Modellbasierte Anforderungsspezifikation sicherheitskritischer ...

und Testmodell und erweitert somit die Anwendung semi-formaler Ansätze auch auf den Bereich
des Systemtests. Eine Sonderstellung unter diesen integrierten Verfahren nimmt dabei SCADE
ein, da hier direkt aus dem Systemmodell Produktivcode erzeugt wird, der direkt auf der Zielplattform
ausgeführt werden kann. SCADE ist zusammen mit entsprechenden Prozessvorschriften
in der Luftfahrt- und Automobilindustrie verbreitet und erreicht ein bisher ungekanntes Maß
an Durchgängigkeit der Entwicklung von ersten Modellen bis hin zum Code.
Im Bereich des Eisenbahnwesens ist die Situation prinzipiell ähnlich wie in anderen Industriezweigen.
Allerdings ergab sich gegenüber der früheren Praxis mit der Einführung der CENELEC-
Normen ein deutlicher Umbruch, da diese durch den risikoorientierten Ansatz zwar mehr Freiheiten
bei der Produktentwicklung erlauben, andererseits aber auch den Einsatz formaler oder
semi-formaler Beschreibungsmittel und eines geeigneten Prozesses zur Systementwicklung fordern.
Zur Umsetzung der eher vagen Vorgaben aus den entsprechenden Normen wurden -
teilweise Hersteller-intern, teilweise in Forschungsvorhaben - verschiedene Prozessmodelle entwickelt.
Ein konkretes Beispiel für einen solchen weitgehend nach dem BMW-Prinzip aufgebauten, aktuellen
Entwicklungsprozess für softwarelastige bahntechnische Systeme ist der OPRAIL-Prozess,
der zwischen 2004 und 2006 im Rahmen des gleichnamigen Forschungsvorhabens entwickelt
wurde. Dieses Vorhaben war Teil der Forschungsoffensive „Software Engineering 2006” des Bundesministeriums
für Bildung und Forschung (BMBF) und hatte zum Ziel, CENELEC-konforme
Entwicklungsprozesse für bahntechnische Anwendungen zu optimieren. Wesentliche Elemente
des OPRAIL-Vorgehens sind dabei nach [OPR06, S. 14]:
„As defined [. . . ] the main goal of the OPRAIL project is the optimization of CE-
NELEC conformant development processes of safety critical applications for railway
systems by means of:
- Usage of formal and semi formal methodology as basis of a MDD-Process
- Usage of formal verification during specification of railway systems
- Usage of tools for automated test case generation and test case execution
[. . . ]
- Definition of an UML-subset (Safe-UML)”
Im Vorhaben OPRAIL wurde somit eine Arbeitsumgebung definiert, bei der der Fokus auf der
Erstellung eines normenkonformen Entwicklungsprozesses (siehe Abbildung 3.3), der Nutzung
semi-formaler Beschreibungsmittel (UML) und der Integration formaler Test- und Verifikationstechniken
liegt.
Kernelement von OPRAIL ist eine ausführliche Prozessdefinition, die auf einem iterativ-inkrementellen
Vorgehensmodell basiert und den Nutzer bei der Anwendung der verschiedenen
UML-Sprachelemente methodisch unterstützt. Die Prozessdefinition und die einzelnen Schritte
des Prozessablaufs sind dabei an die einzelnen Lebenszyklusphasen der CENELEC-Normen
angepasst, so dass aus dem Prozess heraus konforme Artefakte und Dokumente nach DIN EN
50128 erstellt werden.
Mit dem OPRAIL-Prozess ist es möglich, software-lastige Systeme komplett modellbasiert zu
spezifizieren, die entsprechende Software zu entwickeln und zu implementieren und die Korrektheit
des Systems durch Test- und Verifikationstechniken sicherzustellen. Allerdings schließt
der OPRAIL-Prozess die Erstellung der Systemanforderungsspezifikation explizit aus. Auch hier
wird - wie bei vielen System- und Softwareentwicklungsprozessen - angenommen, dass eine
vollständige und korrekte Anforderungsspezifikation vorliegt, ohne näher auf deren Erstellung
einzugehen. Auch werden anhand der Prozessdefinition keine Anforderungen an die Systemanforderungsspezifikation
selbst formuliert, um diese möglichst effizient als Ausgangsdokument
für den Systementwicklungsprozess nutzen zu können.
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