Funktionale Sicherheit

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Funktionale Sicherheit bezeichnet den Teil der Sicherheit eines Systems, der eine zuverlässige und sicherheitsbezogene Funktion der (Sub-)Systeme und externer Einrichtungen sowohl im Normalbetrieb als auch bei Ausfällen und Fehlern garantiert.[1] Nicht zur funktionalen Sicherheit gehören u. a. elektrische Sicherheit, Brandschutz oder Strahlenschutz.

Überblick[Bearbeiten]

Da Sicherheit auch erreicht werden kann, indem notfalls die bestimmungsgemäße Funktion eingestellt und ein sicherer Zustand eingenommen wird, spricht man auch von der Sicherheitsintegrität des Systems.

Mit der Komplexität elektronischer, insbesondere programmierbarer Systeme steigt die Vielfalt der Fehlermöglichkeiten: Mikrorechner übernehmen heutzutage fast alle Sicherheitsfunktionen. Sie achten beispielsweise darauf, dass der Druck im Dampfkessel die Norm nicht übersteigt; sorgen für die Sicherheit von Chemieanlagen oder leiten Züge mit angemessener Geschwindigkeit auf die richtigen Gleise. Entsprechend fordert die Normenreihe IEC 61508 "Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/elektronischer/programmierbar elektronischer Systeme" die Anwendung diverser Methoden zur Beherrschung von Fehlern:

  • Vermeidung systematischer Fehler in der Entwicklung, z.B. Spezifikations- und Implementierungsfehler
  • Überwachung im laufenden Betrieb zur Erkennung von zufälligen Fehlern
  • Sichere Beherrschung von erkannten Fehlern und Übergang in einen vorher als sicher definierten Zustand.

Ursachen von zufälligen Fehlern können Alterung oder physikalische Phänomene (Softerror) sein.

Gesetzliche Sicherheitsanforderungen[Bearbeiten]

Die Gesellschaft allgemein, insbesondere Kunden und Nutzer haben hohe Erwartungen an die Sicherheit von Systemen und die Reduzierung der Risiken. Diesbezüglich hat die Politik mit dem Produktsicherheitsgesetz (ProdSG, bis Dezember 2011: GPSG) einen gesetzlichen Rahmen für die Umsetzung von Sicherheitsanforderungen geschaffen.[2] 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[Bearbeiten]

Folgende Normen gehören zu den wichtigsten, die funktionale Sicherheit einzuhalten:

  • EN ISO 13849: Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen
  • EN/IEC 62061: Sicherheit von Maschinen - Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer, elektronischer und programmierbar elektronischer Steuerungssysteme
  • EN/IEC 61508: Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme
  • EN/IEC 61511: Funktionale Sicherheit - Sicherheitstechnische Systeme für die Prozessindustrie

Normreihe für Kraftfahrzeuge: ISO 26262[Bearbeiten]

Bedienungsfehler werden von den Normen jedoch nicht erfasst, da das System dann eine Bewertung des manuellen Eingriffs ("vom Bediener gewollter Missbrauch zur Vermeidung eines noch größeren Schadens" oder "Fehler des Bedieners") treffen müsste. Eine Anpassung dieser Normenreihe für Kraftfahrzeuge ist die Norm ISO 26262 („Road vehicles – Functional safety“) Diese ist im November 2011 erschienen und seither gesetzlich festgeschrieben.[3] Da in den heutigen Automobilen eine immer größere Anzahl an elektronischen Bauteilen und Steuergeräten verbaut werden und auch eine steigende Vernetzung der einzelnen Elektronik-Komponenten untereinander festzustellen ist, nimmt die Entwicklungskomplexität stetig zu und obliegt somit einer strengen gesetzlichen Kontrolle, um die funktionalen Sicherheitsvorschriften nach ProdSG einzuhalten.

Literatur[Bearbeiten]

  • David J. Smith, Kenneth G. L. Simpson: Functional Safety. A Straightforward Guide to Applying IEC 61508 and Related Standards. 2nd edition. Elsevier / Butterworth-Heinemann, Amsterdam u. a. 2004, ISBN 0-7506-6269-7.
  • Jens Braband: Funktionale Sicherheit. In: Lothar Fendrich (Hrsg.): Handbuch Eisenbahninfrastruktur. Springer, Berlin u. a. 2007, ISBN 978-3-540-29581-5, S. 649–699.
  • Peter Löw, Roland Pabst, Erwin Petry: Funktionale Sicherheit in der Praxis. Anwendung von DIN EN 61508 und ISO/DIS 26262 bei der Entwicklung von Serienprodukten. dpunkt.Verlag, Heidelberg 2010, ISBN 978-3-89864-570-6.
  • Martin Hillenbrandt: "Funktionale Sicherheit nach ISO 26262 in der Konzeptphase der Entwicklung von Elektrik/Elektronik Architekturen von Fahrzeugen." KIT Scientific Publishing, Karlsruhe, 2012.
  • Dirk Dürholz, Steffen Herrmann und Ralf Stärk: "SAFETY Essentials. ISO 26262 auf einen Blick – Kompakt vermittelt.", 2014. ISBN 978-3-9815078-0-5.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Whitepaper zur funktionalen Sicherheit von Lohnmark aufgerufen am 27. August 2014, PDF
  2. P. Löw, R. Pabst, E. Petry "Funktionale Sicherheit in Serienprodukten" aufgerufen am 26. August 2014, PDF
  3. Fraunhofer Institut: "Studie zur funktionalen Sicherheit" aufgerufen am 24. August 2014, PDF