Agile production in software projects for mission critical systems : wizard based product line lifecycle management carried out at National Center for Oncological Hadrontherapy

Hadrontherapy is the treatment of cancer with charged carbon ion and protons beams. Currently, the Italian National Center for Oncology Hadrontherapy (CNAO) aims to modernize one of the software environments of its control system: as the charged ion beams used in Hadrontherapy must be accelerated to large energies, the particle accelerators used in this treatment are complex and composed of different subsystems. Consequently, control systems are employed to supervise and control the accelerators. A similar design would allow the integration of new types of devices into the control system as well as the introduction of new technologies into the environment. Moreover, the additive development of numerous libraries and tools may support the development of future control system applications. The design and development of numerous software services, aimed at allowing the communication of the applications of the environment and other components of the control system, are obviously also useful in evaluating the use of the instrument in other sectors, even heterogeneous, such as aerospace. The thesis treats the certification of medical devices. In particular, the author of the thesis carries out a critical analysis of the Agile development methods of software in Mission Critical environments, identifying the toolkit under development and describing the shorthand specification file for producing a technical file for the software. Moreover, the author creates new applications, by using a State Machine wizard, in order to simplify the steps for creating the validation documentation of a software in the CNAO Center.

L’adroterapia è il trattamento del cancro con fasci di ioni di carbonio e protoni carichi. Attualmente, il Centro Nazionale Italiano per l’Adroterapia Oncologica (CNAO) ha l’obiettivo di modernizzare uno degli ambienti software del proprio sistema di controllo: poiché i fasci di ioni carichi utilizzati nell’Adroterapia devono essere accelerati a energie molto grandi, gli acceleratori di particelle utilizzati in questo trattamento sono complessi e composti da diversi sottosistemi. Di conseguenza, vengono impiegati sistemi di controllo per la supervisione e il controllo di questi acceleratori. Un tale progetto consentirebbe l’integrazione di nuovi tipi di dispositivi nel sistema di controllo nonché l’introduzione di nuove tecnologie nell’ambiente. Inoltre, lo sviluppo additivo di numerose librerie e strumenti potrebbe supportare lo sviluppo di future applicazioni del sistema di controllo. La progettazione e lo sviluppo di numerosi servizi software, volti a consentire la comunicazione delle applicazioni dell’ambiente e di altri componenti del sistema di controllo, sono ovviamente utili anche nella valutazione dell’utilizzo dello strumento in altri settori, anche eterogenei tra di loro, come quello aerospaziale. L’attività di tesi si colloca nell’ambito della certificazione dei dispositivi medici. In particolare, l’autore della tesi effettua un’analisi critica delle modalità di sviluppo Agile di software in ambienti Mission Critical, identificando il toolkit in fase di svilluppo e descrivendo il file di specifiche stenografato per la produzione di un fascicolo tecnico per il software. Inoltre, l’autore della tesi ha creato nuove applicazioni, utilizzando una State Machine wizard, al fine di semplificare i passaggi per la creazione della documentazione di validazione di un software nel Centro CNAO.