We introduce a framework for Foundational Analysis of Safety Engineering Requirements (SAFER), a model-driven methodology supported by Generative AI to improve the generation and analysis of safety requirements for complex safety-critical systems. Safety requirements are often specified by multiple stakeholders with uncoordinated objectives, leading to gaps, duplications, and contradictions that jeopardize system safety and compliance. Existing approaches are largely informal and insufficient for addressing these challenges. SAFER enhances Model-Based Systems Engineering (MBSE) by consuming requirement specification models and generating the following results: (1) mapping requirements to system functions, (2) identifying functions with insufficient requirement specifications, (3) detecting duplicate requirements, and (4) identifying contradictions within requirement sets. SAFER provides structured analysis, reporting, and decision support for safety engineers. We demonstrate SAFER on an autonomous drone system, significantly improving the detection of requirement inconsistencies, enhancing both efficiency and reliability of the safety engineering process. We show that Generative AI must be augmented by formal models and queried systematically, to provide meaningful early-stage safety requirement specifications and robust safety architectures.


翻译:本文提出了一种安全工程需求基础分析框架,该框架采用模型驱动方法并依托生成式人工智能技术,旨在提升复杂安全关键系统的安全需求生成与分析能力。安全需求通常由多个目标不一致的利益相关方分别制定,容易导致需求缺口、重复和矛盾,从而危及系统安全性与合规性。现有方法大多属于非形式化方法,难以有效应对这些挑战。SAFER框架通过引入需求规约模型,对基于模型的系统工程方法进行增强,可生成以下分析结果:(1) 建立需求与系统功能的映射关系;(2) 识别需求规约不完整的功能模块;(3) 检测重复需求;(4) 发现需求集合中的矛盾项。该框架为安全工程师提供结构化分析、报告生成和决策支持功能。我们在自主无人机系统上验证了SAFER框架,结果表明其能显著提升需求不一致性检测能力,有效提高安全工程流程的效率和可靠性。研究证实:生成式人工智能必须结合形式化模型并通过系统化查询,才能为早期安全需求规约和鲁棒性安全架构提供实质性支持。

0
下载
关闭预览

相关内容

一种Agent自主性风险评估框架 | 最新文献
专知会员服务
16+阅读 · 2025年10月24日
大模型技术发展及治理实践报告
专知会员服务
61+阅读 · 2024年12月27日
《JADC2中实现分布式执行: 单元级情报案例研究》中文版
专知会员服务
128+阅读 · 2023年8月22日
FPGA加速系统开发工具设计:综述与实践
专知会员服务
69+阅读 · 2020年6月24日
初学者系列:Deep FM详解
专知
109+阅读 · 2019年8月26日
论文笔记之Feature Selective Networks for Object Detection
统计学习与视觉计算组
21+阅读 · 2018年7月26日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
一种Agent自主性风险评估框架 | 最新文献
专知会员服务
16+阅读 · 2025年10月24日
大模型技术发展及治理实践报告
专知会员服务
61+阅读 · 2024年12月27日
《JADC2中实现分布式执行: 单元级情报案例研究》中文版
专知会员服务
128+阅读 · 2023年8月22日
FPGA加速系统开发工具设计:综述与实践
专知会员服务
69+阅读 · 2020年6月24日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员