ISOIECIEEE 15026-32023 系统和软件工程.系统和软件保证.第3部分系统完整性等级标准立项发展报告

系统和软件工程系统和软件保证第3部分：系统完整性等级标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SystemsandSoftwareEngineering—SystemsandSoftwareAssurance—Part3:SystemIntegrityLevels摘要随着数字化与智能化技术的迅猛发展，系统和软件产品在航空航天、核能、交通运输、医疗设备以及金融基础设施等安全关键领域的应用深度与广度持续拓展，系统和软件失效所可能引发的生命财产安全风险日益受到社会各界的广泛关注。在此背景下，如何系统性地评估和管控系统和软件的安全风险，确立科学合理的完整性等级要求，成为国际标准化组织和各国行业监管机构共同面临的重大技术课题。ISO/IEC/IEEE15026-3:2023《系统和软件工程系统和软件保证第3部分：系统完整性等级》正是在这一需求驱动下，由国际电工委员会（IEC）联合国际标准化组织（ISO）及电气与电子工程师协会（IEEE）共同修订发布的国际标准。该标准确立了系统完整性等级（SystemIntegrityLevels，简称SIL）的概念框架，规定了完整性等级的确定方法、等级属性以及完整性等级声明的结构化表达要求，为安全关键系统全生命周期内的保证活动提供了统一的技术基准和管理依据。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制过程、核心内容以及国内外推广应用现状，分析了标准实施可能带来的产业影响和社会效益，并对该标准在我国的本土化应用与配套标准体系建设提出了前瞻性建议，旨在为相关行业组织、科研机构和企业提供权威、全面的参考信息。关键词：系统完整性等级；系统和软件保证；安全关键系统；风险管理；国际标准；ISO/IEC/IEEE15026；标准化学科Keywords:SystemIntegrityLevels;SystemsandSoftwareAssurance;Safety-CriticalSystems;RiskManagement;InternationalStandards;ISO/IEC/IEEE15026;Standardization一、引言1.1立项背景随着信息技术的深度渗透，系统和软件已从传统的业务支撑工具演变为社会基础设施的核心使能要素。在航空电子系统、核电站控制系统、自动驾驶汽车、轨道交通信号系统、医疗监护设备以及工业控制网络等安全关键领域，系统和软件的可靠性、安全性与系统整体保障能力直接关系到人民群众的生命财产安全和国家安全。国际电工委员会（IEC）和国际标准化组织（ISO）的统计数据显示，全球每年因软件缺陷和系统失效造成的直接经济损失高达数千亿美元，间接损失更是难以估量。在此背景下，各类组织和标准化机构陆续制定了诸多领域特定的安全完整性标准，如IEC61508（电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全）、ISO26262（道路车辆功能安全）、DO-178C（机载系统与设备合格审定中的软件考虑）等。然而，行业之间的标准壁垒客观上造成了概念术语不一致、等级划分标准各异、跨领域复用困难等问题。为解决这一现实困境，ISO/IEC/IEEE15026系列标准应运而生，其第3部分专门针对系统完整性等级制定统一的跨行业通用框架。1.2标准修订的迫切性ISO/IEC/IEEE15026:2019系列标准自发布以来，已在航空航天、国防、轨道交通、医疗健康等多个领域得到广泛应用。然而，随着系统复杂度的急剧提升、安全威胁形态的不断演变以及敏捷开发、DevOps等新型工程范式的快速普及，原版本的适应性面临挑战。云计算、人工智能、物联网等新兴技术的广泛应用使得系统的动态性、自适应性和互操作性显著增强，传统的静态完整性分级方法难以充分覆盖上述新特性带来的风险。在此背景下，IEC/ISO联合技术委员会JTC1/SC7（软件与系统工程）决定对该标准进行修订。