Funktionale Sicherheit (FuSi) ist ein Teilbereich der Sicherheit eines Systems. Sie bezieht sich auf die korrekte Funktion des sicherheitsbezogenen Systems und andere risikomindernde Maßnahmen.
Elektrische Sicherheit, Brandschutz oder Strahlenschutz gehören deshalb nicht zur funktionalen Sicherheit. Alternativ spricht man oft auch von der Sicherheitsintegrität des Systems, da Sicherheit auch durch Notabschaltung und das Einnehmen eines sicheren Zustands erreicht werden kann. Die funktionale Sicherheit ist also möglicherweise auch dann gegeben, wenn das System seine bestimmungsgemäße Funktion nicht mehr ausführt und abgeschaltet ist.
Mit der Komplexität elektronischer und insbesondere programmierbarer Systeme steigt die Vielfalt der Fehlermöglichkeiten: Mikrocontroller übernehmen mittlerweile fast alle Sicherheitsfunktionen.
Sie achten beispielsweise darauf, dass die Temperatur in einem chemischen Produktionsschritt konstant bleibt; leiten Züge mit angemessener Geschwindigkeit auf die richtigen Gleise oder verhindern die Auslösung von Airbags im falschen Moment.
Die verschiedenen Aspekte der funktionalen Sicherheit sind in der Normenreihe IEC 61508 „Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/ elektronischer/ programmierbar elektronischer Systeme“ definiert. Sie reichen von Konzept, Planung, Entwicklung und Realisierung über Inbetriebnahme, Instandhaltung und Modifikation bis hin zur Außerbetriebnahme und Deinstallation. Dabei werden unter anderem folgende Methoden zur Fehlervermeidung genannt:
- Vermeidung systematischer Fehler in der Entwicklung, z. B. Spezifikations- und Implementierungsfehler
- Erkennung von zufälligen Fehlern (z.B. Alterung der Komponenten) durch Überwachung im laufenden Betrieb
- Sichere Beherrschung von erkannten Fehlern und Übergang in einen vorher als sicher definierten Zustand.
Gesetzliche Sicherheitsanforderungen
Kunden und Nutzer haben hohe Anforderungen an die Sicherheit von Produkten. Zudem stellt die Minimierung von Risiken ein allgemeines Ziel der Gesellschaft dar.
In Deutschland hat die Politik daher 2011 mit dem Produktsicherheitsgesetz (ProdSG, bis Dezember 2011: GPSG) einen gesetzlichen Rahmen für die Umsetzung von Sicherheitsanforderungen geschaffen.
Die Vermeidung systematischer Fehler, sowie die Beherrschung systematischer und zufälliger Fehler in „sicherheitstechnischen Funktionen“ senkt das zu erwartende Risiko auf ein akzeptiertes Maß.
Wichtige Normen der funktionalen Sicherheit
Die funktionale Sicherheit (FuSi) betreffend sind vor allem folgende Normen relevant:
- EN ISO 13849: Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen
- EN/IEC 61508: Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme
- EN/IEC 61511: Funktionale Sicherheit – Sicherheitstechnische Systeme für die Prozessindustrie
- EN/IEC 62061: Sicherheit von Maschinen – Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer, elektronischer und programmierbar elektronischer Steuerungssysteme
- ISO 26262: Funktionale Sicherheit für Straßenfahrzeuge
Normreihe für Kraftfahrzeuge: ISO 26262
Eine Anpassung dieser Normenreihe für Kraftfahrzeuge ist die Norm ISO 26262 („Funktionale Sicherheit für Straßenfahrzeuge“). Diese ist im November 2011 erschienen und seither gesetzlich festgeschrieben.
In den heutigen Automobilen ist eine immer größere Anzahl an elektronischen Bauteilen und Steuergeräten verbaut. Zudem steigt auch die Vernetzung der einzelnen Komponenten untereinander immer weiter an. Dadurch nimmt die Entwicklungskomplexität stetig zu und obliegt somit einer strengen gesetzlichen Kontrolle, um die funktionalen Sicherheitsvorschriften nach ProdSG einzuhalten. Aktuelle Trends wie autonomes Fahren und die Einführung von immer mehr digitalen Assistenzsystemen befeuern die Notwendigkeit funktionaler Sicherheit immer weiter.
Ein einfaches Beispiel funktionaler Sicherheit im Auto ist das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP). Das System betrachtet das Fahrverhalten und bewertet das Risiko, dass das Auto ausbricht. Wird zum Beispiel zu schnell in eine Kurve eingefahren, könnte es zu einem Unfall kommen und das System muss daher eingreifen, da ein Unfall ein nicht tolerierbares Risiko ist. Ein Ausbrechen kann möglicherweise nicht gänzlich verhindert werden, aber das ESP kann das Unfallrisiko auf ein annehmbares Maß beschränken.
Ihr Partner für Funktionale Sicherheit in Embedded Systemen
Als siglab ag begleiten wir unsere Kunden von der Produktidee bis zum Fertigungsanlauf und bieten Beratung und Schulung zum Themenbereich Embedded Systems. Speziell im Bereich der funktionalen Sicherheit können wir Ihnen durch unsere Expertise und langjährige Erfahrung zur Seite stehen.
Wir wollen Sie als langfristige Partner von Beginn an in ihren Embedded-Projekten unterstützen.
Wir begleiten Sie von der Idee bis zur Realisierung.
siglab ag ist Ihr verlässlicher Partner für internationale Projekte bei der Embedded Software Entwicklung. Kommen Sie mit uns in Kontakt und überzeugen Sie sich selbst von unserer Kompetenz.
