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Presentación de GMV en Solo Pruebas 2009

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8 Gmv Solo Pruebas 2009 8 Gmv Solo Pruebas 2009 Presentation Transcript

  • Gestión de RAMS e Integridad en el Núcleo Operacional de GALILEO Sistemas Safety-Critical
    • Capítulo 1 : Sobre GMV
    • Capítulo 2 : Introducción a GALILEO
    • Capítulo 3 : Requisitos de Prestaciones y Navegación en Galileo
    • Capítulo 4 : La problemática Safety de los Algoritmos
    • Capítulo 5 : Gestión RAMS durante el ciclo de vida software
    • Capítulo 6 : Estrategia de Validación y pruebas
    ÍNDICE
  • Sobre GMV Capítulo 1
  • GMV
      • Grupo empresarial multinacional fundado en 1984
      • De capital privado español
      • Filiales en España, Portugal y EEUU
      • Más de 800 empleados en todo el mundo
      • Origen vinculado al sector Espacio y Defensa
      • Actualmente operamos en Aeronáutica, Espacio, Defensa, Seguridad, Transporte, Telecomunicaciones, y Tecnologías de la Información
  • Aeronáutica
      • Desarrollo de Software bajo norma RTCA DO-178
      • SW de a bordo para sistemas de aviónica certificables
      • Sistemas y equipos experimentales
      • Integración de plataformas de ensayo en vuelo
      • Sistemas de navegación
      • Infraestructura GNSS (SBAS, GBAS, LAAS)
      • Sistemas de soporte a la gestión del tráfico aéreo
      • Simuladores
      • Bancos de pruebas
      • Telecomunicaciones aeronáuticas
  • Introducción a GALILEO Capítulo 2
  • ¿Qué Es Galileo?
      • Galileo es el resultado de la Iniciativa Europea para el desarrollo de un Sistema Global e Independiente de Navegación por Satélite .
      • Objetivo: proporcionar globalmente a los usuarios posicionamiento y transferencia de tiempos con garantía de servicio.
      • Operado bajo control civil.
      • Compatible e interoperable con los otros sistemas GNSS existentes (GPS)
      • Certificable para aplicaciones de Aviación Civil.
      • Promovido por:
  • GALILEO en Esencia
      • Un usuario equipado con un receptor adecuado será capaz de determinar su posición con un margen de pocos metros y sincronizar su reloj con respecto a un sistema de tiempo universal.
    • Estaciones de Tierra:
    • Monitorización y Control Satélites
    • Provisión de Servicios de Navegación
    Usuario Señal en el Espacio
  • Núcleo Operacional de Galileo: Elementos clave
      • OSPF
      • IPF
    • Ambos elementos son desarrollados por:
    Calcula la información esencial que los usuarios necesitan para determinar su posición Responsable de monitorizar en tiempo-real la calidad y la confianza en la señales de cada uno de los satélites.
  • Requisitos de Prestaciones y Navegación en Galileo Capítulo 3
    • Los parámetros de Prestaciones en la Aviación Civil son los establecidos por el Comité IACO:
      • Precisión
      • Integridad
      • Continuidad
      • Disponibilidad
      • Límite de Nivel de Seguridad (Safety)
    Requisitos de Prestaciones Los Requisitos de Prestaciones en Galileo están definidos en base a las Prestaciones exigidas para los Sistemas de Navegación por Satélite en la Aviación Civil.
  • Requisitos de Aviación Civil para GNSS: Precisión Precisión: Para cualquier posición estimada en un lugar específico, la probabilidad de que el error de posición cumpla con la precisión requerida, será de al menos el 95%. ¿Cuántos litros de combustible nos sirven realmente cuando pagamos por 40l? ¿Cómo de preciso es el surtidor?
  • Requisitos de Aviación Civil para GNSS: Integridad Integridad: Probabilidad de que el avión sobrepase los límites de alerta seguros (en posición Vertical u Horizontal) y el sistema de navegación no advierta al usuario en un tiempo inferior al permitido para alertar. Semáforos de tráfico: ¿Realmente confiamos en ellos? Y en el caso de que los semáforos no estén funcionando ¿Cambian a amarillo intermitente?
  • Requisitos de Aviación Civil para GNSS: Continuidad Continuidad: Capacidad del Sistema de Navegación para cumplir su servicio durante todo el tiempo de Operación, con la Precisión e Integridad requeridas. Al comenzar un viaje en coche... ¿llegaremos al destino?
  • Requisitos de Aviación Civil para GNSS: Disponibilidad Disponibilidad: Es la porción del tiempo durante el cual el Sistema de Navegación está listo para ser usado aportando una información fiable a la tripulación, piloto automático o cualquier otro sistema que dirija el vuelo del aparato. ¿Cuánto tiempo está el coche en el garaje?
