| 1 基本情況 近年來，在鐵路、航空航天、核應用、采礦等行業(yè)提 出了很多安全理論和國際標準，其中IEc61508—— 電 氣／電子／可編程電子安全相關系統(tǒng)的功能安全國際標 準是比較基本和核心的一個，它是迄今為止的安全 相關系統(tǒng)的理論概括和技術總結。這個標準采用一般 的分析方法，沒有指定具體的應用領域。 電氣／電子／可編程電子系統(tǒng)(E／E／PE)是指以電 氣／電子／可編程電子技術為基礎，包括了電氣設備、電 子設備、可編程電子設備。其中，電氣設備指電機設 備；電子設備指固態(tài)非可編程電子設備；可編程電子設 備指以計算機技術為基礎的電子設備。以一個或多個 可編程電子設備為基礎，用于控制、防護和監(jiān)督的系 統(tǒng)，它包括了系統(tǒng)的全部元件，如電源、傳感器以及其 他輸入設備、數據通道、通信通路和其他執(zhí)行器、輸出 設備。安全相關系統(tǒng)(Safety—Related System)是指為 了保證控制設備處于安全狀態(tài)，采用安全相關技術和 風險降低措施執(zhí)行所需安全功能的系統(tǒng)。電氣／電子／ 可編程電子安全相關系統(tǒng)一旦失效可以影響人的安全 和環(huán)境的安全。 IEC61508考慮了所有相關的整體、E／E／PE和軟 件生存周期階段，為E／E／PE安全相關系統(tǒng)實現必要 的功能安全提供一個發(fā)展安全需求規(guī)范的方法，用安 全完善性等級來說明安全相關系統(tǒng)的安全目標，它的 主要目標是預測安全相關系統(tǒng)運行時的故障概率。 IEC61508的特點是把風險作為度量危險的指標。這 里的風險(Risk)是指危害發(fā)生的概率(Likelihood)和 危害嚴重性(Consequence)的組合。 IEC61508定義了 4種風險指標： (1)被控裝置的風險：指被控裝置或被控裝置與 被控裝置控制系統(tǒng)相互作用而產生的風險； (2)可容忍的風險：指在以現行社會標準為基礎 的給定情景下可被接受的風險； (3)殘余的風險：指在采取了防護措施后仍然保 留的風險； (4)必須的風險降低：指通過電氣／電子／可編程 電子安全相關系統(tǒng)、其他技術的安全相關系統(tǒng)和外部 風險降低設備實現的風險降低，以確保不超過可容忍 的風險。 在對安全相關系統(tǒng)進行需求分析和危險分析之 后，可以得到系統(tǒng)的可容忍的風險和現存的風險，兩者 之差是必須降低的風險。IEC61508主要討論的就是 怎樣利用安全技術和分析方法降低電氣／電子／可編程 電子安全相關系統(tǒng)的風險。 2 IEC61508的組成 IEC61508由7個部分組成： (1)總的要求； (2)電氣／電子／可編程電子系統(tǒng)的需求； (3)軟件需求； (4)定義和縮略語； (5)決定安全完善性級別的方法實例； (6)應用IEC61508-2和IEC61508—3指南； (7)技術和方法總論。 3 IEC61508的主要目標 (1)用技術手段改進安全和經濟功能； (2)在安全框架內推動技術發(fā)展； (3)對所有的安全相關系統(tǒng)，包括軟、硬件在內， 從系統(tǒng)生命周期角度提供一個系統(tǒng)方法； (4)為安全技術的未來發(fā)展提供一個靈活的技術 方案； (5)提供分析安全相關系統(tǒng)安全功能要求的方 法； (6)建立一個基礎標準，使其可直接應用于工業(yè)， 同時，亦可指導其他領域的標準制定，使這些標準的起 草具有一致性(如基本概念、技術術語、對規(guī)定安全功 能的要求等)； (7)讓使用者和維護者放心使用以計算機為基礎 的技術； (8)建立一個統(tǒng)一的標準以利于： ① 增進系統(tǒng)的安全功能； ② 發(fā)展用于各領域的安全技術和測試； ③ 開展安全評估。 4 安全完善性(Safety Integrity) IEC61508用安全完善性等級來說明安全相關系 統(tǒng)的安全目標。安全完善性就是在規(guī)定的時間周期內 和規(guī)定的條件下，安全相關系統(tǒng)成功地完成所需安全 功能的能力。安全完善性分為系統(tǒng)故障和隨機故障完 善性。表1是完善性等級分級標準，同時也是隨機故 障安全完善性的定量目標，而對于系統(tǒng)故障完善性，標 準中是用質量管理、安全管理和技術安全等定性指標 作為目標的。定義一個安全相關系統(tǒng)的安全完善性等 級相當重要，應當根據系統(tǒng)安全要求計算出可以容忍 的故障率，然后參照表1得出系統(tǒng)安全完善性等級。 如果等級定低了會直接威脅系統(tǒng)的安全性，如果等級 定高了會浪費大量的人力、物力和財力。 5 安全生命周期(Safety Lifeeyele) 安全生命周期就是從方案的確定階段開始到所有 的電氣／電子／可編程電子安全相關系統(tǒng)、其他技術的 安全相關系統(tǒng)、外部風險降低設備不再可用時為止的 時間。安全生命周期也是IEC61508中很重要的一個 概念，通過定義安全生命周期各個階段的安全性目標 和必須達到的要求來對系統(tǒng)開發(fā)應用的每一個環(huán)節(jié)嚴 格把關，實現整個系統(tǒng)的安全。 |
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