システムの安全性

システム安全の概念は、システムベースのアプローチを使用して、危険の特定、分析、および是正措置の適用に基づくリスク管理 戦略を求めています。 ^{[1]これは、}疫学的分析または個々の過去の事故の調査の結果に基づいて事故 の状況と原因を管理する従来の安全戦略とは異なります。 ^{[2]システム安全の概念は、確率的}リスク分析で困難に直面した場合に、技術の妥当性を実証するのに役立ちます。^[3]基本原則は相乗効果の 1 つです。つまり、全体は部分の総和以上です。安全に対するシステムベースのアプローチでは、システム、プログラム、プロジェクト、または活動または製品のライフサイクル全体にわたって、危険の特定、危険の分析、および危険の除去、制御、または管理に科学的、技術的、および管理的スキルを適用する必要があります。^[1] 「Hazop」は、危険の特定に使用できるいくつかの手法の 1 つです。

システムとは、共通の目的を達成するために、集合的な統一体または統一された全体を形成するように組織化され統合された、相互作用し、相互に関連し、または相互に依存する要素または部分のセットまたはグループとして定義されます。^{[4] [5]}この定義は、運用環境のコンテキストで特定のタスクまたは機能を実行するために、システムの部分と外部環境との間の相互作用に重点を置いています。相互作用に重点を置くのは、システムに課される予想されるまたは予期しない要求（入力）を検討し、要求を処理するために必要かつ十分なリソースが利用可能かどうかを確認するためです。これらはストレスの形をとる場合があります。これらのストレスは、通常の操作の一部として予想される場合もあれば、通常を超える（つまり異常な）ストレスを生み出す予期しない行為または状態の一部として予期しない場合もあります。したがって、このシステムの定義には、製品またはプロセスだけでなく、周囲の環境（人間の相互作用を含む）が製品またはプロセスの安全パフォーマンスに及ぼす影響も含まれます。逆に、システムの安全性は、システムが周囲の環境に与える影響も考慮に入れています。したがって、インターフェースの正しい定義と管理が非常に重要になります。^{[4] [5]} システムのより広い定義は、ハードウェア、ソフトウェア、人間システムの統合、手順、トレーニングです。したがって、システムエンジニアリングプロセスの一部としてのシステム安全性は、危険を防止、排除、制御するために、エンジニアリングと運用におけるこれらすべてのドメインと領域に体系的に協調して取り組む必要があります。

したがって、「システム」には、危険の特定、危険の分析、および制御の体系的なプロセスが適用される境界の明示的および暗黙的な定義があります。システムの複雑さは、有人宇宙船から自律型工作機械にまで及びます。システム安全コンセプトは、システム設計者が危険をモデル化、分析、認識、理解、排除し、許容できるレベルの安全性を達成するための制御を適用するのに役立ちます。安全問題における非効率的な意思決定は、事故原因の「スイスチーズ」モデルにおける危険なイベントの流れの最初のステップと見なされます。^[6] システムリスクに関するコミュニケーションは、情報モデルを作成、分析、理解して、危険なプロセスを作成および制御する要因を示すことにより、リスク認識を修正する上で重要な役割を果たします。^[3]ほぼすべてのシステム、製品、またはサービスにとって、製造物責任と事故リスクを制限する最も効果的な方法は、概念設計段階から始めて、開発、製造、テスト、生産、使用、および最終的な廃棄まで継続する、組織化されたシステム安全機能を実装することです。システム安全性コンセプトの目的は、システムと関連機能が安全に動作し、安全に操作できることを保証することです。この保証は必要です。過去の技術進歩は、良い影響と悪い影響の両方をもたらしました。^[1]

根本原因分析では、潜在的な事故を引き起こす可能性のある複数の原因を特定します。根本原因分析手法は他の分野から借用され、システム安全コンセプトのニーズに合わせて適応されてきました。最も有名なのは、もともと工学技術であったフォールトツリー分析のツリー構造です。^[7]根本原因分析手法は、a) ツリー手法と b) チェックリスト法の 2 つのグループに分類できます。根本原因分析手法には、管理監視およびリスクツリー (MORT) 分析など、いくつかあります。^{[2] [8] [9]}他には、イベントおよび原因要因分析 (ECFA)、多重線形イベントシーケンス、シーケンシャルタイムイベントプロット手順、サバンナリバープラント根本原因分析システムなどがあります。^[7]

