來源：中豪認證

隨著汽車科技的迅猛發(fā)展，越來越多的電子系統(tǒng)和功能被引入汽車中，為駕駛體驗和安全性帶來了巨大的改進。然而，這些復(fù)雜的電子系統(tǒng)也帶來了潛在的風險和安全挑戰(zhàn)。為了確?，F(xiàn)代汽車在各種情況下的安全性，國際標準化組織于2011年發(fā)布了ISO 26262標準，該標準在汽車行業(yè)中成為功能安全的基石。

《ISO 26262：道路車輛功能安全》是國際標準化組織（ISO）發(fā)布的一項標準，用于指導(dǎo)汽車行業(yè)在開發(fā)電子和電氣系統(tǒng)時確保功能安全。該標準的主要目標是降低道路交通中的電子系統(tǒng)故障對人員、財產(chǎn)和環(huán)境造成的風險，尤其是在現(xiàn)代汽車中普遍使用的電子控制系統(tǒng)中。

1、ISO 26262標準的概述

范圍和應(yīng)用領(lǐng)域：ISO 26262適用于所有具有電子和電氣系統(tǒng)的道路車輛，包括乘用車、商用車、摩托車等。它涵蓋了整個開發(fā)生命周期，從概念階段到廢棄階段。

安全概念：標準要求制定功能安全概念，即確定系統(tǒng)的安全目標和安全性能要求。這包括對潛在危險進行評估，以及確定適當?shù)陌踩胧﹣斫档惋L險。

風險分析和評估：標準要求進行風險分析，確定潛在的危險情況，然后根據(jù)嚴重性、頻率和可避免性對風險進行評估。這有助于確定功能安全性能級別（ASIL）。

功能安全性能級別（ASIL）：ASIL是根據(jù)風險評估確定的一個級別，用于指導(dǎo)開發(fā)過程中所需的安全性活動的程度。有四個級別，從A（最低）到D（最高）。

安全性需求：在每個開發(fā)階段，從系統(tǒng)級別到硬件和軟件級別，都需要定義和分析安全性需求，以確保系統(tǒng)的安全性能。

驗證和確認：標準規(guī)定了系統(tǒng)和組件的驗證和確認要求，包括測試、仿真、分析等方法，以確保系統(tǒng)在各種情況下都能滿足安全性能要求。

配置管理：標準強調(diào)了對配置項的管理，以確保在開發(fā)生命周期內(nèi)進行的更改不會影響系統(tǒng)的安全性。

故障處理：標準要求開發(fā)團隊識別可能的故障情況，并實施相應(yīng)的故障檢測、診斷和容錯措施。

文檔和記錄：標準強調(diào)了對開發(fā)過程中生成的文檔和記錄的管理，以便審查和追蹤安全性活動。

總之，ISO 26262旨在為汽車制造商、供應(yīng)商和開發(fā)團隊提供一個結(jié)構(gòu)化的方法，以確保在車輛的電子和電氣系統(tǒng)中集成足夠的安全性，以降低潛在的風險。它強調(diào)了整個開發(fā)生命周期中的安全性活動，從概念到實際部署和維護。

2、ISO 26262的安全生命周期

《ISO 26262》標準規(guī)定了汽車電子和電氣系統(tǒng)的安全生命周期，以確保在整個開發(fā)和運營過程中都能夠?qū)崿F(xiàn)功能安全。安全生命周期包括以下主要階段和活動：

概念階段：在這個階段，制定功能安全概念，包括定義安全目標、安全性能需求以及對潛在危險的評估。制定安全概念時，需要考慮系統(tǒng)的整體安全性。

系統(tǒng)安全性分析：進行系統(tǒng)級的安全性分析，識別潛在的危險情況，并對風險進行評估，以確定功能安全性能級別（ASIL）。這有助于確定后續(xù)開發(fā)階段所需的安全性活動。

系統(tǒng)安全性需求：基于系統(tǒng)安全性分析的結(jié)果，制定系統(tǒng)的安全性需求，這些需求描述了系統(tǒng)在各種情況下的安全性能。這些需求會指導(dǎo)接下來的設(shè)計和開發(fā)活動。

硬件和軟件設(shè)計：在這個階段，根據(jù)系統(tǒng)安全性需求進行硬件和軟件的設(shè)計。設(shè)計過程應(yīng)該考慮故障檢測、容錯和故障處理等安全性方面的要求。

