9.功能安全产品的设计流程
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产品安全装配检查流程1. 人员准备- 指定专门的安全检查人员,确保其具备相关专业知识和经验。
- 为检查人员提供必要的个人防护设备,如安全帽、护目镜、防护手套等。
2. 设备准备- 检查所需的工具和仪器,如扳手、电路测试仪、测量仪器等。
- 准备好相关的安全操作说明、检查清单和记录表格。
3. 外观检查- 检查产品外壳是否完好,无裂纹、变形或其他损坏。
- 检查产品标识和警示标志是否清晰可见。
- 检查接线端子、接头等连接部位,确保无松动或损坏。
4. 结构检查- 检查产品内部结构是否牢固,无松动或脱落的零件。
- 检查运动部件的活动情况,确保无卡滞或异常噪音。
- 检查密封件的完整性,防止渗漏或异物进入。
5. 电气检查- 检查电路连接是否正确,线路无损坏或短路。
- 测试电路的绝缘性能,确保符合安全要求。
- 检查接地连接是否可靠,防止漏电或静电放电。
6. 功能测试- 按照操作说明,进行全面的功能测试。
- 检查各项性能指标是否符合产品要求。
- 模拟异常工况,检查安全保护装置的有效性。
7. 记录和报告- 详细记录检查过程中发现的任何问题或异常情况。
- 对检查结果进行评估,确定是否符合安全标准。
- 编写检查报告,提出必要的改进建议。
8. 标识和包装- 在合格产品上贴附安全标识和认证标志。
- 采取适当的包装措施,防止产品在运输过程中受损。
9. 持续改进- 定期审核检查流程,根据实际情况进行调整和优化。
- 收集用户反馈,了解产品在使用过程中的安全性能。
- 持续提高产品的安全性和可靠性,满足更高的安全标准。
以上是产品安全装配检查的基本流程,具体操作步骤和检查项目可根据产品特点和相关法规要求进行调整。
严格执行安全检查流程,确保产品在整个生命周期内都满足安全要求,保护用户和环境的安全。
9软件开发管理制度_管理流程制度软件开发管理制度是指为了提高软件开发项目的管理效率和质量而建立和执行的一套规范和流程。
它有助于确保软件开发过程中各个阶段的顺利进行,保证项目按照计划和要求完成。
以下是一个关于软件开发管理制度的管理流程制度的详细介绍。
一、需求分析与规划阶段1.明确项目目标和范围:制定项目目标和范围,明确项目的核心需求和功能。
2.收集和整理需求:与客户、用户、相关方等进行沟通,收集和整理软件需求文档,包括功能需求、性能需求、安全需求等。
3.需求分析和评审:对需求进行分析和评审,确保需求的一致性、可行性和可验证性。
4.编制项目计划:制定详细的项目计划,包括工作任务、资源分配、时间安排、成本预算等。
二、设计与开发阶段1.系统设计:根据需求文档进行软件系统的整体和详细设计,包括系统结构设计、数据库设计、界面设计等。
2.模块设计:将系统设计拆分为多个功能模块,每个模块进行详细的设计。
3.编码与开发:根据设计文档进行编码和开发工作,使用合适的编程语言和工具。
4.单元测试:针对每个模块进行单元测试,确保模块的功能正确性和稳定性。
5.集成测试:将各个模块进行集成测试,确保模块之间的交互和功能的整体稳定性。
三、测试与验收阶段1.系统测试:对整个软件系统进行功能测试、性能测试、安全测试等,发现和修复问题。
2.用户验收测试:邀请用户或客户参与验收测试,确认软件系统是否满足他们的需求。
3.性能测试:对软件系统进行高负载和压力测试,评估其性能指标。
4.安全测试:对软件系统进行安全漏洞扫描和渗透测试,检查系统是否存在安全隐患。
5.修复和优化:根据测试结果,修复和优化软件系统的问题和性能瓶颈。
四、发布与维护阶段1.发布准备:准备软件系统的发布,包括编写用户手册、安装包的制作等。
2.部署和安装:将软件系统部署到用户或客户的环境中,并进行安装和配置。
3.培训和技术支持:为用户或客户提供培训,使其能够熟练使用软件系统;同时提供技术支持,解答用户的问题和解决软件故障。
家电如何进行小家电设计摘要小家电设计是家电制造企业中非常重要的一个环节。
本文主要介绍了小家电设计的流程和要点,并分析了小家电设计中需要考虑的因素。
通过合理的小家电设计,可以提升家电产品的功能性、易用性和美观度,满足消费者的需求。
