Связаться с нами: +7 495-799-07-93, info@endce.ru

 

Функциональная безопасность оборудования и систем по МЭК 61508

Сертификация, оценка и сопровождение разработки аппаратных средств и программного обеспечения, выполняющих функции безопасности.

 

Проводим оценку функциональной безопасности электрических, электронных и программируемых электронных систем. Выполняем FMEDA и расчёты надёжности, анализируем аппаратную архитектуру и программное обеспечение, разрабатываем доказательную документацию и проводим сертификацию SIL / УПБ.

Получить предварительную оценку

Нажимая отправить, вы соглашаетесь с условиями Политики Конфиденциальности
Сертификация SIL / УПБ

Когда применяется МЭК 61508

МЭК 61508 является базовой серией стандартов функциональной безопасности электрических, электронных и программируемых электронных систем, выполняющих функции безопасности.

Требования применяются, когда корректная работа оборудования должна снизить риск, а опасный отказ может привести к невыполнению функции безопасности.

 

Типовые объекты оценки

  • программируемые логические контроллеры и контроллеры безопасности;
  • датчики, сигнализаторы и измерительные преобразователи;
  • газоанализаторы и системы обнаружения опасных концентраций;
  • реле, модули дискретного и аналогового ввода-вывода;
  • барьеры искрозащиты и разделительные преобразователи;
  • исполнительные устройства, приводы и клапанные сборки;
  • электронные блоки управления и встроенное программное обеспечение;
  • операционные системы, библиотеки и программные компоненты;
  • программные инструменты, применяемые при разработке и верификации.

 

МЭК 61508 может применяться к изделию, подсистеме, программному компоненту или полной системе. Граница оценки и конкретные функции безопасности зависят от конкретной задачи. 

Что такое функциональная безопасность

Функциональная безопасность — это часть общей безопасности, которая обеспечивается правильным выполнением системой заданных функций безопасности при возникновении опасных условий или отказов.

 

Примеры функций безопасности:

  • перевод оборудования в безопасное состояние при превышении давления или температуры;
  • отключение подачи топлива при потере пламени;
  • формирование аварийного выходного сигнала при внутреннем отказе датчика;
  • остановка опасного движения или предотвращение непредусмотренного запуска;
  • закрытие отсечного клапана по команде системы ПАЗ;
  • обнаружение отказа измерительного канала и передача диагностического состояния внешней системе.

 

Не только высокая надёжность

Функциональная безопасность не подтверждается только качеством компонентов, резервированием или испытанием готового образца. Требуются корректные требования, управляемая разработка, анализ отказов, верификация, валидация и эксплуатационные ограничения.

Что такое SIL / УПБ

Для систем управления машин в российской нормативной базе используются два основных подхода: Performance Level (PL) по ГОСТ ISO 13849-1-2014 и Safety Integrity Level (SIL) по ГОСТ Р МЭК 62061-2015. Оба подхода связывают требуемое снижение риска с вероятностью опасного отказа функции безопасности, архитектурой, диагностикой и мерами против систематических отказов.

 

ГОСТ ISO 13849-1-2014 устанавливает уровни PL a–e. ГОСТ Р МЭК 62061-2015 для электрических, электронных и программируемых электронных систем управления, связанных с безопасностью, использует SIL 1–3. Сопоставление ниже приведено только по диапазону PFHD и не заменяет оценку по выбранному стандарту.

 

Уровень PFDavg PFH Стойкость к систематическим отказам Практический смысл
SIL 1 ≥ 10-2 и < 10-1 ≥ 10-6 и < 10-5 1/ч SC 1 – SC 4 Начальный уровень снижения риска. Применяются управляемый жизненный цикл, анализ отказов и подтверждение выполнения требований безопасности.
SIL 2 ≥ 10-3 и < 10-2 ≥ 10-7 и < 10-6 1/ч SC 2 – SC 4 Более низкая допустимая вероятность опасного отказа. Усиливаются требования к диагностике, архитектуре, верификации и независимости проверок.
SIL 3 ≥ 10-4 и < 10-3 ≥ 10-8 и < 10-7 1/ч SC 3 – SC 4 Высокая полнота безопасности. Требуются строгие архитектурные ограничения, развитая диагностика, формализованные процессы и повышенная независимость оценки.
SIL 4 ≥ 10-5 и < 10-4 ≥ 10-9 и < 10-8 1/ч SC 4

Наивысший уровень SIL по МЭК 61508. Применяется для функций с исключительно высокими последствиями отказа и требует наиболее строгих мер предотвращения случайных и систематических отказов.

 

ГОСТ ISO 13849-1-2014 устанавливает уровни PL a–e. ГОСТ Р МЭК 62061-2015 для электрических, электронных и программируемых SIL характеризует полноту выполнения конкретной функции безопасности, а не общий уровень качества или надёжности изделия. Для подтверждения SIL недостаточно только получить требуемое значение PFDavg или PFH. Одновременно должны выполняться требования к систематическим отказам, архитектурным ограничениям аппаратных средств, жизненному циклу разработки, верификации, валидации и управлению функциональной безопасностью.

Особенности подхода МЭК 61508

Риск-ориентированный подход

 

Сначала определяется опасность и требуемое снижение риска, затем формулируется функция безопасности и устанавливается необходимый уровень полноты безопасности ее выполнения.

 

Случайные аппаратные отказы

 

Для аппаратных средств анализируются физические отказы компонентов и их влияние на функцию безопасности.

  • FMEA и FMEDA;
  • λSD, λSU, λDD и λDU;
  • диагностический охват;
  • HFT и SFF;
  • PFDavg или PFH;
  • отказы по общей причине;
  • эффективность контрольных испытаний.