驗證和確認：在設(shè)計完成后，進行驗證和確認活動，以確保設(shè)計滿足了安全性需求。這包括各種測試、仿真和分析方法。

生產(chǎn)和運營：一旦驗證和確認通過，系統(tǒng)可以進入生產(chǎn)和運營階段。在生產(chǎn)過程中，需要確保生產(chǎn)的組件滿足安全性標準。在運營階段，需要進行監(jiān)測和故障處理，以確保系統(tǒng)在運行時也能保持安全。

故障管理：整個生命周期中，需要建立故障管理流程，以便及時識別、診斷和修復(fù)可能的故障情況，以保障系統(tǒng)的安全性能。

退役階段：在系統(tǒng)退役之前，需要進行最終的安全性評估，確保系統(tǒng)在退役過程中不會引發(fā)風險?？梢圆扇∵m當?shù)拇胧﹣肀Ｕ舷到y(tǒng)的安全處理和廢棄。

總之，《ISO 26262》的安全生命周期強調(diào)了從概念到退役的全過程，涵蓋了系統(tǒng)開發(fā)、驗證、生產(chǎn)、運營和退役等各個階段，以確保汽車電子和電氣系統(tǒng)在整個生命周期中都能夠保持足夠的安全性能。

3、ISO 26262的安全性等級

《ISO 26262》定義了功能安全性能級別（ASIL），用于指導(dǎo)開發(fā)過程中所需的安全性活動的程度。ASIL根據(jù)潛在危險情況的嚴重性、頻率和可避免性來劃分，分為四個級別：ASIL A、ASIL B、ASIL C和ASIL D。每個ASIL級別都對應(yīng)著一組更嚴格的安全性要求和開發(fā)活動，以確保系統(tǒng)在各種情況下都能夠保持足夠的安全性能。

以下是每個ASIL級別的概述：

ASIL A（最低級別）：這個級別適用于潛在危險情況的嚴重性最低的情況。一些故障可能導(dǎo)致輕微的傷害，但一般不會引發(fā)嚴重的人員傷亡。在ASIL A級別下，需要進行基本的安全性活動，包括風險分析、安全性需求定義等。

ASIL B：這個級別適用于潛在危險情況的嚴重性略高于ASIL A的情況。故障可能導(dǎo)致輕傷或者嚴重的財產(chǎn)損失。在ASIL B級別下，需要更多的安全性活動，包括故障處理和安全驗證。

ASIL C：這個級別適用于潛在危險情況的嚴重性更高的情況。故障可能導(dǎo)致嚴重的傷害，但不會危及生命。在ASIL C級別下，需要更加嚴格的安全性活動，包括更詳細的故障處理、驗證和確認。

ASIL D（最高級別）：這個級別適用于潛在危險情況的嚴重性最高的情況，故障可能導(dǎo)致嚴重的人員傷亡。在ASIL D級別下，需要最嚴格的安全性活動，包括高度詳細的故障處理、驗證和確認。

選擇適當?shù)腁SIL級別需要進行系統(tǒng)級的安全性分析，確定潛在的危險情況及其可能的后果。然后，根據(jù)嚴重性、頻率和可避免性來劃分合適的ASIL級別。這些級別指導(dǎo)了開發(fā)團隊在設(shè)計、驗證和測試中應(yīng)該執(zhí)行的安全性活動，以確保系統(tǒng)能夠在各種情況下都保持足夠的安全性能。

4、ISO 26262安全性分析

《ISO 26262》標準中的安全性分析是指在汽車電子和電氣系統(tǒng)的開發(fā)過程中，對潛在的危險情況進行識別、評估和管理的過程。安全性分析的目的是確定系統(tǒng)的安全性能級別（ASIL）并制定相應(yīng)的安全性需求，以確保系統(tǒng)在各種情況下都能夠保持足夠的安全性能。

以下是安全性分析的主要步驟：

識別潛在危險情況：首先，開發(fā)團隊需要識別可能導(dǎo)致人員傷亡、嚴重財產(chǎn)損失或環(huán)境損害的潛在危險情況。這可以包括系統(tǒng)組件的故障、錯誤操作等。

危險分析：對于識別的每個潛在危險情況，進行危險分析，即評估危險情況發(fā)生的可能性和后果。這有助于確定危險情況的嚴重性等級。

風險評估：在危險分析的基礎(chǔ)上，進行風險評估，考慮危險情況的嚴重性、頻率和可避免性。根據(jù)評估結(jié)果，確定功能安全性能級別（ASIL），將危險情況劃分為ASIL A、ASIL B、ASIL C或ASIL D。

