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汽车行业最近几年开始推行功能安全。并且功能安全在越来越复杂的汽车系统中,越来越被重视。
目前,欧洲所有OEM整车厂要求功能安全;美国的OEM整车厂已经在研究如何实施功能安全;亚洲的OEM(丰田,现代,吉利等)也已经明确要求功能安全。功能安全和ASPICE基本成为了目前汽车行业的通识和标准。随着即将发布的信息安全ISO标准,汽车行业将会是“三驾马车”——ASPICE,功能安全,信息安全——齐头并进,相辅相成。汽车行业将又是风云变幻,群雄争霸。
什么是汽车功能安全?
其实汽车功能安全不是新鲜事物。ISO26262是基于IEC61508(Generic standard for Functional Safety of electrical/electronic systems)并适用于汽车行业的标准。ISO26262和ASPICE有着类似甚至相同的概念:都是基于过程描述;都是基于V模型的开发模型;都是适用于汽车行业。但ISO26262并不会告诉你如何实施/实现不同的安全等级,也不能保证产品的绝对安全可靠,也不会指导你如何实施/实现所有汽车功能模块的需求。
那么ISO26262,汽车功能安全到底是什么?
功能安全(ISO262262)主要包含了:
1. 指导你如何量化产品的安全等级;
2. 指导你如何根据不同安全等级设计对应的安全措施;
3. 指导你如何规避/控制系统性故障和随机故障;
4. 指导你如何管理功能安全(包括流程,技术分析方法等)。
ISO26262的适用范围
ISO2626-2011版规定的适用范围是:Safety-relevant systems which include one or several E/E systems and are installed in production passenger cars (up to 3500kg). (Excluding vehicles for disabled persons) 。简单来讲,ISO26262-2011版只是适用于车身重量大于3500kg的乘用车,不包括特种车/摩托车/货车等。
ISO26262-2018版规定的适用范围是:This document is intended to be applied to safety-related systems that include one or more electrical and/or electronic (E/E) systems and that are installed in series production road vehicles, excluding mopeds. This document does not address unique E/E systems in special vehicles such as E/E systems designed for drivers with disabilities.简单来讲,ISO26262-2018版的适用范围没有了车身重量限制,没有乘用车限制,也没有了摩托车限制,也没有了货车的限制。ISO26262-2018版适用于所有的汽车/电动车,除了轻便摩托车,特种车。
对比这两个ISO26262标准就可以明显看出,新版的ISO26262多了很多东西。
ISO26262-2011版
ISO26262-2018版
功能安全流程简介
上图显示了功能安全开发的流程和生命周期。主要分为了三部分:1. 概念设计阶段——一般由OEM整车厂负责定义;2. 产品开发阶段——一般由供应商负责;3. 产品量产阶段——一般由供应商负责。
概念设计阶段
虽然从图中感觉概念设计阶段需要的东西很少,并不复杂,但是概念设计阶段才是最重要的,也是所有功能设计的基础。如果遇到一个不懂的整车厂,概念设计阶段将是艰难又漫长的阶段。如果整车厂不懂功能安全,一般供应商需要自己概念设计。前段时间遇到的某整车厂,光是讨论功能安全基本概念都花了一个多月的时间,更不用说概念设计了。
- Item definition(项目定义):
明确定义项目的边界,功能,及其需要交互的其他系统。比如是BCM产品,就需要明确定义BCM在车上的功能,和其他系统的交互。这步完成了,接下来的危害风险分析才能是准确的。
- Hazard analysis &Risk analysis(危害风险分析):
简称H&R。H&R是根据项目在车上不同使用场景,具体分析每个场景可能存在的危害风险。这也是为什么Item definition十分重要。
ASIL 等级评估参考表
评估每个使用场景的危害风险等级由三个参数决定:严重程度,概率大小,可控性。具体如何操作,比较复杂,可以在另外一篇文章中单独介绍。
- H&R最终的输出会有:
1. ASIL(Automotive Safety Integrity Level)等级;
2. 安全目标(safety goal);
3. 安全状态(safe state);
4. 容错时间间隔(Fault Tolerant Time Interval, FTTI)。
- 功能安全概念(Functional Safety Concept,FSC):
FSC是对安全目标,安全状态,容错时间间隔,安全等级的一个系统性分析。FSC需要站在整车的角度分析定义出项目中的功能安全概念。FSC需要定义出项目中需要实现哪些安全功能。
产品开发阶段
- 技术安全概念(Technical Safety Concept, TSC):
产品开发阶段中最为重要的一步。TSC是对FSC的完善和深化。FSC定义了需要实现的安全功能,而TSC就需要研究设计出怎么实现安全功能。在实际项目中,负责TSC的人都是对项目需求/架构十分了解,技术能力很强的人。
- 软件/硬件开发:
软件/硬件团队根据TSC的需求和设计,最终实现产品的安全功能的开发。
- 功能安全审核:
和ASPICE一样,功能安全会有一个功能安全审核。不一样的ASIL等级,审核的标准是不一样的。
ISO26262-2011版 - Table 1
产品量产阶段
产品量产阶段代表了产品研发已经结束,产品的功能安全审核也完成了。这时候工厂需要做的就是根据功能安全的要求,相应的在生产制造过程中加入特别的安全措施或者提示。
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