DO-254 und DO-178C Nachverfolgbarkeitsanforderungen für Verteidigungselektronik

Die Luft- und Raumfahrt- sowie Verteidigungsindustrien fordern das höchste Maß an Sicherheit und Zuverlässigkeit für ihre elektronischen Systeme. Um den Missionserfolg und die Sicherheit der Passagiere zu gewährleisten, regeln strenge Standards wie DO-254 (Design Assurance for Airborne Electronic Hardware) und DO-178C (Softwareüberlegungen in luftfahrttechnischen Systemen und Ausrüstungen) den Entwicklungsprozess. Ein kritischer Aspekt der Einhaltung dieser Standards ist die Etablierung und Aufrechterhaltung von Nachvollziehbarkeit – die Fähigkeit, klare und eindeutige Verbindungen zwischen verschiedenen Entwicklungsartefakten nachzuweisen.

DO-254 und DO-178C, die beide von Einrichtungen wie der Europäischen Agentur für Flugsicherheit (EASA) und der Federal Aviation Administration (FAA) gefordert werden, verlangen strenge Nachvollziehbarkeit über den gesamten Entwicklungslebenszyklus, von den anfänglichen Anforderungen bis zur abschließenden Verifizierung, was sicherstellt, dass alle Elemente des Entwurfs- und Entwicklungsprozesses in Einklang mit der beabsichtigten Funktionalität und den Sicherheitszielen des Projekts stehen. 

In diesem Leitfaden werden wir die spezifischen Rückverfolgbarkeitsanforderungen untersuchen, die von diesen beiden wegweisenden Standards vorgegeben werden, und wie Altium 365, mit seinen integrierten Design- und Datenmanagementfähigkeiten, den Rückverfolgbarkeitsprozess für Entwickler von Verteidigungselektronik beschleunigen kann. Wenn das ist, wonach Sie suchen, lesen Sie weiter. 

Verständnis der Rückverfolgbarkeit in DO-254 und DO-178C

Rückverfolgbarkeit ist ein grundlegendes Prinzip im Systems Engineering, das sicherstellt, dass jeder Aspekt eines Systems auf seine Herkunft zurückgeführt werden kann. Im Kontext von DO-254 und DO-178C bedeutet Rückverfolgbarkeit, klare, verifizierbare Verbindungen zwischen verschiedenen Entwicklungsartefakten herzustellen und zu pflegen, einschließlich: 

• Anforderungen: Hohe Systemanforderungen, Softwareanforderungen und Hardwareanforderungen.
• Design: Schaltpläne, PCB-Layouts, Softwarecode und andere Design-Dokumente.
• Verifizierung: Testpläne, Testverfahren, Testergebnisse und andere Nachweise der Verifizierung.

Warum ist Rückverfolgbarkeit so wichtig?

• Risikominderung: Rückverfolgbarkeit hilft dabei, potenzielle Risiken früh im Entwicklungsprozess zu identifizieren und zu mindern. Indem die Auswirkungen von Änderungen im gesamten System verfolgt werden, können Entwickler unbeabsichtigte Konsequenzen verhindern und garantieren, dass Sicherheits- und Leistungsanforderungen stets erfüllt werden.
• Verbesserte Qualität: Rückverfolgbarkeit steigert die Gesamtqualität des Produkts, indem bestätigt wird, dass alle Design- und Entwicklungsaktivitäten mit den beabsichtigten Zielen übereinstimmen. Sie hilft dabei, Fehler früh im Entwicklungszyklus zu identifizieren und zu korrigieren, wodurch die Wahrscheinlichkeit kostspieliger Nacharbeiten später verringert wird.
• Konformität: Rückverfolgbarkeit ist ein kritischer Aspekt, um die Konformität mit DO-254 und DO-178C nachzuweisen. Regulierungsbehörden erfordern klare und nachprüfbare Beweise für die Rückverfolgbarkeit, um sicherzustellen, dass der Entwicklungsprozess gemäß den besten Praktiken der Branche durchgeführt wird.
• Verbesserte Kommunikation: Rückverfolgbarkeit erleichtert eine bessere Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Teams, die am Entwicklungsprozess beteiligt sind. Indem sie ein klares und gemeinsames Verständnis des Systems bietet, hilft die Rückverfolgbarkeit, Missverständnisse zu vermeiden und die Gesamteffizienz des Projekts zu verbessern.

