sprachen, sowie semi-formale, objektorientierte
Beschreibungsmittel. Letztendlich wurde ein Subset der Systems Modeling Language
(SysML) als geeignet identifiziert, das als SysML(A) bezeichnet wird und alle für die Modellierung
von Anforderungen notwendigen Konstrukte enthält. Der Sprachumfang von SysML(A)
wurde in einem Top-Down-Vorgehen festgelegt. Es analysiert die einzelnen Aspekte, die innerhalb
des Modells berücksichtigt werden müssen und verfeinert deren Abbildung bis auf die Ebene
einzelner Sprachelemente. Im funktionalen Anforderungsmodell werden diese Aspekte durch
einzelne Sichten repräsentiert, die spezifische Informationen innerhalb des Modells bündeln. Als
weitere Gliederungsdimension wurden einzelne Ebenen eingeführt, mit denen sich durch eine
einfache, zweistufige Hierarchie von Systemen und Subsystemen alle denkbaren Systemarchitekturen
beschreiben lassen.
Ein wesentliches Ziel beim Entwurf des funktionalen Anforderungsmodells war dessen möglichst
frühe Ausführbarkeit. Zur Erreichung dieses Ziels wurden zunächst die prinzipiellen Anforderungen
für die Ausführbarkeit von Modellen untersucht und anschließend eine primär auf
Aktivitätsdiagrammen beruhende Modellierungsstrategie des Systemverhaltens vorgeschlagen.
Diese ermöglicht - trotz noch offener Diskussionspunkte bezüglich der Formalität von Aktivitätsdiagrammen
- eine für den Modellierer einfach durchzuführende Verhaltensspezifikation und die
Modellausführung mit entsprechenden Werkzeugen. Dadurch werden bereits bei der Erstellung
der Systemanforderungen Technologien wie Test des Modells, Testfallgenerierung und formale
Verifikation zugänglich. Somit lässt sich die Qualität der Anforderungsspezifikation gegenüber
einer rein textlichen Beschreibung deutlich steigern.
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