Software Safety Analysis (MIL-HDBK-338B)

Software Engineering

Software Safety Analysis (MIL-HDBK-338B)

habana4 2021. 1. 24. 21:46

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시스템 안전성 분석의 주요 목적은 기능적 요구사항과 연관된 안전성을 시스템이나 장비, 설비, 이들간의 인터페이스 설계에 안전 요구사항을 추가/고려하는 것이다.

MIL-HDBK-338B (Electronic Reliability Design Handbook)에는 안전성이 자세하게 언급되어 있는데 다음과 같은 지침을 제공하고 있다.

시스템 위험을 식별하기 위한 안전성 프로그램을 구현하고, 개발할 수 있는 가이드
위험 요소를 제거함으로써 사고를 막거나 허용할 수 있는 수준의 활동을 관리하여 관련된 위험을 축소 시킬 수 있는 설계 요구사항과 관리 및 통제에 대한 가이드

Terminologies of Safety

Fail Safe
A design feature that either ensures that the system remains safe, or, in the event of a failure, will revert to a state that will not cause a mishap. Fail Safe features are as important during maintenance as they are during operation. For example, aircraft have a device that prevents inadvertent operation of the landing gear while the aircraft is on the ground.
Hazard
A condition that is prerequisite to a mishap. Preventing injury or death to personnel begins with identifying potential hazards.
Hazard Probability
The aggregate probability of occurrence of the individual events that create a specific hazard.
Hazard Material
Any material that, due to its chemical, physical or biographical nature, causes safety, public health, or environmental concerns.
Mishap
An unplanned event or series of events that result in death, injury, occupational illness, or damage to or loss of equipment or property or damage to the environment. An accident.
Risk
An expression of the possibility of a mishap in terms of hazard severity and hazard probability.
Risk Assessment
A comprehensive evaluation of the risk and its associated impact.
Safety
Freedom from those conditions that can cause death, injury, occupational illness, or damage to or loss of equipment or property or damage to the environment.
Safety Critical
A term applied to a condition, event, operation, process or item of whose proper recognition, control performance, or tolerance is essential to safe operation or use; e.g. safety, critical function, safety critical path or safety critical component.

Hazard severity와 hazard probability는 (HRI) (Hazard Risk Index) matrix를 구성하는데 사용될 수 있다. HRI matrix의 각 셀은 사용자 우선순위를 기반으로 테일러링 하여 사용될 수 있다.

Hazard Severity (예)

Hazard Probability (예)

Hazard Risk Index (HRI) Matrix (예)

Note)
Red: Unacceptable Risk - Upper Management Resolution or Risk Acceptance
Yellow: Marginal Risk - Design to Eliminate
Green: Minimum Risk - Design to Minimize

Risk Acceptance Matrix (RAM) (예)

Note)
Red: Unacceptable - Upper Management Resolution or Risk Acceptance
Yellow: Undesirable - Design to Eliminate
Green: Allowable - Design to Minimize
White: Acceptable

다양한 형태의 안전성 분석은 방대하고 복잡한 제품을 대상으로 한다. 시스템 안전성 분석에는 일반적으로 다음과 같은 기법들이 존재한다.

System Hazard Analysis (SHA)
SHA는 잠재적으로 사람이 발생 시킬 수 있는 오류를 포함하여 전체 시스템 설계의 주요한 안전성 문제 영역을 문서화한다. 이는 운영과 유지보수 동안, 운영자에게 위험을 발생 시킬 수 있는 설계 영역을 식별할 수 있어야 한다.
Subsystem Hazard Analysis (SSHA)
SSHA는 전체 시스템 및 하부 시스템 설계의 주요 안전성 문제 영역을 문서화한다. SSHA 또한 잠재적으로 사람이 발생 시킬 수 있는 모든 오류를 포함하고 있으며, 운영과 유지보수 동안, 운영자에게 위험을 발생 시킬 수 있는 설계 영역을 식별할 수 있어야 한다.
Operating and Support Hazard Analysis (O&SHA)
O&SHA는 개발하고자 하는 시스템의 전 단계에서 사용될 수 있는 대안을 권고하고 연관된 위험 요소를 식별한다. 운영 및 유지보수 기간에 존재할 수 있는 모든 잠재 위험 요소를 식별할 수 있어야 한다.
Occupational Health Hazard Assessment (OHHA)
OOHA는 인간의 건강을 해칠 수 있는 위험 요소를 식별하고 허용할 수 있는 수준의 관리 활동과 연관된 위험을 줄일 수 있는 보호 대책을 제안 할 수 있다. 운영 및 유지 보수 기간에 존재할 수 있는 모든 잠재적인 건강 위험 요소를 식별해야만 한다.

제품 설계 또는 운영, 유지보수 기간에 위험 요소를 분석하는 것 뿐 아니라, 테스트와 데모 기간 동안 사람에게 노출 될 수 있는 잠재 위험 요소를 식별하는 것 또한 중요하다. 이런 위험 요소의 평가는 T&E (Test and Evaluation) 안전성의 일부라 할 수 있다. T&E 안전성을 평가하는 목적은 안전에 대한 모든 요구사항을 테스트하기 위해 필요한 대응이나 분석 보고서 및 기타 안전 데이터를 보급하고 개발하기 위한 테스트와 평가 활동을 하는 동안 안전성을 고려하고 안전에 대한 책임을 갖도록 보장하는 것이다.

또한 시스템 뿐 아니라 하부 시스템 설계의 변경까지도 이후의 안전성 분석이 수행되어야 한다. 모든 공학적 변경, 즉 변경 제안 및 편차가 심한 변경이나 변경 포기에 대한 요청이 안전에 어떤 영향을 미치는지 평가해야만 한다.