SysML到FT模型转化：自动化方法提升SCS安全性分析

本文探讨了在模型驱动工程 (MDE) 的系统开发过程中，如何将安全关键系统 (SCS) 的安全性分析无缝融入其中。SCS，如航空航天、汽车、铁路运输和医疗保健领域的应用，对于运行规范外的操作具有潜在危害。为了提升效率和准确性，研究者们提出了一种创新方法，利用OMG (Object Management Group) 的标准系统建模语言——SysML进行建模。 SysML是为系统工程设计提供通用建模框架的语言，它支持复杂系统的设计、分析和验证。在本研究中，作者们利用这种语言构建SCS的模型，然后通过自动化模型转换技术，将SysML模型转化为故障树 (FT) 模型。故障树是一种图形化的工具，用于表示系统中可能发生的故障链路及其导致的后果，对于评估系统的安全性至关重要。 模型转换过程被划分为两个主要步骤：首先，通过组件级别的FT生成，这个阶段有助于分解复杂性并实现复用性，使得分析更为细致且可扩展。其次，通过组合各个组件及其对应的FT，构建出系统的全局故障树模型。这种方法不仅简化了分析过程，还提高了模型的准确性和一致性。 文章以实际的行业案例研究来验证这一方法的有效性，这些案例来自诸如航空航天等领域的简化场景。通过这种方法，研究人员可以利用现有的开源FT分析工具，如FTA软件，对转化后的模型进行深入的安全性评估，从而发现并预防潜在风险，确保系统在预定规格内安全运行。 这项研究为SCS的模型驱动开发提供了一个实用且标准化的框架，通过自动化工具链实现了从SysML到故障树的转换，显著提升了安全分析的效率和精确度，对于推进安全关键系统的设计与开发具有重要意义。有兴趣的读者可以在《Journal of Software Engineering and Applications》2018年第11期，卷204-222页找到更详细的信息，ISSN Online:1945-3124, ISSN Print:1945-3116。