항공기가 추측하지 않는 이유 : 인증 가능한 시스템이 어떻게 더 안전한 하늘을 만드는가

정밀도가 30,000 피트에 중요한 이유

인공 지능 및 자동화 시대에, 자율 주행 차에서 로봇 조수에 이르기까지 많은 신흥 시스템이 확률, 패턴 인식 및 실시간 학습에 관한 것입니다. 그러나 항공에는 사치가 없습니다. 30,000 피트에는 즉흥적 인 공간이 없습니다.

공중 시스템은 절대적인 정밀도로 행동해야합니다. 모든 명령, 센서 입력 및 하드웨어 응답은 환경 조건이나 예기치 않은 실패에 관계없이 의도 한대로 정확하게 작동해야합니다. 조종석에는“최상의 추측”이 없습니다.

그렇기 때문에 현대 항공기는 혁신에 의존하지 않는 이유입니다. 그들은 인증에 의존합니다. 모든 비행 뒤에는 시스템 수준의 선명도와 하드웨어 수준의 무결성을 보장하는 깊이 구조화되고 엄격하게 검증 된 엔지니어링 표준의 프레임 워크가 있습니다.

이러한 표준은 창의성을 제한하기 때문에가 아니라 복잡성에 대한 신뢰를 쌓기 때문에 항공 안전의 중추가되었습니다.

이 기사에서는 항공기가 왜 "추측"하지 않는지, 인증 가능한 시스템이 어떻게 현대 항공을 가장 안전한 교통 형태 중 하나로 만들고, 왜 다른 산업 이이 고도로 구조화 된 접근법에서 차입 하는지를 탐구합니다.

항공의 불확실성 비용

생명이 줄을 서면 불확실성은 불편한 것이 아니라 용납 할 수 없습니다. 항공에서는 사소한 실패조차도 치명적인 사건으로 확대 될 수 있습니다. 그렇기 때문에 항공기 시스템은 성능뿐만 아니라 모든 예측 가능한 조건 하에서 예측 가능하게 수행하도록 설계됩니다.

소비자 등급 소프트웨어 또는 실험 AI와 달리 항공기 제어 시스템은“즉시 배울 수 없습니다”. 그들은 사전에 광범위한 실제 시나리오에서 안전하고 일관되게, 그리고 추적 할 수 있음을 보여 주어야합니다.

불확실성의 위험을 고려하십시오.

• 감지되지 않은 하드웨어 결함으로 인해 계단식 시스템 고장이 발생할 수 있습니다.
• 전체 추적 성이없는 소프트웨어 업데이트는 중요한 비행 논리를 방해 할 수 있습니다.
• 하위 시스템 간의 예기치 않은 상호 작용은 중요한 안전 조치를 무시할 수 있습니다.

그렇기 때문에 항공 공학은 시스템이 구축되는 방식뿐만 아니라 검증 및 인증 방식에있어서 엄격한 규율을 수용하는 이유입니다. 모든 요구 사항은 검증 된 구현에 연결되어야합니다. 가능한 모든 실패 모드는 설명하고 완화해야합니다.

업계의 탁월한 안전 기록은 운이나 보수적 인 설계의 산물이 아니라 모호성을 제거하기 위해 의도적으로 구축 된 시스템의 결과입니다.

ARP4754A : 시스템 수준의 확실성에 대한 청사진

단순한 가이드 라인 이상인 ARP4754A는 엔지니어가 시스템 아키텍처의 모든 계층에 걸쳐 안전, 기능 및 추적 성에 초점을 맞춘 항공기 시스템을 상단에서 디자인하는 데 도움이되는 프레임 워크입니다.

ARP4754A의 주요 원칙에는 다음이 포함됩니다.

• 안전 영향을 기반으로 하드웨어 및 소프트웨어 전반에 걸친 기능 할당
• 세부 설계가 시작되기 전에 시스템 수준에서 요구 사항 검증
• 서브 시스템이 예측 가능하게 상호 작용하도록하는 통합 계획
• 높은 수준의 기능과 저수준 구현 간의 추적 성
• 잠재적 위험을 조기에 식별하고 완화하기위한 시스템 안전 평가

ARP4754A는 개발주기의 시작부터 이러한 원칙을 적용함으로써 항공기에 도달하기 전에 모호성을 제거하고 구성 요소 간의 예기치 않은 상호 작용의 위험을 줄이는 데 도움이됩니다.

