Risikobetrachtungen von Softwareelementen mittels FMEA. Alexander Späthe Safetronic, München 13. November 2006

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1 Risikobetrachtungen von Softwareelementen mittels FMEA Alexander Späthe Safetronic, München 13. November 2006

2 Inhalt Wer ist Carmeq? Anforderungen an eine FMEA Betrachtung von Software Unterschiede in der Vorgehensweise zur klassischen FMEA Betrachtung Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 2 Zusammenfassung

3 Vision Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 3 Carmeq ist eine treibende Kraft für moderne Architekturen und effiziente Entwicklungsprozesse softwarebestimmter Systeme im Automobil

4 Carmeq - gestern und heute Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie Juni 2002 Beschluss des Konzernvorstandes zur Gründung der Carmeq 30. Juli 2002 Gründung der Carmeq GmbH als Gesellschaft im Volkswagen-Konzern (100%) 01. Januar 2003 Aufnahme des operativen Geschäftes mit 16 Mitarbeitern Heute (Oktober 2006) 134 Mitarbeiter Standorte Berlin (Unternehmenssitz) Wolfsburg Berlin Wolfsburg

5 Tätigkeitsbereiche Prozesse & Technologien Architektur & Produkte Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 5

6 BT Prozessmanagement Themenfelder Testplanung Testkonzepte Testmethodik Testdurchführung Analyse Assessments (SPiCE) Kontinuierliche Verbesserung Anforderungsmanagement Prozessverbesserung Funktionale Sicherheit Analyse Prozess Methodiken Betreuung sicherheitskritischer Systeme Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 6 Anforderungserhebung Prozess Methodik Werkzeuge Kontinuierliche Verbesserung Konstruktive QS Methoden Prüfung Qualitätsmanagement Testmanagement Themenschwerpunkte Ausrichtung Prozess-Verbesserung bei OEMs & Zulieferer für SW-basierte Systeme

7 Anforderungen an eine FMEA Betrachtung von Software Kompatibel und Ergänzung zur herkömmlichen FMEA nach VDA 4.2 (bzw. 4) oder QS 9000 Formblattaufbau Methodik Funktions- und Fehlerdefinition Bewertungsschema Optimierung Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 7 Übersichtliche und nachvollziehbare Bewertungskriterien Wissensspeicher Aussagekräftiges Dokument über relevante potentielle Risiken

8 Klassische FMEA - Betrachtung Anforderung an die betrachtete Komponente/ Systemeinheit Mögliche Auswirkungen auf übergeordnete Systemeinheiten, das Produkt und/ oder den Kunden Derzeitige Vermeidung und Entdeckung der Ursache/ des Fehlers Optimierung Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 8 Funktion Fehler Folge Ursache Nichterfüllung oder Beeinträchtigung der Anforderung Ursachen aus den untergeordneten Komponenten/ Systemeinheiten Aktuelle Massn. RPZ AxBxE Bewertung des derzeitigen Risikos IST Empf. Massn. SOLL...

9 FMEA Betrachtung einer Softwareeinheit Definierte Funktionalität, erforderlicher bzw. geforderter Programmverlauf Mögliche Auswirkungen auf übergeordnete Systemeinheiten, das Produkt und/ oder den Kunden Derzeitige Vermeidung Ursache/ Entdeckung der Ursache/ des Fehlers im Feld Optimierung Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 9 Funktion Fehler Folge Ursache Nichterfüllung oder Beeinträchtigung der geforderten Funktionalität/ des geforderten Programmverlaufes Ursachen aus untergeordneten SW-Modulen Aktuelle Massn. RPZ AxBxE Bewertung des derzeitigen Risikos IST Empf. Massn. SOLL...

10 Risikobewertung Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 10 A = Auftretenswahrscheinlichkeit (1 ( ) 10) B = Bedeutung (1 ( ) 10) E = Entdeckungswahrscheinlichkeit (1 ( ) 10) RPZ RPZ = Risiko-Prioritäts-Zahl = A x B x E (1 ( ) 1000)

11 Systemzusammenhang Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 11 System Subsystem Baugruppe Bauteil Software A ist ist Bestandteil des des Steuergerätes X Software A besteht aus den Modulen 1, 2, 3, 4 Zeichnungsmerkmal X 1 A Steuergerätesystem Einzelnes Steuergerät Hardwareseitiger Funktionsblock/ Software Hardwarekomponente/ Software-Modul Hardwarespezifikation/ Software-Parameter

