ISO 26262

ISO 26262国际标准，名为《道路车辆功能安全》，是功能安全的国际标准，是针对装设在量产道路车辆（非机动车除外）的电子电气系统，由国际标准化组织（ISO）在2011年发布第一版，在2018年更版。

## 标准简介

功能安全特性是每个汽车产业产品开发阶段中不可缺少的一部分。包括规格订定、设计、实现、整合、验证、确认以及产品上市等阶段。ISO 26262是功能安全标准IEC 61508针对汽车电子电气系统所修订的标准，其中定义车用设备的机能安全，包括所有汽车电子电气安全相关系统的完整生命周期。

第一版（ISO 26262:2011）在2011年11月11日发布，是针对安装在总重不超过3.5吨量产汽车上的电子电气系统。第二版（ISO 26262:2018）在2018年12月发布，将范围延伸到非机动车以外的所有路上载具。

此标准的目是在解决车辆内电子电气系统误动作所造成的可能危害。虽然标准的标题是《道路车辆功能安全》，但此标准是和电子电气系统的功能安全有关，包括整个系统，也包括系统中的各部分。

此标准和其母标准IEC 61508类似，都是以风险为基础的安全标准，会针对有危害操作情形的风险进行定性评估，并且定义安全对策来避免或控制系统性失效，侦测或控制随机性的硬件失效，并减少其影响。

ISO 26262的目的：

- 提供车用产品安全生命周期（管理、开发、生产、运行、维修、退役），并在各个阶段可以订制需要的活动。
- 包括整个开发过程的机能安全层面（包括需求规格、设计、实现、整合、验证、确认及组态等活动）
- 提供针对车用，以风险为基础的风险确认方式（车辆安全完整性等级，ASIL）
- 用ASIL来确认，若要达到可接受的残余风险，应该要满足哪些安全需求。
- 提供验证和确认方式的需求，以确保已达到足够，且可以接受的安全性

## ISO 26262的章节

ISO 26262:2018分为12个章节，其中10个章节是规范（Part 1-9以及Part 12），Part 10和Part 11是指南：

- 名词解释（Vocabulary）
- 功能安全管理（Management of functional safety）
- 概念阶段（Concept phase）
- 产品开发：系统层级（Product development at the system level）
- 产品开发：硬件层级（Product development at the hardware level）
- 产品开发：软件层级（Product development at the software level）
- 生产、运行、维护和除役（Production, operation, service and decommissioning）
- 支援过程（Supporting processes）
- 车辆安全完整性等级导向与安全导向分析（Automotive Safety Integrity Level-oriented and safety-oriented analyses）
- ISO 26262 指南（Guideline on ISO 26262）
- 将 ISO 26262 应用在半导体上的指南（Guidelines on application of ISO 26262 to semiconductors）
- 摩托车应用（Adaptation of ISO 26262 for motorcycles）

上一版ISO 26262:2011只有10个章节，没有ISO 26262:2018的11, 12章节，第7章节名称只有“生产和运行”（Production and operation）

### Part 1：名词解释

此章节列出了在应用标准中的词语、定义和缩写（专案词汇表）

特别重要的是对于“故障”（fault）、“错误”（error）及“失效”（failure）的定义，因为这些词语是此标准定义功能安全流程的关键，特别是故障可能会放大，成为错误，而错误最终可能会导致失效。所产生“误动作”（malfunction）会造成“危害”，也就表示失去安全功能。

此标准中，“项目”是关键的词语。项目是指可以适用ISO 26262安全生命周期，在车辆层级实现某机能（或某机能的部分）的特定系统（或系统组合）。“项目”是在此流程中最高的识别对象，也是此标准下，特定产品安全开发的起点

一个系统、一个元件（其中包括硬件零件，也可能包括软件单元）、单一的硬件零件或单一的软件单元（software unit），也就是系统中可以独立识别以及使用的部分

有关计算到、观察到或量测到的值或是条件，和真实的、规范的或理论正确的值或是条件之间的差异

因为项目误动作行为，可能会造成损害（harm，身体受伤或健康受损）的潜在来源

ISO 26262:2011版和其他的机能安全标准不同，也和2018年改版后的内容不同。ISO 26262:2011没有明确定到容错，因为其中假定不可能理解系统内的所有故障

ISO 26262没有使用IEC 61508中的“安全失效分数”（Safe failure fraction），改用“单点故障度量”（single point faults metric）和“潜在故障度量”（latent faults metric）。

### Part 2：功能安全管理

ISO 26262提供汽车应用的功能安全标准，定义整个组织的安全管理标准，以及针对车用产品开发和生产安全生命周期的标准。下一章叙述的ISO 26262安全生命周期是以此处列出的安全管理概念来运作：

危害事件是指车辆层级的危害以及车辆运作条件的组合，而且若驾驶没有及时采取行动，可能会造成事故的事件

安全目标是指指定为系统的最上层安全需求，目的是要降低一个或多个危害事件的风险，到可以容许的程度

车辆安全完整性等级（ASIL）代表特定车辆针对某一安全目标，以风险为基础的分类，也包括标准中为了达到此一目标，需要有的验证和确认

安全需求包括了所有的安全目标，也包括从安全目标分解的所有需求，以及分配给硬件或软件元件的所有最低级别机能以及技术安全需求

### Parts 3-7：从概念设计到设计制造的安全生命周期

ISO 26262安全生命周期中的程序会识别及评估危害（安全风险）、为了降低风险到可允许的程度，建立对应的安全需求、针对安全需求进行管理和追踪，产出合理的保证资料，说明在产品中已实现这些安全需求。安全相关的流程可能会整合到传统的品质系统需求生命周期，也可能会和此系统并行：