실제로 이것은 엔지니어가 고립 된 부품을 설계하는 것이 아니라 실제 위험을 예상하고 모든 기술 분야를 조정하며 인증을 가능하게하는 안전 중심의 아키텍처를 설계하고 있음을 의미합니다.

궁극적으로 ARP4754A는 최신 항공기에 고급 기술을 포함하지 않고 정밀하게 조정합니다.

DO-254 : 하드웨어가 의심의 여지가없는 공간을 떠나지 않도록합니다

시스템 수준 구조는 필수적이지만, 명령을 실행하고, 신호를 처리하며, 실제 세계와 인터페이스를하는 물리적 논리 인 신뢰할 수있는 하드웨어 없이는 항공기가 작동 할 수 없습니다. 그리고 해당 하드웨어가 항공기와 같은 안전하는 환경의 일부일 때 정의되지 않은 행동의 여지가 없습니다.

그렇기 때문에 항공은 Airborne Electronic Hardware의 설계 보증 지침을위한 업계 표준 인 DO-254에 의존하는 이유입니다. 비행 제어 프로세서, 센서 인터페이스 및 FPGA 및 ASIC와 같은 사용자 정의 로직 장치와 같은 구성 요소의 개발에 적용됩니다.

DO-254가 필수적인 이유 :

• 하드웨어 요구 사항은 명확하게 정의되고 테스트 가능하며 추적 가능해야합니다
• 확인은 선택 사항이 아닙니다. 계획, 실행 및 완전히 문서화해야합니다.
• DALS (Design Assurance Levels)는 하드웨어 기능이 비행 안전에 얼마나 중요한지에 따라 프로세스가 얼마나 엄격 해야하는지 결정합니다.
• 실패 분석 및 결함 범위는 수명주기에 내장되어 있으며 마지막에는 볼트로 설정되지 않습니다.

요컨대, DO-254는 Airborne Hardware가 신뢰할 수있는 것이 아니라 환경 극단이나 잠재적 결함에 직면하더라도 신뢰할 수 있도록합니다.

하드웨어 문제는 소프트웨어 버그보다 감지하고 수정하기가 더 어려워지기 때문에 중요합니다. DO-254를 사용하면 엔지니어는 예방 적 접근 방식을 취합니다. 이는 활주로에 도달하기 전에 문제를 일으키는 검증 계층의 구축입니다.

DO-254는 ARP4754A와 함께 폐 루프 보증 프로세스를 형성합니다. 하나는 시스템의 안전과 아키텍처를 관리하는 반면, 다른 하나는 가장 중요한 물리적 구성 요소의 무결성을 보장합니다.

항공에서는 확실성이 실리콘 수준에서 시작되며 DO-254는 그 확실성이 어떻게 구축되는지입니다.

왜 "추측"이 하늘에서 확장되지 않는가

많은 산업에서 시스템은 행동 패턴을 기반으로 조정하고, 소프트웨어가 현장에서 패치되며, 배치 후 가장자리 케이스가 해결됩니다. 그러나 그 모델은 항공에서 날지 않습니다.

항공기 시스템은 생명이 위태로워 질 때 적응 행동을 실험하거나 의존 할 수 없습니다. 모든 기능은 다음과 같습니다.

• 사전 정의
• 완전히 테스트되었습니다
• 요구 사항을 추적 할 수 있습니다
• 실패 조건에서도 예측 가능한 응답을 위해 설계되었습니다

ARP4754A 및 DO-254와 같은 인증 가능한 프레임 워크가 들어 오는 곳입니다.“최고의 추측”또는 블랙 박스 추론의 여지를 남기지 않습니다. 대신, 그들은 명확성, 투명성 및 시스템이 땅을 떠나기 전에 제대로 행동 할 것이라는 증거를 요구합니다.

