A novel method for automatic compliance verification of a system developed with model-based approach

Safety represents one of the most important aspects while designing new airborne vehicles and systems; it is taken into account at each stage of their life cycle. Every newly designed aircraft must go through several processes to be certified as airworthy, including a rigorous safety assessment process. Then, the initial airworthiness is achieved. After the aircraft is delivered, the continuous airworthiness must be also maintained through regular checks on systems, equipment, and procedures. The innovation brought by information technology has positively impacted the aviation industry and contributed to its growth. The introduction of software to control the aircraft and its increasing role during critical missions is requiring upgraded means of compliance, adherent to the correspondent regulations. These standards are used as a reference by authorities to certify new designs. In the following document, it is presented the guideline that backs up the development of aerospace software installed on real-time safety-critical systems. Then, it is presented the work within a verification team that leads to the certification of the flight control system for a newly designed fixed-wing drone. The work consisted of an improvement of a methodology and its implementation into a framework whose purpose consists into analyzing and automatically verifying the FCS of the drone. Multiple simulations with different scenarios have been generated and consequently, the correct implementation of the system requirements has been analyzed. The development of the FCS of the drone is done according to the international guideline RTCA DO-178C while the development of the framework has been carried out according to the RTCA DO-330 guideline.

La sicurezza rappresenta uno degli aspetti più importanti durante la progettazione di nuovi veicoli aerei e sistemi di bordo; è un aspetto tenuto in considerazione in ogni fase del loro ciclo di vita. Ogni nuovo aeromobile deve passare attraverso diversi processi per essere certificato come idoneo al volo, tra cui un rigoroso processo di valutazione della sicurezza. Al termine di tale percorso, l'aeronavigabilità iniziale è ottenuta. Dopo la consegna dell'aeromobile, deve essere mantenuta anche la navigabilità continua mediante controlli regolari su sistemi, apparecchiature e procedure. L'innovazione portata dalla tecnologia dell'informazione ha avuto un impatto positivo sull'industria aeronautica e ha contribuito alla sua crescita. L'introduzione del software per il controllo del velivolo e il suo crescente ruolo durante le missioni critiche richiede adeguati mezzi di ottemperanza, aderenti alle normative aeronautiche. Questi standard sono utilizzati come riferimento dalle autorità per la certificazione di nuovi progetti. In questo documento viene presentata la linea guida che sta alla base dello sviluppo di software aerospaziale installato su sistemi critici per la sicurezza. Inoltre, viene presentato il lavoro eseguito all'interno del team di verifica che porterà alla certificazione del sistema di controllo di un drone ad ala fissa di nuova concezione. L'obbiettivo di questa tesi è stato il miglioramento di una metodologia e la sua implementazione software il cui scopo consiste nell'analizzare e verificare automaticamente i componenti del sistema di controllo del drone. Sono state generate molteplici simulazioni con diversi scenari. Successivamente è stata analizzata la corretta attuazione dei requisiti di sistema. Lo sviluppo del sistema di controllo di volo del drone è fatto secondo la linea guida internazionale RTCA DO-178C, mentre lo sviluppo del framework è stato effettuato secondo la linea guida DO-330.