安全性需求定義：根據(jù)確定的ASIL級別，制定相應(yīng)的安全性需求。這些需求描述了系統(tǒng)在各種情況下的安全性能，以及需要采取的安全措施。

安全性目標：定義每個安全性需求的安全性目標，這些目標指導(dǎo)后續(xù)的設(shè)計和開發(fā)活動，確保系統(tǒng)能夠滿足安全性需求。

安全性確認：在設(shè)計和開發(fā)過程中，需要進行安全性確認，以驗證系統(tǒng)是否滿足安全性需求和目標。這可以通過測試、仿真、分析等方法來實現(xiàn)。

安全性驗證：進行安全性驗證，以確保系統(tǒng)在各種情況下都能夠滿足安全性要求。驗證可以包括故障注入測試、系統(tǒng)級測試等。

文檔和記錄：在整個安全性分析過程中，需要生成文檔和記錄，以便審查和追蹤安全性活動。這些文檔可以用于驗證開發(fā)過程的合規(guī)性。

安全性分析是確保汽車電子和電氣系統(tǒng)功能安全的重要步驟，它幫助開發(fā)團隊識別潛在的危險情況，并采取適當?shù)拇胧﹣斫档惋L險。這些分析和活動貫穿整個開發(fā)生命周期，從概念階段到系統(tǒng)退役。

5、驗證和確認

安全性確認：在驗證和確認之前，需要進行安全性確認，以確保系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)實現(xiàn)了預(yù)定的安全性目標和需求。這可以通過系統(tǒng)級測試、分析和仿真等方法來實現(xiàn)。

功能安全性測試：需要執(zhí)行各種測試來驗證系統(tǒng)的安全性能。這些測試可能涵蓋正常操作和故障情況下的系統(tǒng)行為。測試可以包括功能測試、邊界條件測試、故障注入測試等。

故障注入測試：這是一種測試方法，通過在系統(tǒng)中引入故障來評估系統(tǒng)的反應(yīng)和容錯能力。目的是確保系統(tǒng)能夠正確檢測和處理故障情況。

系統(tǒng)級測試：針對整個系統(tǒng)進行測試，以驗證系統(tǒng)在各種操作情況下的安全性能。這可以包括模擬實際駕駛條件的測試、不同環(huán)境下的測試等。

仿真和建模：使用仿真和建模工具，可以對系統(tǒng)進行虛擬測試，模擬各種情況，以評估系統(tǒng)的行為和性能。這有助于在實際測試之前發(fā)現(xiàn)潛在問題。

安全性分析：在驗證和確認過程中，可能需要進行安全性分析，以評估系統(tǒng)在各種故障和危險情況下的行為。這有助于確認系統(tǒng)的容錯和故障處理能力。

確認測試環(huán)境：需要確認測試環(huán)境的準確性和可靠性，以確保測試結(jié)果可靠地反映系統(tǒng)在實際環(huán)境中的行為。

確認測試結(jié)果：對測試結(jié)果進行分析，確保系統(tǒng)滿足安全性目標和需求。如果發(fā)現(xiàn)問題，需要采取適當?shù)募m正措施。

安全性確認文檔：需要生成安全性確認的相關(guān)文檔，記錄測試方法、結(jié)果、分析和結(jié)論，以便審查和追蹤驗證和確認活動。

6、前景和未來

隨著技術(shù)的不斷演進，汽車電子系統(tǒng)也在不斷變化。因此，標準強調(diào)持續(xù)的適應(yīng)性和改進，以應(yīng)對新的風險和挑戰(zhàn)。這包括對系統(tǒng)的監(jiān)控、演化和更新。

盡管ISO 26262為汽車行業(yè)帶來了許多好處，但其實施也面臨一些挑戰(zhàn)。標準的復(fù)雜性和成本可能會增加開發(fā)周期和成本。此外，自動駕駛等新興技術(shù)也帶來了更高的安全性要求。

ISO 26262標準在現(xiàn)代汽車領(lǐng)域中具有重要意義，它為制造商、供應(yīng)商和開發(fā)者提供了一個系統(tǒng)化的方法，以確保汽車電子系統(tǒng)的安全性和合規(guī)性。通過關(guān)注安全生命周期、安全性等級和持續(xù)改進，ISO 26262標準為駕駛員、乘客和道路上的其他參與者創(chuàng)造了更安全的出行環(huán)境，同時也為汽車技術(shù)的未來發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。