引言随着科技的发展,小家电在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。
无论是咖啡机、电热水壶还是电动牙刷,这些小家电产品都给我们的生活带来了许多便利。
小家电设计是实现这些产品的关键一步。
合理的设计可以让产品更加实用、美观和易用,提升用户的体验。
因此,家电制造企业在进行小家电设计时,需要充分考虑产品的功能需求、人机交互、外观设计等因素。
小家电设计流程小家电设计的流程可以大致分为以下几个步骤:1.需求分析:确定产品的功能需求和目标用户群体。
2.概念设计:进行初步的产品草图设计,并评估其可行性。
3.详细设计:根据概念设计确定的方案,进行详细的制图和工艺规范的设计。
4.原型制作:制作产品的原型样品,以便进行测试和用户体验评估。
5.优化改进:根据原型测试的结果,对产品进行优化改进,以提升产品的性能和外观。
6.量产生产:确定最终的设计方案,并进行量产生产。
在整个设计流程中,团队成员需要密切协作,确保设计的顺利进行。
小家电设计要点在进行小家电设计时,需要特别注意以下几个要点:1.功能性:小家电的设计首要任务是满足用户的功能需求,产品应具备稳定、高效的性能,确保正常运行和使用。
2.人机交互:小家电的操作应简单直观,用户能够轻松理解和掌握。
界面设计要友好,按键布局要合理,避免用户误操作。
3.安全性:小家电设计中要考虑产品的安全性,避免电器问题导致的安全事故。
比如,在电热水壶中应设置过热保护装置,防止烧开过程中发生意外。
4.节能性:随着绿色环保概念的不断提升,小家电设计要强调节能和环保。
例如,电热水壶可考虑使用恒温技术,节省能源。
5.外观设计:小家电不仅仅是功能产品,还需要注重美观度。
合理的外观设计能够提升产品的吸引力,加强用户的购买欲望。
功能安全设计和实践一、引言功能安全是指系统在进行设计和操作时,对于可能存在的危险事件,能够保证其安全性。
在现代工业领域,功能安全已经成为了非常重要的一环。
二、功能安全架构设计在进行功能安全架构设计时,需要考虑多个方面,如硬件设计、软件设计等。
2.1 硬件设计硬件的设计一般需要考虑以下几点:(1)电路设计:针对复杂电路,需要有额外的控制电路或调整开关。
(2)选用安全组件:在硬件选择时,需要考虑到电路所需辅助保证的安全设备。
(3)捕捉模式:需要在坏状态时,使用硬件机制使系统能够捕捉到错误模式,同时避免故障发生。
2.2 软件设计软件设计也是一项重要的功能安全设计:(1)嵌入式操作系统:嵌入式操作系统能够提供更安全的任务调度和资源访问。
(2)双重检查:针对比较重要的检查点,需要进行双重检查,以保证安全性。
(3)针对故障的控制流:需要在软件设计时添加控制流功能,以便在出现故障时,能够自动终止任务等。
三、功能安全实践在功能安全实践中,需要注意以下几点:3.1 安全附加措施需要根据实际情况,搭建安全附加设备,如安全阀门、断路器等,以保证系统的安全性。
3.2 容错措施在容错方面,需要采用多种措施,如加入奇偶校验、故障时自动断电等,以保证在出现故障时,系统能够自动恢复。
3.3 数据备份数据备份也是一项非常重要的措施,只有将数据存储在多个物理位置,才能够避免数据丢失和造成严重的后果。
同时,在备份数据时,也需要考虑数据安全性和存储设备的安全性。
四、结语总的来说,功能安全设计和实践非常重要,需要采用多种措施,才能够保证系统的安全性。
因此,在进行功能安全设计时,需要充分考虑各种因素,并做好相应的措施。
产品设计报告书目录1. 引言- 背景介绍- 设计目标- 目标受众2. 市场分析- 市场规模和趋势- 竞争对手分析- 用户需求调查3. 产品概述- 产品描述- 主要功能和特点- 技术要求4. 用户体验设计- 用户画像- 用户需求分析- 用户故事5. 界面设计- 整体风格和布局设计- 页面结构设计- 色彩和图标设计6. 功能设计- 功能结构设计- 功能流程图- 功能模块设计7. 数据库设计- 数据库结构设计- 数据库表格设计- 数据库关系模型8. 系统架构设计- 系统模块划分- 架构设计图- 技术栈选择和理由9. 性能与安全设计- 性能优化策略- 数据安全设计- 用户数据保护措施10. 风险与挑战- 项目风险评估- 进度挑战与解决方案- 用户接受风险分析11. 项目计划- 项目里程碑- 项目进度安排- 人力和资源需求12. 结果分析与展望- 完成情况分析- 用户满意度调查- 未来发展展望13. 结论- 设计总结- 产品推广策略- 感谢致辞以上是《产品设计报告书目录》的内容,希望能够帮助您进行产品设计报告的撰写。
