論文の概要: An Analysis of Early-Stage Functional Safety Analysis Methods and Their Integration into Model-Based Systems Engineering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.02874v1
• Date: Tue, 04 Nov 2025 05:38:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-06 18:19:32.184846
• Title: An Analysis of Early-Stage Functional Safety Analysis Methods and Their Integration into Model-Based Systems Engineering
• Title（参考訳）: 早期機能安全解析手法の解析とモデルベースシステム工学への統合
• Authors: Jannatul Shefa, Taylan G. Topcu,
• Abstract要約: 本稿では, モデルベースシステム工学(MBSE)への統合の観点から, キーセーフティ解析技術の能力について検討する。 MBSE統合の取り組みは主にフェールモードとエフェクト分析(FMEA)に焦点を当てており、FHAとFFIPの統合は生まれたばかりです。 MBSE統合のアプローチは多岐にわたるが,広く確立されたフレームワークや標準は存在しない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: As systems become increasingly complex, conducting effective safety analysis in the earlier phases of a system's lifecycle is essential to identify and mitigate risks before they escalate. To that end, this paper investigates the capabilities of key safety analysis techniques, namely: Failure Mode and Effects Analysis (FMEA), Functional Hazard Analysis (FHA), and Functional Failure Identification and Propagation (FFIP), along with the current state of the literature in terms of their integration into Model-Based Systems Engineering (MBSE). A two-phase approach is adopted. The first phase is focused on contrasting FMEA, FHA, and FFIP techniques, examining their procedures, along with a documentation of their relative strengths and limitations. Our analysis highlights FFIP's capability in identifying emergent system behaviors, second-order effects, and fault propagation; thus, suggesting it is better suited for the safety needs of modern interconnected systems. Second, we review the existing research on the efforts to integrate each of these methods into MBSE. We find that MBSE integration efforts primarily focus on FMEA, and integration of FHA and FFIP is nascent. Additionally, FMEA-MBSE integration efforts could be organized into four categories: model-to-model transformation, use of external customized algorithms, built-in MBSE packages, and manual use of standard MBSE diagrams. While our findings indicate a variety of MBSE integration approaches, there is no universally established framework or standard. This leaves room for an integration approach that could support the ongoing Digital Engineering transformation efforts by enabling a more synergistic lifecycle safety management methods and tools.
• Abstract（参考訳）: システムが複雑化するにつれて、システムのライフサイクルの初期段階で効果的な安全分析を行うことは、エスカレートする前にリスクを特定し緩和するために不可欠である。 そこで本研究では,FHA(Functional Hazard Analysis, FHA)とFFIP(Functional Failure Identification and Propagation, FFIP)を,モデルベースシステム工学(MBSE)への統合の観点から検討する。 2段階のアプローチが採用されている。 第1フェーズでは、FMEA、FHA、FFIPの技術を対比し、それらの手順を調べ、相対的な強度と限界の文書化に重点を置いている。 本分析では, 創発的システム挙動, 2次効果, 障害伝播を識別するFFIPの機能を強調し, 現代の相互接続システムの安全性に適していることを示す。 第2に、これらの手法をMBSEに統合する取り組みについて、既存の研究について概観する。 MBSE統合の取り組みは主にFMEAに焦点を当てており、FHAとFFIPの統合は生まれたばかりである。 さらに、FMEA-MBSE統合の取り組みは、モデルからモデルへの変換、外部カスタマイズアルゴリズムの使用、組み込みMBSEパッケージ、標準MBSEダイアグラムのマニュアル使用の4つのカテゴリに分けられる。 MBSE統合のアプローチは多岐にわたるが,広く確立されたフレームワークや標準は存在しない。 これにより、よりシナジスティックなライフサイクルの安全管理方法とツールを可能にすることによって、進行中のDigital Engineering変換を支援する統合アプローチの余地が残される。

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