可靠性設計理論與方法 MBSE

讓設計與可靠性分析同步演進

將可靠性需求、失效模式、故障傳播與驗證活動直接嵌入系統架構模型,從文件導向的事後分析,轉為基於模型的可靠性工程(MBRE)。

MBSE 可靠性設計理論與方法示意

WHY MODEL-BASED RELIABILITY

把可靠性從事後驗證前移到架構設計

傳統可靠性分析常分散在試算表、報告與獨立工具中,設計變更後難以及時同步。MBSE 以單一真實信源連結需求、架構、分析與測試,降低資訊孤島與重工。

單一模型信源

以 SysML 模型承載失效率、失效模式、影響與可靠性指標,讓設計與分析共享一致資料。

變更同步與追溯

介面或架構調整時,快速辨識受影響的 FMEA、FTA、RBD、需求與驗證項目。

早期缺陷攔截

在需求與架構階段模擬單點故障與可靠性風險,降低後期修改成本。

CORE METHODS

MBSE 可靠性設計的核心方法

以模型定義指標、分析故障行為,並將結果回饋到架構與驗證活動。

  1. 01需求與指標分配在需求圖定義失效率、MTBF 等可靠性指標,透過 satisfy/verify 關係配置至系統元素。
  2. 02模型驅動 FMEA/FTA從區塊、介面與行為模型推導故障傳播路徑,產生或輔助建立 FMEA、FTA 與可靠性區塊圖。
  3. 03動態可靠性模擬將正常、降級、失效與備援切換建模,評估自我修復與動態重構系統的生存機率。
  4. 04驗證與數位追溯連結需求、設計、失效模式、測試案例與結果,形成可供審查的完整追溯鏈。

MODELING STANDARDS & TOOLCHAIN

從 SysML 標準擴展到可靠性分析

可依產品與產業需求選擇適合的模型語言與分析工具,透過資料交換或專用插件保持模型一致。

SysML Profile 與 RAAML

以自訂 Profile 或 OMG RAAML 將失效模式、風險與安全分析定義為模型元素。

AADL/EMV2

適用航太與嵌入式系統,聯合描述架構、錯誤行為與失效狀態。

工具整合

Cameo Systems Modeler、MagicDraw、Rhapsody 或 Capella,可串接 Medini Analyze、FaultTree+ 等可靠性工具。

MBSE RELIABILITY DESIGN

讓設計即分析,可靠性可追溯

從系統需求到驗證測試,以共同模型支援早期風險識別、跨團隊協作與法規審查。

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