这个目录按照报告的逻辑顺序进行了分类,以确保全面而系统地介绍产品设计相关内容。
每个章节都涵盖了关键信息,包括市场分析、用户体验设计、界面设计、功能设计、系统架构设计等。
通过按照这个目录展开撰写,您可以清晰地组织报告内容,并使报告更具专业性和完整性。
祝您撰写成功!。
有限公司企业标准Q/6DG13.701-2003 产品质量先期策划程序2003-04-20发布 2003-05-01实施有限公司发布产品质量先期策划程序1.目的本程序确定和制定确保产品使顾客满意所需的步骤,促进与所涉及的每一个人的联系,以确保所要求的步骤能按时完成,并引导资源,预防缺陷,降低成本,持续不断地改进,以最低的成本及时提供优质产品,使顾客满意。
2.范围本程序适用于有限公司质量体系标准之汽车制造顾客的所有生产和/或服务所需的新产品或产品更改。
3.引用文件Q/6DG13.401-2003 《文件和资料控制程序》Q/6DG13.402-2003 《质量记录控制程序》Q/6DG13.704-2003 《顾客需求管理程序》Q/6DG13.705-2003 《成本核算报价管理程序》Q/6DG13.706-2003 《设计和开发控制程序》Q/6DG13.707-2003 《设计失效模式及后果分析程序》Q/6DG13.708-2003 《过程失效模式及后果分析程序》Q/6DG13.709-2003 《生产件批准程序》Q/6DG13.713-2003 《过程控制程序》Q/6DG13.716-2003 《工装管理程序》Q/6DG13.714-2003 《控制计划管理程序》Q/6DG13.717-2003 《产品交付管理程序》Q/6DG13.718-2003 《服务管理程序》Q/6DG13.723-2003 《测量系统分析程序》Q/6DG13.724-2003 《实验室管理程序》Q/6DG13.806-2003 《统计过程控制程序》Q/6DG13.802-2003 《顾客满意度管理程序》Q/6DG13.807-2003《检验和试验控制程序》Q/6DG13.812-2003 《持续改进程序》4.术语和定义APQP:指Advanced Product Quality Planning (产品质量先期策划)的英文简称。
功能安全流程体系下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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功能安全开发(⼀)功能安全开发流程(本⽂是之前发过的,重新整理调整了内容,以⽅便更多汽车电⼦产品开发可进⾏参考)ISO26262专门针对汽车⾏业E/E系统安全相关的应⽤提出了规定,从产品开发的需求输⼊开始,标准覆盖了概念开发、系统开发、软硬件开发、⽣产、操作、维修,这样⼀个完整的汽车产品⽣命周期。
功能安全开发要求开发流程是符合V模型的。
对于V模型的开发⽅式,左侧是基于需求的活动,右侧是基于测试的活动,最终要求左侧所有的需求都通过右侧对应的测试,以验证其得到了满⾜。
⽽对于功能安全开发,其特殊性在于,标准只关注安全相关的活动。
也就是左侧是安全需求,右侧是安全相关功能的测试。
ISO26262强调的⼀点是追溯性,对于左侧需求相关活动不同层级的开发活动,需要可以在任⼀层追溯到最初的安全需求。
当进⾏到右侧的测试时,同样要求每⼀项测试活动,都可逐层追溯到其对应的安全需求。
对追溯性的强制要求和关注,既保证了安全需求的实现没有遗漏,同时在各项活动有更改的时候,保证了可准确找到所有受其影响的上下层开发活动。
图1 功能安全管理流程分析功能安全开发流程的要求,其与标准的V模型开发没有冲突。
对于已建⽴V模型开发流程的企业,其主要⼯作是在各环节对应嵌⼊安全相关活动的要求,需要关注的是保证活动的可追溯性。
⽽对于希望建⽴全新的功能安全开发流程的企业,其可从三个管理⽅向⼊⼿。
