מעבדת המחקר של יבמ בחיפה תוביל מחקר אירופי לפיתוח כלים לשידרוג בטוח של מערכות תוכנה

כאחד השותפים, התעשייה האווירית תשתמש בכלים לשידרוג תוכנה במזל”טים

מעבדת המחקר של יבמ בחיפה תוביל מיזם תלת-שנתי חדש במסגרת הקהילה האירופית, המשלב גופי תעשייה ומוסדות אקדמיים, במגמה לקדם טכנולוגיות חדשות לשידרוג מערכות תוכנה, שיאפשרו זיהוי ומניעת שגיאות בתהליכי העדכון – עוד לפני שהשגיאות גורמות לכשל או לסיבוכים.

קונסורציום מחקר ופיתוח שהוקם לצורך כך , צופה כי אפשר יהיה להבטיח קיצוץ של 70% מכמות כשלי התפקוד הנובעים משגיאות תכנות בתוכנות תשתית, בצד קיצור דראסטי בזמן הנדרש לאימות ואישור התאימות של שינוי בודד או שידרוג בודד.

התעשייה האווירית של ישראל, השותפה למיזם, תשתמש בתוצאות הפיתוח על מנת להבטיח את אמינות תהליכי העדכון של התוכנה במערכות משובצות מחשב ובמיוחד במצלמות האלקטרו-אופטיות המותקנות במטוסים ללא טייס מתוצרתה, הפועלים בגרסאות רבות בעולם. המערכות יכולות לשמש למשימות רבות כמו למשל, גילוי שריפות יער, חיזוי מזג אויר במסלולי המראה, איתור נעדרים וכו’.

ד”ר מיכאל וינוקור, ראש מינהל הנדסה ופיתוח במטה התעשייה אווירית אמר כי “הטכנולוגיה החדשה תאפשר לקצר תהליכים והודות לכך הפעילות שנמשכת עתה מספר ימים תוכל להתבצע ביעילות ובאמינות מירבית בתוך שעות”.

כמו מחשבים אישיים, גם מערכות מחשוב מורכבות המנהלות רשתות חשמל, תחנות כוח גרעיניות, מערכות תחבורה או צנרת מים ארצית ועירונית, דורשות מפעם לפעם עדכוני תוכנה. אולם שלא כמו במחשבים אישיים המשרתים משתמש בודד, התוצאות של שיבוש במהלך העדכון הזה עלולות להיות בעלות השפעה נרחבת – ומחיר גבוה מאד.

המיזם החדש זכה לשם “פינצטה” (Pincette) – בזכות היכולת אותה הוא צפוי לקדם, לאיתור ולחיסול מראש של הבאגים הקטנים ביותר ברשתות גדולות במיוחד. זאת, באמצעות אוטומטיזציה מלאה של משימות מורכבות בתחום הניתוח והבדיקות של מערכות תוכנה.
על פי האומדנים המקובלים, עומדות העלויות הכוללות של אימות ובדיקת תוכנה חדשה על 40-70% מעלות המערכת לכל אורך מחזור חייה.

קונסורציום המחקר והפיתוח אותו תוביל מעבדת המחקר של יבמ בחיפה כולל את התעשייה האווירית של ישראל, אוניברסיטת אוקספורד, אוניברסיטת USI משווייץ, אוניברסיטת UniMiB מאיטליה, המכון הטכנולוגי VTT מפינלנד המפתח תוכנה עבור תחנות כוח עתידיות שיהיו מבוססות על ניצול אנרגית ההיתוך הגרעיני ושלוחות שווייץ וגרמניה של חברת ABB, המפתחת תוכנה לניהול רשתות החשמל בחלקים גדולים של אירופה.

ד”ר חנה צוקלר, חוקרת במעבדת המחקר של יבמ בחיפה ומתאמת פרוייקט פינצטה, ציינה כי “אנחנו יודעים כי שידרוג מערכת הפעלה – בין אם לצורך תחזוקה, שידרוגי תוכנה או עמידה בדרישות חקיקה חדשות – עשוי להימשך ימים ארוכים, לפני שכל היישומים חוזרים לעבודה מלאה. המחקר המשותף יבשר עידן חדש שבו מתכנני מערכות, מפתחים ומשתמשים יוכלו למנוע כשלים פוטנציאליים עוד לפני שהם מתרחשים בפועל”.

פרוייקט פינצטה יציג יכולות חדשות בתחום ההנדסה וניהול המערכות לעולם המערכות המרושתות, הדורשות רמות אמינות גבוהות במיוחד. הפרוייקט יפתח את הטכנולוגיה המאפשרת שידרוגי תשתיתיות במתכונת בטוחה, באמצעות הבטחת תפקוד נכון של מכלול הרכיבים והמערכות. כתוצאה, ניתן יהיה לבצע עדכונים במתכונת בטוחה יותר, על בסיס אישורים שיוצאו לכל מערכת או יישום העומדים בתקנים הנדרשים – תוך קיצור תהליכי הפיתוח וההצגה לשוק של שידרוגי תוכנה.

פינצטה יאפשר למפתחים ולבודקי תוכנה לבצע שינויים ביישומים ולבדוק אותם בקלות, לאבחן טעויות ולטפל בהן בשניה בה הן מתרחשות, תוך שימוש בטכנולוגיות הנדסיות חדשות המשלבות אנליזה סטאטית ודינאמית. הפרוייקט צפוי להוביל לחידושים תיאורטיים ולהוליד כלים יישומיים שיאפשרו לחזות את ההשפעול של שינויים ועדכונים על מערכות מרושתות. דגש מיוחד יינתן להבטחת התאימות של גרסאות שונות של אותה תוכנה הפועלות ברשת, כיוון שתהליכי שידרוג מבוצעים בדרך כלל בשלבים – ולפיכך צמתי עיבוד ומערכות שונות חייבים להמשיך ולפעול גם לאחר שידרוג חלק מהמערכות הקשורות.

למרות קיומן של טכנולוגיות אימות תכנון ותכנות, המבטיחות כי תוכנה חדשה תפעל כמתוכנן, אין כיום טכנולוגיה המותאמת לטיפול בשידרוג מערכות. פתרון אימות לשידרוג מערכות נדרש במיוחד ככל שמחזור חיי המוצרים מתקצר, ומורכבותם גוברת. ההתקדמות העיקרית אליה חותר פרוייקט פינצטה תתבסס על השילוב בין טכנולוגיות בדיקות, טכנולוגיות הדמיה (סימולציה), ושיטות אימות פורמאלי המגיעות מעולם המתמטיקה: הוכחת מתמטית כי המערכת אכן תתנהג על פי המתוכנן, גם במסגרת מגוון רחב – ואולי אינסופי – של תנאי פעולה.