소프트웨어 안전성 분석

문제4) 소프트웨어 안전성 분석의 필요성과 다음의 분석 기법을 설명하시오

 

가. FTA(Fault Tree Analsis)

나. FMEA(Failure Mode Effects Analysis)

다. HAZOP(Hazard and Operability Analysis)

 

답)

 

 

1. 소프트웨어의 안전성 분석의 필요성

소프트웨어 규모가 커지고 복잡해지면서 SW의 기능적 실패를 만들어 내는 요소들을 분석하기 어려워 지고, 소프트웨어 기능적 사고로 인한 피해를 예방하기 위해 안전성 분석 필요

 

2. Top-down 방식의 소프트웨어 안전성 분석 기법, FTA 개요 및 프로세스 절차

가. FTA 의 개요

 

개념	위험으로부터 위험의 원인을 트리 다이어그램을 통해서 찾아 나가는 연역적이고 정성적, 정량적 소프트웨어 안전성 분석 기법

 

나. FTA 프로세스 절차

단계	프로세스	설명
Step 1	Top 이벤트 설정	위험도를 고려하여 해석할 Top 이벤트 설정
Step 2	특성 파악	시스템의 공정과 작업내용 등 파악, 위험 관련 상세 조사
Step 3	Fault tree 작성	Fault tree 다이어그램 작성
Step 4	Fault Tree 구조 분석	MCS, MPS 분석 및 Top 이벤트에 영향을 미치는 사항 파악
Step 5	Fault tree 정량화	발생빈도, 고장율, 에러 데이터 등을 정리하여 발생확률 조사
Step 6	해설 결과의 평가	위험 수준 파악 및 대책 수립
FTA 작성 시 표기법에 근거하여 다양한 사상과 게이트 요소를 통해 위험 분석 수행

 

3. 상향식 고장요인 분석기법, FMEA 의 개요 및 유형

가. FMEA 의 개요

 

개념	시스템의 고장 요인을 도출하고 영향도에 따른 우선순위 등급을 결정하여 등급에 맞는 사전 대응방법을 수행하는 상향식 소프트웨어 안전성 분석 기법
시스템의 고장 및 결함이 어떤 영향을 주는가를 평가하는 상향식 기법

 

나. FMEA 의 유형 및 프로세스 절차

구분	요소기술	설명
유형	제품(System FMEA)	개발초기, 상품기획, 설계단계에서 설계되는 시스템 분석
	설계(Design FMEA)	생산단계 직전에 설계된 제품의 기능 분석
	공정(Process FMEA)	생산단계에서 생산공정 분석
프로세스 절차	분석 대상 및 범위 정의	분석 대상 및 범위를 명세서와 설계서, 매뉴얼 등을 활용하여 정의
	고장모드 도출	서브시스템 또는 기능을 나열하고 각각의 고장모드 도출
	고장모드 분석	고장모드의 발생도(Frequency)와 심각도(Severity) 원인을 파악
	영향 분석	고장모드가 시스템에 미치는 영향을 정의 및 평가
	권고사항 도출	각 고장모드에 의한 시스템 위험을 줄이기 위해 권고사항 도출
FMEA에 정량적인 치명도분석(Criticality Analysis) 을 추가한 FMECA(Failure Modes, Effect and Criticality Analysis) 기법도 존재

 

4. 경험기반 정성적 위험식별, HAZOP 의 개요 및 평가방식

가. HAZOP 의 개요

 

개념	대상에 관련된 전문가들이 모여 공정변수와 가이드워드의 조합을 통해 이탈의 원인 및 영향을 분석하는 소프트웨어 안전성 분석 기법
브레인스토밍, 휴리스틱, 귀납적 Bottom-up 방식 기법

 

나. HAZOP 의 평가 방식

구분	설명
평가 방식	이탈 = 공정변수 * 가이드워드
이탈(Deviation)	설계 의도(정상운전조건)에서 벗어난 상태
공정변수 (Process Parameter)	특정변수	가이드워드와 조합되어 이탈 발생하는 변수
	일반변수	단독으로 이탈 발생하는 변수
가이드워드 (Guide Words)	없음(NO OR NOT)	설계의도에 완전히 반하여 변수의 양이 없는 상태 Complete negation of the design intent
	증가	변수가 양적으로 증가되는 상태
	감소	변수가 양적으로 감소되는 상태
	반대	설계 의도와 정반대로 나타나는 상태
	부가	설계 의도와 정반대로 나타나는 상태
	부분	설계의도대로 완전히 이루어지지 않는 상태
	기타	설계의도대로 설치되지 않거나 운전 유지되지 않는 상태
분석단계에서는 HAZOP, FMEA를 적용해 안전요구사항을 도출하고, 설계단계에서는 FTA를 적용, 테스트 단계에서는 FMEA의 분석결과를 활용함

 

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