Sicherheitsanalyse für die verteilte Entwicklung von sicheren autonomen Fahrsystemen

Alapfogalmak

Die Systemtheoretische Prozessanalyse (STPA) ist eine vielversprechende Methode zur Identifizierung von Gefahren in komplexen KI-basierten Fahrzeugsystemen. Allerdings erfordert die verteilte Entwicklung und die Verwendung mehrerer Abstraktionsebenen in der Automobilindustrie eine Anpassung der STPA-Methode, um die Rückverfolgbarkeit und Wartbarkeit zu gewährleisten.

Kivonat

Die Studie identifiziert fünf Herausforderungen bei der Anwendung von STPA im Automobilkontext mit mehreren Abstraktionsebenen in einer verteilten Entwicklungsumgebung:

Abweichende Terminologie zwischen STPA und Automobilstandards erschwert die Zuordnung der Analyseergebnisse zu anderen Aktivitäten im Entwicklungsprozess.
Die modulare Architektur mit mehreren Abstraktionsebenen, die für die verteilte Entwicklung erforderlich ist, wird von der STPA-Methode nicht abgedeckt. Die Methode setzt eine detaillierte Kenntnis des Gesamtsystems voraus, was in der Praxis nicht immer möglich ist.
Zulieferer von Teilsystemen können die Gefahrenanalyse nicht selbstständig durchführen, da ihnen die notwendigen Informationen zum Gesamtsystem fehlen.
Zulieferer können die Steuerungsstruktur des Gesamtsystems nicht modellieren, da sie nur Zugriff auf ihr eigenes Teilsystem haben.
Es fehlt an Rückverfolgbarkeit zwischen den STPA-Ergebnissen des Herstellers und denen der Zulieferer.

Um diese Herausforderungen zu adressieren, schlägt die Studie zwei Anpassungen vor:

Eine an den Automobilkontext angepasste Version der STPA-Methode für Hersteller, die die Terminologie und Zuordnung zu Automobilstandards berücksichtigt.
Eine Erweiterung der STPA-Methode, genannt "Sub-STPA", die es Zulieferern ermöglicht, die Sicherheitsanalyse auf ihr eigenes Teilsystem zu beschränken und trotzdem die Rückverfolgbarkeit zum Gesamtsystem zu gewährleisten.

Die Vorschläge wurden in einer Interviewstudie mit 14 Experten aus der Automobilindustrie validiert. 11 von 14 Experten empfahlen die Verwendung von Sub-STPA für Zulieferer.

Statisztikák

Keine relevanten Kennzahlen oder Zahlen im Artikel enthalten.

Idézetek

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Főbb Kivonatok

On STPA for Distributed Development of Safe Autonomous Driving

by Ali ... : arxiv.org 03-15-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.09509.pdf

Mélyebb kérdések

Wie könnte die vorgeschlagene Sub-STPA-Methode in den bestehenden Entwicklungsprozess von Automobilherstellern und Zulieferern integriert werden?

Die Sub-STPA-Methode könnte in den bestehenden Entwicklungsprozess von Automobilherstellern und Zulieferern integriert werden, indem klare Richtlinien und Schulungen für die Anwendung der Methode bereitgestellt werden. Es wäre wichtig, dass sowohl die OEMs als auch die Zulieferer ein gemeinsames Verständnis für die Anwendung von Sub-STPA entwickeln. Dies könnte durch Schulungen, Workshops und Leitfäden erreicht werden, die die spezifischen Schritte und Anforderungen der Sub-STPA-Methode erklären. Darüber hinaus sollten klare Kommunikationswege etabliert werden, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse der Sub-STPA-Analyse zwischen den OEMs und den Zulieferern effektiv ausgetauscht und verstanden werden.

Welche zusätzlichen Herausforderungen könnten sich bei der Umsetzung der Sub-STPA-Methode in der Praxis ergeben und wie könnten diese adressiert werden?

Bei der Umsetzung der Sub-STPA-Methode könnten zusätzliche Herausforderungen auftreten, wie beispielsweise die Notwendigkeit einer klaren Definition der Verantwortlichkeiten und Zuständigkeiten zwischen den OEMs und den Zulieferern für die Durchführung der Sub-STPA-Analyse. Es könnte auch Schwierigkeiten geben, die Ergebnisse der Sub-STPA-Analyse in den Gesamtentwicklungsprozess zu integrieren und sicherzustellen, dass die identifizierten Sicherheitsanforderungen entsprechend berücksichtigt werden. Diese Herausforderungen könnten durch die Etablierung eines klaren Projektmanagements, regelmäßige Abstimmungen zwischen den Parteien und die Implementierung von Tools zur Verfolgung und Überwachung der Sub-STPA-Ergebnisse angegangen werden.

Inwiefern lassen sich die Erkenntnisse aus dieser Studie auf andere sicherheitskritische Branchen mit verteilter Systementwicklung übertragen?

Die Erkenntnisse aus dieser Studie, insbesondere im Hinblick auf die Anpassung von STPA für die Analyse von komplexen Systemen in einer verteilten Entwicklungsumgebung, können auf andere sicherheitskritische Branchen mit ähnlichen Anforderungen übertragen werden. Branchen wie die Luft- und Raumfahrt, die Verteidigung oder die Medizintechnik, die ebenfalls komplexe Systeme mit mehreren Abstraktionsebenen entwickeln, könnten von den vorgeschlagenen Anpassungen und Methoden profitieren. Die Bedeutung der Modulstruktur, der klaren Abgrenzung von Verantwortlichkeiten und der Sicherstellung der Traceability könnte in diesen Branchen ebenso relevant sein wie in der Automobilindustrie. Durch die Anpassung und Anwendung ähnlicher Methoden wie der Sub-STPA könnten auch in anderen Branchen effektive Sicherheitsanalysen in verteilten Entwicklungsumgebungen durchgeführt werden.