Funktionel sikkerhedsparathed: 10 spørgsmål, som ethvert ingeniørteam bør besvare

1. Har du identificeret alle sikkerhedskritiske funktioner i dit system?

Identifikation af sikkerhedskritiske funktioner er det første skridt til at opbygge et sikkert system. Disse funktioner kan, når de fejler, føre til farlige situationer. Dit team skal forstå, hvordan disse funktioner interagerer, og hvor potentielle risici eksisterer.

Det vigtigste: Sørg for, at teamet har kortlagt systemets kritiske funktioner. Værktøjer som System-Theoretic Process Analysis (STPA) eller Preliminary Hazard Analysis (PHA) hjælper med at identificere disse risici tidligt i designfasen.

2. Bruger du de korrekte standarder for din branche?

Forskellige brancher har deres egne standarder for funktionel sikkerhed. At tilpasse dit system forkert til de forkerte standarder underminerer både teknisk integritet og certificeringsparathed. Derfor er det afgørende at matche dit systems behov med den passende sikkerhedsramme, for eksempel:

• Bilindustrien: ISO 26262
• Industri: IEC 61508, ISO 13849
• Medicinsk: IEC 60601, EN 62304
• Maskineri: ISO 13849, IEC 62061

Vigtigt tip: Tilpas din V-model udviklingslivscyklus, verifikationsstrategi og dokumentation med de valgte standarder fra projektets start.

3. Har du en robust Hazard and Risk Analysis (HARA) proces?

Udførelse af en omfattende Hazard and Risk Analysis (HARA) sikrer, at alle potentielle risici identificeres og afbødes. Denne proces kvantificerer risiko ved hjælp af Severity, Exposure og Controllability (SEC) kriterierne, hvilket hjælper med at prioritere sikkerhedsforanstaltninger.

Vigtigt råd: Implementer en formel risikoanalyseproces tidligt. Brug værktøjer, der automatiserer specifikke aspekter af HARA for at forbedre processens effektivitet og sporbarhed.

4. Har du defineret Safety Integrity Level (SIL/ASIL) for hver funktion?

Tildeling af et Safety Integrity Level (SIL) eller Automotive Safety Integrity Level (ASIL) er afgørende for at bestemme de sikkerhedsmekanismer, dit system kræver. Det påvirker, hvilke designmønstre, redundansmekanismer og verifikationsnøjagtighed der skal anvendes. Jo højere risikoniveau, jo mere strenge sikkerhedsmekanismer er nødvendige.

For eksempel kræver et SIL 3 eller ASIL D system fail-operational eller fail-silent arkitekturer og omfattende redundans for at sikre sikkerhed under ekstreme forhold. Mens lavere ASIL/SIL niveauer kan tillade enkeltpunkts tolerance med diagnostiske kontroller.

Bundlinjen: Sørg for, at hver funktions SIL/ASIL tildeling er dokumenteret med klar begrundelse bag hver beslutning.

5. Har du indarbejdet redundans og fejldetektering?

Uanset hvor godt du designer dit system, kan ting gå galt. Derfor er ingen sikkerhedsarkitektur komplet uden dokumenteret fejldetektering og -isolering (FDI).
Dette inkluderer:

• Watchdog-timere til at detektere softwarelåsninger
• End-to-end kommunikations CRC-kontroller
• Sensor plausibilitetsdiagnostik
• Redundante kanaler til kritiske funktioner (f.eks. dobbelte uafhængige sensorer)
• Strategier for gradvis nedbrydning for fortsat sikker drift efter fejldetektering

Disse foranstaltninger skal være tilpasset de Diagnostic Coverage (DC) niveauer, der kræves af den tildelte ASIL/SIL.

6. Udfører du Failure Modes and Effects Analysis (FMEA/FMEDA)?

FMEA og FMEDA er afgørende for at identificere potentielle fejlpunkter i dit system. De hjælper dig med at bestemme konsekvenserne af fejl og de nødvendige sikkerhedsforanstaltninger for at afbøde disse risici.

