पूरी तरह से स्वायत्त अंतरिक्ष मिशन संचालन के लिए मानवीय हस्तक्षेप के बिना दोषों का पता लगाने और उनकी भरपाई करने की क्षमता की आवश्यकता होती है। इस चुनौती का समाधान करने और सिस्टम डिज़ाइन और संचालन के लिए मॉडल-आधारित समर्थन प्रदान करने के लिए, गलती प्रबंधन (एफएम) और मॉडल-आधारित सिस्टम इंजीनियरिंग (एमबीएसई) को जोड़ना महत्वपूर्ण है। इस दृष्टिकोण को नासा के हेलियोस्वार्म मिशन की प्रारंभिक डिजाइन जानकारी का उपयोग करके विफलता मोड और प्रभाव विश्लेषण और गलती पेड़ों की मॉडल-आधारित पीढ़ी के साथ सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया गया था।

जैसा कि नासा आर्टेमिस कार्यक्रम और एजेंसी के आगामी गहरे अंतरिक्ष विज्ञान मिशनों के साथ अंतरिक्ष यात्रा की सीमाओं को आगे बढ़ाने का प्रयास कर रहा है, बढ़ी हुई सिस्टम स्वायत्तता और लचीलापन अनिवार्य रूप से प्रमुख प्रौद्योगिकी आवश्यकताएं बन गई हैं। अंतरिक्ष में होने वाली समस्याओं का पता लगाने के लिए स्वायत्त संचालन के लिए दोष प्रबंधन (एफएम) सॉफ़्टवेयर की आवश्यकता होती है ताकि उन्हें मानवीय हस्तक्षेप के बिना स्वचालित रूप से कम किया जा सके। स्वायत्त मिशनों को डिजाइन करने के लिए एक बहु-विषयक दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है जो एफएम को मिशन डिजाइन में उपयोग किए जाने वाले मॉडल-आधारित सिस्टम इंजीनियरिंग (एमबीएसई) दृष्टिकोण से जोड़ता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि डिजाइन चरण के दौरान लचीला, दोष-सहिष्णु सिस्टम आर्किटेक्चर, मॉडलिंग और एकीकृत हो।

इस आवश्यकता को पूरा करने के लिए, नासा ने एफएम क्षमताओं के विकास और इसके व्यावसायिक रूप से उपलब्ध टूलसेट, टीम्स® (एक उत्पाद जो कंपनी के पहले नासा-प्रायोजित एसबीआईआर कार्य के व्यावसायीकरण के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुआ) के विकास के लिए, हेलियोस्वार्म और अन्य नासा हेलियोफिजिक्स मिशनों का समर्थन करने के लिए क्वालटेक सिस्टम्स इंक (क्यूएसआई) को द्वितीय चरण का लघु व्यवसाय नवाचार अनुसंधान (एसबीआईआर) अनुबंध प्रदान किया।

इस प्रयास में सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक सिस्टम स्वास्थ्य प्रबंधन (एसएचएम) और एफएम को सिस्टम इंजीनियरिंग (एसई) प्रक्रिया से जोड़ना था। साथ में, एसएचएम/एफएम में तंत्रों का एक सेट शामिल होता है जो यह सुनिश्चित करता है कि विफलताओं को होने से रोककर, या यदि वे होती हैं तो उनका पता लगाकर और फिर उन्हें कम करके मिशन के लक्ष्यों को प्राप्त किया जाता है। एसई प्रक्रिया मिशन लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए सिस्टम तत्वों का समन्वय, क्रॉस-चेक और एकीकृत करती है और सिस्टम के डिजाइन, विनिर्देश और सत्यापन और सत्यापन (वी एंड वी) के दौरान अभिन्न है। नासा अक्सर फ्रेमवर्क के रूप में सिस्टम मॉडलिंग लैंग्वेज (SysML) का उपयोग करते हुए, अपनी एसई प्रक्रिया के लिए एक मॉडल-आधारित दृष्टिकोण का उपयोग करता है।

व्यवहार में एसई के साथ उनके स्वाभाविक रूप से घनिष्ठ संबंध के बावजूद, एसएचएम/एफएम प्रथाओं को आमतौर पर एसई के साथ मजबूती से एकीकृत नहीं किया गया है। अक्सर, एसएचएम/एफएम को एक नाममात्र प्रणाली डिज़ाइन किए जाने के बाद ही शामिल किया जाता है, जो अनिवार्य रूप से समस्याओं के उत्पन्न होने के बाद एसएचएम/एफएम को एक बैंडेज फिक्स बनाता है, बिना इस बात पर विचार किए कि समस्याओं को कैसे रोका जा सकता है। इसके अलावा, एसई और एसएचएम/एफएम में अक्सर स्टोव-पाइप्ड ज्ञान भंडार के साथ विषय वस्तु विशेषज्ञों के अलग-अलग सेट शामिल होते हैं। यह स्थिति मॉडलिंग पद्धतियों और विश्लेषण प्रक्रियाओं के उपयोग को जन्म दे सकती है जो असंगत परिणाम देती हैं, और संभावित रूप से पूरे मिशन जीवन चक्र में अक्षमताएं पैदा कर सकती हैं।

नासा द्वारा वित्त पोषित क्यूएसआई टीम का दृष्टिकोण एक परियोजना की शुरुआत से सीधे एमबीएसई प्रक्रिया के भीतर एसएचएम/एफएम को एकीकृत करता है। यह विधि परिचालन संदर्भ में एफएम डिज़ाइन का मूल्यांकन करने में सक्षम बनाती है, यह दिखाते हुए कि एसएचएम/एफएम योजनाएं सिम्युलेटेड घटक-स्तरीय भौतिक और कार्यात्मक विफलताओं के प्रभावों को कैसे कम करती हैं। यह तकनीक डिज़ाइन चरण के दौरान विभिन्न एफएम आर्किटेक्चर की खूबियों का मूल्यांकन करने के लिए व्यापार अध्ययन की सुविधा भी देती है।

इस एसबीआईआर प्रयास के तहत, QSI ने SysML v2 सबमिशन टीम (SST) के साथ काम किया - SysML v2 के लिए विशिष्टताओं के विकास में शामिल अंतिम उपयोगकर्ताओं, विक्रेताओं, शिक्षाविदों और सरकारी संपर्कों का एक मिश्रित समूह, जो SysML का नवीनतम पुनरावृत्ति है। QSI टीम ने SysML v2 में FM अवधारणाओं और मॉडलिंग मानकों को शामिल किया, फिर उन्होंने प्रदर्शित किया कि SysML v2 मॉडल QSI टूलसेट द्वारा उत्पादित विफलता स्थान मॉडल में कैसे अनुवाद कर सकते हैं।

यह क्षमता सिस्टम इंजीनियरों को QSI के वाणिज्यिक मॉडलिंग टूल सेट का उपयोग करने और SysML v2 में कैप्चर किए गए सिस्टम डिज़ाइन के एफएम पहलुओं का विश्लेषण करने में सक्षम बनाती है। विफलताओं के कारणों और प्रभावों को पकड़कर, क्यूएसआई का टूलसेट मिशन डिजाइनरों को सिस्टम के निदान और उपलब्धता का विश्लेषण, मात्रा निर्धारित करने और सुधार करने के लिए फॉल्ट मोड, इफेक्ट्स और क्रिटिकलिटी एनालिसिस (एफएमईसीए) और फॉल्ट ट्री एनालिसिस (एफटीए) करने में सक्षम बनाता है। इसके अलावा, टूलसेट ऐसे विश्लेषणों के परिणामों के आधार पर डिजाइन में सुधार (उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष यान पर सेंसर का इष्टतम स्थान) की सिफारिश करता है, और यह इन सिफारिशों को उद्योग-मानक प्रारूपों में प्रदान करता है जिन्हें आसानी से समझा जा सकता है और डिजाइन में शामिल किया जा सकता है।