功能安全管理流程可以从配置管理开始,配置管理的⽬的是保证对安全⼯作产物以及开发这些产物的原则、适⽤条件进⾏唯⼀标识,并且在任何时候能可控地对其复现。
配置管理另⼀个重要的⽬的是在多次迭代开发之后,能保证当前版本与历史版本的互相追溯。
配置管理的实现不仅仅需要对开发产物的管控,开发活动中的⼈员、权限、开发环境和分⼯合作等,都会对最终产物产⽣影响。
因此,良好的配置管理不能单纯寄希望于项⽬参与⼈员和管理⼈员。
随着开发活动的深⼊,开发⼯作的细分会迅速增加,仅靠⼈⼒管理⽆法保证全⾯覆盖。
新产品测试流程范文新产品测试流程是指在新产品研发完成后,对产品进行全面的功能测试、性能测试和稳定性测试的一系列流程。
通过测试流程,可以确保产品质量,提高用户满意度,并且减少后期维护和修复的成本。
以下是一个基本的新产品测试流程的详细介绍。
1.确定测试目标在开始测试之前,需要明确测试目标。
这包括产品的主要功能、性能指标和稳定性要求。
通过明确目标,可以帮助测试人员更加专注于产品测试的重点,提高测试效率。
2.制定测试计划制定测试计划是测试流程的重要一步。
测试计划应包括测试的时间安排、测试的方法和策略、测试环境的搭建、测试人员分工等内容。
测试计划可以帮助测试团队更好地组织工作,提高测试效率。
3.进行单元测试在各个开发阶段,开发人员应进行单元测试。
单元测试是对组成产品的各个模块以及各个功能进行测试的过程。
单元测试可以帮助开发人员及时发现和修复问题,确保代码的质量和稳定性。
4.进行集成测试在完成单元测试后,需要对整个产品进行集成测试。
集成测试是对不同模块之间的交互和整体功能的测试。
通过集成测试可以发现集成问题,比如接口不兼容、逻辑错误等,并及时修复。
5.进行系统功能测试系统功能测试是对整个产品的各项功能进行全面的测试。
通过用户场景模拟,测试人员可以发现产品在不同操作条件下的功能问题。
测试人员应根据产品的设计和需求文档进行测试,并记录下问题并及时与开发人员沟通。
6.进行性能测试性能测试是对产品在各种负载条件下的性能进行测试。
通过模拟用户的实际使用情况,可以测试产品的并发能力、响应时间、内存占用等性能指标。
性能测试的目的是找出产品的瓶颈,优化产品的性能。
7.进行压力测试压力测试是测试产品在各种极端条件下的稳定性。
通过对产品施加大负载,可以测试产品的稳定性、容错能力和持续运行能力。
压力测试主要使用负载模拟工具来模拟用户的访问压力,并观察产品在压力下的表现。
8.进行安全测试安全测试是为了检查产品在安全方面存在的问题。
产品先期质量策划引言产品先期质量策划是产品质量管理的关键环节之一,它涉及到产品研发的最初阶段,旨在规划和确保产品在设计、开发和测试阶段的各项质量活动。
本文档旨在提供一个详细的产品先期质量策划,以确保产品具备高质量标准和符合用户需求。
背景在产品研发过程中,质量是一个至关重要的因素。
一个高质量的产品可以提高用户体验、提升市场竞争力,并创造更高的用户满意度。
产品先期质量策划可以帮助团队识别和解决潜在的质量问题,并制定合适的措施和计划来确保产品质量。
目标产品先期质量策划的主要目标是确保产品在研发过程中符合以下几个方面的要求:1.功能性:产品应按照用户需求和规格说明书的要求设计和开发,并具备可靠的功能。
2.性能:产品应具备良好的性能,包括响应速度、稳定性和可扩展性等方面。
3.易用性:产品应提供简洁、直观的用户界面,以提供良好的用户体验。
4.可维护性:产品应易于维护和升级,以保证长期的可用性和稳定性。
5.安全性:产品应具备适当的安全措施,以保护用户数据和隐私。
流程需求分析和规划在产品研发开始之前,进行需求分析和规划是至关重要的。
团队需要充分了解用户需求,制定详细的规格说明书,并确保产品设计和开发的方向与用户需求保持一致。
设计和开发产品设计和开发是产品先期质量策划的核心阶段。
在这个阶段,团队应遵循以下几个关键原则:1.模块化设计:将产品拆分成多个模块,以降低开发难度和风险。
2.代码规范:制定统一的代码规范和标准,以确保代码的可读性和可维护性。
3.代码审查:通过代码审查,发现并解决潜在的问题和缺陷。
4.单元测试:编写并执行单元测试,以验证产品的功能和性能。
