Fugu-MT 論文翻訳(概要): Search-based Automated Program Repair of CPS Controllers Modeled in Simulink-Stateflow

論文の概要: Search-based Automated Program Repair of CPS Controllers Modeled in Simulink-Stateflow

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.04688v1
Date: Sat, 6 Apr 2024 17:31:13 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2024-04-09 20:00:13.103634
Title: Search-based Automated Program Repair of CPS Controllers Modeled in Simulink-Stateflow
Title（参考訳）: Simulink-Stateflow モデルによるCPSコントローラの自動プログラム修復
Authors: Aitor Arrieta, Pablo Valle, Shaukat Ali,
Abstract要約: ステートフローモデルは、SimulinkのCyber-Physical Systems(CPS)の高レベル制御ロジックをモデル化するために広く使われている。 Simulinkモデルをテストするための多くのアプローチがあるが、障害が検出されると、それを修復するプロセスは手作業のままである。我々は、ステートフローモデルを修正するために明示的に設計されたFlowRepairを提案する。
参考スコア（独自算出の注目度）: 8.759583928626702
License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: Stateflow models are widely used in the industry to model the high-level control logic of Cyber-Physical Systems (CPSs) in Simulink--the defacto CPS simulator. Many approaches exist to test Simulink models, but once a fault is detected, the process to repair it remains manual. Such a manual process increases the software development cost, making it paramount to develop novel techniques that reduce this cost. Automated Program Repair (APR) techniques can significantly reduce the time for fixing bugs by automatically generating patches. However, current approaches face scalability issues to be applicable in the CPS context. To deal with this problem, we propose an automated search-based approach called FlowRepair, explicitly designed to repair Stateflow models. The novelty of FlowRepair includes, (1) a new algorithm that combines global and local search for patch generation; (2) a definition of novel repair objectives (e.g., the time a fault remained active) specifically designed for repairing CPSs; and (3) a set of mutation operators to repair Stateflow models automatically. We evaluated FlowRepair with three different case study systems and a total of nine faulty stateflow models. Our experiments suggest that (1) Flo wRepaircan fix bugs in stateflow models, including models with multiple faults; (2) FlowRepair surpasses or performs similarly to a baseline APR technique inspired by a well-known CPS program repair approach. Besides, we provide both a replication package and a live repository, paving the way towards the APR of CPSs modeled in Simulink.
Abstract（参考訳）: ステートフローモデルは、シミュリンクのCPS(Cyber-Physical Systems)の高レベル制御ロジックをモデル化するために広く使われている。 Simulinkモデルをテストするための多くのアプローチがあるが、障害が検出されると、それを修復するプロセスは手作業のままである。このような手動のプロセスはソフトウェア開発のコストを増大させ、このコストを削減する新しい技術を開発する上で最重要となる。自動プログラム修正(APR)技術は、パッチを自動生成することでバグを修正する時間を著しく短縮することができる。しかし、現在のアプローチでは、CPSコンテキストに適用可能なスケーラビリティの問題に直面しています。この問題に対処するため,我々は,ステートフローモデルを修正するために明確に設計されたFlowRepairという,自動検索ベースのアプローチを提案する。 FlowRepairの新規性は、(1)パッチ生成のグローバル検索とローカル検索を組み合わせた新しいアルゴリズム、(2)CPSの修復用に特別に設計された新しい修復目標(例えば、障害がアクティブな時間)の定義、(3)Stateflowモデルの自動修復のための突然変異演算子セットを含む。本研究では,FlowRepairを3種類のケーススタディシステムと合計9つの障害状態流モデルを用いて評価した。本研究では,(1)Flo wRepaircanが複数の障害のあるモデルを含む状態フローモデルのバグを修正すること,(2)FlowRepairはよく知られたCPSプログラム修復アプローチにインスパイアされたベースラインAPR手法に類似して機能することを提案する。さらに、レプリケーションパッケージとライブレポジトリの両方を提供し、Simulinkでモデル化されたCPSのAPRに向かっている。

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