      • ¿Cuál es el dominio de definición de FALLO en el contexto Galileo?.
      • Desde un punto de vista RAMS, la determinación de que el Sistema falla, es decir que NO es aceptable para operar, se establece en términos probabilísticos.
      • Ejemplo de fallo en continuidad: “ La probabilidad de que los algoritmos del IPF declaren incorrectamente un satélite como No Monitorizado será inferior a 1E-8 en cada 15 s de servicio ” .
    Concepto de Fallo en Galileo Incumplimiento de los requisitos de prestaciones Sistema / Algoritmos Servicio Galileo Fallo Crítico? Defecto / Error / Hazard Criterios de Aviación Civil
  • Requisitos de Aviación Civil para GNSS : Safety La SEGURIDAD (SAFETY) tiene que ser garantizada por todos los medios. (Obligatorio en Aeronáutica)
    • El nivel de Safety está definido por el Límite de Nivel de Seguridad:
      • Límite aceptable de frecuencia para accidentes fatales atribuible a todas causas posibles.
      • Su valor medio es 10-7/h
  • La Problemática Safety de los Algoritmos Capítulo 4
      • Galileo es un Sistema Safety-Critical
      • Los algoritmos tienen que ser robustos y fiables.
    El peso de los Algoritmos en Galileo Es necesario asegurar que la Señal en el Espacio está libre de información errónea que pueda conducir a situaciones peligrosas.
  • Problemática de los Algoritmos en la Navegación por Satélite
      • Fuentes de error que afectan a la transmisión de la señal.
      • Otros eventos generados por la propia arquitectura de Galileo.
    SITUACIONES POTENCIALMENTE PELIGROSAS Algoritmos Servicio Galileo Fallo Crítico Situaciones potencialmente peligrosas Barreras algorítmicas para cumplir con los requisitos integridad
      • En el OSPF / IPF la contribución de un mal diseño algorítmico supone un 90% de la probabilidad de generar un problema de integridad.
    Problemática de los Algoritmos. Conclusiones Algoritmos Sistema (HW/ SW)
  • Gestión de RAMS Capítulo 5
  • Estrategia de desarrollo
    • ¿Cuál es la estrategia de desarrollo se ha seguido para que OSPF e IPF puedan cumplir con las demandas de los estrictos requisitos de prestaciones?:
      • Implementación de un exhaustivo programa de Aseguramiento RAMS.
      • Aplicación de prácticas de desarrollo SW de Sistemas “Safety-Critical”
      • Aplicación de un riguroso proceso de Ingeniería de Sistemas.
      • Diseñar los elementos OSPF e IPF para que puedan operar de forma autónoma con una alta fiabilidad.
      • Implementación de un estricto proceso de V&V, que incluye:
        • Verificación formal del producto según los estándares aplicables.
        • Validación de los requisitos de prestaciones (precisión, integridad, continuidad y disponibilidad).
  • Estrategia RAMS
    • NAVEGACIÓN EN GALILEO Y REQUISITOS RAMS:
    • Efemérides de Satélites y Relojes
    • Requisitos RAMS de prestaciones:
    Precisión Integridad Continuidad Disponibilidad PRODUCTOS OSPF & IPF: NAVEGACIÓN E INTEGRIDAD ESTRATEGIA RAMS Condicionan el Diseño y el Programa RAMS
    • Definir Algoritmos “Safety” que cumplan con las prestaciones.
    • Aplicar metodologías para Sistemas intensivos en SW considerados “Safety-Critical”.
    • Garantizar la Seguridad (Safety) por todos los medios más allá de cualquier duda razonable.
    • Equipos y Sistemas Certificables.
  • Programa RAMS
      • Incluye la aplicación de diversas técnicas:
        • Análisis Hazard
        • FMECA (funcional/algorítmica, HW, SW)
        • HSIA (Análisis de interacción Hardware-Software)
        • FTA (Análisis de Árbol de Fallos)
        • Análisis de Contingencias y Paradas (Outages)
        • Análisis de Riesgos
        • Predicciones de Fiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad.
    SOW ERD IRD PA LOG V &V EFE OUTAGES FMECA FTA ANÁLISIS HAZARD OFE INPUTS / HIPÓTESIS CONSOLIDACIÓN RAMS ANALISIS RAMS VERIFICACIÓN RAMS RECOM. HA RECOM. FTA RECOM. FMECA RECOM.
  • Programa RAMS (II)
      • Todas las actividades RAMS están relacionadas con otras disciplinas del desarrollo del Sistema:
        • Equipo de Diseño e Ingeniería : Requisitos RAMS / Evaluación de la Solución de Diseño.
        • Dirección de Proyecto : aseguramiento del correcto desarrollo del Programa RAMS y Análisis de Riesgos.
        • Gestión de configuración : impacto de los cambios.
