功能安全 — IEC 61508 / EN 50129 / ISO 26262 系列

Functional Safety是什麼？

功能安全測試確保安全功能在危險故障情況下表現出預期的安全行為；它是透過硬體容錯、診斷覆蓋率和錯誤反應時間等標準進行驗證的評估。根據不同的行業，適用 IEC 61508、EN 50129 或 ISO 26262。

Functional Safety的目的

目的是透過分析和實驗證明安全功能滿足指定的完整性等級（SIL 或 ASIL）。

Functional Safety適用於哪些產品？

鐵路號誌和煞車控制
工業安全控制系統
汽車電子控制單元
製程安全儀表

Functional Safety應用於哪些行業？

Demiryolu电气类電子產品網路安全

與Functional Safety相關的標準

IEC 61508 serisi
EN 50129
EN 50128 / EN 50657
ISO 26262 serisi
IEC 61511
EN 50155鐵路車輛內的電子設備測試
EN 50121鐵路應用中的電磁相容性測試
EN 45545鐵路車輛消防安全測試
IEC 61373鐵路車輛設備的振動和衝擊測試

Functional Safety的測試條件

完整性等級: SIL 1–4 (IEC 61508 / EN 50129) veya ASIL A–D (ISO 26262)
硬體指標: 危險故障率、診斷覆蓋率、硬體容錯
故障注入: 透過將定義的故障模式註入系統來進行安全回應驗證
軟體: 開發流程和驗證要求隨著等級的提高而增加

Functional Safety的測試設備

故障注入測試方案
硬體/軟體在環（HIL）測試平台
分析軟體（FMEDA、FTA）
測量及計時記錄系統

Functional Safety的樣品要求

必須定義安全功能和安全狀態
必須指定完整性級別
應記錄故障模式清單和診斷機制
獨立評估的需要由等級決定

Functional Safety的測試時程

通常為 2-6 個月，具體取決於覆蓋範圍和等級。

Functional Safety的測試程序

1定義了安全功能、安全狀態和完整性等級。
2進行故障模式和影響分析（FMEDA）。
3計算診斷覆蓋率和硬體指標。
4應用故障注入實驗。
5測量錯誤反應時間。
6安全狀況報告中收集了證據。

Functional Safety的允收準則

驗收標準是對應用標準中指定的完整性等級所給予的定量和定性要求。

結果評估

完整性等級不屬於產品標籤，而是屬於特定的安全功能和定義的上下文。相同的硬體可以在不同的應用中提供不同的等級。必須閱讀頒發證書的功能和假設的安全手冊。

Functional Safety測試報告

安全功能和安全狀態定義
指定的完整性級別
FMEDA 和診斷覆蓋率結果
錯誤注入實驗和反應時間
假設和使用限制

認證

EUROLAB 擁有 IAF 和 ILAC 多邊認可安排締約方認證機構獲得的國際認可認證，根據 ISO/IEC 17025 實驗室測試、ISO/IEC 17020 檢查和監督以及 ISO/IEC 17021-1 和 ISO/IEC 17065 系統和產品認證。該鏈條確保所發布的報告和證書在全球範圍內得到接受。

是否可以在認可範圍內提供此測試取決於您的產品和所採用的標準；由於認證是基於方法的，因此範圍在報價階段以書面形式確認。

範圍和授權

Demiryolu Testleri — 此測試領域涵蓋哪些內容？

以下段落說明 Functional Safety 測試所屬的領域；此測試本身的條件與允收標準列於上方各節。您產品專屬的範圍將在報價階段以書面確認。

鐵路測試證明車輛與零組件能在軌道環境中安全可靠地運作。此系列的特性源於「長壽命假設」:軌道車輛的設計服務年限超過三十年,其零組件在此期間持續承受振動、溫度循環及高強度使用。

長壽命也決定了零組件的供應鏈:備件須在三十年內持續供應,停產的電子零組件須被替換,且每次替換都須重新驗證。這使鐵路產業脫離「一次認證、持續使用」的邏輯。

防火安全是该领域监管最严格的部分,由EN 45545系列规定。该系列的逻辑基于使用场所和运营类别:在隧道中运行的地铁与城际列车所承担的风险并不相同,座椅面料与电缆也不在同一类别下评估。疏散时间是决定这些类别的主要因素;由于封闭隧道内疏散耗时更长,材料要求也随之更加严格。

对于电子设备,EN 50155是框架标准,统一规定了环境、电气及功能要求:供电电压变化、温度等级、湿度、振动及冲击。在振动及冲击方面采用EN 61373分类,该分类因安装位置而异——安装在车体上的设备箱与安装在转向架上的传感器所经历的曲线并不相同。

在电磁兼容性方面适用EN 50121系列,解决铁路特有的问题:牵引系统以极高功率进行开关动作,可能同时影响车载系统及沿线信号系统。因此该系列为车辆、沿线设施及信号系统分别规定了独立部分。

对于安全相关系统,适用独立的工作领域,这里的证据不是测试而是过程:EN 50126(RAMS)、EN 50128(软件)及EN 50129(安全相关电子系统)规定了安全生命周期和安全完整性等级(SIL)。信号及制动控制系统须在此框架下进行评估。

在质量方面,行业自身的方案IRIS(ISO/TS 22163)发挥作用;主要车辆制造商要求供应商持有此证书。

在机械结构方面,车体和转向架构架有各自的标准:静态及疲劳载荷下的结构验证、焊接质量及耐撞性。这些测试在足尺台架上进行,可能耗时数月。

此領域的方法群組

防火安全
EN 45545框架下的材料及部件分类;根据运营和设计类别确定要求集合。
电子设备
EN 50155环境及电气要求;供电中断、温度等级、湿度及防护等级。
振动与冲击
EN 61373分类;根据安装位置划分车体、转向架及轮轴安装曲线。
电磁兼容性
EN 50121系列:分别针对车辆、沿线设施及信号系统的独立部分。
安全生命周期
EN 50126(RAMS)、EN 50128(软件)及EN 50129(安全相关系统);SIL等级确定及安全论证文件。
结构验证
车体及转向架构架的静态及疲劳载荷、焊接质量、耐撞性。

此領域常見混淆之處

EN 45545的要求因使用场所和运营类别而异;不存在单一的"铁路防火等级"。
符合EN 50155并不涵盖振动要求;须另外应用EN 61373。
民用EMC报告对铁路而言并不充分;EN 50121系列规定了不同的环境及限值。
对于安全相关系统,单靠测试并不能作为证据;须有安全生命周期记录。
元件变更(即使是由于停产而被动更换)也须重新验证;在长寿命项目中这是常规工作。
IRIS证书并非产品批准;而是质量体系证书。

這些結果支持哪些決策

车辆及部件批准、运营商验收流程
根据防火安全类别选材
安全相关系统的安全论证文件及SIL证据
供应链质量认证
元件供应连续性及变更管理

關於Functional Safety的常見問題

SIL 認證組件會自動為我的系統提供 SIL 嗎？

不。完整性级别属于安全功能。除非滿足組件安全手冊中的假設和使用限制，否則系統層級無法驗證。

Functional Safety