到底啥玩意是功能安全-3
在上回講完功能安全的定義以后,"是什么" 和 "為什么" 的問題,我們已經(jīng)搞懂了。接下來就要看看重點(diǎn),"怎么樣" 的問題。
主機(jī)廠在研發(fā)一款汽車平臺(tái)的初期,會(huì)基于以往大量的工程和實(shí)際經(jīng)驗(yàn),把整車的功能細(xì)分到不同的子系統(tǒng)里,比如車載娛樂系統(tǒng),底盤和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),輔助駕駛和車身照明系統(tǒng)等等。
以下以被動(dòng)安全輔助系統(tǒng)來舉例。
被動(dòng)安全輔助系統(tǒng),比如安全帶和安全氣囊就屬于被動(dòng)安全系統(tǒng)的一部分。假如汽車在發(fā)生碰撞以后,安全帶會(huì)收緊,并且相應(yīng)的安全氣囊會(huì)彈出。
當(dāng)主機(jī)廠劃分子系統(tǒng)到安全氣囊控制器的時(shí)候,當(dāng)然要描述一下,這個(gè)控制器的功能,是否是一個(gè)電子設(shè)備,這個(gè)控制器與其他控制子系統(tǒng)的接口,還有例如法律法規(guī)的要求,比如被動(dòng)安全系統(tǒng)是法律要求。這是在引入功能安全以前已經(jīng)現(xiàn)成有的東西。
當(dāng)現(xiàn)在加上功能安全,我們考慮安全氣囊控制器的時(shí)候,主機(jī)廠會(huì)基于以往的經(jīng)驗(yàn),比如這個(gè)控制器在以往出現(xiàn)過什么問題,具體的原因是什么?例如曾經(jīng)最大的安全氣囊生產(chǎn)商高田就因?yàn)?strong>設(shè)計(jì)原因不得不召回而在日本申請(qǐng)破產(chǎn)。
基于這些對(duì)基礎(chǔ)功能的描述和以往故障的分析,主機(jī)廠通過對(duì)安全氣囊開發(fā)的范圍做出劃分和描述,這就是所謂的 ISO 在第三章 item 定義的要求。當(dāng)然了,具體還有很多詳細(xì)的內(nèi)容,此處不一一展開。
當(dāng)有了這些item的功能要求和故障信息,主機(jī)廠會(huì)在內(nèi)部進(jìn)行評(píng)定審核,主要的任務(wù)是,去判斷當(dāng)之前定義的item在不同工況出現(xiàn)不同故障的情況下,駕駛員和乘客是否受有威脅到人身安全的風(fēng)險(xiǎn),以及去評(píng)定風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)。這就是頂頂有名的HARA (Harzard Analysis and Risk Assesment)
還是以安全氣囊舉例說明:
首先構(gòu)想不同的使用情景:
汽車狀態(tài):
停車
駐車
行駛 0-30km/h
行駛 >30km/h
路況信息:
濕滑
干燥
市區(qū)
高速
道路信息:
彎道
直行
以下舉例說明:
當(dāng)安全氣囊控制器的指示功能出現(xiàn)故障的時(shí)候:
- 汽車以20km/h的速度行駛在干燥路面的市區(qū)時(shí)
- 汽車以100km/h的速度行駛在濕滑的高速公路時(shí)
當(dāng)安全氣囊控制器的檢測功能出現(xiàn)故障的時(shí)候:
- 汽車以20km/h的速度行駛在干燥路面的市區(qū)時(shí)
- 汽車以100km/h的速度行駛在濕滑的高速公路時(shí)
當(dāng)安全氣囊控制器出現(xiàn)故障自動(dòng)彈出的時(shí)候:
- 汽車以20km/h的速度行駛在干燥路面的市區(qū)時(shí)
- 汽車以100km/h的速度行駛在濕滑的高速公路時(shí)
等等...(此處有成百上千行)
分別對(duì)下面三個(gè)因素進(jìn)行量化分析:
- 對(duì)應(yīng)故障發(fā)生事故的人員傷亡嚴(yán)重程度 --> S 代表severity
- 對(duì)應(yīng)故障出現(xiàn)的頻率 --> E 代表Exposure
- 駕駛員是否能控制汽車 --> C 代表Controllablity
并按照下圖, 對(duì)號(hào)入座:1-3 代表不同的程度。進(jìn)而得到相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn) 的ASIL 等級(jí)

最后取在不同情況下最高的ASIL等級(jí)為該產(chǎn)品研發(fā)時(shí)的功能安全要求等級(jí)。這個(gè)ASIL將伴隨安全氣囊供應(yīng)商的整個(gè)研發(fā)以及售后流程,根據(jù)這個(gè)級(jí)別,將定義和劃分對(duì)應(yīng)軟件,硬件等功能安全相關(guān)的工作。此處劃重點(diǎn),以后慢慢講具體在供應(yīng)商開發(fā)軟件時(shí)如何根據(jù)ASIL來做相應(yīng)的工作。
根據(jù)不同的風(fēng)險(xiǎn),與之對(duì)應(yīng)的是新加的功能安全需求。也就是安全目標(biāo) (safety goal).
例如:
SG1:如果安全氣囊系統(tǒng)的檢測傳感器出現(xiàn)故障,駕駛員應(yīng)該在汽車駕駛的過程中得到故障提醒。
SG2:在汽車行駛過程中,氣囊不能在無碰撞的情況下彈出
等...
可能你會(huì)發(fā)現(xiàn),有的功能安全需求跟功能需求大相徑庭,這兩個(gè)需求有部分重疊的情況,但是功能安全側(cè)重于當(dāng)出現(xiàn)故障,設(shè)備系統(tǒng)如何處理故障進(jìn)而規(guī)避和降低對(duì)人造成的風(fēng)險(xiǎn)。而功能需求側(cè)重于如何實(shí)現(xiàn)具體的功能。實(shí)現(xiàn)功能是功能安全的基礎(chǔ)。所以往往在研發(fā)過程中,功能安全研發(fā)工作會(huì)比功能開發(fā)工作晚開始,比較繞口,請(qǐng)見諒??梢院唵卫斫鉃?,第一步實(shí)現(xiàn)所有的功能,當(dāng)部分功能與功能安全需求相關(guān)時(shí),需要做額外的工作來保證此功能安全。
我們知道,汽車領(lǐng)域的需求,設(shè)計(jì)都要對(duì)應(yīng)相應(yīng)的測試結(jié)果。安全目標(biāo)(safety goal) 對(duì)應(yīng)的就是將來非常麻煩的并且需要獨(dú)立第三方評(píng)測的 safety case,這個(gè)我們以后文章會(huì)提到。
寫到這里,意猶未盡,下回再見吧。