SysML을 이용한 STPA 기반의 위험원 분석 프로세스

• Published in: Inteonet jeongbo hakoe nonmunji = Journal of Korean Society for Internet Information 2019, 20(3), , pp.1-11
• Main Authors: 최나연, Na-yeon Choi, 이병걸, Byong-gul Lee
• Format: Article
• Language: Korean
• Subjects: Hazard Analysis; Process; Safety Requirement; STPA; SysML; 안전 요구사항; 위험원 분석; 컴퓨터학
• ISSN: 1598-0170; 2287-1136
• DOI: 10.7472/jksii.2019.20.3.01

자동차, 원자력, 철도, 항공 등의 분야에서 발생하는 소프트웨어의 고장이나 사고는 바로 큰 재산 피해나 인명 피해로 연결될 수 있다. 이에 체계적이고도 효과적인 안전품질 관리의 필요성이 커지고 있으며, 최근 관련 산업 분야에서는 IEC 61508을 기반으로 안전국제 표준이 제정되어 산업에 적용되고 있다. 국제 표준에서 명시하고 있는 안전 생명주기에 따르면 소프트웨어 안전성 품질을 확보하기 위해서는 개발 초기 단계에서 위험원 및 위험 분석(Hazard and risk analysis)을 통한 안전 요구사항을 개발하도록 권고하고 있다. 본 논문에서는 소프트웨어의 안전성 요구사항의 식별 및 정의를 위해 SysML을 활용한 STPA 기반의 위험원 분석 프로세스를 제안한다. 세부적으로는 SysML의 BDD과 IBD 다이어그램을 활용하여 기존 STPA 분석에서 활용되고 있는 제어구조도를 보다 명확하게 정의할 수 있도록 개선하였고, SD 다이어그램을 활용하여 안전 제약사항(요구사항)을 상세화할 수 있도록 하였다. 제안 방법의 적용 결과, STPA에서 누락되었던 위험원을 추가적으로 식별할 수 있었고, 위험원의 발생 시나리오도 상세하게 구체화할 수 있었다. Today’s software systems are becoming larger and more complicated, and the risk of accidents and failures have also grown larger. Software failures and accidents in industrial fields such as automobiles, nuclear power plants, railroad industries, etc. may lead to severe damage of property and human life. The safety-related international standards, such as IEC 61508 have been established and applied to industries for decades. The safety life cycle specified in the standards emphasize the activities to develop safety requirements through hazard and risk analysis in the early stage of software development. In this paper, we propose ‘Hazard Analysis Process based on STPA using SysML’ in order to ensure the safety of software at the early stage of software development. The proposed hazard analysis can be effectively performed minimizing the loss of hazard by using the BDD and the IBD of SysML to define the control structure of a system. The proposed method also improves the specification of the safety constraints(requirement) by using SD. As a result, it is possible to identify the hazard without missing and identify the hazard scenarios in detail, and safety can be sufficiently ensured in the early stage of software development.