CN113010152A - 一种核电厂安全级软件设计系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种核电厂安全级软件设计系统和方法，包括：对核电厂安全级软件进行关键性分析、基线维护、跟踪配置管理，以确定核电厂安全级软件设计开发的基线内容的基线配置模块，根据基线内容对核电厂安全级软件进行设计开发获得开发内容的软件设计模块，根据软件设计模块的设计开发生成软件设计开发文档的文档生成模块，对软件设计开发过程中产生的变更进行记录的设计变更模块和对软件设计的关键信息进行线上审核并输出审核结果的专家评审模块；专家评审模块还基于变更内容进行线上审核并输出变更结果。本发明充分考虑核电厂的特有属性进行安全级软件设计开发，既能满足核电厂安全级软件设计的需求，同时还大大缩短研发周期，降低研发成本。
Description
技术领域
本发明涉及核电厂的技术领域，更具体地说，涉及一种核电厂安全级软件设计系统和方法。
背景技术
随着核电站的智能化、网络化和数字化发展，软件的安全性和可靠性越来越引起核电厂单位以及相关部门的重视。安全级软件用于执行核电厂安全重要系统功能的软件，其失效可能直接或间接影响到系统或核设施的可靠性和经济性。因此，核电厂安全级软件的开发设计必须符合相关标准要求的质量管理和配置管理过程。
目前，随着关键设备的自主化研发，越来越多的包含新软件的自主化设备将应用于核电厂。由于软件研发单位对于核安全级软件的开发更多的关于功能的实现，而未充分考虑核电厂的特有属性，从而导致在对拟应用于执行核电厂安全级系统功能的软件鉴定评估时，软件研发单位需要投入大量的人力和物力对整个软件架构及相关质量保证和配置管理过程进行修改和完善，以满足核电厂安全级软件设计的需求，进而导致研发周长加长，研发成本增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种核电厂安全级软件设计系统和方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电厂安全级软件设计系统，包括：基线配置模块、软件设计模块、文档生成模块、设计变更模块以及专家评审模块；
所述基线配置模块用于对核电厂安全级软件进行关键性分析、基线维护、跟踪配置管理，以确定核电厂安全级软件设计开发的基线内容；
所述软件设计模块用于根据所述基线内容对核电厂安全级软件进行设计开发，获得开发内容；
所述文档生成模块用于根据所述软件设计模块的设计开发生成软件设计开发文档；
所述设计变更模块用于对软件设计开发过程中产生的变更进行记录，并将变更内容发送给所述专家评审模块；
所述专家评审模块用于对所述基线配置模块、所述软件设计模块和所述文档生成模块中的软件设计的关键信息进行线上审核，并输出审核结果；所述专家评审模块还用于基于所述变更内容进行线上审核并反馈给所述基线配置模块、所述软件设计模块和所述文档生成模块中的任意一个或者多种，并将结果反馈给所述设计变更模块。
在本发明所述的核电厂安全级软件设计系统中，所述基线维护包括：对软件开发的设计输入的维护管理；所述软件开发的设计输入包括：软件开发合同、用户需求、软件设计标准要求、软件开发需求的版本、编码、日期、签字人和审核人。
在本发明所述的核电厂安全级软件设计系统中，所述软件设计模块用于根据所述基线内容对核电厂安全级软件进行设计开发包括：
所述软件设计模块基于所述基线内容完成核电厂安全级软件开发生命周期内的软件需求设计、追溯性分析设计、故障自诊断设计、安全防范性和定期试验设计。
在本发明所述的核电厂安全级软件设计系统中，所述软件设计模块包括：追溯性子模块；
所述追溯性子模块用于进行软件从设计基线到最终软件集成的追溯性设计。
在本发明所述的核电厂安全级软件设计系统中，所述软件设计模块还包括：故障自诊断模块；
所述故障自诊断模块用于进行核电厂安全级软件故障模式识别和故障自诊断功能设计。
在本发明所述的核电厂安全级软件设计系统中，所述软件设计模块还包括：安全防范性子模块；
