ما هو Functional Safety؟
يضمن اختبار السلامة الوظيفية أن تظهر وظيفة السلامة السلوك الآمن المتوقع في حالات الفشل الخطرة؛ إنه تقييم يتم التحقق منه من خلال معايير مثل تحمل أخطاء الأجهزة والتغطية التشخيصية ووقت رد الفعل للخطأ. اعتمادًا على القطاع، تنطبق المواصفة IEC 61508 أو EN 50129 أو ISO 26262.
الغرض من Functional Safety
الهدف هو إثبات من خلال التحليل والتجربة أن وظيفة السلامة تلبي مستوى التكامل المعين (SIL أو ASIL).
على أي منتجات يُطبَّق Functional Safety؟
- إشارات السكك الحديدية والتحكم في الفرامل
- أنظمة مراقبة السلامة الصناعية
- وحدات التحكم الإلكترونية للسيارات
- أدوات سلامة العمليات
في أي قطاعات يُستخدم Functional Safety؟
المواصفات المتعلقة بـ Functional Safety
- IEC 61508 serisi
- EN 50129
- EN 50128 / EN 50657
- ISO 26262 serisi
- IEC 61511
- EN 50155المعدات الإلكترونية في مركبات السكك الحديدية امتحان
- EN 50121التوافق الكهرومغناطيسي في تطبيقات السكك الحديدية امتحان
- EN 45545السلامة من الحرائق في مركبات السكك الحديدية امتحان
- IEC 61373الاهتزاز والصدمة في معدات مركبات السكك الحديدية امتحان
شروط Functional Safety
- مستوى النزاهة
- SIL 1–4 (IEC 61508 / EN 50129) veya ASIL A–D (ISO 26262)
- مقاييس الأجهزة
- معدل الفشل الخطير، التغطية التشخيصية، تحمل أخطاء الأجهزة
- حقن خطأ
- التحقق من الاستجابة الآمنة عن طريق إدخال أوضاع الفشل المحددة في النظام
- برمجة
- تزداد عملية التطوير ومتطلبات التحقق مع المستوى
جهاز Functional Safety
- مخطط اختبار حقن الخطأ
- منصة اختبار الأجهزة/البرمجيات داخل الحلقة (HIL).
- برامج التحليل (FMEDA، FTA)
- نظام تسجيل القياس والتوقيت
متطلبات العينة لـ Functional Safety
- يجب تحديد وظيفة السلامة والحالة الآمنة
- يجب تعيين مستوى النزاهة
- يجب توثيق قائمة أوضاع الفشل وآليات التشخيص
- يتم تحديد الحاجة إلى التقييم المستقل حسب المستوى
مدة Functional Safety
عادةً من 2 إلى 6 أشهر حسب التغطية والمستوى.
إجراء Functional Safety
- 1يتم تحديد وظيفة السلامة والحالة الآمنة ومستوى السلامة.
- 2يتم إجراء تحليل وضع الفشل وتأثيراته (FMEDA).
- 3يتم حساب التغطية التشخيصية ومقاييس الأجهزة.
- 4يتم تطبيق تجارب حقن الخطأ.
- 5يتم قياس زمن رد الفعل الخطأ.
- 6يتم جمع الأدلة في تقرير حالة السلامة.
معايير قبول Functional Safety
معايير القبول هي المتطلبات الكمية والنوعية المعطاة لمستوى النزاهة المحدد في المعيار المطبق.
تقييم النتائج
لا ينتمي مستوى التكامل إلى ملصق المنتج، بل إلى وظيفة أمان محددة وسياق محدد. يمكن أن يوفر نفس الجهاز مستويات مختلفة في تطبيق مختلف. ومن الضروري قراءة دليل السلامة الذي من أجله يتم إصدار الشهادة والافتراضات.
تقرير Functional Safety
- وظيفة السلامة وتعريف الحالة الآمنة
- مستوى النزاهة المعين
- FMEDA ونتائج التغطية التشخيصية
- تجارب حقن الخطأ وأوقات الاستجابة
- الافتراضات وقيود الاستخدام
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- سلامة الآلات وسلامة السكك الحديدية والتشريعات الصناعية
Demiryolu Testleri — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار Functional Safety؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تُظهر اختبارات السكك الحديدية أن المركبات والمكونات تعمل بأمان وموثوقية في بيئة النظام السككي. تنبع طبيعة هذه الفئة من افتراض العمر الافتراضي الطويل: إذ تُصمَّم المركبة السككية لعمر خدمة يتجاوز ثلاثين عامًا، وتبقى مكوناتها خلال تلك الفترة عرضة للاهتزاز ودورات درجة الحرارة والاستخدام المكثف.
يُشكِّل العمر الطويل أيضًا سلسلة توريد المكونات. إذ يجب أن تظل قطع الغيار متوفرة لمدة ثلاثين عامًا، ويجب استبدال المكونات الإلكترونية التي يُوقَف إنتاجها، ويجب إعادة التحقق من كل عملية استبدال. وهذا يُخرج السكك الحديدية من منطق «اعتمد مرة واحدة واستمر».
