Ensuring the functional safety of hardware and software systems in an uncertain environment of use
Authors: Гвоздев В.Е. , Гузаиров М.Б. , Бежаева О.Я. , Давлиева А.С. , Галимов Р.Р. 
Published: July 2024

Перспективным направлением обеспечения функциональной безопасности субъектоцентрических систем, к числу которых относятся информационно-вычислительные системы, представляющие собою аппаратно-программные комплексы, является так называемое «барьерное мышление» (англ. – barrier thinking). Появление этого научного направления датируется концом 80-х годов и связывается с именем J. Reason. Исходной посылкой научного направления является признание неизбежности наличия латентных дефектов в системах управления сложной системой. Фокусом философии является разработка многослойных, эшелонированных систем защиты от внешних агрессивных воздействий, а также проявлений латентных дефектов в системах управления. Практическая реализация методов, основанных на «барьерном мышлении» сводится к исключению возможности возникновения такого сочетания латентных дефектов на разных уровнях управления объектом (организационном, тактическом, операционном), при которых опасности трансформируются в нежелательные последствия. Одним из перспективных подходов к формированию систематической процедуры создания барьеров является подход, в зарубежной литературе известный как Anticipatory Failure Determination (AFD), а в отечественной – как «диверсионный анализ». Подход, именуемый «диверсионным анализом» включает в себя реактивный и проактивный подходы к обеспечению функциональной безопасности субъектоцентрических систем. В статье анализируется концептуальная основа AFD, результатом чего является заключение о том, что методологической основой AFD является системный анализ. Это обосновывает возможность адаптации моделей и методов системного анализа к задачам качественного и количественного исследования систем в рамках AFD. Приводится описание типовой схемы анализа событий в рамках AFD-1. Приводится пример использования этой схемы в случае анализа отказов программного продукта. В заключении определяются ограничения на область применимости AFD как методической основы обеспечение функциональной безопасности аппаратно-программных комплексов в условиях неопределенности среды использования.

A promising direction in ensuring the functional safety of subject-centric systems, which include information and computing systems, which are hardware and software systems, is the so-called “barrier thinking” (English - barrier thinking). The emergence of this scientific trend dates back to the late 80s and is associated with the name J. Reason. The starting point of the scientific direction is the recognition of the inevitability of latent defects in the control systems of a complex system. The focus of philosophy is the development of multilayer, layered systems of protection against external aggressive influences, as well as manifestations of latent defects in control systems. The practical implementation techniques based on “barrier thinking” is reduced to eliminating the possibility of such a combination of latent defects at various levels of the control object (organizational, tactical, operational), at which the hazards are transformed into unwanted effects. One of the promising approaches to the formation of a systematic procedure for creating barriers is the approach known in foreign literature as the Anticipatory Failure Determination (AFD), and in the domestic one as “diversion analysis”. The approach called “diversion analysis” includes reactive and proactive approaches to ensuring the functional safety of subject-centric systems. This article analyzes the conceptual framework of AFD, the result of which is the conclusion that the methodological basis of AFD is system analysis. This justifies the possibility of adapting models and methods of system analysis to the problems of qualitative and quantitative research of systems within the framework of AFD. A description of a typical event analysis framework for AFD-1 is provided. An example of the use of this circuit in the failure analysis case of a software product is given. In conclusion, the restrictions on the scope of applicability of AFD as a methodological basis for ensuring the functional safety of hardware and software systems in the conditions of uncertainty in the environment of use are determined.