試議功能安全管理
時(shí)間:2022-11-22 11:26:31
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1.安全生命周期功能
安全管理體系的建立,首先要引出安全生命周期的概念,因?yàn)楣δ馨踩芾淼囊髴?yīng)與安全生命周期各階段并行。安全生命周期(safetylifecycle)定義為參與安全相關(guān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的所有活動(dòng),這些活動(dòng)發(fā)生在從一項(xiàng)工程項(xiàng)目的概念開始階段,直至所有的E/E/PES安全相關(guān)系統(tǒng)和其他風(fēng)險(xiǎn)降低設(shè)施不再使用,所以安全生命周期的主詞是“活動(dòng)”而不是“時(shí)間”。安全生命周期模型是采用系統(tǒng)化的方法安排整體的、E/E/PES的和軟件的為達(dá)到和保持安全完整性等級(jí)所需的全部活動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)IEC61508(GB/T20438)包含整體安全生命周期(IEC61508.1)、E/E/PES安全生命周期(硬件和系統(tǒng))(IEC61508.2)和軟件安全生命周期(IEC61508.3)這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)按照安全生命周期的模型展開,詳述了安全生命周期每個(gè)階段要求的輸入和輸出,從而分解出每個(gè)階段需要進(jìn)行的最基本的活動(dòng)。安全相關(guān)產(chǎn)品是構(gòu)成E/E/PES安全相關(guān)系統(tǒng)的最基本的單元,安全相關(guān)產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)是由設(shè)備制造商開展的活動(dòng),所以通常適用的安全生命周期模型為E/E/PES安全生命周期和軟件安全生命周期。適用于安全相關(guān)產(chǎn)品的安全生命。安全相關(guān)產(chǎn)品的安全生命周期僅屬于整體安全生命周期的一個(gè)階段,但它是安全相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)過(guò)程的所有活動(dòng)。安全生命周期包括以下內(nèi)容。
(1)安全相關(guān)產(chǎn)品的安全要求規(guī)范階段包括硬件(產(chǎn)品)安全要求規(guī)范和軟件安全要求規(guī)范的制訂;
(2)安全確認(rèn)計(jì)劃編制階段即是編制產(chǎn)品的安全確認(rèn)計(jì)劃,安全確認(rèn)計(jì)劃的編制階段是與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)和集成階段并行;
(3)設(shè)計(jì)和開發(fā)階段包括硬件的設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)和開發(fā)階段又可擴(kuò)展為設(shè)計(jì)和開發(fā)的V模型,將設(shè)計(jì)和開發(fā)階段的活動(dòng)再進(jìn)行細(xì)分,如系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模塊設(shè)計(jì)、模塊測(cè)試等;
(4)集成階段指對(duì)軟硬件進(jìn)行集成調(diào)試并測(cè)試其性能;
(5)安全手冊(cè)也就是操作維護(hù)規(guī)程,但對(duì)于安全相關(guān)產(chǎn)品的安全手冊(cè),它有其特殊性,在安全手冊(cè)中有安全相關(guān)產(chǎn)品的關(guān)于功能安全的特殊的參數(shù)以及對(duì)驗(yàn)證測(cè)試的要求;
(6)安全確認(rèn)階段就是對(duì)安全產(chǎn)品的確認(rèn)測(cè)試,包括功能測(cè)試、性能測(cè)試、環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試、EMC試驗(yàn)、故障插入測(cè)試等。在安全生命周期的每個(gè)階段還必須完成下列活動(dòng)。①要求的輸入;②達(dá)到的目的即輸出,并且給出目的是否達(dá)到的判據(jù);③用輸入信息驗(yàn)證輸出,以確定輸出是否正確;④所有的活動(dòng)必須文檔化,基于有效文檔,安全生命周期的每個(gè)階段都必須可再現(xiàn)。
2.功能安全管理體系的要求
采用安全生命周期定義了實(shí)現(xiàn)安全相關(guān)產(chǎn)品的所有的活動(dòng),同時(shí)也給出了安全相關(guān)產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)過(guò)程,這個(gè)過(guò)程由安全生命周期的每個(gè)階段構(gòu)成。所有的活動(dòng)的執(zhí)行者都是人和組織,任何實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的活動(dòng)以及任何參與實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的組織都需要管理。當(dāng)管理與功能安全相關(guān)時(shí),則為功能安全管理。為有效開展功能安全管理,必須設(shè)計(jì)、建立、實(shí)施和保持功能安全管理體系。功能安全管理體系的設(shè)計(jì)和建立,應(yīng)結(jié)合組織的功能安全目標(biāo)、產(chǎn)品類別、過(guò)程特點(diǎn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此,不同組織的功能安全管理體系有不同的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)和建立功能安全管理體系,首先要建立功能安全管理體系文件。功能安全管理體系文件可以和質(zhì)量管理體系文件相類似,即可以包括以下三個(gè)層次。