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功能安全國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61508

　　評論：　更新日期：2009年12月26日

1 基本情況
近年來，在鐵路、航空航天、核應(yīng)用、采礦等行業(yè)提出了很多安全理論和國際標(biāo)準(zhǔn)，其中IEc61508—— 電氣／電子／可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全國際標(biāo) 準(zhǔn)是比較基本和核心的一個，它是迄今為止的安全相關(guān)系統(tǒng)的理論概括和技術(shù)總結(jié)。這個標(biāo)準(zhǔn)采用一般的分析方法，沒有指定具體的應(yīng)用領(lǐng)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(shù)為基礎(chǔ)，包括了電氣設(shè)備、電子設(shè)備、可編程電子設(shè)備。其中，電氣設(shè)備指電機設(shè) 備；電子設(shè)備指固態(tài)非可編程電子設(shè)備；可編程電子設(shè) 備指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的電子設(shè)備。以一個或多個可編程電子設(shè)備為基礎(chǔ)，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(shè)備、數(shù)據(jù)通道、通信通路和其他執(zhí)行器、輸出設(shè)備。安全相關(guān)系統(tǒng)(Safety—Related System)是指為了保證控制設(shè)備處于安全狀態(tài)，采用安全相關(guān)技術(shù)和風(fēng)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(guān)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(guān)的整體、E／E／PE和軟件生存周期階段，為E／E／PE安全相關(guān)系統(tǒng)實現(xiàn)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(guān)系統(tǒng)的安全目標(biāo)，它的主要目標(biāo)是預(yù)測安全相關(guān)系統(tǒng)運行時的故障概率。 IEC61508的特點是把風(fēng)險作為度量危險的指標(biāo)。這里的風(fēng)險(Risk)是指危害發(fā)生的概率(Likelihood)和危害嚴(yán)重性(Consequence)的組合。
IEC61508定義了 4種風(fēng)險指標(biāo)：
(1)被控裝置的風(fēng)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(chǎn)生的風(fēng)險；
(2)可容忍的風(fēng)險：指在以現(xiàn)行社會標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ) 的給定情景下可被接受的風(fēng)險；
(3)殘余的風(fēng)險：指在采取了防護措施后仍然保留的風(fēng)險；
(4)必須的風(fēng)險降低：指通過電氣／電子／可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)、其他技術(shù)的安全相關(guān)系統(tǒng)和外部風(fēng)險降低設(shè)備實現(xiàn)的風(fēng)險降低，以確保不超過可容忍的風(fēng)險。在對安全相關(guān)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(fēng)險和現(xiàn)存的風(fēng)險，兩者之差是必須降低的風(fēng)險。IEC61508主要討論的就是怎樣利用安全技術(shù)和分析方法降低電氣／電子／可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的風(fēng)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(yīng)用IEC61508-2和IEC61508—3指南；
(7)技術(shù)和方法總論。
3 IEC61508的主要目標(biāo)
(1)用技術(shù)手段改進安全和經(jīng)濟功能；
(2)在安全框架內(nèi)推動技術(shù)發(fā)展；
(3)對所有的安全相關(guān)系統(tǒng)，包括軟、硬件在內(nèi)，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(shù)的未來發(fā)展提供一個靈活的技術(shù) 方案；
(5)提供分析安全相關(guān)系統(tǒng)安全功能要求的方法；
(6)建立一個基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，使其可直接應(yīng)用于工業(yè)，同時，亦可指導(dǎo)其他領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制定，使這些標(biāo)準(zhǔn)的起草具有一致性(如基本概念、技術(shù)術(shù)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(chǔ) 的技術(shù)；
(8)建立一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)以利于：
① 增進系統(tǒng)的安全功能；
② 發(fā)展用于各領(lǐng)域的安全技術(shù)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(guān)系統(tǒng)的安全目標(biāo)。安全完善性就是在規(guī)定的時間周期內(nèi) 和規(guī)定的條件下，安全相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)，同時也是隨機故障安全完善性的定量目標(biāo)，而對于系統(tǒng)故障完善性，標(biāo) 準(zhǔn)中是用質(zhì)量管理、安全管理和技術(shù)安全等定性指標(biāo) 作為目標(biāo)的。定義一個安全相關(guān)系統(tǒng)的安全完善性等級相當(dāng)重要，應(yīng)當(dāng)根據(jù)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(guān)系統(tǒng)、其他技術(shù)的安全相關(guān)系統(tǒng)、外部風(fēng)險降低設(shè)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(biāo) 和必須達(dá)到的要求來對系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的每一個環(huán)節(jié)嚴(yán) 格把關(guān)，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的安全。