항공이 AI 스타일의 추론에 도박을하지 않는 이유 :

• 시행 및 오류에 대한 공차 없음 -중간 공기 실패는 재부팅으로 회복되는 것이 아닙니다.
• 모든 결과를 이해해야합니다 . 규제 기관은 요구 사항에서 구현에 이르기까지 모든 추적 성이 필요합니다.
• 시스템은 우아하게 실패해야합니다 . 폴백 모드와 결함 공차가 설계되었지만
• 하위 시스템은 매끄럽게 상호 운용해야합니다 . 예기치 않은 상호 작용은 학습 기회가 아니며 위험입니다.

또한 인증 표준이 인접한 산업에서 견인력을 얻는 이유입니다. 자율성이 확대됨에 따라 위험은 항공 우주와 비슷해 보입니다. 고속도로의 자율 트럭이든 도시를 비행하는 드론이든 추측은 확장되지 않습니다.

우리가 규모로 신뢰할 수있는 시스템은 정확히 디자인 된대로 행동하고 증명할 수있는 시스템입니다.

조종석에서 코드베이스에 이르기까지 : 다른 산업에서 배울 수있는 것

항공은 오랫동안 엔지니어링에서 가장 까다로운 안전 및 신뢰성 관행에 대한 입증 된 근거였습니다. 그러나 오늘날 하늘에 항공기를 안전하게 지키는 것과 동일한 원칙이 지상에 시스템을 구축하는 방법 (Across Industries)을 형성하기 시작했습니다.

자율 주행 차량, 로봇 수술, 도시 항공 이동성 및 AI 중심 인프라와 같은 기술이 일상 생활에 더욱 내장되어 오류에 대한 마진이 줄어들므로 오류가 줄어 듭니다. 항공기와 마찬가지로 이러한 시스템은 가변 조건에서 종종 인간의 안전을 통해 실시간으로 작동해야합니다.

이것이 바로 ARP4754A 및 DO-254와 같은 표준이 더 이상 항공 전자를위한 것이 아닙니다. 미래 지향적 인 회사는 시스템 실패가 실제 결과를 초래하는 분야에 이들 (또는 기본 원칙)을 적용하고 있습니다.

항공 우주에서 학습하는 산업에는 다음이 포함됩니다.

• 자동차 : ADA (Advanced Driver-Assistance System) 및자가 운전 플랫폼에는 유사한 추적 성과 중복이 필요합니다.
• 의료 기기 : 수술 로봇 및 진단 AI는 결정 론적, 인증 가능한 성능을 보장해야합니다.
• 방어 및 공간 : 위성, UAV 및 전장 시스템은 이러한 표준의 변형을 사용하여 위험과 복잡성을 관리합니다.
• 산업 자동화 : 고위험 제조 환경은 결함 공차 및 실패 안전 행동을 위해 설계된 시스템의 이점
• 이러한 산업은 단순한 진실을 인식합니다. 시스템이 실패하지 않아야한다면 항공기처럼 건축해야합니다.

항공기처럼 구축한다는 것은 투명성을위한 설계, 모든 가정을 검증하며 최악의 시나리오에 대한 엔지니어링을 의미합니다.

Power Aviation의 비교할 수없는 안전 기록을 파악하는 프레임 워크를 통해 기술 환경의 회사는 안전하게 확장하고 신뢰를 더 빨리 구축하며 신뢰성이 제품인 곳에서 경쟁 할 수있는 새로운 방법을 찾고 있습니다.

더 안전한 하늘은 추측 게임이 아닙니다

Aviation의 타의 추종을 불허하는 안전 기록은 시행 착오 또는 마지막 순간 수정의 결과가 아닙니다. 수십 년간의 훈련 된 엔지니어링의 결과는 우연에 아무것도 남기지 않는 표준에 의해 형성됩니다.

인증 가능한 설계 프레임 워크는 높은 수준의 아키텍처에서 개별 하드웨어 구성 요소에 이르기까지 모든 시스템이 명확성, 책임 및 의도로 구축되도록합니다. 이러한 표준은 혁신을 방해하지 않습니다. 그들은 안전, 인증 및 신뢰에 대한 명확한 길을 규모로 제공함으로써이를 가능하게합니다.

자율성을 향한 세계에서 세계에서 성공하는 산업은 가장 추측하는 산업이 아닙니다. 그들은 확실하게 엔지니어가 될 것입니다.

그리고 하늘이 한계라면 항공이 안전하게 도달하는 방법을 가르쳐 주었기 때문입니다.