5.版本控制:使用版本控制工具,如Git,以确保代码的可追溯性和可控性。
6.建立开发文档:记录产品的设计原理、开发过程和相关文档,以方便后续的维护和团队协作。
测试和验证产品测试和验证是评估产品质量的关键阶段。
在这个阶段,团队应遵循以下几个关键原则:1.功能测试:验证产品是否按照规格说明书的要求正常工作。
第一章:电子产品设计与制造第一节:电子产品设计一、填空题1、产品设计包括产品功能、内部结构、面板结构、使用安全性和_____________等方面。
2、电原理图又称__________或电子线路图。
3、品试制通常又分为_____________、产品定型试制和小批量试制三个阶段。
4、EDA是____________________的英文缩写。
二、判断题1、EDA是电子设计自动化的英文缩写。
()2、电原理图又称为电路图。
()3、整机质量检验是产品出厂前的最后一次检验,所以应该每台必检。
() 4、产品设计包括产品功能、内部结构、面板结构、使用安全性和可靠性设计等方面。
()5、技术文件包括设计文件、实验文件、工艺文件等。
()6、原理图包括方框图、电原理图、电气原理图、逻辑图、流程图、材料明细表和技术说明书等。
()7、工艺图包括印制电路板装配图、元器件分布图、实物安装图、布线图、接线表、机壳底板图、机械加工图和面板图等。
()8、印制电路板又称印制板。
()9、产品试制通常又分为样机试制、产品定型试制和小批量试制等三个阶段。
()第二节:印制电路板的设计与制作一、填空题1、选择敷铜板时,首先应满足产品____________、机械性能的要求,同时考虑价格因素。
2、印制电路板的形状由____________、内部空间和安装形式决定。
3、印制电路板的导线连接常用的方法有_______________穿孔焊接法和焊片连接法。
4、印制电路板的手工制作一般有___________和描图蚀刻法两种。
二、判断题1、单板面积较小,印制导线较宽,焊盘间距较大,使用环境好,整机售价低的,一般采用敷铜酚醛纸质层压板。
()2、导线的连接常采用的方法有直接搭接法、穿孔焊接法、焊片连接法等。
() 3、设计和制作印制电路板时,主要考虑敷铜板种类、形状、尺寸、厚度和对外连接方式等。
() 4、选择敷铜板时首先应满足产品电气性能、机械性能的要求,同时考虑价格因素。
产品架构试题及答案高中一、选择题(每题2分,共20分)1. 产品架构的主要作用是什么?A. 提高产品销售量B. 确保产品功能实现C. 降低生产成本D. 优化用户体验2. 下列哪项不是产品架构设计需要考虑的因素?A. 技术可行性B. 成本效益C. 用户需求D. 市场趋势3. 用户界面(UI)设计在产品架构中扮演什么角色?A. 增加产品功能B. 提升用户体验C. 降低开发难度D. 提高产品价格4. 以下哪个不是产品架构设计阶段?A. 需求分析B. 概念设计C. 详细设计D. 产品发布5. 产品架构设计中,哪个环节是确定产品的基本框架和组件?A. 需求分析B. 概念设计C. 详细设计D. 测试与评估二、填空题(每空2分,共20分)6. 产品架构设计通常包括_______、_______、_______、_______等阶段。
7. 用户体验(UX)设计主要关注产品的_______、_______和_______。
8. 产品架构设计中,_______是确保产品满足用户需求和市场要求的关键。
9. 在产品架构设计过程中,_______是评估产品架构是否达到预期目标的重要手段。
10. 产品架构设计需要考虑的非功能性需求包括_______、_______、_______等。
三、简答题(每题15分,共30分)11. 简述产品架构设计的重要性。
12. 描述产品架构设计过程中的常见问题及其解决方案。
四、论述题(30分)13. 论述在数字化时代,产品架构设计如何适应快速变化的市场需求和技术进步。
答案一、选择题1. D2. C3. B4. D5. C二、填空题6. 需求分析、概念设计、详细设计、测试与评估7. 可用性、易用性、愉悦性8. 需求分析9. 测试与评估10. 性能、安全性、可扩展性三、简答题11. 产品架构设计是确保产品能够满足用户需求和市场要求的关键步骤。
