ISO 26262 是什么
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在正式介绍之前,先来看一则令人痛心的新闻:山东高速交警公布的多起事故案例中,有一起格外引人关注。高速公路上,前车突然爆胎,司机还没来得及摆放警告标志,车上两人站在车旁也未及时撤离。后方车辆处于 “智驾” 状态,行驶过程中未减速、未避让,直接追尾前车,最终导致两人死亡,现场惨不忍睹。这起事故引发了大众对汽车安全,尤其是智能驾驶安全的热议。
在汽车智能化、电子化飞速发展的当下,越来越多的电子系统被应用于汽车之中,这些系统在提升汽车性能和驾驶体验的同时,也带来了新的安全隐患。为了应对这些挑战,国际上推出了 ISO 26262 标准。
ISO 26262 是一项国际功能安全标准 ,它是从电子、电气及可编程器件功能安全基本标准 IEC 61508 派生而来,专门为道路车辆中包含电气 / 电子系统的量产乘用车,以及卡车、巴士和摩托车制定。它的核心使命是确保由电气 / 电子系统故障行为引起的风险,也就是可能导致人身伤害或死亡的风险,被降低到可接受的水平,重点关注避免或控制系统故障导致的危害。
汽车电子系统的故障可能引发各种严重危害,像意外加速,会让车辆突然不受控制地向前冲,极易引发碰撞事故;制动失灵,在关键时刻无法刹车,后果不堪设想;安全气囊误爆,本是保护乘客的装置,错误触发时反而会对乘客造成伤害。这些都凸显了实施 ISO 26262 标准的重要性和紧迫性。
核心概念全解析
(一)功能安全
功能安全,简单来说,就是避免由电气 / 电子系统故障行为引起的不合理风险。它就像是汽车电子系统的 “安全卫士”,与机械安全、信息安全等共同守护着汽车的安全。机械安全主要关注汽车的机械结构,比如车身、底盘等在碰撞等情况下的安全性;信息安全则聚焦于防止汽车网络被攻击,保护车辆和用户的信息不被窃取或篡改 。而功能安全专注于电子系统本身的可靠性,确保其在出现故障时,不会给驾乘人员和道路上的其他人员带来危害。
(二)危害与安全目标
危害是由系统故障行为导致的潜在伤害源,前面提到的意外加速、制动失灵、安全气囊误爆等,都是典型的危害场景。这些危害一旦发生,后果不堪设想。
为了应对这些危害,就需要明确安全目标。安全目标是针对特定危害场景定义的最高层级的安全要求,它明确了系统需要达到的安全状态。比如针对意外加速,安全目标就是 “防止非预期加速”,让车辆始终处于驾驶员的可控范围内。
(三)汽车安全完整性等级(ASIL)
汽车安全完整性等级(ASIL)是 ISO 26262 的核心创新和基石,用于量化特定危害相关的风险严重程度。它就像一个精准的风险度量衡,基于严重度(S,衡量故障可能导致的伤害或损伤的严重程度)、暴露概率(E,衡量人员在特定操作条件下暴露于危险中的可能性)和可控性(C,衡量驾驶员或其他涉险人员避免事故或伤害的可能性)这三个因素,将风险进行量化评估 。
ASIL 等级从 A 到 D,等级逐渐升高,其中 ASIL A 要求最低,ASIL D 要求最高。等级越高,意味着危害的潜在后果越严重、发生频率越高或驾驶员越难控制,自然也就需要更严格的安全要求和措施。像制动系统这种直接关系到行车安全的关键系统,通常会被评定为较高的 ASIL 等级,以确保其安全性。
(四)安全状态与容错时间间隔
当汽车电子系统检测到故障时,它需要进入一种可预测的操作模式,也就是安全状态,比如关闭特定功能、进入跛行模式等,这种模式本身不会引发危害。就好比人在受伤时,会本能地采取一些自我保护措施,车辆进入安全状态就是它的 “自我保护”。
容错时间间隔则是从发生可能导致危害的故障到该危害实际发生之间的最大时间窗口。在这个时间间隔内,安全机制必须迅速行动,检测到故障并将系统带入安全状态。以制动系统为例,如果出现故障,安全机制需要在极短的容错时间间隔内,比如几毫秒内,检测到故障并采取相应措施,像启动备用制动系统,或者触发警报提醒驾驶员,从而避免事故的发生。
标准的价值与影响
(一)降低风险
在汽车行驶过程中,电子系统故障可能会引发各种严重的安全事故,就像一颗隐藏的 “定时炸弹”,随时可能危及驾乘人员以及其他道路使用者的生命安全。ISO 26262 标准就像是一位 “风险防控大师”,通过一系列科学、严谨的流程和方法,系统性地降低由 E/E 系统故障引起的安全风险 。
从汽车的设计阶段开始,它就要求对潜在的危害进行全面识别和深入分析,评估各种故障发生的可能性和可能造成的后果。比如在设计制动系统的电子控制单元时,会考虑到传感器故障、电路短路等各种潜在问题,提前制定应对措施。在开发过程中,严格遵循标准的要求,采用故障检测、冗余设计等技术手段,及时发现并处理故障,将风险扼杀在萌芽状态 。这样一来,无论是在城市道路的频繁启停中,还是在高速公路的高速行驶时,汽车的电子系统都能更加可靠地运行,为道路上的每一个人提供更安全的保障。
(二)行业共识