所述安全防范性子模块用于对核电厂安全级软件的安全防范性进行分析和制定安全策略。
在本发明所述的核电厂安全级软件设计系统中，所述软件设计模块还包括：定期试验子模块；
所述定期试验子模块用于对核电厂安全软件的安全性和可靠性进行定期试验设计。
在本发明所述的核电厂安全级软件设计系统中，所述开发文档包括：软件需求文档、设计文档、实现文档、集成设计文档和测试说明文档。
本发明还提供一种核电厂安全级软件设计方法，包括：
步骤S1、对核电厂安全级软件进行关键性分析、基线维护、跟踪配置管理，以确定核电厂安全级软件设计开发的基线内容；
步骤S2、根据所述基线内容对核电厂安全级软件进行设计开发，获得开发内容；
步骤S3、根据所述开发内容生成软件设计的开发文档。
在本发明所述的核电厂安全级软件设计方法中，所述方法还包括：
在执行所述步骤S1、所述步骤S2和所述步骤S3过程，对所述步骤S1、所述步骤S2和所述步骤S3中的软件设计的关键信息进行线上审核，并输出审核结果。
在本发明所述的核电厂安全级软件设计方法中，所述方法还包括：
接收变更信息；
基于所述变更信息进行记录，获得变更内容；
对所述变更内容进行线上审核。
在本发明所述的核电厂安全级软件设计方法中，所述对所述变更内容进行线上审核包括：
确定所述变更内容是否对核电厂安全级软件设计有影响；
若是，输出变更指令；
若否，记录无变更。
在本发明所述的核电厂安全级软件设计方法中，所述步骤S2包括：
基于所述基线内容完成核电厂安全级软件开发生命周期内的软件需求设计；
基于所述基线内容完成核电厂安全级软件开发的追溯性分析设计；
基于所述基线内容完成核电厂安全级软件开发的故障自诊断设计；
基于所述基线内容完成核电厂安全级软件开发的安全防范性设计；
基于所述基线内容完成核电厂安全级软件开发的定期试验设计。
在本发明所述的核电厂安全级软件设计方法中，所述开发文档包括：软件需求文档、设计文档、实现文档、集成设计文档和测试说明文档。
实施本发明的核电厂安全级软件设计系统和方法，具有以下有益效果：包括：对核电厂安全级软件进行关键性分析、基线维护、跟踪配置管理，以确定核电厂安全级软件设计开发的基线内容的基线配置模块，根据基线内容对核电厂安全级软件进行设计开发获得开发内容的软件设计模块，根据软件设计模块的设计开发生成软件设计开发文档的文档生成模块，对软件设计开发过程中产生的变更进行记录的设计变更模块和对软件设计的关键信息进行线上审核并输出审核结果的专家评审模块；专家评审模块还基于变更内容进行线上审核并输出变更结果。本发明充分考虑核电厂的特有属性进行安全级软件设计开发，既能满足核电厂安全级软件设计的需求，同时还大大缩短研发周期，降低研发成本。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例提供的核电厂安全级软件设计系统的原理框图；
图2是本发明提供的核电厂安全级软件设计方法实施例一的流程示意图；
图3是本发明提供的核电厂安全级软件设计方法实施例二的流程示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
为了解决现有核电厂安全级软件需求复杂、开发过程要求严格而导致可能存在开发过程不规范、需求分析不完备，进而导致核安全级软件无法满足核电厂对于安全级软准入标准要求的问题，本发明设计一种核电厂安全级软件设计系统，该系统可为核安全级软件设计的全生命周期提供规范化开发平台，降低由于软件设计变更引起的人力成本和设计成本，提升软件开发效率和软件的质量，为核电厂安全级软件设计开发工作提供适用性的开发平台。需要说明的是，为了便于说明，本发明实施例所指的软件即为核电厂安全级软件。
具体的，参考图1，图1为核电厂安全级软件设计系统的原理框图。
如图1所示，该核电厂安全级软件设计系统包括：基线配置模块101、软件设计模块102、文档生成模块103、设计变更模块105以及专家评审模块104。
基线配置模块101用于对核电厂安全级软件进行关键性分析、基线维护、跟踪配置管理，以确定核电厂安全级软件设计开发的基线内容。
