The Concept of Creating Verifiable Software for Nuclear Power Plant Process Instrumentation and Control Systems
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2025-2-161-169Keywords:
PICS, NPP, software, software verification, software verification plan, software development lifecycleAbstract
In the today's world, process instrumentation and control systems (PICS) play a crucial role in ensuring safe and efficient operation of various facilities. This is especially the case for nuclear power plants (NPP), in which top priority is given to reliability and safety. One of the key aspects of software development for NPP PICS is verification, the process of confirming that the software meets the specified requirements and standards.
The aim of the study is to demonstrate the concept of developing verifiable software for NPP PICS with due regard to the provisions of modern standards and regulatory documents. The focus is placed on elaborating a document called the Software Verification Plan. Its general structure is presented together with recommendations on the content of sections most important from the viewpoint of quality and safety assurance guarantees. An approach to defining the verification scope and depth depending on the impact of software on safety in accordance with different classification systems has been proposed. Matters concerned with ensuring independence of the verification process are discussed, and recommendations are given for developing an optimal matrix of independence in implementing the stages considering organizational forms of verification. The role and organizational structure are given, and their integration into a process-based approach to arranging the activities on verifying software for NPP PICS is shown. The successive stages in the lifecycle of software development for NPP PICS are compared with the verification stages, and the mechanism for ensuring the iterative nature of the verification process within the lifecycle individual stage is demonstrated. The conclusions have been drawn that the feasibility of verification is in principle possible through harmonizing the software development and verification methods, which, in its turn, opens the possibility to perform comprehensive monitoring of compliance with the requirements throughout all lifecycle stages of the NPP PICS software with promptly correcting any nonconformities that may arise.
References
2. Жарко Е.Ф. К вопросу проведения верификации программного обеспечения для атомной энергетики // Управление развитием крупномасштабных систем: Труды XI Междунар. конф. М.: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2018. С. 238—240.
3. Меламед А.Я. Методы повышения качества планирования процессов создания программного обеспечения // Качество. Инновации. Образование. 2006. № 4(20). С. 48—51.
4. Жарко Е.Ф. Верификация и обеспечение качества программного обеспечения для атомной энергетики // Управление развитием крупномасштабных систем: Труды XI Междунар. конф. М.: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2018. С. 447—451.
5. Царев В.С. Вопросы организации процесса верификации программного обеспечения АСУ ТП АЭС // Автоматизация в промышленности. 2024. № 4. С. 37—40.
6. Царев В.С., Кишкин Е.А., Кузьмичев М.В., Макаров Д.С. Процессный подход в рамках деятельности по верификации программного обеспечения СВРК // Современные задачи автоматизации: Сб. докл. Молодёжной науч.-техн. конф. М.: Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени Теплотехнический научно-исследовательский институт, 2020. С. 28—32.
7. Таршхоева Ж.Т. Жизненный цикл разработки программного обеспечения. Модели жизненного цикла разработки программного обеспечения // Молодой ученый. 2021. № 5(347). С. 16—18.
8. Виноградова М.В., Белоусова В.И. Унифицированный процесс разработки программного обеспечения. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015.
---
Для цитирования: Царев В.С. Концепция создания верифицируемого программного обеспечения в составе подсистем и комплексов автоматизированных систем управления технологическими процессами атомных электростанций // Вестник МЭИ. 2025. № 2. С. 161—169. DOI: 10.24160/1993-6982-2025-2-161-169
#
1. Fedorets O.N., Gribkov V.V. Modeli i Metody Razrabotki Bezopasnogo Programmnogo Obespecheniya. M., 2009. (in Russian).
2. Zharko E.F. K Voprosu Provedeniya Verifikatsii Programmnogo Obespecheniya dlya Atomnoy Energetiki. Upravlenie Razvitiem Krupnomasshtabnykh Sistem: Trudy XI Mezhdunar. Konf. M.: Institut Problem Upravleniya im. V.A. Trapeznikova RAN, 2018:238—240. (in Russian).
3. Melamed A.Ya. Metody Povysheniya Kachestva Planirovaniya Protsessov Sozdaniya Programmnogo Obespecheniya. Kachestvo. Innovatsii. Obrazovanie. 2006;4(20):48—51. (in Russian).
4. Zharko E.F. Verifikatsiya i Obespechenie Kachestva Programmnogo Obespecheniya dlya Atomnoy Energetiki. Upravlenie Razvitiem Krupnomasshtabnykh Sistem: Trudy XI Mezhdunar. Konf. M.: Institut Problem Upravleniya im. V.A. Trapeznikova RAN, 2018:447—451. (in Russian).
5. Tsarev V.S. Voprosy Organizatsii Protsessa Verifikatsii Programmnogo Obespecheniya ASU TP AES. Avtomatizatsiya v Promyshlennosti. 2024;4:37—40. (in Russian).
6. Tsarev V.S., Kishkin E.A., Kuz'michev M.V., Makarov D.S. Protsessnyy Podkhod v Ramkakh Deyatel'nosti po Verifikatsii Programmnogo Obespecheniya SVRK. Sovremennye Zadachi Avtomatizatsii: Sb. Dokl. Molodezhnoy Nauch.-tekhn. Konf. M.: Vserossiyskiy Dvazhdy Ordena Trudovogo Krasnogo Znameni Teplotekhnicheskiy Nauchno-issledovatel'skiy Institut, 2020:28—32. (in Russian).
7. Tarshkhoeva Zh.T. Zhiznennyy Tsikl Razrabotki Programmnogo Obespecheniya. Modeli Zhiznennogo Tsikla Razrabotki Programmnogo Obespecheniya. Molodoy Uchenyy. 2021;5(347):16—18. (in Russian).
8. Vinogradova M.V., Belousova V.I. Unifitsirovannyy Protsess Razrabotki Programmnogo Obespecheniya. M.: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2015. (in Russian)
---