汽车产业是一个庞大而复杂的供应链体系,涉及众多的整车制造商(OEM)、一级供应商(Tier1)和二级供应商(Tier2)等。在 ISO 26262 标准出现之前,各个企业对于汽车电子系统的功能安全要求和理解各不相同,就像大家说着不同的 “语言”,沟通和协作存在诸多障碍。
而 ISO 26262 标准的诞生,就像是为整个汽车供应链提供了一本通用的 “语言字典” 和一套统一的工作流程规范。它让所有参与方都能在同一个 “频道” 上交流,使用相同的术语和方法来开展工作。比如,大家对于汽车安全完整性等级(ASIL)的定义和划分达成了一致,在进行危害分析与风险评估(HARA)时也遵循相同的流程和标准。这极大地促进了供应链各环节之间的协作效率,让产品的集成变得更加顺畅。就好比一场接力赛,每个选手都清楚自己的任务和交接规则,整个比赛就能顺利进行。供应商能够按照统一的标准为整车制造商提供符合要求的零部件,整车制造商也能更高效地将这些零部件集成到整车中,从而推动整个汽车行业的发展。
(三)合规性
在全球主流汽车市场,包括欧洲、北美、中国等地区,汽车的安全性是监管部门和消费者都极为关注的重点。ISO 26262 标准虽然不是具有法律强制力的标准,但实际上已经成为了新车准入的一道关键门槛,或者说是一份极具说服力的 “安全通行证”。
对于汽车制造商来说,要想让自己的产品在这些市场上顺利销售,就必须高度重视并遵循 ISO 26262 标准。以中国市场为例,随着消费者对汽车安全性能的要求不断提高,监管部门也在加强对汽车安全的监管力度。那些符合 ISO 26262 标准的汽车产品,更容易获得消费者的信任和认可,在市场竞争中占据优势地位 。如果汽车制造商忽视这一标准,生产出的产品可能会因为安全隐患而面临召回、罚款等风险,甚至会被市场拒之门外,损害企业的声誉和利益。所以,遵循 ISO 26262 标准,已经成为汽车制造商进入主流市场、赢得消费者信任的必要条件。
(四)质量提升
在汽车电子系统的开发过程中,ISO 26262 标准就像是一位严格的 “质量监督员”,从概念设计阶段到最终的产品退役,全程把控着产品的质量。它要求企业采用一系列严格的开发流程和分析方法,确保系统设计的每一个环节都经得起考验。
在概念阶段,就需要明确产品的功能和边界,进行全面的危害分析与风险评估,为后续的设计奠定坚实的基础。在系统设计阶段,要将功能安全概念转化为具体的技术要求,精心设计系统架构,确保其满足安全要求。硬件和软件开发过程中,更是要遵循严格的规范和测试策略,从代码编写到单元测试、集成测试,每一个步骤都不能马虎。例如,在软件开发中,要求遵循特定的编码规范,减少代码漏洞;通过背靠背测试、模型测试等多种测试手段,全面验证软件的安全性和可靠性 。这种全方位、全流程的严格把控,能够及时发现并解决潜在的质量问题,大大提升了整体系统设计的质量和可靠性,让汽车的电子系统更加稳定、可靠,为用户带来更好的使用体验。
(五)成本节约
俗话说 “小洞不补,大洞吃苦”,这句话在汽车安全问题上同样适用。如果在汽车产品的早期开发阶段忽视安全问题,等到产品投入市场后再发现安全隐患,就可能面临昂贵的召回成本,甚至会引发法律纠纷,给企业带来巨大的经济损失和声誉损害。
ISO 26262 标准强调在产品开发的早期阶段就积极识别和解决安全问题,就像是在源头堵住了安全隐患的 “漏洞”。在概念设计阶段,通过危害分析与风险评估,提前发现潜在的安全风险,并制定相应的解决方案。在开发过程中,持续进行安全分析和验证,确保问题得到有效解决 。这样一来,虽然在前期可能需要投入一定的时间和成本来满足标准要求,但从长远来看,却能避免后期因安全问题导致的高昂召回成本和其他潜在损失。比如某汽车制造商因为在早期遵循 ISO 26262 标准,发现并解决了电子系统的一个潜在安全问题,避免了后期可能出现的大规模召回事件,节省了大量的资金和资源,同时也维护了品牌的良好形象。
总结与展望
ISO 26262 作为汽车功能安全领域的关键标准,为汽车电子系统的安全性提供了全面且系统的保障。它通过明确的定义、严格的评估流程和全方位的生命周期管理,从降低风险、形成行业共识、满足合规性、提升质量和节约成本等多个方面,深刻影响着汽车行业的发展,成为汽车制造商和供应商确保产品安全性能的重要指南。
随着汽车智能化、网联化的加速发展,未来汽车安全标准也将不断演进。一方面,ISO 26262 标准本身会持续更新完善,以适应新技术的发展,如更深入地融合自动驾驶、车联网等新兴技术的安全要求 。另一方面,汽车安全标准体系将更加多元化和综合化,除了功能安全,网络安全、数据安全等方面的标准也将与功能安全标准相互协同,共同构建更全面的汽车安全防护网 。同时,国际间的标准协调也将进一步加强,推动全球汽车安全水平的整体提升,为人们的出行带来更可靠的安全保障,让未来的汽车出行更加安心、放心。
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