當前，隨著汽車領域的飛速發展，汽車也被重新定義。在汽車電子電氣系統設計時， 離不開對功能安全和可靠性設計的考慮。正確理解兩者之間的關系， 有助于更好地分析問題和解決問題。

什么是汽車可靠性

汽車可靠性是指汽車在規定的時間內和規定使用條件下完成規定功能的能力。一個比較復雜的綜合性能，從廣義上講包括汽車無故障性（耐久性）、維修性和保存性。無故障性是其重要方面。其主要評定指標是無故障概率（可靠度），累積故障概率和故障率等。汽車耐久性用一系列壽命指標評定，這些指標主要有平均壽命（或平均無故障工作里程或時間）、額定壽命、特征壽命、可靠壽命、有效壽命等。維修性的評定除用可維修度、維修率、平均維修時間等指標外，還可用一系列能表明汽車易于維護以及發生故障后易于檢驗診斷、拆裝、修復等方面的指標，如維護周期、維護工作量、維修費用（元/1000km）等。

什么是汽車功能安全

隨著汽車智能化和電氣化技術的快速普及，車內控制器和各種電子部件越來越多，而各類電子部件都存在系統性失效和隨機硬件失效的風險，因此相應的汽車功能安全變得越來越重要。在汽車電子行業，功能安全國際標準ISO26262（是基于IEC61508 (Generic standard for Functional Safety of electrical/electronic systems）并適用于汽車行業的標準）和對應國標GB/T34590將功能安全定義為：避免因電子電氣系統故障而導致不合理的風險。即隨機硬件失效和系統性失效不會導致安全系統的錯誤功能，從而導致人的傷害死亡。ISO 26262是史上第一個適用于道路車輛的功能安全標準。

功能安全與可靠性的關系

1、功能安全與可靠性的區別

功能安全與可靠性是完全不同的兩個概念，區別如下：

側重點不同

功能安全強調對風險的控制，可靠側重提高產品的工作壽命。

目的不同

可靠性設計的目的是為了維持系統的功能，確保產品可以無故障的長時間工作；功能安全設計的目的是為了防止事故發生，避免人員傷亡和財產損失。

設計方法不同

可靠性常用的設計方法包含降額設計、冗余設計、容差設計、簡化設計、熱設計、EMC（電磁兼容）設計等；功能安全的核心是設計安全機制，包括冗余設計、診斷設計、報警設計、過渡到安全狀態的設計等。

可靠性設計側重應對故障發生以前直至故障發生時的系統狀態，應對策略是設法降低故障發生概率或功能失效概率。功能安全設計側重應對故障發生后的系統狀態，防止故障發生后引起人身傷害，應對策略是故障診斷和故障響應（過渡到安全狀態或進入緊急運行狀態）。

分析方法不同

雖然可靠性分析和功能安全分析都使用了故障樹分析（FTA），但分析的側重點是不同的。功能安全側重風險危害的分析，可靠性側重功能失效的分析。

驗證方法不同

用于可靠性設計的驗證方法同樣適用于功能安全的設計驗證，但功能安全的一些設計驗證方法，如：故障注入設計，并不適用于可靠性設計驗證。

管理方法不同

功能安全設計對管理的要求更高，使用了更多的管理方法。其中，安全需求管理、安全分析、安全設計等管理過程，并不適用于可靠性設計，但可靠性設計的管理方法，適用于功能安全設計。

度量指標及評價方法不同

功能安全常用度量指標博愛闊單點故障度量（SPFM）、潛伏故障度量（LFM）、隨機硬件違背安全目標的失效概率（PMHF）。

可靠性常用度量指標包括：可靠度R（t）、失效率（故障率）λ（t）、平均無故障工作時間MTBF、可靠性壽命等。

兩者的度量指標不同，導致的評價方法也不同。總之，并不是功能安全越好，可靠性越高；也不是可靠性高，功能安全就越好。功能安全好的產品，產品的可靠性可能會降低。反之，可靠性很高的產品，如果在產品設計中不考慮安全機制，功能安全也不會很好。

2、功能安全與可靠性的聯系

功能安全與可靠性又是緊密相連的，兩者的關系如下：

可靠性是功能安全的基礎

只有在產品可靠的前提下，考慮產品功能安全才有意義，不可靠的產品，功能安全無從談起。

“故障”是可靠性和功能安全的共同根源，在防止故障發生方面，可靠性和功能安全的目標一致。在安全機制確定的情況下，可靠性越高，功能安全也越好。在此情況下，提高系統可靠性的措施，也有利于提高功能安全。一般情況下，系統不可靠會導致系統不安全，例如：電子助力轉向系統EPS發生故障時，不僅影響正常的駕駛轉向操作，也可能造成車輛駛出正常軌道，造成人身傷亡。

• 具有共同的理論基礎

可靠性工程的基礎理論，如：概率論和數理統計、常用分布函數、失效率與失效分布、浴盆曲線、常用可靠性模型、失效率預計等理論，同樣適用于功能安全設計。

• 具有共同的設計方法

因為可靠性是功能安全設計的基礎，因此，可靠性設計的常用方法同樣適用于功能安全設計。例如：冗余設計，既是可靠性常用的設計方法，也是功能安全常用的安全機制設計。

• 具有共同的分析方法

FMEA、FTA等分析方法和分析工具，既適用于可靠性設計分析，也適用于功能安全的設計分析。

• 具有共同的驗證方法

與可靠性相關的測試方法，如：氣候環境測試、電磁環境測試、機械環境測試等，同樣適用于功能安全測試。評審、仿真等驗證方法，既適用于功能安全設計，也適用于可靠性設計。當然，用于功能安全測試的某些方法，如：故障注入測試，不適用于可靠性測試。

• 具有共同的開發工具

目前市場上流行的多款可靠性設計工具，如：Isograph、Medimianalyze等，同樣適用于功能安全的開發。

• 包含類似的管理要求

無論是功能安全，還是可靠性，不僅有技術上的要求，對管理也有要求，管理流程也有很多類似之處。可靠性設計的管理要求，同樣適用于功能安全設計。功能安全和可靠性之間，之所以有很多關聯，是因為“故障”是他們共同的基礎。一切關于故障分析和故障處理的理論，既適用于功能安全，也適用于可靠性。而兩者的差異是由于他們的研究側重點不同，功能安全側重風險控制，可靠性側重延長壽命。

本文來源：ATC汽車技術平臺