Аналіз та розроблення концептуальної моделі управління життєвим циклом спеціалізованого програмного забезпечення безпеко-орієнтованого спрямування

Abstract

Наведено детальний огляд розроблення спеціалізованого програмного забезпечення безпеко-орієнтованого спрямування. Виявлено невідповідність відомих сьогодні методів розроблення до умов, в яких відбувається створення інноваційних програмних систем безпекового спрямування. Саме тому мета роботи – дослідження наявних моделей управління життєвим циклом спеціалізованого програмного забезпечення та розроблення концептуальної моделі процесу управління життєвим циклом програмних систем безпеко-орієнтованого спрямування, адаптованої під специфіку роботи Державної служби України із надзвичайних ситуацій та корелює із принципами гнучкої методології. Досліджено відомі на сьогодні гнучкі методи та підходи до розроблення критично важливих сервісів, зокрема у військовій, залізничній, аерокосмічній, медичній та інших сферах діяльності. Обґрунтовано, як гнучкість може допомогти в інноваціях спеціалізованого безпеко-орієнтованого програмного забезпечення, об’єднано основні концепції методів гнучкої методології управління життєвим циклом програмних систем, зважаючи на специфіку розроблення для служби порятунку; розширено емпіричні дані про можливість та переваги використання гнучких методів у безпековій галузі. Удосконалено гнучкий метод Scrum, зокрема запропоновано використовувати математичний апарат теорії графів (мережеве планування) для автоматизації етапу планування та визначення критично важливих функцій для розроблення мінімально життєздатного продукту безпеко-орієнтованої системи. Розроблено концептуальну модель процесу управління життєвим циклом безпеко-орієнтованих сервісів, яка ґрунтується на гнучкому підході до розроблення програмного забезпечення, що своєю чергою дасть змогу автоматизувати роботу проєктних команд та удосконалити розроблення спеціалізованого програмного забезпечення. Згодом на її основі запропоновано розробити інформаційну систему підтримки прийняття рішень щодо управління життєвим циклом розроблення програмних систем безпеко-орієнтованого спрямування, актуальну для Державної служби України з надзвичайних ситуацій.

A comprehensive examination of the process of developing specialized safety-oriented software is conducted. The incongruity of the presently known development methodologies with the circumstances in which innovative safetyoriented software systems are created is unveiled. For this reason, the purpose of this article is to investigate the existing methods and formulate novel approaches to managing the life cycle of specialized software (safety-oriented services), which are relevant to the specific requirements of the State Emergency Service of Ukraine and align with the principles of a flexible software life cycle management methodology. A thorough exploration is conducted on the current agile methods and approaches employed in the development of critical services, specifically in sectors such as military, railway, aerospace, medical, and other domains of operation. The aim is to establish the merits of flexibility in fostering innovation within specialized safety-oriented software. The fundamental concepts of agile methods for software system life cycle management are synergistically integrated, taking into consideration the unique requirements of rescue service development. Furthermore, the existing empirical data on the feasibility and advantages of implementing agile methods in the security industry are expanded upon. Especially, the agile Scrum method is enhanced through the proposal of employing the mathematical framework of graph theory (network planning method) to automate the planning stage and identify critical functions, including the critical path, the early execution time of events, the late execution times of events, and reserved time for tasks. This method aids in developing a minimum viable product for a safety-oriented system. A conceptual model of the life cycle management process for safety-oriented services has been meticulously developed. This model is predicated on a flexible approach to software development, which aims to automate the tasks performed by project teams and enhance the overall efficacy of specialized software development. On its basis, it is proposed to develop a decision support system for managing the life cycle of safety-oriented software systems development, which is relevant for the State Emergency Service of Ukraine.