一些实施例中，基线维护包括：对软件开发的设计输入的维护管理；软件开发的设计输入包括：软件开发合同、用户需求、软件设计标准要求、软件开发需求的版本、编码、日期、签字人和审核人。软件开发的设计输入还包括其他软件开发所需要的基准内容，不限于本发明列举的实施例。
可以理解地，基线维护用于对软件开发的设计输入的维护管理，软件的开发需要基于已确定的基线开展，后结如需要对基线进行变更需经过专家评审评估。
通过基线配置模块101对软件关键性分析，进而确认软件完整性等级，从而明确软件设计基线(即软件开发的设计输入，也即基线内容)，并将该基线内容作为软件设计模块102的输入，同时，该基线配置模块101还对软件开发质量进行管理和配置管理工作。
软件设计模块102用于根据基线内容对核电厂安全级软件进行设计开发，获得开发内容。
具体的，软件设计模块102用于根据基线内容对核电厂安全级软件进行设计开发包括：软件设计模块102基于基线内容完成核电厂安全级软件开发生命周期内的软件需求设计、追溯性分析设计、故障自诊断设计、安全防范性和定期试验设计。
一些实施例中，软件设计模块102包括：追溯性子模块。追溯性子模块用于进行软件从设计基线到最终软件集成的追溯性设计。通过追溯性子模块完成软件从设计基线到最终软件集成的追溯性设计，保证软件需求实现的完备性和充分性。
一些实施例中，软件设计模块102还包括：故障自诊断模块。该故障自诊断模块用于进行核电厂安全级软件故障模式识别和故障自诊断功能设计。通过配置故障自诊断模块用于核安全级软件故障模式识别和故障自诊断功能设计，确保软件的安全性和可靠性。
一些实施例中，软件设计模块102还包括：安全防范性子模块。安全防范性子模块用于对核电厂安全级软件的安全防范性进行分析和制定安全策略。通过配置安全防范性子模块用于软件的安全防范性分析及安全策略制定，确保软件符合核安全级软件对于安全防范的要求。
一些实施例中，软件设计模块102还包括：定期试验子模块。该定期试验子模块用于对核电厂安全软件的安全性和可靠性进行定期试验设计。通过定期试验子模块对核电厂安全级软件的安全性和可靠性进行定期试验，可提升核电厂安全级软件的安全性和可靠性。
文档生成模块103用于根据软件设计模块102的设计开发生成软件设计开发文档。
可选的，开发文档包括但不限于：软件需求文档、设计文档、实现文档、集成设计文档和测试说明文档。通过生成开发文档，可以满足核电厂安全级软件设计文档架构，其中，文档架构内容除强制保留内容外，部分可进行定制。
设计变更模块105用于对软件设计开发过程中产生的变更进行记录，并将变更内容发送给专家评审模块104。
具体的，当软件由于用户需求或对软件测试过程发现的异常修复而发生变更时，通过设计变更模块105进行记录，并将变更内容发送给专家评审模块104。
专家评审模块104用于对基线配置模块101、软件设计模块102和文档生成模块103中的软件设计的关键信息进行线上审核，并输出审核结果；专家评审模块104还用于基于变更内容进行线上审核并反馈给基线配置模块101、软件设计模块102和文档生成模块103中的任意一个或者多种，并将结果反馈给设计变更模块105。
可靠铁，关键信息包括但不限于基线配置模块101、软件设计模块102和文档生成模块103中提示的软件设计的关键技术节点和技术方案。
具体的，专家评审模块104对软件设计开发生命周期内的关键技术节点和技术变更的评估审查，根据评审内容评审结果分别作为基线配置模块101、软件设计模块102以及文档生成模块103的输入。其中，审核结果包括但不限于对基线配置模块101、软件设计模块102和文档生成模块103中的任意一个或者多个的修改，此时，专家评审模块104将所需修改内容发送至对应的模块进行修改，从而确保软件开发的正确性和严谨性。
设计变更模块105配置用于当软件验证测试导致软件异常的修改和设计基线的变更(包括但不限于设计标准、合同或者用户需求等)导致软件设计可能存在变更的风险的跟踪处理，经过专家评审模块104进行线上审核，确认是否影响软件设计，如有影响，则将修改内容发送至对应的模块进行修改，如没有影响，则反馈给设计变更模块105，由设计变更模块105进行相应的记录。
例如，当发生设计变更时，设计变更模块105将变更内容发送给专家评审模块104，专家评审模块104对变更内容进行线上审核，判断对软件设计开发是否有影响，如没有影响，则反馈给设计变更模块105，对评审结果进行记录；如对软件设计开发有影响，专家评审模块104即将所需修改的内容发送至基线配置模块101、软件设计模块102和文档生成模块103中对应的模块。如，当发生功能需求变更或者软件等级变更时，将影响设计基线、软件设计及文档生成，因此，需将修改的内容发送给基线配置模块101、软件设计模块102和文档生成模块103。如由软件验证与确认发现的软件开发的异常项，经专家评审模块104评估该异常对基线无影响，只需对软件设计进行变更时，则发送给软件设计模块102进行修改。如对于变更内容经专家评审模块104评估确认仅影响设计文档，则发送给文档生成模块103进行修改。
本发明还提供一种核电厂安全级软件设计方法，该方法基于本发明实施例公开的核电厂安全级软件设计系统实现。
如图2所示，该核电厂安全级软件设计方法包括：
步骤S1、对核电厂安全级软件进行关键性分析、基线维护、跟踪配置管理，以确定核电厂安全级软件设计开发的基线内容。
步骤S2、根据基线内容对核电厂安全级软件进行设计开发，获得开发内容。
步骤S3、根据开发内容生成软件设计的开发文档。
一些实施例中，如图3所示，该核电厂安全级软件设计方法还包括：
步骤S4、在执行步骤S1、步骤S2和步骤S3过程，对步骤S1、步骤S2和步骤S3中的软件设计的关键信息进行线上审核，并输出审核结果。
一些实施例中，如图3所示，该核电厂安全级软件设计方法还包括：接收变更信息；基于变更信息进行记录，获得变更内容；对变更内容进行线上审核。具体的，对变更内容进行线上审核包括：确定变更内容是否对核电厂安全级软件设计有影响；若是，输出变更指令；若否，记录无变更。
一些实施例中，步骤S2包括：基于基线内容完成核电厂安全级软件开发生命周期内的软件需求设计；基于基线内容完成核电厂安全级软件开发的追溯性分析设计；基于基线内容完成核电厂安全级软件开发的故障自诊断设计；基于基线内容完成核电厂安全级软件开发的安全防范性设计；基于基线内容完成核电厂安全级软件开发的定期试验设计。
一些实施例中，开发文档包括但不限于：软件需求文档、设计文档、实现文档、集成设计文档和测试说明文档。
本发明的核电厂安全级软件设计系统可有效执行针对核电厂安全级软件设计各，通过对基线的配置管理，明确软件完整性等级以及设计基线，并对软件开发执行质量和配置管理，保证软件开发的质量，在此基线基础上，通过软件设计完成软件需求、设计、实现以及集成阶段的设计工作，并通过文档生成模块103生成软件设计文档及相关的测试文档，用于软件测试和验证工作的输入。整个软件设计过程通过专家评审模块104对关键设计节点、设计技术变更等进行技术审核，确保技术方案的可行性、安全性和可靠性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (14)
1.一种核电厂安全级软件设计系统，其特征在于，包括：基线配置模块、软件设计模块、文档生成模块、设计变更模块以及专家评审模块；
所述基线配置模块用于对核电厂安全级软件进行关键性分析、基线维护、跟踪配置管理，以确定核电厂安全级软件设计开发的基线内容；
所述软件设计模块用于根据所述基线内容对核电厂安全级软件进行设计开发，获得开发内容；
所述文档生成模块用于根据所述软件设计模块的设计开发生成软件设计开发文档；
所述设计变更模块用于对软件设计开发过程中产生的变更进行记录，并将变更内容发送给所述专家评审模块；
所述专家评审模块用于对所述基线配置模块、所述软件设计模块和所述文档生成模块中的软件设计的关键信息进行线上审核，并输出审核结果；所述专家评审模块还用于基于所述变更内容进行线上审核并反馈给所述基线配置模块、所述软件设计模块和所述文档生成模块中的任意一个或者多种，并将结果反馈给所述设计变更模块。