Sådan griber du det an:

• Udfør FMEA i den tidlige designfase.
• Brug FMEDA til at inkludere diagnostisk analyse, der sikrer, at alle fejltilstande er dækket.

Jo tidligere du tackler FMEA/FMEDA, jo mere kontrol har du over potentielle fejlrisici, hvilket forhindrer dyre ændringer senere i udviklingsprocessen.

7. Er dit team afstemt i forhold til FuSa livscyklusprocesser?

FuSa er en procesdrevet disciplin. Det er en proces, der kræver hele teamets opbakning. Hvis kun få mennesker forstår processerne, kan det føre til huller i sikkerhedssystemet. Alle i dit team skal forstå den funktionelle sikkerhedslivscyklus.

Hvad er den bedste tilgang? Det er afgørende at træne hele dit team – ikke kun ingeniører, men også testere, projektledere og alle derimellem. Dette sikrer, at alle forstår deres rolle og bidrager til sikkerhedsindsatsen.

De team-dækkende træningsemner bør omfatte:

• Den fulde V-model sikkerhedslivscyklus
• Sådan identificeres Sikkerhedsrelaterede elementer (SRE’er)
• Sådan anvendes sikkerhedsmønstre og kodningsretningslinjer (f.eks. MISRA C)
• Verifikations- og valideringsroller og -aktiviteter
• Sporbarheds- og dokumentationskrav til revisioner

Jo mere afstemt dit team er, jo lettere vil det være at nå sikkerhedsmilepæle og bestå certificering.

8. Opfylder dine leverandører funktionelle sikkerhedsstandarder?

Dit system kan kun være så sikkert som de dele og komponenter, det er bygget med. Hvis dine leverandører ikke overholder de samme funktionelle sikkerhedsstandarder, som du følger, kan dit systems sikkerhed blive kompromitteret.

Hvad kan du gøre?

• Revidér dine leverandører for at sikre, at de følger dine sikkerhedskrav.
• Brug Supplier Safety Requirements Specifications (SRS) til at sætte forventninger.
• Spor leverandørens ydeevne og sikre overholdelse af sikkerhedsstandarder.
• Bekræft uafhængigt leverandørens FMEA/FMEDA rapporter
• Sørg for, at SCI’er (Safety Critical Items) er fuldt auditerbare på tværs af forsyningskæden.

9. Har du valideret sikkerhedsfunktioner med formelle testprotokoller?

Test af dine sikkerhedsfunktioner er det sidste trin i sikkerhedsmekanismernes arbejde under virkelige forhold. Test bør gå ud over nominelle forhold, og formelle sikkerhedstestprotokoller skal omfatte:

• Fejlinjektionstests (hardware + software)
• Grænseværdi- og stresstest
• Langvarige iblødsætningstests
• Failover/recovery test
• Bevis for diagnostisk dækningseffektivitet
• Verifikation af ASIL/SIL specifikke krav

Hvad du skal huske: Alle tests skal kunne spores til dine sikkerhedskrav for at demonstrere overholdelse under revisioner.

10. Er din dokumentation klar til revisioner og certificering?

Dokumentation er en nøglekomponent i funktionel sikkerhed. Certificeringsorganer vil kræve klare, sporbare optegnelser for at verificere overholdelse. Disse omfatter:

• Sikkerhedsplan og sikkerhedssag
• Komplet HARA, ASIL/SIL begrundelse
• Safety Requirements Specifications (SRS)
• FMEDA/FMEA rapporter
• Verifikations- og valideringsbevis
• Tool Qualification Reports
• Sporbarhedsmatrix, der forbinder farer med tests

Tip: Hold din dokumentation opdateret og organiseret med sporbarhed fra farer til tests og fra designbeslutninger til sikkerhedskrav.