它涉及到产品的整体规划和设计,包括技术选型、功能布局、用户体验等,是产品成功与否的决定性因素。
智慧树知到《创新设计梦工场》章节测试答案环境功能元4、功能分析的主要任务是()。
A.确定产品的功能需求B.确定产品的外观设计C.确定产品的材料选择D.确定产品的生产工艺答案:确定产品的功能需求5、功能分析的基本方法有:()。
A.功能分解法B.功能组合法C.功能转换法D.功能评价法答案:功能分解法,功能组合法,功能转换法,功能评价法6、功能的实现方式包括()。
A.机械实现B.电气实现C.软件实现D.全部都是答案:全部都是7、功能分析的结果是()。
A.功能树B.功能方案C.功能流程图D.全部都是答案:功能树,功能方案,功能流程图8、功能方案是指()。
A.实现产品功能所必须的各种方案B.产品的外观设计方案C.产品的生产工艺方案D.产品的材料选择方案答案:实现产品功能所必须的各种方案9、功能方案的评价标准包括()。
A.功能性B.可靠性C.可制造性D.全部都是答案:功能性,可靠性,可制造性10、功能方案的评价方法包括()。
A.定性评价B.定量评价C.主客观评价D.全部都是答案:定性评价,定量评价,主客观评价1、设计中的人机工程学指的是:()。
A.人类生理和心理特征在设计中的应用B.机械结构的设计C.电子电路的设计D.软件界面的设计答案:A2、在人机工程学中,人的操作行为可以分为三个层次,分别是()。
A.认知层B.情感层C.行为层D.生理层答案:A、C、D3、在人机工程学中,人的认知过程包括()。
A.感知B.注意C.记忆D.思维答案:A、B、C、D4、在人机工程学中,人的情感特征包括()。
A.喜好B.情绪C.态度D.答案:A、B、C5、在设计中,人机界面的设计需要考虑的因素包括()。
A.可用性B.易学性C.易记性D.直观性答案:A、B、C、D6、人机界面设计的原则包括()。
A.一致性B.可控性C.可见性D.反馈性答案:A、B、C、D7、在人机工程学中,人体工学是研究人的()与环境的适应性问题。
A.生理特征B.心理特征C.认知特征D.情感特征答案:A8、在人机工程学中,人的生理特征包括()。
功能安全产品的设计流程自动化程度的提高为人们日常生活中的方方面面都带来了更多的舒适性和灵活性,但我们也需要注意到这些好处背后的安全风险。
尤其是工业领域中让人引以为傲的高精密生产线,它们应当是易于使用,并能提供高度舒适和安全的操作性。
本文深切认为技术系统不应当为人们和环境带来超出允许风险范围的安全风险。
完全没有风险是不现实的,所以风险可接受与否在于其严重程度。
每个领域对可接受风险程度都有自己的定义,并使用不同的安全等级对其进行衡量。
对于电气和可编程系统来说,得益于一系列标准建立,由此形成了关于功能安全的共识。
这些标准适用于不同的应用领域,但它们都基于由IEC61508标准派生出的安全理念。
图1:常见的功能安全标准概览IEC61508标准覆盖了系统的整个生命周期,并着重为系统中可能出现危险的部分制订了相关规范。
该标准旨在提供从零开始设计系统的最安全方式。
实现功能安全的普遍措施是添加额外的元器件,用于监控功能的正常运行以及在发生不正常的情况时对系统进行控制。
这个理念常用于工业自动化或过程工业领域中。
IEC61508标准定义了功能安全的操作模式:低要求操作模式、高要求操作模式和连续模式。
操作模式则由每年对于安全功能的使用频率决定。
同时,针对功能安全领域中的标准控制功能的设计方法是可选的。
IEC61508标准中定义的连续模式包含这些信息。
通常做法是从分析所有可能对系统产生影响的关键问题开始。
所有被定位的问题必须使用参数进行衡量,如暴露时间、受伤的严重程度以及脱离伤害的可能性。
这是典型的风险分析措施,必须在没有额外电气保护系统的情况下对受控设备施行。
系统整个生命周期的所有部分均必须使用该措施。
凭借风险图,风险分析将提供要求的安全完整性等级(Safety Integrity Level, SIL)。
在遵循ISO13849标准的情况下,风险图将提供要求的性能等级(Performance Level, PL)。
PL与SIL相似,均定义了安全等级。
在设计安全PLC(Safety PLC)、安全变频驱动器(Safety Drive Inverter)或安全编码器(Safety Encoder)等安全元器件时,通常的做法是从机器制造商处获得要求的安全等级。
要求的安全等级旨在将风险降低至允许风险范围内。
SIL必须通过安全功能得以满足,安全功能将由一系列安全元器件或安全设备实现。
这就意味着单一的元器件无法满足SIL,仅能用作安全链中的一部分。
为了满足SIL要求,该标准涵盖了两种失效情况。
第一类包含随机失效以及所有类型的随机硬件失效,而第二类包含所有系统失效。
随机失效随机失效基于不同的参数进行计算得出,如元器件的失效概率(λ)、诊断覆盖率(Diagnostic Coverage, DC)、硬件故障裕度(Hardware Fault Tolerance, HFT)、共同失效原因(β)以及测试间隔。
事实上,安全与否不是与生俱来的,对于系统出现故障并进入到不安全状态的情况,IEC61508标准仅涵盖检测不到、不安全的失效概率并根据合适的模式具体说明各类限制,PFD(根据要求的失效概率,Probability of Failure on Demand)适用于低要求操作模式,PFH(每小时的失效概率,Probability of Failure per Hour)适用于高要求操作模式和连续模式。
举个例子,SIL 3安全功能仅限于千年一遇的危险失效。
反之,低要求操作安全功能(PFD)不应当发生平均1000次安全要求出现1次失效的情况。
作为额外的验收标准,IEC61508要求安全失效分数处于指定的SFF(安全失效分数,Safe Failure Fraction)范围内,这取决于HFT和SIL。
表1:安全完整性等级的PFD和PFH值表2:安全失效分数与硬件故障裕度的关系危险失效的失效概率可通过实现诊断功能和冗余得以降低。
冗余度需要参照硬件故障裕度(HFT)。
HFT值为0的系统发生1次失效即可产生危险。
也就是说,HFT值为N的系统能够承受N-1次失效。
如果诊断单元能够检测到故障并将系统引入安全状态,局部诊断覆盖即可降低重大失效带来的影响(?du = ?d·(1-DC))。
除了故障(硬错误,Hard-Error)导致的元器件失效概率,设计工程师还必须尽量减少软错误(Soft-Error)。
在测算时,软错误率是非常关键的一点,因为相比硬错误导致的失效率,软错误率会提升。
FPGA器件的领先制造商莱迪思半导体公司为客户提供适用于所有推荐的安全元器件的失效概率和软错误率数据。
避免系统失效除了上文提到的情况,另一项当务之急是尽可能避免系统失效,这取决于要求的SIL,而SIL会因为措施的数量和使用程度发生变化。
产品生命周期中的每个阶段针对系统失效都有不同的要求。
规范概述了以下设计流程:实现、验证和确认。
针对结构完善的设计来说,推荐采用V模式(V-Model)。
针对于软件设计和FPGA编程,该标准具体说明了其设计阶段和验证阶段。
图2:IEC61608-2:2010规范中针对FPGA设计的V模式综上所述,功能安全管理技术方面的措施对于避免系统失效来说是至关重要的。
安全管理包括在研发开始之前为所有的设计和验证步骤制定详细的计划。
由此可见,安全管理人员必须要有一个定义明确的项目计划。
文档管理作为安全项目的一部分,必须完善制定文档管理方面的规范。
文档管理描述了如何处理、储存、发布和修改文档,以及文档的访问权限和每个团队成员的受限情况。
版本控制应当作为自动化流程由工具实现。
需求管理管理所有的需求是安全项目中非常必要的一部分。
每项安全需求在整个安全项目中都应当是可追踪的。
安全项目的最终目标是确保所有的需求都能够被正确地实现。
相关测试可用来确认特定的需求能否降低风险。
就此而论,必须根据精确的数据、完整性和一致性来组织整理要求。
从架构到实现的模块,模块测试到整合,再到系统测试的整个过程中,安全项目必须要能显示需求产生于哪个部分。
组织和责任分工明确并且结构完善的团队对于确保高效无缝地完成所有任务来说是至关重要的。
团队结构和小组领导应当按照层次顺序设定。
所有的联系信息都应当是可用的,特别是对于分散的团队来说,必须为团队成员制定通讯和协作的方式。
这对于审核人员、开发人员和测试人员能否各司其职具有重要意义。
措施的定义根据要求的SIL,该标准提供了一系列适用于每个生命周期的表格,包含推荐或强烈推荐的措施,可作为默认的失效避免工具使用。
