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汽車(chē)與工業(yè)功能安全

星星科技指導(dǎo)員 ? 來(lái)源:ADI ? 作者:ADI ? 2023-06-29 10:02 ? 次閱讀

直到2011年,汽車(chē)功能安全開(kāi)發(fā)都使用IEC 61508,但在2011年發(fā)布了IS1的修訂版026262,然后在2年底發(fā)布了修訂版2018。我相信修訂版 3 的工作已經(jīng)開(kāi)始。ISO 26262 是對(duì) ISO 26262 的汽車(chē)解釋。如果您不相信我,請(qǐng)參閱ISO 26262-1:2011,介紹的第一行。ISO 26262-10:2012 子條款 4.1 的標(biāo)題為“汽車(chē)系統(tǒng)的功能安全(與 IEC 61508 的關(guān)系)”,長(zhǎng)達(dá)兩頁(yè)。

以下是一些聲稱(chēng)的差異。

IEC 61508 專(zhuān)為小容量系統(tǒng)而設(shè)計(jì)

IEC 61508 應(yīng)用允許現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證

IEC 61508沒(méi)有為分布式開(kāi)發(fā)指定任何措施

IEC 61508沒(méi)有強(qiáng)制要求使用特定方法來(lái)進(jìn)行危害分析,但I(xiàn)SO 26262指定了風(fēng)險(xiǎn)圖

IEC 61508 基于概率

IEC 61508 不支持連續(xù)模式安全功能

列出的一些比較我同意,但我不同意其他比較。本博客的其余部分將討論對(duì)我來(lái)說(shuō)最重要的差異。

第一個(gè)值得注意的事實(shí)是ISO 26262的大小。版本 1 有 10 個(gè)部件,但版本 2 已擴(kuò)展為包括專(zhuān)用于半導(dǎo)體和摩托車(chē)的新部件。IEC 7的61508部分總共約650頁(yè),但僅ISO 11的前26262部分就總共760頁(yè)。IEC 61508 的大多數(shù)其他領(lǐng)域特定解釋僅分為 1 部分,而 IEC 61511 則分為 3 部分。

一個(gè)更明顯的區(qū)別是,汽車(chē)使用ASIL而不是SIL來(lái)衡量對(duì)要實(shí)現(xiàn)的安全性的信心。ASIL僅代表汽車(chē)安全完整性等級(jí)。下一個(gè)最明顯的變化是,雖然汽車(chē)人保留了四個(gè)級(jí)別,但他們稱(chēng)它們?yōu)锳,B,C和D,而不是SIL 1到4。我被告知這是為了避免錯(cuò)誤的量化感。ASIL D大約等于SIL 3,因?yàn)檐?chē)禍中的最大傷亡人數(shù)可能少于4人。不需要等效的SIL 10,通常用于鐵路,過(guò)程控制和核工業(yè),其中100,1000或<>人可能會(huì)死亡。

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圖 1:使用診斷覆蓋范圍和危險(xiǎn)故障率指標(biāo)比較 ASIL 和 SIL。

此外,汽車(chē)具有QM評(píng)級(jí),以反映按照正常質(zhì)量管理體系開(kāi)發(fā)的零件,這實(shí)際上相當(dāng)于SIL 0(不存在,但你知道我的意思)。然而,即使使用QM,您仍然可以獲得APQP(高級(jí)產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)劃)所需的所有嚴(yán)格要求,包括需要進(jìn)行DFMEA。對(duì)于汽車(chē)開(kāi)發(fā),QM系統(tǒng)可能基于ISO / TS 16949,該ISO 9001(用作大多數(shù)工業(yè)質(zhì)量管理體系的基礎(chǔ))。就我個(gè)人而言,我喜歡 ASIL C,因?yàn)?99% 的診斷覆蓋率在單通道系統(tǒng)中很難實(shí)現(xiàn),但 97% 的診斷覆蓋率可以通過(guò)努力實(shí)現(xiàn)。

我想討論的下一個(gè)區(qū)別是 SIL 分配。ISO 26262指定使用風(fēng)險(xiǎn)圖,其中暴露于危害,傷害嚴(yán)重程度和可控性組合在一個(gè)表格中,以產(chǎn)生ASIL水平。

