Funkcionális biztonságtechnika

Azokat a műszaki rendszereket (például gépeket), amelyek meghibásodása anyagi kárt, természeti katasztrófát, személyi sérülést vagy halált okozhat, biztonsággal kapcsolatos vagy biztonságkritikus rendszereknek nevezzük. Az autóiparban, az iparban, a repülés területén, az orvostudományban, a nukleáris, a vasúti vagy akár a fogyasztói szektorban alkalmazott számos rendszer biztonsággal kapcsolatos vagy biztonságkritikus kategóriába sorolható. Ezek egy részét, amelyek megfelelő működése elengedhetetlen egy adott küldetés teljesítéséhez (pl. repülésirányító rendszerek, védelmi rendszerek stb.), küldetéskritikus rendszereknek nevezzük.

A biztonsággal kapcsolatos, biztonságkritikus és küldetéskritikus rendszerek tervezését, ellenőrzését, érvényesítését, üzembe helyezését, üzemeltetését, karbantartását és leszerelését nemzetközi szabványok támogatják. A legfontosabb biztonsági szabványok közül néhány a következő ábrán látható.

Ezen rendszerek gyártóit és üzemeltetőit – sok esetben törvény is – kötelezi a különböző biztonsági szabványokból származó egységes biztonsági követelményeknek való megfelelésre, hogy megóvják az embereket, a berendezéseket és a működési környezetet a sérülésektől és károktól. Például az Európai Unióban a gépekről szóló európai irányelv (2006/42/EG) a harmonizált szabványokkal (pl. ISO 13849, IEC 62061) együtt határozza meg a gépek funkcionális biztonságának kereteit. Ennek az irányelvnek a nemzeti szintű végrehajtása a nemzeti törvények és rendeletek révén valósul meg.

Bár a biztonsági szabványoknak való megfelelést nem mindig írja elő törvény (pl. mint az ISO 26262 esetében), feltétlenül meg kell érteni, hogy a biztonsági szabvány egy adott iparágra, és ebből következően a folyamatokra és a minőségre vonatkozó legkorszerűbb biztonsági irányelveket képviseli. Az ilyen szabványban meghatározott biztosítási intézkedéseknek az ebben a szektorban működő vállalat minőségirányítási rendszerében kell lenniük. Felhívjuk figyelmét, hogy a biztonsági előírások figyelmen kívül hagyása súlyos jogi következményekkel járhat, ha baleset esetén kiderül – pl. bíróság előtt – hogy a minőségirányítási rendszer, beleértve a termékfejlesztési folyamatot, nem felelt meg a meglévő biztonsági előírásoknak.

Mi a különbség a biztonság és a funkcionális biztonság között?

A biztonság a teljes rendszer sajátja, következésképpen azt mindig rendszerszinten kell értékelni. A funkcionális biztonság azonban a teljes rendszerbiztonsági koncepció részeként kezelhető. A funkcionális biztonság fogalma definíció szerint a sérülések vagy károk elfogadhatatlan kockázatától való mentességet jelenti egy vagy több automatikus védelmi funkció megfelelő megvalósítása révén, amelyeket gyakran biztonsági funkcióknak neveznek.

A funkcionális biztonság célja annak biztosítása, hogy az automatikus biztonsági funkció kérésre megfelelően működjön, vagy a rendszer (pl. meghibásodás esetén) előre láthatóan vagy ellenőrzött módon biztonságos állapotába kerüljön.

A funkcionális biztonság a biztonsági rendszer azon alkatrészeire is fókuszál, amelyek lehetnek például érzékelő, aktuátor, vezérlő és hasonló eszközök. Ezek a komponensek tovább oszthatók hardver és nagyon gyakran szoftver részekre. A funkcionális biztonságtechnika (FBT) általában a biztonsági rendszerek azon hardver- és szoftverkomponenseire összpontosít, amelyek a biztonsági funkciók végrehajtásáért felelősek.

Mi romolhat el?

A biztonsági szabványok különbséget tesznek a véletlenszerű és a szisztematikus hibák között, és egyes szabványok (pl. IEC 61511) az emberi mulasztást is figyelembe vesznek a hiba lehetséges okaként. A véletlenszerű hibák a hardverösszetevőkkel kapcsolatosak, míg a szisztematikus hibák tervezési hibák, és mind a hardver-, mind a szoftverkomponenseket érintik. Megfelelő fejlesztési folyamat követésével és megfelelő hibacsökkentő intézkedések alkalmazásával minimalizálható a szisztematikus hibák száma. Másrészt a véletlenszerű hibákat nem lehet elkerülni, azonban megfelelő hardvertervezési technikákkal a hatásuk mérsékelhető.

