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    2011~2015年道路车辆功能安全标准国内外发展现状与趋势

    作者:李波 付越 尚世亮 出版时间:2016年07月
    摘要:

    车辆安全相关控制系统的安全功能失效导致的汽车召回事件频繁发生,政府、企业和消费者越来越关注车辆电子电气功能安全。经过六年时间,国际标准化组织于2011年底发布ISO26262道路车辆功能安全标准。本文首先对国际标准ISO26262产生的背景、制定目的、应用范围和内容及其应用面临的机遇和挑战进行了翔实解读,并指出了其第二版修订的最新进展;其次,分析了ISO26262国内外应用情况与国内应对情况,为企业发展应用指明了方向;最后,对国家推荐性标准《道路车辆功能安全》制定情况及“十三五”期间主要工作内容进行了说明。

    Abstract:

    The failures of safety functions of auto controlling systems have led to the frequent recalls of automobiles. The government,enterprises,and consumers have paid more attention on auto electric and electronic function safety. After 6 years of revision,the ISO have issued the ISO 26262 standard at the end of 2011. This paper introduces the background,purpose,scale,contents,and challenges and opportunities of the establishment and application of this standard and puts forward the latest progress of the establishment of the second revised version. Secondly,this paper also analyzes the applications of ISO 26262 both in home and abroad,giving a direction to the development and application of manufacturer. Finally,this paper also covers the establishment of the Road Vehicle Function Safety (a national recommended standard) and the main tasks during the 13th Five Year Plan period.

    一 国际标准ISO 26262《道路车辆 功能安全》解读

    (一)ISO 26262《道路车辆 功能安全》产生背景

    随着电气器件、电子设备、可编程电子器件在汽车控制领域的大量应用,与安全相关的问题越发突出,制动失效、发动机或变速箱控制软件故障等导致的汽车召回事件频繁发生,不仅给汽车企业造成了巨大的经济损失,也给人民的生命财产安全带来了严重的威胁。其主要原因是车辆安全相关的控制系统的安全功能失效,其中车辆电子电气系统的失效最为突出。因此,政府、企业和消费者越来越关注产品的功能安全,自1989年开始对产品安全性设计技术加以重视,并将电子、电气及可编程电子安全控制系统相关的技术发展为一套成熟的安全设计技术标准。为此,国际电工委员会(IEC)于2000年颁布了关于电子、电气和可编程电子系统(E/E/PE)的功能安全国际标准IEC 61508。IEC 61508一经颁布就得到了广泛采用,在IEC 61508的基础上,各个工业应用领域的标准也陆续出台,然而,起源于过程工业领域的IEC 61508并不完全适用于汽车工业,随着安全相关的电子电气系统在汽车上的广泛应用,汽车工业对电子电气系统功能安全标准的需求也越来越迫切。因此,国际标准化组织(ISO)在IEC 61508的基础上,从2005年11月起,由道路车辆技术委员会(ISO/TC22)、电子电器分技术委员会(SC3)、功能安全工作组(WG16)及全球30多家汽车企业联合,历经约6年时间,制定了专门针对汽车电子电气系统的功能安全标准,即ISO 26262,中文名称为《道路车辆 功能安全》,并于2011年11月15日正式颁布。

    (二)ISO 26262《道路车辆 功能安全》标准的目的

    ISO 26262标准的目的在于提高汽车电子、电气产品的功能安全,在产品的研发流程和管理流程中,预先分析和评估潜在的危害和风险,通过实施科学的安全技术措施、规范和方法来降低风险,利用软、硬件系统化的测试、验证和确认方法,使电子、电气产品的安全功能在安全生命周期内满足汽车安全完整性等级的要求,提升系统或产品的可靠性,避免过当设计而增加成本以及避免由系统失效、随机硬件失效、设计缺陷所带来的风险,使电子系统的安全功能在各种严酷条件下保持正常运作,确保驾乘人员及路人的安全。

    (三)ISO 26262《道路车辆 功能安全》标准的应用范围和内容

    ISO 26262主要定位于安装在道路车辆(最大总质量为3.5t以下的量产乘用车)上特定的与安全相关的电子电气系统,包括电子设备、电气器件及软件组件。

    汽车设计中的一大难点是如何预先评估潜在的危害和风险,并且采取适当的方法来减小这些风险。ISO 26262规定在开始开发工作时必须要进行“危害和风险分析”。随着系统复杂性的提高,软件和机电设备的应用,来自系统失效和随机硬件失效的风险也日益增加。

    ISO 26262以及其导则,都为避免这些风险提供了可行性的要求和流程,ISO 26262由以下10个部分组成:

    第1部分:术语;

    第2部分:功能安全管理;

    第3部分:概念阶段;

    第4部分:产品开发:系统层面;

    第5部分:产品开发:硬件层面;

    第6部分:产品开发:软件层面;

    第7部分:生产和运行;

    第8部分:支持过程;

    第9部分:汽车安全完整性等级导向和安全导向分析;

    第10部分:指南。

    系统安全是通过一系列安全措施来实现的。安全措施通过各种技术(机械、液压、气压、电子、电气、可编程电子等)实现且应用于开发过程中的不同层面。尽管ISO 26262针对的是电子电气系统的功能安全,但是它也提供了一个基于其他技术的与安全相关的系统框架:

    ①提出了一个汽车安全生命周期概念(管理、开发、生产、运行、维护、报废)以及在各阶段实施的必要措施和方法;

    ②根据安全风险程度对系统或系统某组成部分划分由A到D的安全需求等级,提出了一个基于风险分析来确定安全完整性等级的方法;

    ③以安全完整性等级来制定相应的规范和措施,避免不合理的残余风险;

    ④提出了验证和确认措施的规范,以确保达到安全完整性等级;

    ⑤提出了与供应商相关的要求。

    功能安全受开发过程(如包括需求规范、设计、实现、集成、验证、确认和配置)、生产过程、维护过程和管理过程的影响。

    安全事件总是和通常的功能和质量相关的研发活动及产品伴随在一起。ISO 26262强调研发活动和产品的安全等相关方面。

    (四)ISO 26262《道路车辆 功能安全》标准所涉及的汽车电子、电气产品

    该标