Rückverfolgbarkeitsanforderungen in DO-254 und DO-178C

Ob es sich um Anwendungen in der Luftfahrt oder im Weltraum handelt, Entwickler von Verteidigungselektronik können durch das Verständnis dieser strengen Sicherheits- und Zuverlässigkeitsstandards Produkte herstellen, die zweckmäßig sind. Mit diesem Hintergrund im Kopf, die Details: DO-254, der Standard für die Sicherstellung des Hardware-Designs, skizziert spezifische Nachverfolgbarkeitsanforderungen für eine Vielzahl von Aspekten des Entwicklungsprozesses. Ebenso legt DO-178C, der Standard für die Sicherstellung der Softwareentwicklung, seine eigenen Anforderungen für Elemente des Softwareentwicklungsprozesses fest; in der folgenden Tabelle werden beide dargestellt. 

Implementierung der Nachverfolgbarkeit

Eine integrierte Design- und Datenmanagementplattform bietet ein leistungsstarkes Werkzeugset, um Nachverfolgbarkeitsprozesse zu optimieren. Entwickler von Verteidigungselektronik, die die richtige Cloud-Plattform nutzen, können effektiv die notwendigen Nachverfolgbarkeitsverknüpfungen während des gesamten Entwicklungszyklus etablieren und aufrechterhalten.

Anforderungsmanagement

Das Verwalten von Anforderungen hilft Teams sicherzustellen, dass die Einhaltung funktionaler Anforderungen dokumentiert und während des gesamten Entwicklungszyklus nachverfolgbar ist. Dies beinhaltet:

• Erstellen und Pflegen zentralisierter Datenbanken für alle System-, Software- und Hardwareanforderungen;
• Herstellen eindeutiger Verbindungen zwischen verschiedenen Anforderungsebenen;
• Bewerten der Auswirkungen von Änderungen an Anforderungen auf andere Teile des Systems;
• Nachverfolgen von Änderungen an Anforderungen und Aufrechterhalten einer Historie aller Modifikationen; und
• Förderung der Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Teams, die an der Definition von Anforderungen und dem Managementprozess beteiligt sind.

Design-Nachverfolgbarkeit

Die direkte Nachverfolgbarkeit in Elektronikdesign-Software ist schwieriger, es sei denn, Ihre Cloud-Management-Plattform bietet eine direkte Integration in die Produktentwicklungssuite. Heute haben Designer die Möglichkeit, klare und verifizierbare Verbindungen zwischen Hardware-Design und entsprechenden Anforderungen herzustellen. Schlüsselfunktionen, die die Design-Nachverfolgbarkeit erleichtern, umfassen:

• Hinzufügen von Anmerkungen zu Designelementen (wie Schaltplänen und PCB-Layouts), um sie mit spezifischen Anforderungen zu verknüpfen; und
• Definieren und Verwalten von Eigenschaften für Designobjekte, die es ermöglichen, sie mit Anforderungen und anderen relevanten Informationen zu verknüpfen.

Versionskontrolle als Teil des Änderungsmanagements

Das Verfolgen von Änderungen in der Versionskontrolle ist ein wichtiger Teil des Änderungsmanagements und der Nachverfolgbarkeit. Bei komplexen Produkten wie elektronischen Geräten hilft die Versionskontrolle, Änderungen an allen Aspekten der Designdaten nachzuverfolgen und ermöglicht eine sofortige Rückverfolgung im Falle, dass Änderungen auf eine spezifische Revision zurückgeführt werden müssen. Dies gilt auch für eingebettete Software, die auf einem eingebetteten Prozessor ausgeführt wird.

Best Practices für die Nachverfolgbarkeit

Indem sie den folgenden Best Practices folgen, können Entwickler von Verteidigungselektronik eine solide Nachverfolgbarkeit während des gesamten Entwicklungslebenszyklus etablieren und aufrechterhalten, was zwei Dinge bewirkt: die Einhaltung kritischer Standards wie DO-254 und DO-178C sicherstellen und die Gesamtqualität, Sicherheit und Zuverlässigkeit ihrer Produkte deutlich verbessern.