Hogyan érhető el a funkcionális biztonság?

A funkcionális biztonság elérése nem mindig egyszerű folyamat. Mindenekelőtt a biztonsági alkatrészeket vagy biztonsági rendszereket fejlesztő és gyártó szervezeteknek azonosítaniuk és követniük kell a vonatkozó biztonsági szabványokat.

Tegyük fel, hogy egy vállalat biztonsági alkatrészt kíván kifejleszteni olyan gépekhez, amelyeket az európai piacon kíván forgalomba hozni. Ebben a helyzetben a tervezőcsapatnak foglalkoznia kell az alapvető biztonsági szabványokkal (pl. IEC 61508, ISO 12100, pl.), az általános biztonsági szabványokkal (pl. IEC 62061, ISO 13849 stb.), és végül a termékspecifikus biztonsági szabványokkal (pl. IEC 61800-5-2 stb.). Ezeket a szabványokat gyakran A-típusú, B-típusú, valamint C-típusú szabványoknak is nevezik.

Első pillantásra ez nem tűnik bonyolultnak, de amikor valaki elkezd elmélyedni a biztonsági előírások részleteiben, az hamar megterhelővé válhat. Ahhoz, hogy a lényegre térjünk anélkül, hogy túl sok időt veszítenénk, az alábbiakban felsoroljuk azokat a legfontosabb feladatokat, amelyeket egy szervezetnek meg kell oldania, ha biztonságos termékeket szeretne fejleszteni:

    • Biztonsági kultúra kialakítása a szervezetben
      • Tapasztalt és a biztonság területén képzett szakemberek alkalmazása (ez nem lesz könnyű vagy olcsó)
      • Kollégák képzése (mérnökök, menedzserek és értékesítők) a funkcionális biztonság területén (ez sok időt vesz igénybe)
      • Szerepkörök és felelősségek kijelölése (Funkcionális biztonsági vezető, Biztonsági terv)
    • Megfelelő termékfejlesztési folyamat kidolgozása a vonatkozó biztonsági előírásoknak megfelelően
      • Termékfejlesztési módszertan választása (Waterfall, V, Agile stb.)
      • Fejlesztési folyamat fázisainak meghatározása (pl. Specifikáció, Tervezés, Megvalósítás, Teszt) beleértve a bemeneti és kimeneti dokumentumokat, valamint a termékeket (pl. biztonsági követelményspecifikáció, felülvizsgálati jelentés, kapcsolási rajzok, tervezési specifikáció, szimulációs adatok, programkód, tesztspecifikáció, nyomtaott áramköri tervek, gyártási adatok stb.)
      • A tevékenységek és a kapcsolódó minőségbiztosítási intézkedések meghatározása (az ellenőrzés és érvényesítés tervezése)
    • Termékfejlesztés a vonatkozó biztonsági előírásoknak megfelelően
      • Termékmeghatározás, beleértve a biztonsági célokat is
      • Hardver, szoftver és mechanikai alkatrészek tervezése
      • Megfelelő tervezési technikák alkalmazása
      • Mindent dokumentálni kell
      • Mindent ellenőrizni és tesztelni kell
    • Projektmenedzsment
      • Annak biztosítására, hogy a fejlesztés a tervek szerint haladjon
    • Követelménykezelés
      • Annak biztosítására, hogy a termék megfelel a követelményeknek
    • Változásmenedzsment
      • Annak biztosítására, hogy a módosítások ellenőrzött módon kerüljenek be a termékbe
    • Konfigurációmenedzsment
      • Annak érdekében, hogy ami összetartozik mindig naprakész legyen
    • Nyomonkövethetőség
      • Annak édekében, hogy a nyomon követhetőség a komponensek szintjén lehetővé váljon
    • Független (és akkreditált) szervezet általi tanúsítás
      • Nem mindig kötelező, de erősen ajánlott
      • Marketing

A fenti lista sok pontja ismerős lehet Önnek, ha szervezete már rendelkezik tapasztalattal a nem biztonságkritikus termékek fejlesztésében. A legtöbb esetben a már meglévő folyamatok és munkafolyamatok hozzáigazíthatók a biztonság szempontjából releváns termékfejlesztéshez.

Kérjük, forduljon hozzánk bizalommal, ha szakmai útmutatásra van szüksége a biztonsági előírásokkal kapcsolatban.