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圖 2:ISO 26262 的 ASIL 分配

在工業(yè)中,有時(shí)會(huì)使用風(fēng)險(xiǎn)圖,例如參見(jiàn)IEC 62061,但量化方法也用于每年暴露小時(shí)數(shù)的工程估計(jì)等。IEC 61508必須允許更多方法,因?yàn)樗沁m合針對(duì)不同領(lǐng)域定制的基本安全標(biāo)準(zhǔn)。

IEC 61508的一個(gè)關(guān)鍵概念是安全功能。工業(yè)中的安全功能通常由傳感器、邏輯和執(zhí)行器組成,旨在實(shí)現(xiàn)或保持安全狀態(tài)。我相信它在ISO 26262中最接近的等價(jià)物是安全機(jī)制。在安全機(jī)制之上,ISO 26262討論了安全目標(biāo)(高級(jí)安全目標(biāo)),這導(dǎo)致了功能安全概念,從而導(dǎo)致功能安全要求,從而導(dǎo)致安全措施。安全措施包括安全機(jī)制。在這兩種情況下,安全功能或安全目標(biāo)都是解決特定的危險(xiǎn)事件。

兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)安全和危險(xiǎn)故障的定義不同。ISO 26262 中安全失效的定義更接近于未引入影響失效之前的 IEC 61508 修訂版 1 中的定義。根據(jù)ISO 26262有效,如果故障不危險(xiǎn),則它是安全的。ISO 26262還具有潛在故障指標(biāo)的概念,該指標(biāo)可有效診斷您的診斷。在IEC 61508中,情況并不那么清楚,許多人認(rèn)為危險(xiǎn)故障的定義需要在診斷中包含診斷,而其他人則認(rèn)為,由于診斷失敗不會(huì)導(dǎo)致安全功能的立即故障,因此沒(méi)有必要。此外,雖然工業(yè)允許以需求率的100倍運(yùn)行診斷申請(qǐng)信用,但I(xiàn)SO 26262沒(méi)有這樣的津貼。根據(jù)ISO 26262要求診斷信用,系統(tǒng)需要能夠在過(guò)程安全時(shí)間內(nèi)達(dá)到安全狀態(tài)。

關(guān)于冗余和硬件容錯(cuò),ISO 26262 不知道 MooN 架構(gòu),這對(duì)于需要故障安全并在某些情況下繼續(xù)在出現(xiàn)故障的情況下繼續(xù)運(yùn)行的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)似乎是一個(gè)遺漏。預(yù)期似乎是系統(tǒng)將是單通道的,而特別是工業(yè)和機(jī)器安全仍然受到EN 954和雙通道安全要求的嚴(yán)重影響。在實(shí)施雙通道安全的情況下,IEC 61508確實(shí)允許降低診斷測(cè)試率,這是有用的,但I(xiàn)SO 26262沒(méi)有明顯的余量。我還發(fā)現(xiàn) ISO 26262 中與 ASIL 分解相關(guān)的要求比 IEC 61508 中的要求復(fù)雜得多,但 ISO26262 在允許 ASIL A (D) + ASIL C (D) 等東西制作 ASIL D 系統(tǒng)方面更加靈活,而 IEC 61508 中的元素合成會(huì)將您限制為 SIL 2 + SIL 2 = SIL 3,而不允許 SIL 1 + SIL2 = SIL 3。

環(huán)境也存在差異。例如,20年的使用壽命在工業(yè)中并不罕見(jiàn),因?yàn)樵O(shè)備每天24小時(shí)運(yùn)行。然而,在6年的使用壽命中,汽車(chē)的使用壽命可能只有15個(gè)月的有效運(yùn)行。事實(shí)上,對(duì)于汽車(chē)來(lái)說(shuō),典型的使用場(chǎng)景是系統(tǒng)開(kāi)機(jī)一小時(shí),然后關(guān)閉幾個(gè)小時(shí)。實(shí)際上,操作的占空比非常低。這需要納入任何可靠性預(yù)測(cè)中。此外,每次汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)都是運(yùn)行診斷的好時(shí)機(jī)。幾十毫秒可能不會(huì)被注意到。這對(duì)于運(yùn)行診斷以幫助滿(mǎn)足潛在故障指標(biāo)特別有用。汽車(chē)的缺點(diǎn)是汽車(chē)是移動(dòng)的,因此可能會(huì)給自己帶來(lái)麻煩。這是汽車(chē)對(duì)EMC要求非??量痰牟糠衷?。

審核編輯:郭婷

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