Sichere Anwendungs-Software erstellen Mit Softema der Komplexität begegnen

Sven Wilhelms, im Competence Center Services von Phoenix Contact in Blomberg tätig
Sven Wilhelms ist im Competence Center Services von Phoenix Contact in Blomberg tätig.

In Maschinen, Anlagen und Produktionslinien wächst die Bedeutung der Software stetig – ein Trend, der auch in der Sicherheitstechnik zu beobachten ist. Sicherheitsbezogene Anwendungs-Software zu entwickeln, ist aber nicht trivial. Der Software-Assistent Softema soll hier künftig Abhilfe schaffen.

Weil Maschinensicherheit auf dem Weg zu Industrie 4.0 und Smart Factory immer wichtiger wird, kommt sicherheitsbezogene Anwendungssoftware zunehmend zum Einsatz. Die Programmierer müssen also künftig Sicherheitsfunktionen mit höherer Komplexität erstellen können. In der Praxis erweist es sich jedoch als schwierig, die Anforderungen der Normen an die sicherheitsbezogene Anwendungssoftware zu erfüllen. Dies liegt zum einen daran, dass die Rahmenbedingungen der Normen DIN EN ISO 13849-1/-2 und EN ISO 62061 sehr allgemein gehalten sind. Hinzu kommt, dass zielführende Hilfestellungen und Publikationen zur normgerechten Programmierung und Überprüfung sicherheitsbezogener Software derzeit eher rar sind. Der schon seit geraumer Zeit angekündigte Software-Assistent Softema (Software von Steuerungen an Maschinen) des Instituts für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) soll Programmierer künftig bei der Umsetzung der Anforderungen unterstützen.

Bislang wenig Hilfestellung bei der normgerechten Programmierung

Die Entwicklung sicherheitsbezogener Anwendungssoftware fokussiert sich hauptsächlich darauf, systematische Fehler zu vermeiden. Um dieses Ziel zu erreichen, soll die Software lesbar, verständlich sowie test- und wartbar sein. Kapitel 4.6 von DIN EN ISO 13849-1 führt viele weitere Einzelanforderungen auf, die je nach vorgesehenem Performance-Level umzusetzen sind:

  • Entwicklungslebenszyklus mit Spezifikation, Verifikation und Validierung nach dem V-Modell
  • Dokumentation des Entwicklungsprozesses und Spezifikation der Software
  • Programmierrichtlinien
  • Testanforderungen (Bild 1)

Die tägliche Arbeit der Maschinenhersteller zeigt, dass am Markt viel Verständnis für die Spezifikation sicherheitsbezogener Hardware und deren Verifikation mit dem Software-Assistenten Sistema herrscht. Die Konstrukteure kennen die Anforderungen von DIN EN ISO 13849-1/-2 an sicherheitsbezogene Hardware und setzen sie um. Verglichen damit ist das Wissen, welche Anforderungen die Normen an die Spezifikation, Programmierung und Überprüfung sicherheitsbezogener Anwendungs-Software stellen und wie sie zu erfüllen sind, noch ausbaufähig.

Software-Assistent leitet durch den gesamten Entwicklungsprozess

Diese Aussage belegt auch der Forschungsbericht des Projekts „Normgerechte Entwicklung und Dokumentation sicherheitsbezogener Anwendungs-Software im Maschinenbau“ (FF-FP 0319) der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, gefördert von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV). Als ein Ergebnis des Projekts kristallisierte sich für die Spezifikation eine Art Matrixmethode heraus, die auch den beteiligten Industrieunternehmen als praktikabelste erscheint, weil Softwarespezifikationen in Tabellenform teilweise schon angewendet werden. Um die „Matrixmethode des IFA“ und die Erkenntnisse des Projekts praxisbezogen zu realisieren, rief das IFA seinerzeit das Projekt Softema ins Leben. Als Software-Assistent verwirklicht Softema die Anforderungen von DIN EN ISO 13849, lässt sich allerdings nur bedingt im Rahmen von EN ISO 62061 verwenden.