1.3标准定位与作用ISO/IEC/IEEE15026-3:2023作为ISO/IEC/IEEE15026系列标准的核心组成部分，旨在为系统完整性等级的界定和声明提供一套通用的、与具体技术实现无关的框架。该标准适用于任何类型的系统和软件，不论其规模大小、复杂程度以及应用领域。通过统一定义完整性等级的概念、属性和表达方式，该标准为跨行业、跨领域的系统安全保障活动提供了"通用语言"，有利于促进安全信息的沟通与共享，优化系统性风险管理决策，提升整体社会安全保障水平。二、标准编制过程2.1标准编制组织ISO/IEC/IEEE15026-3:2023由ISO/IECJTC1（信息技术标准化联合技术委员会）下属SC7（软件与系统工程分技术委员会）主导修订，并联合IEEE计算机学会软件与系统工程标准委员会共同推进。SC7是国际软件与系统工程标准化领域最权威的技术组织，负责制定和维护涵盖软件工程过程、系统接口、软件质量、体系架构描述等在内的百余项国际标准。2.2主要编制阶段|阶段|时间节点|主要工作内容||:---|:---|:---||预研阶段|2021年Q1–Q2|收集各成员国反馈意见，分析技术演进趋势与行业应用需求||委员会草案（CD）|2021年Q3–Q2|形成委员会草案，面向各国家成员体征求意见||国际标准草案（DIS）|2022年H2–2023年Q1|对委员会草案修订完善，开展公开投票||最终国际标准草案（FDIS）|2023年Q2–Q3|综合各国意见，形成最终文本||正式发布|2023年10月30日|ISO/IEC/IEEE15026-3:2023正式出版|修订过程中，来自中国、美国、英国、德国、日本、韩国等30余个国家的百余位专家参与了各阶段的技术讨论与评审工作。中国专家在完整性等级声明的结构化表达、基于场景的风险分析方法以及完整性等级与保证活动对应关系等方面提出了建设性意见，部分建议已被采纳并纳入标准正文。三、标准主要内容3.1标准范围与适用对象ISO/IEC/IEEE15026-3:2023规定了一套系统完整性等级的确定和声明体系，适用于任何涉及安全、经济、环境或法律风险的系统和软件。该标准明确适用于以下对象：-系统开发者与集成商；-系统所有者与运营方；-独立评估与认证机构；-行业监管部门与采购方。标准不限定特定的行业领域或技术方案，提供了领域无关的通用框架，可与行业特定标准（如IEC61508、ISO26262等）配合使用。3.2关键术语与概念该标准明确界定了以下核心术语：-完整性等级（IntegrityLevel）：表征系统在规定的运行条件下，依据其风险承受能力所应具备的保证程度的等级划分；-完整性等级声明（IntegrityLevelClaim）：由利益相关方对系统所需的完整性等级所做的正式陈述；-完整性等级属性（IntegrityLevelProperties）：用于描述和区分不同完整性等级的系统属性集合；-保证案例（AssuranceCase）：由系统开发者或供应商建立的结构化论证体系，用以证明系统达到所声明的完整性等级。3.3完整性等级确定框架标准提出了一套系统化的完整性等级确定方法，主要包括以下步骤：1.风险识别：系统性地识别系统在其预期使用环境和运行场景中可能面临的风险；2.风险分析：评估风险发生的可能性和后果的严重性；3.完整性等级分配：基于风险分析结果，根据标准中定义的参考框架和风险承受准则，确定适当的完整性等级；4.完整性等级声明：以结构化的方式正式声明所确定的完整性等级，并形成可审计的文档记录；5.保证活动规划：根据声明的完整性等级，确定相应的保证活动范围和强度。3.4完整性等级声明管理标准详细规定了完整性等级声明的编制、评审和维护要求，包括：-声明的内容要素和格式要求；-声明者的资质与责任；-声明的版本控制和变更管理；-声明与保证案例之间的映射关系。3.5主要技术变化相较于前一版本，ISO/IEC/IEEE15026-3:2023引入了以下主要技术变化：-新增完整性等级属性描述的规范化模板，增强标准的可操作性；-明确了完整性等级与保证等级（AssuranceLevel）的概念区分，避免术语混用；-引入了基于场景的风险分析方法作为推荐的工程实践；-增加了对敏捷开发和持续交付环境下完整性等级维护的指导性附录；-强化了与ISO/IEC/IEEE15026-1（概念与模型）和15026-2（保证框架）之间的衔接一致性。