在研发开始之前,应当选择所有涉及到设计和验证方法的技术。
IEC 61508规范的第2和第3部分列出了所有技术。
第2部分涵盖了所有硬件领域以及所有ASIC或FPGA领域。
第3部分涵盖了所有软件领域。
FPGA编程被囊括进IEC61508标准的第2部分中,这有点让人费解,不过这不是技术问题,更多的是标准化组织的原因。
不过这个不要紧,因为开发FPGA软件的方法与开发微控制器软件的方法相似。
不同点在于技术。
举个例子,仿真技术在FPGA设计过程中更加常用,而微控制器则更需要带有调试工具的硬件。
表3:F.2 IEC61508-2表2摘要表3展示了降低FPGA设计中系统失效的技术列表的摘要。
对于一般硬件和软件设计,也有适用的类似表格。
使用这些表格的原则是始终如一的。
标注为“HR”的措施必须得以施行。
如果不这么做,那么相关决策是不合理的。
标注为“R”的措施应当在条件允许的情况下使用。
验证和确认计划验证和确认流程也必须在安全功能实现之前计划好。
所有的设计阶段都要选择故障避免文档中的措施进行验证。
计划的措施必须阐明目前的项目将在真实情况中如何表现。
举个例子,计划的措施可以是静态代码分析。
那么对应的验证和确认计划应当覆盖所有将由代码检查器检验的软件模块(SW-Module),包含使用该工具的流程并将如何对结果进行处理、分析和存档的说明。
另一个例子是FPGA设计过程中的网表检查。
第一步是明确这个步骤必须完成,谁来执行这个任务以及输入和输出的文件是什么。
下一步是定义进行该任务需要使用的工具以及发布流程。
该计划可用作针对所有验证和确认流程的检查表,能够为所有计划流程的完成度提供完整的概览。
工具认证针对在生命周期中的所有阶段密集使用任何类型软件工具的情况,所有将用于实现安全部分的工具将按照它们对于安全功能的影响进行分析。
这意味着,首先需要列出所有的工具,然后将所有的软件工具根据工具重要性等级(IEC61508-4:2010标准中的T1、T2、T3等级)进行分类。
表4:工具重要性等级表4展示了标准中的相关定义以及莱迪思工具列表,后者按照使用FPGA实现安全相关任务时的相应等级进行分类。
在真实的项目中,该列表需要填上所有使用到的工具。
知晓某个工具在项目中的重要性是有用的,但这并不会让人们获得更加安全的系统。
这就是为什么要进行额外的工作,比如说进行工具认证让工程师对使用的工具有把握。
有把握的意思是能够确认或知晓工具发生的错误。
如果该工具能够正确地满足规范要求并且使用者已经获得了该工具经过确认的凭据,那么他就可以不受任何约束地使用该工具。
如果该工具无法按照规范要求工作,用户则需要相关错误的信息并暂时避开导致错误发生的情况。
如果分析人员得出的结论是工具的输出不可信或规范还不够详细,用户就必须制定其他方法来检测上述错误。
分析过程有可能为用户带来潜在问题。
如果用户自身不具备有关该工具的足够知识、经验或数据,就会产生问题。
在这种情况下,如果该工具的制造商能够为客户提供相关支持,比如所有必要的数据,则会非常有帮助,如果工具制造商还能提供由独立机构认证和批准的数据和文档,那就更为理想了。
莱迪思已邀请TüVRheinland按照IEC61508标准对“Diamond 2.1”工具套件进行了高达SIL 3级别的审核。
这为安全项目团队提供了使用该工具链以及所有相关文档和安全手册的便利,使用者无需进行额外的确认。
审核所获的结果节约了项目相关的成本和时间,并简化了为安全应用选择莱迪思FPGA的决策过程。
同上述工具一道,莱迪思还可提供经过量产验证的 FPGA,可靠并且具备认可的失效概率数据。
由相关机构颁发的认证让评估人员更加信任莱迪思的产品,并能加速型号审核流程。
安规产品设计的工作流程除了所有的功能安全管理,还要实现安全设计流程以确保产品安全。
让我们假设有一个需要实现SIL 2或SIL 3级别设备的项目。
项目第一步是建立安全方案。
安全方案能够勾勒出具备相关细节的大致架构,如包含单通道或双通道架构、通信路径、输入和输出接口、电源等信息。
安全要求规范(safety requirement specification, SRS)由安全方案和产品规范衍生。