12 Fehlerzusammenhang Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 12 Fehlerfolge (FF): Auswirkung des System eingetretenen Fehlers auf Gesamtsoftware, Steuergerät, Fahrzeug, Kunden etc. Subsystem Fehler (F): Nichterfüllung oder Beeinträchtigung der an X gesetzten Teilaufgabe Baugruppe Ursache (U): Fehler durch Modul X wg. Fehler im Bauteil Entwicklungsprozess (Anforderungsdefinition, Implementation, Konfiguration, Zeichnungsmerkmal Integration etc.) X 1 A Steuergerätesystem Einzelnes Steuergerät Hardwareseitiger Funktionsblock/ Software Hardwarekomponente/ Software-Modul Hardwarespezifikation/ Software-Parameter

13 Bewertung der Auftretenswahrscheinlichkeit Relation der Modulkomplexität zur Auftretenswahrscheinlichkeit der Fehlerursache Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie Quelle: Maeckel 2001

14 Bewertung der Auftretenswahrscheinlichkeit Ausgangskennzahl Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 14!" # Quelle: Maeckel 2001

15 Bewertung der Auftretenswahrscheinlichkeit Produktmaße: Zyklomatische Zahl von Mc Cabe Lines of Code etc. Indikatoren: COCOMO II Function Points etc. Modulkomplexität Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 15 Eigene definierte Kriterien

16 Bewertungskatalog der Auftretenswahrscheinlichkeit Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 16

17 Bewertungskatalog der Auftretenswahrscheinlichkeit Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 17

18 Bewertungskatalog der Auftretenswahrscheinlichkeit Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 18

19 Bewertungskatalog der Auftretenswahrscheinlichkeit Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 19

20 Bewertung der Fehlerfolge Sehr hoch Definition Äußerst schwerwiegender Fehler, der die Sicherheit beeinträchtigt und/ oder die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften verletzt. Existenzbedrohendes Firmenrisiko. Bewertungszahl 10 9 Hoch Funktionsfähigkeit des Fahrzeuges stark eingeschränkt, sofortiger Werkstattaufenthalt zwingend erforderlich, Ausfall von Funktionen die zum Fahrbetrieb notwendig sind Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 20 Mäßig Gering Sehr gering Funktionsfähigkeit des Fahrzeuges eingeschränkt, sofortiger Werkstattaufenthalt nicht erforderlich, Ausfall wichtiger Bedien- und Komfortsysteme. Geringe Funktionsbeeinträchtigung des Fahrzeuges, Funktionseinschränkungen wichtiger Bedien- und Komfortsysteme Sehr geringe Funktionsbeeinträchtigung, nur vom Fachpersonal erkennbar Quelle: VDA

21 Bewertung des Handlungsbedarfs Bewertung bzgl. der Einzelwerte bzgl. des analysierten Kontextes Hohes Schadenrisiko (B) Geringe Fehlerentdeckung im Feld (E) Hohe Auftretenswahrscheinlichkeit wg. Mangelhaften Entwicklungsprozess (A) Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 21 Oder kombinierte Bewertung mittels Risikograph:

22 Bewertung der Entdeckungswahrscheinlichkeit Wie zuverlässig kann die im System integrierte Diagnose den Fehler entdecken und weitere Maßnahmen (Reset, Notlauf etc.) als Reaktion starten Fehler erkennen und drohende Fehlerfolgen abwenden Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 22 E=10-P Diagnose

23 Optimierungsmaßnahmen 1. Auftreten der Fehlerursache vermeiden (Prozessmaßnahmen/ Änderung des Entwurfs) 2. wirksameres Entdecken der möglichen Fehlerfälle (Systemdiagnose inkl. Systemreaktion) Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 23 - neue Maßnahmen festlegen - Verantwortliche festlegen - Maßnahmen durchführen und neu bewerten

24 Wann FMEA Betrachtung von Software? Spezifikation der Softwareanforderungen validiert Validierungstest Software Architektur Software Systementwurf verifiziert Einsatz von FMEA- Betrachtungen im Software- Bereich verifiziert Systemintegration- Tests Modulintegration- Tests Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 24 Software Modulentwurf verifiziert Codierung Modul- Tests

25 Resümee ein frühzeitiges $ Carmeq GmbH, Berlin - 5. Februar Folie 25! ' "& % ' % & "# $%$&

26 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Alexander Späthe BT Prozessmanagement Carmeq GmbH

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