Систематические отказы

 

Ошибки требований, архитектуры, программного обеспечения, производства, конфигурации и модификации не могут быть обоснованы расчётом интенсивности отказов. Для их предотвращения стандарт требует управляемых процессов и применения рекомендуемых методов.

 

Полный жизненный цикл

 

Соответствие стандарту оценивается от концепции и требований до эксплуатации, технического обслуживания, изменений и вывода из эксплуатации.

Соответствие МЭК 61508 — это не только вероятностные показатели отказов. Оцениваются менеджмент, требования, аппаратная архитектура, программное обеспечение, эксплуатационные ограничения и доказательная документация.

Состав серии МЭК 61508

Серия включает семь взаимосвязанных частей.

 

МЭК 61508-1
Общие требования, менеджмент, общий жизненный цикл и оценка функциональной безопасности.
МЭК 61508-2
Требования к электрическим, электронным и программируемым электронным системам и аппаратным средствам. Жизненный цикл разработки.
МЭК 61508-3
Жизненный цикл программного обеспечения, архитектура, кодирование, тестирование и инструментальные средства.
МЭК 61508-4
Термины и определения.
МЭК 61508-5
Примеры методов определения требуемого SIL.
МЭК 61508-6
Руководство по применению требований частей 2 и 3.
МЭК 61508-7
Обзор методов и средств предотвращения и контроля отказов.

Менеджмент функциональной безопасности

МЭК 61508 предъявляет требования не только к изделию, но и к организации деятельности, влияющей на безопасность.

роли, ответственность и полномочия участников проекта;

  • требования к компетентности;
  • планирование деятельности по функциональной безопасности;
  • необходимая независимость проверок и оценки;
  • управление требованиями, документацией и конфигурацией;
  • управление изменениями и несоответствиями;
  • планирование верификации и валидации;
  • проведение оценок функциональной безопасности.

Жизненный цикл функциональной безопасности

Для каждой стадии должны быть определены входные данные, выполняемые действия, ответственные лица, выходные документы и критерии верификации. 

Требования к аппаратным средствам и программному обеспечению

Аппаратные средства

  • архитектура функции безопасности;
  • интенсивности и виды отказов;
  • FMEDA и распределение λ;
  • диагностический охват;
  • HFT и SFF;
  • PFDavg / PFH;
  • общие причины отказов;
  • реакция на диагностируемые отказы;
  • эксплуатационные ограничения.

Программное обеспечение

  • требования безопасности к ПО;
  • архитектура и декомпозиция;
  • стандарты кодирования;
  • статический анализ;
  • модульное и интеграционное тестирование;
  • управление конфигурацией и дефектами;
  • квалификация программных инструментов;
  • верификация и валидация.

Наши услуги по МЭК 61508

Сертификация

Сертификация SIL / УПБ

Независимая оценка изделия, аппаратных средств, ПО, испытаний и эксплуатационной документации.

Подробнее о сертификации →
Разработка

Инженерное сопровождение

GAP-анализ, план функциональной безопасности, FMEDA, SRS, V&V, Safety Manual и подготовка к оценке.

Оценить проект →
Компетенции

Обучение по МЭК 61508

Корпоративное и открытое обучение для разработчиков, программистов, специалистов по надёжности и сертификации.

Программа курса →

Почему ENDURANCE

  • эксперты имеющие международные сертификаты Exida и TUV;
  • большой опыт работы в области функциональной безопасности;
  • опыт работы с контроллерами, КИП, реле, приводами, операционными системами и программными инструментами;
  • проводим полный цикл работ в области функциональной безопасности;
  • возможность начать работу на стадии концепции, прототипа или готового изделия;
  • практическое обучение на примерах реальных проектов.

Примеры кейсов в области МЭК 61508

 

Контроллер УПБ 3

 

Задача: сопровождение разработки контроллера от концепции до сертификации.
Выполнено: анализ архитектуры, жизненного цикла, FMEDA, расчёты надёжности, оценка ПО, подготовка документации.
Результат: сформирована доказательная база для оценки соответствия УПБ 3.

 

GAP-анализ контроллера УПБ 2

 

Задача: определить возможность сертификации ранее разработанного изделия.
Выполнено: оценка аппаратной части, ПО, диагностики, расчётов, испытаний и документации.
Результат: подготовлен перечень критических доработок и дорожная карта.

 

Документы жизненного цикла МЭК 61508

 

Задача: привести разрозненную документацию проекта в соответствие требованиям стандарта.
Выполнено: разработаны план функциональной безопасности, SRS, V&V, матрица трассировки и Safety Manual.
Результат: создан согласованный комплект документов для сертификации. 

Частые вопросы

Можно ли подтвердить SIL только расчётом FMEDA?

Нет. FMEDA подтверждает часть требований к случайным аппаратным отказам. Дополнительно оцениваются систематическая способность, процессы разработки, программное обеспечение, V&V и эксплуатационная документация.

 

Присваивается ли SIL всему изделию?

SIL относится к определённой функции безопасности и заданным условиям применения. В сертификате и Safety Manual должны быть определены функции, архитектура, ограничения и допущения.

 

Когда требуется оценка программного обеспечения?

Когда программное обеспечение участвует в выполнении функции безопасности, диагностике или формировании реакции на отказ.

 

Можно ли оценить ранее разработанное изделие?

Да. Первый этап — GAP-анализ существующей архитектуры, процессов, испытаний, эксплуатационных данных и документации.

 

Когда лучше обращаться?

До окончательного выбора архитектуры и компонентов. На ранней стадии исправления обычно требуют меньших затрат.

 

Какой минимальный комплект нужен для предварительной оценки?

Описание изделия, функции безопасности, требуемый SIL, структурная схема, сведения о HW и SW и имеющиеся расчёты или испытания.