電気/電子/プログラマブル電子安全関連システムの機能安全性
久保博史(エヌ・シー・エス株式会社)
〜機能安全とは何か? なぜ重要なのか?〜
身近な例から考える
自動車の自動ブレーキ、工場のロボットの非常停止、エレベーターの安全装置... これらはすべて「機能安全」の考え方を適用できます。
機能安全の定義
「システムや機器が、与えられた入力に対して正しく安全機能を実行することに依存する、全体的な安全の一部」 (IEC 61508-4より)
ポイント : 単に「壊れにくい」だけでなく、「もし壊れた場合でも、安全な状態を保つ」ことが重要です。
リスク: 「危害の発生確率」×「危害の重大さ」
例: 高い場所での作業は、落下する確率(発生確率)は低いかもしれませんが、落下した場合の怪我の程度(重大さ)は大きいため、リスクが高いと言えます。
安全機能: 危険な状態を回避したり、軽減したりするために、システムが実行する機能
例: 自動車のエアバッグは、衝突を検知し(入力)、乗員を保護する(安全機能)ために作動します。
安全関連システム: 安全機能を実行するシステム。電気、電子、プログラマブル電子(E/E/PE)技術を使用。
フェールセーフ: 故障が発生した場合でも、システムを安全な状態に移行させる設計思想
例: 信号機が故障した場合、すべての信号を赤にする。
〜機能安全の国際規格〜
機能安全に関する国際規格:様々な産業分野で広く利用されている、機能安全の「共通言語」
目的:
対象: 電気/電子/プログラマブル電子(E/E/PE)安全関連システム
特徴:
〜現代のシステムの課題〜
【high demand, continuous modeのオペレーション】 危険側故障確率(/時) = (1時間あたりの危険側故障確率)
各フェーズでの文書化
フェーズ間の検証
安全ライフサイクルを具体化した開発モデル:設計と検証を対応させ体系的に開発
【設計】 【検証】 安全要求仕様(SRS) <---------------------------> 4. 安全妥当性確認 システム設計 <----------------------> 3. システム検証 モジュール設計 <------------> 2. 統合テスト 実装 <-------> 1. モジュールテスト
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自己診断: システムが自身の故障を検出する機能
例:
相互診断: 複数の要素が互いに監視し合い、故障を検出する
〜IEC 61508-3〜
制限事項:
構造化:
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認証プロセス: