ISO EN DIN Referenzen

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1 ISO EN DIN Referenzen P. Löw, R. Pabst, E. Petry: FunkConale Sicherheit in der Praxis: Anwendung von DIN EN und ISO/DIS bei der Entwicklung von Serienprodukten, dpunkt Verlag, 1. Auflage, 2010 R. Kneuper: CMMI: Verbesserung von SoUware- und Systementwicklungsprozessen mit Capability Maturity Model IntegraCon, dpunkt Verlag, 3. Auflage, 2007 hzp:// SoUware Engineering InsCtute, Carnegie Mellon University, CMMI hzp:// IEC, EN

2 Einleitung Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (GPSG) Gesetzlicher Rahmen für die Umsetzung von Sicherheitsanforderungen durch die Anwendung von Sicherheitsnormen. Sicherheitsnormen beschreiben den Stand der Technik: also das, was von der Mehrzahl der Fachleute als richcg anerkannt wird und sich in der Praxis bewährt hat. FunkConale Sicherheit Sicherheit frei von Schuld oder Pflichten ursprüngliche Bedeutung in der Rechtsprechung Sichersein vor Gefahr oder Schaden Freisein von Fehlern oder Irrtümern Technische Sicherheit Betriebssicherheit und Angriffssicherheit Sicherheit Safety Betriebssicherheit, befasst sich mit Risiken und Gefahren, die von einem System (Gerät) ausgehen Security Angriffssicherheit, Bietet Schutz vor Gefahren, die von außen auf Systeme oder Personen einwirken 2

3 DIN ISO EN Die Sicherheitsnorm EN definiert Sicherheit im Sinne von Betriebssicherheit als Freiheit von unvertretbaren Risiken FunkConale Sicherheit ist derjenige Teil der Gesamtsicherheit, der von der konkreten FunkCon des sicherheitsbezogenen Systems abhängt. Sicherheitsnormen zielen darauf ab, die von Systemen ausgehenden Gefahren und Risiken auf ein vertretbares oder tolerierbares Maß zu senken. Es wird ein Restrisiko vorhanden sein, das jedoch von der GesellschaU akzepcert werden kann, solange es geringer ist als bereits vorhandene Risiken, denen man täglich ausgesetzt ist. Risiko Risiko ist die KombinaCon aus der Wahrscheinlichkeit mit der ein Schaden eintriz und dem Ausmaß dieses Schadens. Die EintriZswahrscheinlichkeit und damit das Risiko sind also umso höher, je häufiger die Komponenten eines Systems ausfallen. Die Ausfallswahrscheinlichkeit beeinflusst nicht nur die Sicherheit, sondern auch die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. Jedoch: nicht jeder Ausfall einer Komponente führt zu einem gefährlichen Zustand; deshalb sind Sicherheit und Zuverlässigkeit unterschiedlich zu bewerten. 3

4 Sicherer Zustand Wenn eine gefahrbringende Auswirkung ausgeschlossen werden kann, ist es ou möglich, das System mit geringen Einschränkungen weiter zu betreiben und dadurch die Zuverlässigkeit und die Verfügbarkeit zu gewährleisten. Bei einem Ausfall mit gefährlicher Auswirkung kann das System dagegen nicht weiter betrieben werden und muss in einen sicheren Zustand überführt werden, etwa durch eine Notabschaltung (fail safe). Die Verfügbarkeit wird neben der Ausfallswahrscheinlichkeit auch von der Wartbarkeit beeinflusst. Während der Wartungs- und Reparaturzeiten ist das System zwar sicher, aber nicht verfügbar. AkCve und passive Sicherheit AkCve Sicherheit umfasst Maßnahmen, die von vornherein GefahensituaConen vermeiden helfen. ESP (Elektronisches Stabilitäts Programm) im KraUfahrzeug. Passive Sicherheit umfasst Maßnahmen, die das Ausmaß des Schadens begrenzen. Schutzhaube über einer Werkzeugmaschine verhindert das Wegschleudern eines Werkstücks. Sicherheitsnormen sind in erster Linie auf die Vermeidung von Personenschäden ausgerichtet. Die Reduzierung von Vermögensschäden hat zweite Priorität. 4

5 Grundnorm EN FunkConale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/ elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme Definiert als Grundnorm die allgemeingülcgen Anforderungen zur funkconalen Sicherheit. Bereichsspezifische Normen wurden aus dieser Grundnorm abgeleitet. Gliederung der IEC EN DIN in sieben Teile: 1. EN Allgemeine Anforderungen 2. EN Anforderungen an sicherheitsbezogene elektrische/ elektronische/programmierbare elektronische (E/E/PE) Systeme 3. EN Anforderungen an SoUware 4. EN Begriffe und Abkürzungen 5. EN Beispiele zur ErmiZlung der Stufe der Sicherheitsintegrität 6. EN Anwendungsrichtlinien für Teil 2 und Teil 3 7. EN Anwendungshinweise über Verfahren und Maßnahmen "#$%&"' '()*+,$"$' -'""'-' Overall Framework of the IEC ' "#$%&'(')'*+&%,--'.%,/&01%2'1.'34&'567'8(9:;'<&%"&<' 5

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EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE#O EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEF : Begriffe und Abkürzungen "#" $%&'()* +,-.#'%' -/01,012 3/4,5/ /69-1+/ & % 2:;<= > # 0;?@ABCD=?=E=?=F:=G H 8 6=ECFCBC;FGAFIAJJ?=DCABC;FG H 87% 2AE=BKB=?@G %' 87#,LMC<@=FBAFII=DC:=G %# 878 2KGB=@G"N=F=?AOAG<=:BG %& 87* 2KGB=@G"GAE=BK)?=OAB=IAG<=:BG %> 87& 2AE=BKEMF:BC;FGAFIGAE=BKCFB=N?CBK %H 87$ 3AMOBPEACOM?=AFI=??;?QG==3CNM?=*R ## 87> SCE=:K:O=A:BCDCBC=G #> 87( -;FEC?@ABC;F;EGAE=BK@=AGM?=G #( TCJOC;N?A<UK # +FI=V CNM?=%"/D=?AOOE?A@=W;?X;EBU=+,-$%&'(G=?C=G ( 3CNM?=#"Y?;N?A@@AJO==O=:B?;FC:GKGB=@ %$ : Anwendungsrichtlinien für Teil 2 und Teil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eispiele zur ErmiZlung der Stufe der Sicherheitsintegrität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nwendungshinweise "#" über $%&'()* +,-.#'%' Verfahren 2BPV><J6%"3BFN><HV9AB:E"P<E<>@R9:E9<;AFLR:[H<?@EH?:H<:D:;<>@AB:EM %Y und Maßnahmen 2BPV><J6#"3BFN@EHF@D<AOBEA<P>BAO9:E9<;A %Y -/01,012 2BPV><J67"3BFNHB@P>@?D:>TBPTH<?@EH@;;RB9@AB:EF %& 3/4,5/ BPV><J6Y"3BFNHB@P>@?D:>9:EABEV:VF?:H<:;<>@AB:E %$ +014/69-1+/ & 2BPV><J6&"*RRVFA>@AB:E:D9:??:E9@VF<D@BRV><FL,,2FM:D<R<?<EAFBEAT<+8, 9:EA>:RFOFA<?@EH<R<?<EAFBEAT<+\+\X+F@D<AO)><R@A<HFOFA<? 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8 Abgeleitete Normen ISO Traktoren/ LandwirtschaH ISO Automobil EN Feuerungen DO- 178B Flugzeuge EN 501xx Bahn IEC EN Maschinen EN Hausgeräte IEC KernkraHwerke EN Medizingeräte EN Prozessindustrie Sicherheitsziel EN stellt Anforderungen an sicherheitsbezogene E/E/PE Systeme mit der Zielsetzung, definierte Sicherheitsziele zu erreichen, indem das vom System ausgehende Risiko auf ein tolerierbares Restrisiko vermindert wird. Die grundsätzliche Vorgehensweise besteht darin, gefährliche Ausfälle des Systems zu vermeiden oder zu beherrschen. DerarCge Ausfälle können durch systemacsche Fehler oder durch zufällige Hardwareausfälle verursacht werden. 8

9 Ausfälle SystemaCsche Fehler sind Fehler, die aufgrund menschlichen Versagens in den verschiedenen Stadien des Lebenszyklus entstehen. Beispiele: SpezifikaConsfehler Entwurfsfehler ImplemenCerungsfehler InstallaConsfehler Bedienungsfehler Zufällige Hardwareausfälle sind das Ergebnis der begrenzten Zuverlässigkeit von Hardwarebauteilen. SYSTEMATISCHE VORGEHENSWEISE ZUR NACHWEISLICHEN ERREICHUNG DER SICHERHEITSZIELE 9

10 Durchführung einer Risikoanalyse und SpezifikaCon der Sicherheitsanforderungen, d.h. der erforderlichen Risikominderung. Management der AkCvitäten im Sicherheitslebenszyklus zur Sicherstellung einer vollständigen und nachweisbaren Umsetzung der Sicherheitsanforderungen. Entwurf der Hardware- und der SoUwarearchitektur nach vorgegebenen Prinzipien zur Vermeidung oder Beherrschung von Fehlern. z.b. durch fehlertolerante mehrkanalige Systeme zur Beherrschung von zufälligen Hardwareausfällen Planbare und nachvollziehbare Umsetzung über definierte Prozesse. z.b. Projektmanagement, KonfiguraConsmanagement, Entwurf, Test Anwendung von bescmmten Techniken und Maßnahmen zur Vermeidung oder Erkennung von systemacschen Fehlern z.b. Entwurfsmethoden, Testverfahren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verall Safety Life Cycle 7? *+&%,--'49&%,0"46K' 5,"60&6,62&',6:'%&9,"% 7A *+&%,--'54:"/"2,0"46',6:'%&0%4/"0 7B L&2455".."46"6#'4%' :".94.,- "#$%&'(')'*+&%,--'.,/&01'-"/&212-&' (' 34%5,0"+&'%&/&%&62&.'' / :1; 67;6?A17?@B >06? ;3:<=17>C D39;@>1; :1?E374F>011;6>637:6>1;@AA461?CD39<7;@>1; :1?E>014@>1?>1;6>637 32> :1;;3:<=17>G67:4<;678@7F@=17;=17>?H@AA461?C +,-%#&'()#.$'#'E"#$%&'#()*+(,-%.*',*-)-$%/&$()0-)-$%/'#&$01/'2/(33(4)-*-)-$%/'#&$*+(,-%.5 /-)(%-6*+.+%-3+*7*8(/%*9:*;-#-/()*/-<"&/-3-#%+* 10