2.根据权利要求1所述的核电厂安全级软件设计系统，其特征在于，所述基线维护包括：对软件开发的设计输入的维护管理；所述软件开发的设计输入包括：软件开发合同、用户需求、软件设计标准要求、软件开发需求的版本、编码、日期、签字人和审核人。
3.根据权利要求1所述的核电厂安全级软件设计系统，其特征在于，所述软件设计模块用于根据所述基线内容对核电厂安全级软件进行设计开发包括：
所述软件设计模块基于所述基线内容完成核电厂安全级软件开发生命周期内的软件需求设计、追溯性分析设计、故障自诊断设计、安全防范性和定期试验设计。
4.根据权利要求3所述的核电厂安全级软件设计系统，其特征在于，所述软件设计模块包括：追溯性子模块；
所述追溯性子模块用于进行软件从设计基线到最终软件集成的追溯性设计。
5.根据权利要求4所述的核电厂安全级软件设计系统，其特征在于，所述软件设计模块还包括：故障自诊断模块；
所述故障自诊断模块用于进行核电厂安全级软件故障模式识别和故障自诊断功能设计。
6.根据权利要求5所述的核电厂安全级软件设计系统，其特征在于，所述软件设计模块还包括：安全防范性子模块；
所述安全防范性子模块用于对核电厂安全级软件的安全防范性进行分析和制定安全策略。
7.根据权利要求6所述的核电厂安全级软件设计系统，其特征在于，所述软件设计模块还包括：定期试验子模块；
所述定期试验子模块用于对核电厂安全软件的安全性和可靠性进行定期试验设计。
8.根据权利要求1-7任一项所述的核电厂安全级软件设计系统，其特征在于，所述开发文档包括：软件需求文档、设计文档、实现文档、集成设计文档和测试说明文档。
9.一种核电厂安全级软件设计方法，其特征在于，包括：
步骤S1、对核电厂安全级软件进行关键性分析、基线维护、跟踪配置管理，以确定核电厂安全级软件设计开发的基线内容；
步骤S2、根据所述基线内容对核电厂安全级软件进行设计开发，获得开发内容；
步骤S3、根据所述开发内容生成软件设计的开发文档。
10.根据权利要求9所述的核电厂安全级软件设计方法，其特征在于，所述方法还包括：
在执行所述步骤S1、所述步骤S2和所述步骤S3过程，对所述步骤S1、所述步骤S2和所述步骤S3中的软件设计的关键信息进行线上审核，并输出审核结果。
11.根据权利要求9所述的核电厂安全级软件设计方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收变更信息；
基于所述变更信息进行记录，获得变更内容；
对所述变更内容进行线上审核。
12.根据权利要求11所述的核电厂安全级软件设计方法，其特征在于，所述对所述变更内容进行线上审核包括：
确定所述变更内容是否对核电厂安全级软件设计有影响；
若是，输出变更指令；
若否，记录无变更。
13.根据权利要求9所述的核电厂安全级软件设计方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
基于所述基线内容完成核电厂安全级软件开发生命周期内的软件需求设计；
基于所述基线内容完成核电厂安全级软件开发的追溯性分析设计；
基于所述基线内容完成核电厂安全级软件开发的故障自诊断设计；
基于所述基线内容完成核电厂安全级软件开发的安全防范性设计；
基于所述基线内容完成核电厂安全级软件开发的定期试验设计。
14.根据权利要求9-13任一项所述的核电厂安全级软件设计方法，其特征在于，所述开发文档包括：软件需求文档、设计文档、实现文档、集成设计文档和测试说明文档。
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| CN202110313444.0A CN113010152A (zh) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 一种核电厂安全级软件设计系统和方法 |
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