- 识别项目（item，特定的车用系统产品），以及定义其最上层的系统功能需求。
- 识别项目的全面风险事件（hazardous events）
- 针对一个风险事件，定义其ASIL（可参考Part 9）
- 针对风险事件决定其安全目标（safety goal），其中也包括风险事件的ASIL。
- 针对汽车层级的功能安全概念（functional safety concept），定义可以确保安全目标的系统架构。
- 将安全目标再拆解为细部的安全需求（safety requirements）（一般而言，每一个安全需求都会使用上层安全需求或安全目标的ASIL。不过因为实际情形的限制，可能会将一个安全需求拆解为数个ASIL较低，但有冗余机能的安全需求，由独立的冗余元件来实现）。
- 安全需求会分配到各架构组件（architectural components），可能是子系统、硬件组件、软件组件（一般而言，每一个组件都需要考虑分配到安全需求的ASIL等级，依其标准和程序进行，若有多个等级，以最高的为准）
- 依分配的安全需求以及机能需求开发架构组件，并且确认符合对应需求。

### Part 8：支持流程

ISO 26262中有定义一些在安全生命周期中在各阶段都持续进行的支持性流程，这个是整合性的流程，也提供了为了支持通用流程目标需额外考虑的事项。

- 受控制的企业界面，可以下达目标、需求和控制方式给分散式开发中的所有供应商。
- 明确的标示安全需求以及在生命周期中的相关管理方式。
- 工作文档的配置管理，有正式唯一的识别方式，可以重现配置，可以建立各工作文档和配置变更之间的可追踪性
- 正式的变更控制，包括变更影响的管理，目的是要确保识别到的缺陷已移除，在产品变更时不会导入危害。
- 工作文档验证的规划、控制以及报告，验证可以是评审、分析及测试，也包括各来源识别到缺陷的回归分析。
- 计划性的识别及管理在安全生命周期中，所有有助于机能安全以及安全评估持续管理的工程文档（文件）
- 软件工具（计划使用以及实际使用的工具）的合格性审查
- 以往开发的软件及硬件模组，要整合到目前开发ASIL等级的合格性审查
- 用服务历史证据来证实某项目若要用在指定的ASIL等级，已有足够的安全性。

### Part 9: 车辆安全完整性等级（ASIL）导向以及安全导向的分析

车辆安全完整性等级（ASIL）是指针对车辆系统或是系统中元件，以其固有安全风险所作的抽象分级方式。ASIL分级会配合ISO 26262一起使用，来表示要预防某特定风险，需要降低风险的程度，ASIL D对应最高等级的风险，ASIL A则对应最轻微的风险。针对特定风险评估的ASIL等级也会指定给对应的安全目标，从这个安全目标衍生的安全需求也需要依此ASIL为准。

#### ASIL评估简介

要评定ASIL，需进行危害分析及风险评估，依其结果评定ASIL。在ISO 26262中，危害是以对系统有害影响的相对影响程度为准，再考虑造成这些影响的危害是否容易出现。每一个危害事件都是以可能造成伤亡的严重程度，也考虑车辆暴露在此危害的相对时间长度，以及驾驶可以反应，以避免此伤亡的相对可能性来考虑。

#### ASIL评估流程

在安全生命周期的开始，会进行危害分析及风险评估，针对所有识别到的危害事件以及安全目标来评估其ASIL。

危害事件会依其可能造成的伤亡来评定其严重度（severity，简称S）：

风险管理除了考虑可能伤害的严重性外，也会考虑伤害发生的可能程度。针对特定危害，危害事件若不太容易发生，可视为有较低的风险。在ISO 26262的危害分析及风险评估程序中，发生伤害性危害的可能性是由以下这二项的组合而成：

暴露几率（exposure，简称E）：可能会发生此伤害的运作条件，其相对的发生率

可控度（control，简称C）：驾驶可以反应，避免此伤害的可能性

C2 正常而言可以控制（大部分的驾驶可以反应，以避免伤害）

在上述的分类中，ASIL D的危害事故定义为可能会危及生命到致命的伤害，在大部分的运作条件下都会造成伤害，而且驾驶难以避免伤害。ASIL D结合了上述S3, E4和C3的分类。上述分类若有任何一个从其最严重分类往下降，都会让ASIL等级离开ASIL D（例如，假定不可控（C3），会造成重伤（S3）的危害，若发生几率非常低（E1），需分类为ASIL A）。ASIL等级中比ASIL A更低的是ASIL QM，意思是没有安全的相关性，只需要依品管系统的要求进行即可。

严重度、暴露几率、可控度的分类都是资讯性的，不是说明性的，因此有一些各车厂和供应商解读的空间，也可能会造成歧义。因此国际汽车工程师学会（SAE）提出了J2980 – Considerations for ISO26262 ASIL Hazard Classification，提供了特定危害下，较明确可以评估严重度、暴露几率、可控度的指南。

## 参考资料

- ISO 26262-1:2011(en) (Road vehicles — Functional safety — Part 1: Vocabulary)

## 延伸阅读

- ISO 26262系统功能安全设计标准介绍
- ISO 26262功能安全与CMMI-DEV流程整合