Entwicklung einer Methode zur Bewertung von Vorkehrungen gegen potentielle Fehler bei Softwareänderungen sicherheitsrelevanter Leittechnik

Abstract

Der vorliegende Bericht umfasst Ergebnisse, die im Rahmen des vom BMUV geförderten Forschungsvorhabens "Entwicklung einer Methode zur Bewertung von Vorkehrungen gegen potentielle Fehler bei Softwareänderungen sicherheitsrelevanter Leittechnik" (Förderkennzeichen 4719R01374) erarbeitet wurden. Die Zielsetzung dieses Vorhabens lag darin, Ursachen für potenzielle Mängel von technischen Vorkehrungen gegen Personalfehlhandlungen an typischen Mensch-Maschine-Schnittstellen (MMS) digitaler Leittechniksysteme zu identifizieren und zu analysieren. Hierfür wurde im Rahmen dieses Vorhabens eine Bewertungsmethode entwickelt, nachfolgend MEDIC (Method for Evaluation of HMI of Digital I&C Systems ) genannt. Grundlage für die Bewertung von technischen Vorkehrungen an MMS mit MEDIC ist ein Interaktionsmodell, welches die Beziehungen zwischen den Komponenten des Mensch-Maschine-Systems, in dem die Mensch-Maschine-Schnittstelle eingebettet ist, berücksichtigt. Im Rahmen der MEDIC-Bewertung wird angenommen, dass die Eigenschaften dieser Beziehungen die Minimierung bzw. die Vermeidung von Personalfehlhandlungen an MMS maßgeblich mitbestimmen. Es wurden daher im Rahmen von MEDIC Attribute wie zum Beispiel Konsistenz oder Korrektheit, etc. zur Charakterisierung dieser Beziehungen eingeführt. Diese Attribute betreffen die allgemeine Ergonomie und Verständlichkeit der Mensch-Maschine-Schnittstelle. Gemäß der MEDIC-Bewertungsmethode sollen diese Attribute erfüllt werden, um Personalfehlhandlungen an MMS zu vermeiden bzw. zu minimieren. Bei der Bewertung von technischen Vorkehrungen gegen Fehlhandlungen an MMS mit MEDIC wird anhand von Kriterien aus relevanten Regelwerken, Normen und Richtlinien wie zum Beispiel NUREG 0700 oder KTA überprüft, inwieweit die eingeführten Attribute zur Charakterisierung der Beziehungen zwischen den Komponenten des zugrunde liegenden Mensch-Maschine-Systems erfüllt sind. Zur softwaregestützten Anwendung von MEDIC wurde im Rahmen des Vorhabens das aus mehreren eigenständigen Softwaretools bestehende MEDIC-Analysewerkzeug entwickelt. This report contains the results of a BMUV-funded research project (Promotion code 4719R01374). The goal of this project was to identify and to analyze potential deficiencies of technical precautions against human errors at typical human-machine interfaces (HMIs) of digital I&C systems. For this purpose, a method was developed within the framework of this project, hereinafter referred to as MEDIC (Method for Evaluation of HMI of Digital I&C Systems ). The basis for the evaluation of technical precautions at HMIs with MEDIC is an interrelation model that considers the interrelations between the components of the human-machine system in which the human-machine interface is embedded. Within the framework of the evaluation of HMIs with MEDIC, it is assumed that the characteristics of these interrelations are relevant to minimize or avoid personnel errors at HMIs. Therefore, attributes for the characterization of these interactions like consistency or correctness etc. have been introduced within the framework of MEDIC. These attributes concern the general ergonomics and comprehensibility of the human-machine interface. According to the MEDIC assessment, these attributes should apply to avoid or minimize personnel errors at HMIs. For the evaluation of technical precautions against personnel errors at HMIs with MEDIC, criteria from relevant regulations, standards and guidelines like NUREG 0700 or KTA are used to check to what extent the attributes introduced for characterizing the interactions between the components of the underlying human-machine system apply. For the software-supported application of MEDIC, the MEDIC analysis tool, consisting of several independent software tools, was developed within the framework of the project.