        • Equipo de Operación : Concepto de Seguridad Operacional.
        • Equipo de Verificación : Casos de Prueba sobre Requisitos RAMS y barreras.
        • Equipo aseguramiento de la Calidad (PA): cumplimiento de estándares, procedimientos, auditorías.
        • Ingeniería y Calidad a nivel desarrollo de Subsistemas
    Clave del Éxito: Entendimiento y sincronización con todas las disciplinas del Sistema.
  • Programa RAMS / Ciclo de Vida
      • Las actividades RAMS se desarrollan a lo largo de todo el ciclo de vida del sistema.
    Requisitos y Diseño de Arquitectura Diseño Detallado y Codificación Verificación y Validación Entrega y Aceptación Operación PDR CDR QR AR Proceso de Mantenimiento ERD, IRD, ADD, ICD, TSD, SOW FMECA, HA, FTA, Outages, CIL, Recomendaciones, Requisitos RAMS, Barreras. Verificación & Validación RAMS DDD, DJF Código Pruebas, Evidencias Procedimientos Mantenimiento, Operaciones
  • Idea Global: Estrategia RAMS en el IPF.
  • Estrategia de Validación y Pruebas Capítulo 6
  • Estrategia de Validación y Pruebas El objetivo es demostrar que los elementos Safety-Critical de GALILEO satisfacen los requisitos especificados. Verificación y Validación del Software GALILEO SW Standard VALIDACIÓN VALIDACIÓN DE PRESTACIONES VALIDACIÓN DEL SISTEMA (Utiliza escenarios operacionales “realistas”) Integridad Continuidad Disponibilidad Precisión
  • Validación de Prestaciones
      • El objetivo es demostrar el cumplimiento de las prestaciones de navegación (Precisión, Integridad, Continuidad y Disponibilidad) en un escenario operacional “realista”.
      • Estrategia de Validación Requisitos Prestaciones :
      • PRUEBA + ANÁLISIS
      • Ejecución de los escenarios y posterior análisis estadístico las precisiones de los resultados obtenidos.
    • Para los requisitos de Continuidad, Disponibilidad e Integridad los resultados se combinan con técnicas de FTA
  • Proceso de Validación de Prestaciones Análisis de Requisitos de Prestaciones: Se acuerda la interpretación con el cliente. Se vinculan los Requisitos de Usuario (URD) con la especificación del Sistema (TSD) Definición de la estrategia de Validación: Tiene que ser discutida y acordada con el Cliente Definición de los Casos de Prueba: Basada en la estrategia acordada. Tiene que ser aprobado por el Cliente en el hito “Test Readiness Review” (TRR). Deben definirse / prepararse / comprarse las herramientas de Validación Ejecución de los casos de prueba: Se presentan en el hito “Qualification Review”. Incluye el análisis estadístico de los resultados. Se presenta el cumplimento de los requisitos de prestaciones.
    • “ Galileo Software Standard”: Norma específica (única y común) para el desarrollo de todo el SW Galileo con vistas a asegurar la certificabilidad del sistema.
    • La norma surge de la necesidad de cumplir con la normativa espacial europea para el desarrollo del SW (ECSS-E-40, ECSS-Q-80), los objetivos de certificación DO-178B y los requisitos Galileo de una forma eficiente.
    “ Galileo Software Standard” ECSS-E40 DO-178B ECSS-Q80 Galileo Req.’s GSWS
  • Verificación, Validación y Prueba del SW
      • Los métodos y prácticas utilizadas en el proyecto Galileo para verificar, validar y probar el SW están basados en DO-178B.
      • La aplicabilidad de dichos métodos y prácticas está en función del nivel de criticidad del SW.
      • El documento “Galileo SW Standard” define todas las actividades de verificación, validación y prueba que deben realizarse.
  • Metodología y Procedimientos de Soporte
      • Normativa de la Agencia Espacial Europea (ESA) para las actividades de confiabilidad: ECSS-Q-30B (Dependability), ECSS-Q-40B (Safety), ECSS-Q-40B-02A (Hazard Analysis), ECSS-Q-40B-12A ( Fault Tree Analysis )
      • Directivas y guías comunes para las actividades de: Ingeniería de Sistemas e Ingeniería SW, Aseguramiento del Producto, Control de Configuración, Gestión del Proyecto
      • Procesos y metodología específica de GMV para el desarrollo de sistemas y desarrollo SW (CMMI nivel 3)
      • Certificación del sistema : reconocimiento legal por parte de la autoridad de certificación de que el sistema Galileo cumple con los requisitos de certificación aplicables (equivalentes a los contemplados en DO-178B).
  • Gracias Amaya Atencia Yépez OSPF / IPF RAMS Manager Email: aatencia@gmv.es Santiago Ledesma IPF PA Manager Email: sledesma@gmv.es www.gmv.com