Eine Traceability-Matrix etablieren

Effektive Nachverfolgbarkeit in Verteidigungselektronikprojekten hängt von einem strukturierten und sorgfältigen Ansatz ab. Ein entscheidender erster Schritt ist die Einrichtung einer Nachverfolgbarkeitsmatrix—einer visuellen Darstellung, die die Beziehungen zwischen verschiedenen Entwicklungsartefakten wie Anforderungen, Designelementen, Verifizierungsaktivitäten und Änderungen abbildet. Eine Matrix dient als wertvolles Werkzeug, um diese Elemente während des gesamten Entwicklungslebenszyklus zu verfolgen, und es stehen Tools wie Tabellenkalkulationen oder spezielle Nachverfolgbarkeitsmanagementsoftware zur Verfügung, um eine solche zu erstellen und zu pflegen.

Nachverfolgbarkeit wo möglich automatisieren

Nutzen Sie die Automatisierungsmöglichkeiten, die Plattformen wie Altium 365 und Altium Designer bieten, um Nachverfolgbarkeitsprozesse zu optimieren. Durch die Verwendung von Skripting und anderen Automatisierungstechniken können Entwickler die Erstellung von Nachverfolgbarkeitsberichten automatisieren und Nachverfolgbarkeitslinks pflegen, wodurch manueller Aufwand reduziert und sowohl die Genauigkeit als auch die Konsistenz der Nachverfolgbarkeitsinformationen verbessert werden.

Regelmäßige Nachverfolgbarkeitsaudits durchführen

Regelmäßige Nachverfolgbarkeitsaudits sind essenziell, wenn Sie die Genauigkeit und Vollständigkeit der Nachverfolgbarkeitsinformationen sicherstellen möchten. Solche Audits sollten die Identifizierung und Behebung von Lücken oder Inkonsistenzen in den Nachverfolgbarkeitslinks beinhalten. Denken Sie daran, dass es entscheidend ist, alle Stakeholder in den Auditprozess einzubeziehen, damit jeder auf dem gleichen Stand ist und die Informationen versteht und akzeptiert. 

Schaffen und Pflegen einer Kultur der Nachvollziehbarkeit

Und das Wichtigste ist die Schaffung einer unternehmensweiten Kultur der Nachvollziehbarkeit, insbesondere innerhalb des Entwicklungsteams. Das ist entscheidend. Dies wird die Schulung der Teammitglieder über die Bedeutung der Nachvollziehbarkeit und die besten Praktiken zur Aufrechterhaltung genauer Nachvollziehbarkeitsinformationen beinhalten. Vergessen Sie nicht, dass es eine gute Methode ist, die Nachvollziehbarkeit als einen Schlüsselleistungsindikator (KPI) zu machen und Teammitglieder, die sich um die Aufrechterhaltung genauer Aufzeichnungen bemühen, anzuerkennen, um den Prozess zu incentivieren und die Kultur zu verstärken. 

Die Nachvollziehbarkeit ist ein kritischer Aspekt bei der Entwicklung sicherer und zuverlässiger Elektroniksysteme für die Verteidigung. Wenn Sie daran interessiert sind, den in DO-254 und DO-178C dargelegten Nachvollziehbarkeitsanforderungen zu entsprechen und dabei Unterstützung benötigen, denken Sie daran, dass die im Design verwendeten Produkte den strengen Sicherheits- und Leistungsstandards für luft- und raumfahrttechnische Anwendungen genügen müssen, und Altium kann helfen.

Altium 365 bietet eine leistungsstarke Plattform zur Straffung von Nachvollziehbarkeitsprozessen. Durch die Nutzung der integrierten Design- und Datenmanagementfähigkeiten von Altium 365 und Altium Designer können Entwickler:

• Klare und eindeutige Verbindungen zwischen Anforderungen, Design und Verifizierungsaktivitäten herstellen und pflegen.
• Die Effizienz und Genauigkeit von Nachvollziehbarkeitsprozessen verbessern.
• Reduzieren Sie das Risiko von Fehlern und Nacharbeiten.
• Stellen Sie die Einhaltung von DO-254 und DO-178C unter Beweis.

Fazit

Indem sie diese bewährten Methoden anwenden und die Möglichkeiten von Altium 365 nutzen, können Entwickler von Verteidigungselektronik die Nachverfolgbarkeit verbessern und ihre Produkte an den höchsten Standards für Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistung ausrichten.

Sind Sie bereit, die Entwicklung von Militär- und Luftfahrtelektronik zu optimieren? Erfahren Sie mehr darüber, wie Sie das Engineering für Luft- und Raumfahrt- sowie Verteidigungssysteme in einer sicheren Cloud-Umgebung verwalten!