ISO 26262

ISO 26262國際標準，名為《道路車輛功能安全》，是功能安全的國際標準，是針對裝設在量產道路車輛（非機動車除外）的電子電氣系統，由國際標準化組織（ISO）在2011年發佈第一版，在2018年更版。

## 標準簡介

功能安全特性是每個汽車產業產品開發階段中不可缺少的一部份。包括規格訂定、設計、實現、整合、驗證、確認以及產品上市等階段。ISO 26262是功能安全標準IEC 61508針對汽車電子電氣系統所修訂的標準，其中定義車用設備的機能安全，包括所有汽車電子電氣安全相關系統的完整生命週期。

第一版（ISO 26262:2011）在2011年11月11日發佈，是針對安裝在總重不超過3.5噸量產汽車上的電子電氣系統。第二版（ISO 26262:2018）在2018年12月發佈，將範圍延伸到非機動車以外的所有路上載具。

此標準的目是在解決車輛內電子電氣系統誤動作所造成的可能危害。雖然標準的標題是《道路車輛功能安全》，但此標準是和電子電氣系統的功能安全有關，包括整個系統，也包括系統中的各部份。

此標準和其母標準IEC 61508類似，都是以風險為基礎的安全標準，會針對有危害操作情形的風險進行定性評估，並且定義安全對策來避免或控制系統性失效，偵測或控制隨機性的硬體失效，並減少其影響。

ISO 26262的目的：

- 提供車用產品安全生命周期（管理、開發、生產、運行、維修、退役），並在各個階段可以訂制需要的活動。
- 包括整個開發過程的機能安全層面（包括需求規格、設計、實現、整合、驗證、確認及組態等活動）
- 提供針對車用，以風險為基礎的風險確認方式（車輛安全完整性等級，ASIL）
- 用ASIL來確認，若要達到可接受的殘餘風險，應該要滿足哪些安全需求。
- 提供驗證和確認方式的需求，以確保已達到足夠，且可以接受的安全性

## ISO 26262的章節

ISO 26262:2018分為12個章節，其中10個章節是規範（Part 1-9以及Part 12），Part 10和Part 11是指南：

- 名詞解釋（Vocabulary）
- 功能安全管理（Management of functional safety）
- 概念階段（Concept phase）
- 產品開發：系統層級（Product development at the system level）
- 產品開發：硬體層級（Product development at the hardware level）
- 產品開發：軟體層級（Product development at the software level）
- 生產、運行、維護和除役（Production, operation, service and decommissioning）
- 支援過程（Supporting processes）
- 車輛安全完整性等級導向與安全導向分析（Automotive Safety Integrity Level-oriented and safety-oriented analyses）
- ISO 26262 指南（Guideline on ISO 26262）
- 將 ISO 26262 應用在半導體上的指南（Guidelines on application of ISO 26262 to semiconductors）
- 摩托車應用（Adaptation of ISO 26262 for motorcycles）

上一版ISO 26262:2011隻有10個章節，沒有ISO 26262:2018的11, 12章節，第7章節名稱只有「生產和運行」（Production and operation）

### Part 1：名詞解釋

此章節列出了在應用標準中的詞語、定義和縮寫（專案詞彙表）

特別重要的是對於「故障」（fault）、「錯誤」（error）及「失效」（failure）的定義，因為這些詞語是此標準定義功能安全流程的關鍵，特別是故障可能會放大，成為錯誤，而錯誤最終可能會導致失效。所產生「誤動作」（malfunction）會造成「危害」，也就表示失去安全功能。

此標準中，「項目」是關鍵的詞語。項目是指可以適用ISO 26262安全生命週期，在車輛層級實現某機能（或某機能的部份）的特定系統（或系統組合）。「項目」是在此流程中最高的識別對象，也是此標準下，特定產品安全開發的起點

一個系統、一個元件（其中包括硬體零件，也可能包括軟體單元）、單一的硬體零件或單一的軟體單元（software unit），也就是系統中可以獨立識別以及使用的部份

有關計算到、觀察到或量測到的值或是條件，和真實的、規範的或理論正確的值或是條件之間的差異

因為項目誤動作行為，可能會造成損害（harm，身體受傷或健康受損）的潛在來源

ISO 26262:2011版和其他的機能安全標準不同，也和2018年改版後的內容不同。ISO 26262:2011沒有明確定到容錯，因為其中假定不可能理解系統內的所有故障

ISO 26262沒有使用IEC 61508中的「安全失效分數」（Safe failure fraction），改用「單點故障度量」（single point faults metric）和「潛在故障度量」（latent faults metric）。

### Part 2：功能安全管理

ISO 26262提供汽車應用的功能安全標準，定義整個組織的安全管理標準，以及針對車用產品開發和生產安全生命週期的標準。下一章敘述的ISO 26262安全生命週期是以此處列出的安全管理概念來運作：

危害事件是指車輛層級的危害以及車輛運作條件的組合，而且若駕駛沒有及時採取行動，可能會造成事故的事件

安全目標是指指定為系統的最上層安全需求，目的是要降低一個或多個危害事件的風險，到可以容許的程度

車輛安全完整性等級（ASIL）代表特定車輛針對某一安全目標，以風險為基礎的分類，也包括標準中為了達到此一目標，需要有的驗證和確認

安全需求包括了所有的安全目標，也包括從安全目標分解的所有需求，以及分配給硬體或軟體元件的所有最低級別機能以及技術安全需求

### Parts 3-7：從概念設計到設計製造的安全生命週期

ISO 26262安全生命週期中的程序會識別及評估危害（安全風險）、為了降低風險到可允許的程度，建立對應的安全需求、針對安全需求進行管理和追蹤，產出合理的保證資料，說明在產品中已實現這些安全需求。安全相關的流程可能會整合到傳統的品質系統需求生命週期，也可能會和此系統並行：