تُعد السلامة من الحرائق الجزء الأكثر تنظيمًا صرامةً في هذا المجال وتُدار عبر سلسلة EN 45545. ويرتكز منطق السلسلة على موقع الاستخدام وفئة التشغيل: فقطار مترو يسير في الأنفاق وقطار بين المدن لا يحملان الخطر نفسه، ولا يُقيَّم قماش المقعد والكابل في الفئة نفسها. ويُعد وقت الإخلاء العامل الرئيسي المحدد لهذه الفئات؛ ولأن الإخلاء يستغرق وقتًا أطول في نفق مغلق، تزداد متطلبات المواد صرامة.
بالنسبة للمعدات الإلكترونية، يُعد EN 50155 المعيار الإطاري ويجمع المتطلبات البيئية والكهربائية والوظيفية معًا: تغيرات جهد التغذية وفئات درجة الحرارة والرطوبة والاهتزاز والصدمة. وعلى جانب الاهتزاز والصدمة، تُستخدم فئات EN 61373 وتختلف حسب موقع التركيب - فصندوق مثبَّت على الهيكل ومستشعر مثبَّت على البوجي لا يمران بالملف نفسه.
بخصوص التوافق الكهرومغناطيسي، تُطبَّق سلسلة EN 50121 وتعالج مشكلة خاصة بالسكك الحديدية: إذ يُجري نظام الجر تبديلاً بقدرة عالية جدًا ويمكن أن يؤثر على أنظمة المركبة والإشارات على طول الخط. لذلك تحمل السلسلة أجزاءً منفصلة للمركبة والمنشآت على طول الخط والإشارات.
بالنسبة للأنظمة المتعلقة بالسلامة، ينطبق مجال منفصل، والدليل هنا ليس الاختبار بل العملية: إذ يحدد EN 50126 (RAMS) وEN 50128 (البرمجيات) وEN 50129 (الأنظمة الإلكترونية المتعلقة بالسلامة) دورة حياة السلامة ومستويات سلامة النزاهة (SIL). وتُقيَّم أنظمة الإشارات والتحكم بالفرامل ضمن هذا الإطار.
على جانب الجودة، يدخل مخطط القطاع الخاص IRIS (ISO/TS 22163) حيز التطبيق؛ ويطلب كبار مصنّعي المركبات هذه الشهادة من مورديهم.
على جانب البنية الميكانيكية، تمتلك هيكل المركبة وإطار البوجي معاييرهما الخاصة: التحقق الإنشائي تحت الأحمال الساكنة وأحمال الإجهاد، وجودة اللحام، وسلامة الاصطدام. وتُجرى هذه الاختبارات على منصات كاملة المقياس وقد تستغرق أشهرًا.
مجموعات الطرق في هذا المجال
السلامة من الحرائق
تصنيف المواد والمكونات بموجب EN 45545؛ ومجموعة المتطلبات حسب فئة التشغيل والتصميم.
المعدات الإلكترونية
متطلبات EN 50155 البيئية والكهربائية؛ وانقطاعات التغذية وفئات درجة الحرارة والرطوبة ودرجة الحماية.
الاهتزاز والصدمة
فئات EN 61373؛ ملفات مثبَّتة على الهيكل والبوجي والمحور حسب موقع التركيب.
التوافق الكهرومغناطيسي
سلسلة EN 50121: أجزاء منفصلة للمركبة والمنشآت على طول الخط والإشارات.
دورة حياة السلامة
EN 50126 (RAMS)، وEN 50128 (البرمجيات)، وEN 50129 (الأنظمة المتعلقة بالسلامة)؛ وتحديد SIL وملف السلامة.
التحقق الإنشائي
الأحمال الساكنة وأحمال الإجهاد على هيكل المركبة وإطار البوجي، وجودة اللحام، وسلامة الاصطدام.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- تختلف متطلبات EN 45545 حسب مكان الاستخدام وفئة التشغيل؛ ولا توجد "فئة حريق سككية" واحدة.
- لا تغطي المطابقة لـ EN 50155 متطلبات الاهتزاز؛ ويُطبَّق EN 61373 إضافيًا.
- لا يكفي تقرير التوافق الكهرومغناطيسي المدني للسكك الحديدية؛ إذ تحدد سلسلة EN 50121 بيئة وحدودًا مختلفة.
- بالنسبة للأنظمة المتعلقة بالسلامة، لا يُعد الاختبار وحده دليلاً؛ إذ تلزم سجلات دورة حياة السلامة.
- يتطلب تغيير مكون ما (حتى الناتج عن التقادم) إعادة التحقق؛ وهذا عمل روتيني في المشاريع طويلة العمر.
- شهادة IRIS ليست اعتماد منتج؛ بل هي شهادة نظام جودة.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- اعتماد المركبة والمكونات، وعمليات قبول المشغّل
- اختيار المواد وفق فئة السلامة من الحرائق
- ملف السلامة وأدلة SIL للأنظمة المتعلقة بالسلامة
- اعتماد جودة سلسلة التوريد
- استمرارية توريد المكونات وإدارة التغيير
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول Functional Safety
هل سيعمل المكون المعتمد لـ SIL تلقائيًا على SIL لنظامي؟
لا، مستوى السلامة ينتمي إلى وظيفة السلامة. ولا يتم إثبات مستوى النظام إلا إذا تم استيفاء الافتراضات وقيود الاستخدام الواردة في دليل سلامة المكون.