Search-based Automated Program Repair of CPS Controllers Modeled in Simulink-Stateflow

Stateflow模型广泛应用于工业界，用于在Simulink（事实上的CPS模拟器）中建模物理系统的高级控制逻辑。有许多方法用于测试Simulink模型，但一旦检测到故障，修复过程仍然是手动的。这种手动过程增加了软件开发成本，因此开发新技术以减少这种成本至关重要。自动程序修复（APR）技术可以通过自动生成补丁来显着减少修复错误的时间。然而，目前的方法在CPS上应用时面临可扩展性问题。为了解决这个问题，我们提出了一种名为FlowRepair的自动化基于搜索的方法，专门设计用于修复Stateflow模型。FlowRepair的新颖之处包括：（1）一种新算法，结合全局和局部搜索进行补丁生成；（2）定义了针对CPS修复而特别设计的新修复目标（例如故障保持活动的时间）；（3）一组变异操作，用于自动修复Stateflow模型。我们使用三个不同的案例研究系统和共九个有故障的Stateflow模型对FlowRepair进行了评估。我们的实验表明，FlowRepair可以修复Stateflow模型中的错误，包括多个故障的模型；FlowRepair超过或表现类似于受著名CPS程序修复方法启发的基准APR技术。此外，我们提供了复制包和实时存储库，为在Simulink中建模的CPS的APR铺平了道路。

论文旨在解决Simulink中Stateflow模型的自动修复问题，以降低软件开发成本。

FlowRepair是一种基于搜索的自动程序修复（APR）技术，专门设计用于修复Stateflow模型。它结合了全局和局部搜索算法，定义了新的修复目标，并提供了一组变异操作来自动修复Stateflow模型。

FlowRepair通过三个不同的案例研究系统和九个有缺陷的Stateflow模型进行了评估。实验结果表明，FlowRepair可以修复Stateflow模型中的错误，包括具有多个故障的模型。FlowRepair优于或与灵感来自知名CPS程序修复方法的基线APR技术表现相似。论文提供了可复制的包和实时存储库，为在Simulink中建模的CPS的APR铺平了道路。

最近的相关研究包括：1. Automated Program Repair for Simulink Models via Simulink Design Verifier；2. Towards Automated Repair of Stateflow Models；3. Automated Repair of Simulink Models for Cyber-Physical Systems: A Survey。