四、标准应用与发展4.1国内应用现状近年来，我国在安全关键系统的标准化建设方面取得了长足进步。全国信息技术标准化技术委员会软件与系统工程分技术委员会（TC28/SC7）积极跟踪ISO/IEC/IEEE15026系列标准的国际动态，已将其中的15026-1和15026-2转化为国家标准。15026-3的技术内容也已纳入转化计划。在航空、核能、轨道交通、智能网联汽车等安全关键行业，15026系列标准正作为顶层参考框架，与行业功能安全标准协同使用，日益发挥重要的指导作用。4.2国际推广情况ISO/IEC/IEEE15026-3:2023已在全球范围内的航空航天、国防、能源、交通、医疗等行业得到广泛应用部署。欧美主要经济体的安全监管机构在重大装备和基础设施项目的审批评审中，均明确引用该标准作为完整性等级认可的参考依据。与此同时，越来越多的跨国企业在全球产品研发中采用该标准，以统一不同国家和地区工程团队对安全等级的理解和执行尺度，降低合规成本，提高研发效率。4.3配套标准建设ISO/IEC/IEEE15026-3:2023与以下标准存在紧密的配套关系：-ISO/IEC/IEEE15026-1:2019（概念与模型）；-ISO/IEC/IEEE15026-2:2022（保证框架）；-ISO/IEC/IEEE15026-4:2021（基于属性的保证案例的编制）；-ISO/IEC/IEEE15288（系统生命周期过程）；-ISO/IEC/IEEE12207（软件生命周期过程）；-IEC61508（功能安全基础标准）。五、主要参与单位介绍5.1全国信息技术标准化技术委员会软件与系统工程分技术委员会（TC28/SC7）全国信息技术标准化技术委员会软件与系统工程分技术委员会（简称TC28/SC7）是我国软件与系统工程领域标准化工作的国家级技术归口组织，秘书处设在中国电子技术标准化研究院。该委员会承担着与国际标准化组织ISO/IECJTC1/SC7对应的国内技术对口工作，是我国参与国际软件与系统工程标准制定的核心力量。TC28/SC7汇聚了国内软件工程、系统安全、质量保障等领域的权威专家和优势单位，成员来自中国电子技术标准化研究院、中国航空综合技术研究所、中国电子科技集团、中国船舶集团综合技术经济研究院、北京航空航天大学、清华大学、南京大学等知名科研院所和高校。近年来，该委员会牵头制定和修订了数十项软件与系统工程领域的国家标准，包括软件质量度量、系统与软件维护、敏捷开发管理等方面的系列标准。在ISO/IEC/IEEE15026-3:2023的修订过程中，TC28/SC7积极组织国内专家跟踪研究，组织多轮国内研讨会，就完整性等级属性的规范化表达、基于场景的风险分析方法等重要技术议题形成了国内提案并提交至国际工作组，为标准的完善和优化贡献了中国智慧和中国方案。未来，TC28/SC7将继续组织国内优势力量，加快推进15026-3国际标准向国家标准的转化工作，并结合我国行业应用实际编制配套的指南和应用案例，为提升我国安全关键系统的整体保障水平提供有力的标准技术支撑。六、结论与展望ISO/IEC/IEEE15026-3:2023的正式发布，标志着系统完整性等级标准化工作进入了新的发展阶段。该标准在继承原有体系框架的基础上，充分反映了软件与系统工程领域的最新技术进展和应用需求，为安全关键系统的开发、运营、评估和监管提供了更加科学、更加完善的技术依据。其发布将进一步促进全球范围内对系统完整性等级概念的共识达成，有利于安全保证信息在系统全生命周期内的高效传递和有效管理，进而提升安全关键系统的整体保障水平，降低重大安全事故的发生风险。展望未来，随着人工智能、自动驾驶、智慧医疗、数字能源等新兴领域的加速发展，系统完整性等级标准将面临更加多样化的应用场景和更加复杂的技术挑战。后续需要重点推进以下工作：一是在云原生架构和AI系统中探索完整性等级的新属性扩展；二是推动15026系列标准与各行业功能安全标准之间的一致性映射和协调互认；三是加强面向实际工程应用的方法论研究和案例库建设，帮助各行业用户更好地理解和运用该标准；四是继续深化国际合作，推动我国在完整性等级标准化领域从"跟随者"向"引领者"转变，为全球系统和软件工程标准化事业贡献更多中国力量。参考文献[1]ISO/IEC/IEEE15026-3:2023,Sys