- 識別項目（item，特定的車用系統產品），以及定義其最上層的系統功能需求。
- 識別項目的全面風險事件（hazardous events）
- 針對一個風險事件，定義其ASIL（可參考Part 9）
- 針對風險事件決定其安全目標（safety goal），其中也包括風險事件的ASIL。
- 針對汽車層級的功能安全概念（functional safety concept），定義可以確保安全目標的系統架構。
- 將安全目標再拆解為細部的安全需求（safety requirements）（一般而言，每一個安全需求都會使用上層安全需求或安全目標的ASIL。不過因為實際情形的限制，可能會將一個安全需求拆解為數個ASIL較低，但有冗餘機能的安全需求，由獨立的冗餘元件來實現）。
- 安全需求會分配到各架構組件（architectural components），可能是子系統、硬體組件、軟體組件（一般而言，每一個組件都需要考慮分配到安全需求的ASIL等級，依其標準和程序進行，若有多個等級，以最高的為準）
- 依分配的安全需求以及機能需求開發架構組件，並且確認符合對應需求。

### Part 8：支持流程

ISO 26262中有定義一些在安全生命週期中在各階段都持續進行的支持性流程，這個是整合性的流程，也提供了為了支持通用流程目標需額外考慮的事項。

- 受控制的企業介面，可以下達目標、需求和控制方式給分散式開發中的所有供應商。
- 明確的標示安全需求以及在生命週期中的相關管理方式。
- 工作文檔的配置管理，有正式唯一的識別方式，可以重現配置，可以建立各工作文檔和配置變更之間的可追蹤性
- 正式的變更控制，包括變更影響的管理，目的是要確保識別到的缺陷已移除，在產品變更時不會導入危害。
- 工作文檔驗證的規劃、控制以及報告，驗證可以是評審、分析及測試，也包括各來源識別到缺陷的回歸分析。
- 計劃性的識別及管理在安全生命週期中，所有有助於機能安全以及安全評估持續管理的工程文檔（文件）
- 軟體工具（計劃使用以及實際使用的工具）的合格性審查
- 以往開發的軟體及硬體模組，要整合到目前開發ASIL等級的合格性審查
- 用服務歷史證據來證實某項目若要用在指定的ASIL等級，已有足夠的安全性。

### Part 9: 車輛安全完整性等級（ASIL）導向以及安全導向的分析

車輛安全完整性等級（ASIL）是指針對車輛系統或是系統中元件，以其固有安全風險所作的抽象分級方式。ASIL分級會配合ISO 26262一起使用，來表示要預防某特定風險，需要降低風險的程度，ASIL D對應最高等級的風險，ASIL A則對應最輕微的風險。針對特定風險評估的ASIL等級也會指定給對應的安全目標，從這個安全目標衍生的安全需求也需要依此ASIL為準。

#### ASIL評估簡介

要評定ASIL，需進行危害分析及風險評估，依其結果評定ASIL。在ISO 26262中，危害是以對系統有害影響的相對影響程度為準，再考慮造成這些影響的危害是否容易出現。每一個危害事件都是以可能造成傷亡的嚴重程度，也考慮車輛暴露在此危害的相對時間長度，以及駕駛可以反應，以避免此傷亡的相對可能性來考慮。

#### ASIL評估流程

在安全生命週期的開始，會進行危害分析及風險評估，針對所有識別到的危害事件以及安全目標來評估其ASIL。

危害事件會依其可能造成的傷亡來評定其嚴重度（severity，簡稱S）：

風險管理除了考慮可能傷害的嚴重性外，也會考慮傷害發生的可能程度。針對特定危害，危害事件若不太容易發生，可視為有較低的風險。在ISO 26262的危害分析及風險評估程序中，發生傷害性危害的可能性是由以下這二項的組合而成：

暴露機率（exposure，簡稱E）：可能會發生此傷害的運作條件，其相對的發生率

可控度（control，簡稱C）：駕駛可以反應，避免此傷害的可能性

C2 正常而言可以控制（大部份的駕駛可以反應，以避免傷害）

在上述的分類中，ASIL D的危害事故定義為可能會危及生命到致命的傷害，在大部份的運作條件下都會造成傷害，而且駕駛難以避免傷害。ASIL D結合了上述S3, E4和C3的分類。上述分類若有任何一個從其最嚴重分類往下降，都會讓ASIL等級離開ASIL D（例如，假定不可控（C3），會造成重傷（S3）的危害，若發生機率非常低（E1），需分類為ASIL A）。ASIL等級中比ASIL A更低的是ASIL QM，意思是沒有安全的相關性，只需要依品管系統的要求進行即可。

嚴重度、暴露機率、可控度的分類都是資訊性的，不是說明性的，因此有一些各車廠和供應商解讀的空間，也可能會造成歧義。因此國際汽車工程師學會（SAE）提出了J2980 – Considerations for ISO26262 ASIL Hazard Classification，提供了特定危害下，較明確可以評估嚴重度、暴露機率、可控度的指南。

## 參考資料

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

## 延伸閱讀

- ISO 26262系統功能安全設計標準介紹
- ISO 26262功能安全與CMMI-DEV流程整合