安全工学は、原子力産業やその他の産業で使用されるいくつかの方法を説明します。従来の安全工学技術は、ヒューマンエラーの結果に焦点を当てており、ヒューマンエラーの発生原因や理由を調査しません。システム安全の概念をこの従来の分野に適用すると、システムの安全な運用のための一連の条件を特定するのに役立ちます。コンピューターアプリケーションと制御を備えた軍事および NASA の最新の複雑なシステムでは、機能的ハザード分析と、設計に固有の安全属性を扱うすべてのレベルの詳細な仕様のセットが必要です。システム安全プログラム計画、予備的ハザード分析、機能的ハザード評価、およびシステム安全評価に続くプロセスは、証明可能で訴訟に耐える安全システムを推進する証拠に基づくドキュメントを作成することです。システム安全計画、ハザード分析、および安全評価の主な焦点は、ハザードや潜在的な事故につながる可能性のある、安全上重要な故障状態または障害状態またはヒューマンエラーの運用上の動作を体系的に予測または特定するための包括的なプロセスを実装することです。これは、安全リスクを防止、排除、および制御 (緩和) するための安全設計機能または安全装置の形で、制御戦略および安全属性を推進するための要件に影響を与えるために使用されます。遠い昔、危険は非常に単純なシステムに焦点を当てていましたが、1970 年代と 1980 年代に技術と複雑さが進歩するにつれて、全体論的アプローチを使用したより現代的で効果的な方法と技術が発明されました。現代のシステム安全性は包括的であり、リスクベース、要件ベース、機能ベース、および目標構造化された目標を伴う基準ベースであり、安全機能が決定論的であり、意図された動作環境で許容可能なリスクであることを確認するためのエンジニアリング証拠を生み出します。安全性が重要な機能を指揮、制御、および監視するソフトウェア集約型システムでは、特にオペレーターの介入がほとんどまたはまったくない、より自律的またはロボット的なシステムでは、詳細な設計要件に影響を与えるために広範なソフトウェア安全性分析が必要です。複数の部品と複数の統合、センサー フュージョン、ネットワーク、および相互運用可能なシステムを備えた現代の軍用機や戦闘艦などのシステム オブ システムでは、安全性がシステム全体で計画されている重要な属性であることを保証する責任を負う複数のサプライヤおよびベンダーとの多くの提携と調整が必要になります。

兵器システムの安全性は、システムの故障や誤動作が潜在的に破壊的な影響を及ぼすため、システム安全性分野の重要な応用分野です。要件定義と設計段階にあるシステムに対して健全な懐疑心を持ち、機能的ハザード分析を実施することで、ハザードを生み出す要因とハザードを制御する緩和策について学ぶことができます。通常、システムエンジニアリングの一環として、設計に影響を与え、エラーや障害によってシステム防御が弱まり事故が発生する前に状況を改善するために、厳格なプロセスが正式に実装されます。^{[1] [2] [3] [4]}

通常、船舶、陸上車両、誘導ミサイル、航空機に関連する兵器システムは、危険性と影響が異なります。爆発物など固有のものもあれば、特定の動作環境 (たとえば、航空機の飛行継続) によって生じるものもあります。軍用航空機業界では、安全上重要な機能が特定され、ハードウェア、ソフトウェア、および人間システムの統合の全体的な設計アーキテクチャが徹底的に分析され、実証済みの危険分析プロセス中に明示的な安全要件が導出および指定され、重要な機能が失われないように、または予測可能な方法で正しく機能するようにするための保護策が確立されます。包括的な危険分析を実施し、危険に寄与または引き起こす可能性のある、考えられる障害、故障条件、寄与する影響、および原因を特定することは、システム エンジニアリング プロセスの重要な部分です。明示的な安全要件は、客観的な安全性の証拠と十分な注意を示す安全性の文書を使用して導出、開発、実装、および検証する必要があります。安全上重要な機能に影響を与える多くの複雑な相互作用を伴う非常に複雑なソフトウェア集約型システムには、広範な計画、特別なノウハウ、分析ツールの使用、正確なモデル、最新の方法、および実証済みの技術が必要です。事故の防止が目的です。

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• 海軍兵器安全・セキュリティ活動

• FAA システム安全ハンドブック