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RAS[VisualPro Tech Insight] 当AI遇上FTA:以PSC方法突破功能安全分析的极限

作为功能安全(Functional Safety)系统开发核心的FTA(故障树分析,Fault Tree Analysis)。然而,查明并链接数千个故障原因的过程,是一项需要工程师投入巨大时间和精力的艰巨任务。

今天,我们将介绍如何利用VWAY的安全分析平台VisualPro,将AI技术与FTA执行方法之一的PSC(Primary, Secondary, Command)方法相结合,从而为执行FTA提供支持的方案之一。

1. FTA的难题:与复杂性的抗争 逻辑性地查明系统故障原因的FTA,数十年来一直作为证明安全性的标准。但是,随着系统的高级化,需要链接数千甚至数万个逻辑门(Gate),在此过程中会产生人为错误(Human Error),或者导致分析时间呈指数级增加的问题。

以往的VisualPro通过直观的UI,提供了编辑逻辑门和绘制逻辑树的便利性。现在,我们在此基础上更进一步,提出将生成式AI(Generative AI)作为分析的“Assistant(助手)”加以利用的方法。

2. 核心解决方案:利用AI进行基于PSC的原因推断 在展开FTA时,为了防止逻辑遗漏而被广泛使用的方法论正是PSC方法。我们并非简单地向AI模型下达“请找出下一个逻辑门”的指令,而是通过结构化的PSC框架进行提问。以下是基于AI生成的PSC找出的示例:

  • Primary(主故障): 因零部件本身的耐久性极限或缺陷导致的故障

  • Secondary(二次故障): 因过度的环境应力(热、振动等)导致的故障

  • Command(命令/信号故障): 未在预期时间点运行或引发误操作的信号错误

FTA 局部树。顶事件「电力电子缺陷」下接或门 GT29,分出电容老化导致绝缘击穿、过热引起功率器件热失控、ECU 发出错误扭矩指令三个基本事件(EVT52~54)

3. 防止幻觉(Hallucination)的“Cut Set”应用技术 将AI应用于工程领域时,最令人担忧的就是“幻觉现象(Hallucination)”。为了解决将不相干的数据当作事实输出的问题,我们利用了VisualPro的Cut Set(割集)数据。

这不仅是简单地推荐下级逻辑门,而是将上级逻辑门的上下文(Context)与目前已链接的最小割集(Minimal Cut Sets)信息一并提供给AI。借此,AI能够理解整个系统的逻辑流程,仅筛选出符合语境的精确故障原因并呈现给工程师。

以 Steering Actuator 故障为顶事件的 FTA 全图,分为执行器内部缺陷与外部条件导致的控制力传递失败,其中经电力电子缺陷通往 EVT52 的路径以红色高亮

4. 构建无安全顾虑的AI环境:On-Premise & Frontier Models VWAY根据客户的数据安全政策和需求,支持两种AI对接方式。

  • Frontier Model对接: 通过API与最新高性能AI模型(GPT-4o、Claude等)对接,提供卓越性能。

  • 内部封闭网(On-Premise)建设: 针对对数据泄露敏感的国防、汽车、航空领域客户,在客户内部服务器上部署强化安全的sLLM(小型语言模型),在无外部通信的情况下安全支持AI功能。

5. 结论:安全分析的未来,与VisualPro同行 支持FTA、FMEA、STPA、TARA等多种安全分析方法的VisualPro,如今已超越单纯的“工具”,正在进化为工程师的“智能合作伙伴”。

将重复性工作交给AI,让工程师专注于更重要的安全设计与验证。VWAY将为您构建最适合您数据环境、最便捷且安全的AI分析环境。