11 Reifegradmodelle Die Anforderungen der Normen zur funkconalen Sicherheit lassen sich grob klassifizieren: Maßnahmen zum Management der funkconalen Sicherheit Maßnahmen gegen zufällige Hardwareausfälle Maßnahmen gegen systemacsche Ausfälle Maßnahmen zur Beurteilung der funkconalen Sicherheit Für die Maßnahmen gegen systemacsche Ausfälle werden u.a. Anforderungen an die Prozesse zur DefiniCon, Entwicklung und Qualifizierung der sicherheitsbezogenen Systeme gestellt. Diese Anforderungen weisen große Überschneidungen mit den Anforderungen der gängigen Reifegradmodelle auf. CMMI oder SPICE/ISO Bewertung der Prozessreife Werkzeug zur schrizweisen Prozessverbesserung Beschreibt, was zu tun ist, nicht wie es zu tun ist. Capability Maturity Model IntegraCon - Development (CMMI- DEV) Entwickelt am SoUware Engineering InsCtute der Carnegie Mellon University in PiZsburgh (USA) CMMI- DEV ist in 22 Prozessgebiete strukturiert Jedes Prozessgebiet besteht aus ein bis drei spezifischen Zielen sowie bis zu 5 generischen Zielen. Jedes Ziel ist mit einer Reihe von PrakCken hinterlegt, die, wenn umgesetzt, in Summe die entsprechende Zielerreichung bewirken. Diese sind auf 5 Reifegrade (maturity levels) verteilt: IniCal, Managed, Defined, QuanCtaCvely Managed, OpCmizing Bei der CMMI ZerCfizierung wird festgestellt, welche Prozesse in welchen Reifegraden umgesetzt sind und daraus der Maturity Level der OrganisaCon ermizelt. 11

12 Reifegrad Fokus Prozessgebiet 5 ProzessopCmierung KonCnuierliche Prozessverbesserung 4 QuanCtaCv geführt QuanCtaCves Management 3 Definiert Prozess- standardisierung 2 Geführt Grundlegendes Projektmanagement 1 IniCal OrganisaConsweites InnovaConsmanagement Ursachenanalyse und - beseicgung OrganisaConsweites Prozessfähigkeitsmanagement QuanCtaCves Projektmanagement Anforderungsentwicklung Technische Umsetzung ProdukCntegraCon Verifizierung Validierung OrganisaConsweite Prozessausrichtung OrganisaConsweite Prozessentwicklung + IPPD OrganisaConsweite Aus- und Weiterbildung FortgeschriZenes Projektmanagement + IPPD Risikomanagement Entscheidungsfindung Anforderungsmanagement Projektplanung Projektverfolgung und - steuerung Zulieferungsmanagement Messung und Analyse Prozess- und Produktqualitätssicherung KunfiguraConsmanagement CMMI und EN Die Entwicklung sicherheitsbezogener Systeme erfordert viel Disziplin und den Einsatz bescmmter Verfahren. Hat eine OrganisaCon einen höheren Reifegrad, gelingt ihr das wesentlich leichter als einer OrganisaCon mit niedrigem Reifegrad. Auf einem Reifegrad 3 Definiert hat eine OrganisaCon Standardprozesse, die kontrolliert angepasst durch die Projekte gelebt werden. Dieser Reifegrad ist in der Praxis der notwendige Reifegrad, um sicherheitsbezogene Projekte wiederholt, mit vernünuigem unternehmerischen Risiko und vertretbarem Aufwand durchzuführen. 12

13 +SAFE Erweiterung für CMMI +SAFE erweitert CMMI um zwei Prozessgebiete zur Bereitstellung sicherheitsbezogener Produkte. Prozessgebiet Management der Sicherheit Spezifische Ziele Entwickle Pläne für die funkconale Sicherheit Beobachte Zwischenfälle der funkconalen Sicherheit Steuere sicherheitsbezogene Lieferanten Sicherheits- Engineering IdenCfiziere Gefährdungen, Unfälle und Quellen von Gefährdungen Analysiere Gefährdungen und führe Risikoanalysen durch Definiere und halte Anforderungen zur funkconalen Sicherheit aktuell Konstruiere gezielt für funkconale Sicherheit Unterstütze die Abnahme der funkconalen Sicherheit 13