第一層次為大綱,內(nèi)容應(yīng)包括達(dá)到功能安全的方針和戰(zhàn)略、評(píng)價(jià)是否達(dá)到的方法、組織內(nèi)部進(jìn)行交流的方法,安全生命周期各階段負(fù)責(zé)執(zhí)行和審查的人員、部門或組織的識(shí)別等。第二層次為程序文件,根據(jù)GB/T20438的標(biāo)準(zhǔn)要求形成的程序文件。第三層次為作業(yè)指導(dǎo)文件,公司為確保過(guò)程有效策劃、運(yùn)行和控制的作業(yè)指導(dǎo)文件、規(guī)定及其他文件。過(guò)程中的一些質(zhì)量記錄和表單,作為程序文件或作業(yè)指導(dǎo)文件的附件型式規(guī)定。應(yīng)用于安全相關(guān)產(chǎn)品,同時(shí)滿足GB/T20438要求的功能安全管理體系文件。在實(shí)際操作中體系文件可能會(huì)有所增加或減少,但內(nèi)容不能少于表1的要求。所列的功能安全管理體系文件是根據(jù)IEC61508.1:1998ed1.0的版本(GB/T20438-2006)的要求建立的。IEC61508.1:2010ed2.0的版本在功能安全管理要求上有所變化,譬如由不同組織執(zhí)行安全生命周期時(shí),在不同階段之間的接口的要求。符合新版標(biāo)準(zhǔn)的安全相關(guān)產(chǎn)品的功能安全管理體系的建立此處暫不做論述。
3.項(xiàng)目實(shí)施中的功能安全管理功能
安全管理體系建立后,便應(yīng)將功能安全管理落實(shí)到具體的項(xiàng)目實(shí)施中,也就是在安全相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)過(guò)程中進(jìn)行功能安全管理。功能安全管理就是對(duì)安全生命周期活動(dòng)的管理,對(duì)參與活動(dòng)的人員和組織的資質(zhì)和承擔(dān)責(zé)任的管理。在具體的項(xiàng)目實(shí)施中,首先要求制訂安全計(jì)劃,安全計(jì)劃涵蓋安全相關(guān)產(chǎn)品的安全生命周期中所有活動(dòng)、參與活動(dòng)的人員和組織的資質(zhì)及職責(zé),具體包括以下內(nèi)容。①定義項(xiàng)目范圍;②確定參與項(xiàng)目的人員、組織的資質(zhì)和職責(zé),及相互間的溝通方式;③定義項(xiàng)目的安全生命周期;④根據(jù)文檔要求程序文件,定義項(xiàng)目在安全生命周期的每個(gè)階段的輸入、輸出文檔;⑤規(guī)劃控制和避免系統(tǒng)失效措施;⑥確定功能安全評(píng)估活動(dòng)的執(zhí)行間斷、執(zhí)行者和執(zhí)行者的獨(dú)立性要求;⑦修改安全相關(guān)產(chǎn)品,引用程序文件;⑧制定針對(duì)項(xiàng)目要求的人員培訓(xùn)計(jì)劃;⑨項(xiàng)目的配置管理,引用配置管理程序文件;⑩對(duì)供方的管理,引用合格供方程序文件。在制訂針對(duì)項(xiàng)目的安全計(jì)劃后,隨著按安全生命周期進(jìn)程的項(xiàng)目的開展,需要制定相應(yīng)的一些計(jì)劃、文件,相應(yīng)的一些引用措施、使用工具、測(cè)試結(jié)果、評(píng)估結(jié)果都應(yīng)記錄,以符合功能安全管理的要求,安全生命周期的每個(gè)階段都可再現(xiàn)的要求。如制訂驗(yàn)證計(jì)劃、安全確認(rèn)計(jì)劃、安全評(píng)估計(jì)劃、集成測(cè)試規(guī)范,記錄驗(yàn)證、測(cè)試過(guò)程和結(jié)果并完成驗(yàn)證報(bào)告、集成測(cè)試報(bào)告、確認(rèn)報(bào)告等。為保持功能安全管理體系,功能安全管理體系所需求過(guò)程及其活動(dòng)應(yīng)持續(xù)受控,并定期進(jìn)行功能安全管理評(píng)審,以改進(jìn)、完善和持續(xù)功能安全管理體系。
4.功能安全管理與安全相關(guān)產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)
在第一講講到達(dá)到目標(biāo)安全完整性等級(jí)的安全相關(guān)產(chǎn)品關(guān)鍵在于在安全相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)過(guò)程中使其軟硬件安全完整性等級(jí)都達(dá)到目標(biāo)安全完整性等級(jí)。在設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中采取一些措施和手段降低隨機(jī)硬件失效中不可診斷的危險(xiǎn)失效的份額,同時(shí)也是采取一些措施和手段避免和控制產(chǎn)品在開發(fā)過(guò)程中引入的系統(tǒng)失效。而功能安全管理達(dá)到的效果就是在規(guī)范、設(shè)計(jì)開發(fā)、維護(hù)和修改中避免失效。安全相關(guān)產(chǎn)品安全生命周期各階段的失效類型以及針對(duì)失效類型采取的措施如表2所示,可以說(shuō)功能安全管理是保證安全相關(guān)產(chǎn)品的系統(tǒng)安全完整性達(dá)到系統(tǒng)安全完整性等級(jí)的必要手段。
5.結(jié)束語(yǔ)
功能安全管理貫穿于安全相關(guān)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程中。功能安全管理體系是公司內(nèi)部的功能安全活動(dòng)能夠得以切實(shí)管理的基礎(chǔ),是安全相關(guān)產(chǎn)品的功能安全得以實(shí)現(xiàn)和保持的基礎(chǔ)。因此,安全相關(guān)產(chǎn)品的制造商可以通過(guò)功能安全管理體系的建立、實(shí)施和保持來(lái)實(shí)現(xiàn)功能安全目標(biāo),進(jìn)而滿足顧客的需求和期望以及法律法規(guī)的要求。
作者:謝亞蓮單位:上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究院