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ISO 26262安全目标设定是什么 ISO 26262安全目标定义与分解方法
发布时间:2025/05/30 13:55:00

在功能安全领域,尤其是在汽车电子控制系统日益复杂化的今天,如何确保系统在故障发生时依然不会引发危及生命的危险行为,是工程师必须正视的问题。ISO26262作为汽车功能安全国际标准,其核心之一便是ISO26262安全目标设定是什么ISO26262安全目标定义与分解方法。安全目标不仅是整个开发流程中的起点,更是保障ASIL等级一致性、推动安全需求层层展开的基础。只有将安全目标科学设定、合理分解,才能确保从系统到软件、再到测试验证全流程闭环。本文将深入分析安全目标设定的内涵、分解机制及其在实际应用中的高级挑战,为从业者提供一套严谨、可执行的功能安全实践路径。

 

  一、ISO26262安全目标设定是什么

 

  ISO26262中的“安全目标”(Safety Goal,简称SG)是指针对系统中潜在的安全风险,制定的一项高层级、不可妥协的安全要求。它建立在对系统功能失效的危害分析基础之上,目的在于防止或降低该功能失效可能引发的不可接受风险。一个高质量的安全目标,必须具备针对性、可追溯性与可验证性,并且与ASIL等级直接关联,贯穿整个V模型开发流程的每一层。

  1.安全目标的来源是HARA(Hazard Analysisand Risk Assessment)分析。通过对系统使用场景下的功能失效后果进行评估,结合三个参数(Severity严重度、Exposure暴露概率、Controll ability可控性),确定ASIL等级后,系统便需为每个ASIL高等级的危害事件定义相应的安全目标。

 

  2.安全目标必须明确系统所需避免的风险类型,并限定在具体操作场景中。例如:对于电动转向系统,若在行驶中失去助力功能且不可控,则需定义“车辆在行驶状态下不得因转向控制失效而导致车辆失控”的安全目标,ASIL等级可能为C或D。

 

  3.安全目标是系统层级的最高安全要求,所有技术安全要求(TSR)和硬件/软件安全需求(HSR/SSR)均需对其进行映射与展开,形成“自上而下”的安全需求树。因此,其准确性直接决定了整个功能安全实现的边界和深度。

 

  4.在安全目标设定阶段,还需关注多目标冲突(如性能与安全)、优先级排序、横向交互依赖等因素,避免后期出现需求互斥、测试覆盖冲突等问题。

 

  总的来看,ISO26262中的安全目标不仅是技术文件中的条目,更是从法律合规、产品责任、安全设计的全方位立场出发,对开发团队的系统安全架构能力提出的第一道要求。

 

  二、ISO26262安全目标定义与分解方法

 

  制定安全目标只是第一步,如何将这些高层目标有效转化为可实现的技术行为,才是ISO26262真正强调的重点。安全目标的分解过程,需要遵循“功能安全概念→技术安全需求→软件/硬件需求→验证计划”这一层层下推的逻辑链条,并严格保证每一级输出都有上层目标作为源头支撑。

 

  1.定义步骤一:从Item Definition出发,建立功能安全概念。此阶段要明确系统边界、功能结构、功能间交互关系。结合HARA确定的每一条危害,制定相应的功能安全目标,记录在“功能安全概念文档(FSC)”中,确保其对系统结构有清晰的依附关系。

 

  2.定义步骤二:为每个SG指定ASIL等级与受控系统块。在功能安全概念中,SG必须标注其适用的ASIL等级,并且映射至具体的系统构件,例如ECU、执行器、CAN节点等,明确责任归属与控制边界。

 

  3.分解步骤一:根据安全目标,制定TSR(技术安全要求)。技术安全要求是SG的进一步技术细化,应在系统架构中体现具体的控制策略,如冗余机制、诊断反馈、降级处理等。例如:SG要求“保持车辆稳定性”,TSR应展开为“车轮速度差超过阈值时触发ESC子系统响应”。

 

  4.分解步骤二:细化为SSR和HSR。软件安全需求(SSR)包含具体函数模块行为(如PID控制器参数边界、失效检测阈值),而硬件安全需求(HSR)包含ADC精度、信号采样冗余、存储器隔离等要求。分解必须严格保持ASIL等级继承或分配规则(ASIL Decomposition),不允许未经审批的安全等级下降。

  5.分解支持工具:常用工具链包括IBM DOORS、Polarion ALM、Ansysmedini、LDRATB manager等,可实现SG→TSR→SSR/HSR→测试用例的全流程追踪,并提供变更影响分析、一致性校验、覆盖率统计等自动化功能。

 

  6.验证闭环要求:每条SG在分解后,必须制定相应的验证计划(VVP),并通过建模仿真、形式验证、代码分析、MC/DC覆盖等手段确保最终实现不偏离初始目标。

 

  通过科学分解,安全目标不再是“纸面定义”,而是成为具体可实施、可测试、可验证的技术路径,真正打通从系统设计到软件代码的功能安全落地闭环。

 

  三、安全目标与失效模式分析(FMEA)如何协同构建可追溯性安全链

 

  在复杂嵌入式控制系统中,安全目标的提出与验证不能仅依赖前期分析,必须与系统运行阶段持续出现的失效模式进行联动。因此,将安全目标与失效模式分析(FMEA)协同建模,构建“风险追溯链”,成为高等级ASIL项目中的重要工程实践。

 

  1.在安全目标定义阶段,同步建立FMEA结构模型。FMEA应覆盖系统每一个功能路径,从输入信号、控制算法、硬件执行链到反馈回路,逐级列出潜在失效模式、失效原因及后果。

 

  2.建立“SG↔FailureMode”映射关系。每条SG应能够追溯到至少一个高风险的失效模式。例如,SG:“系统在动力故障时应进入安全模式”,FMEA中需覆盖“驱动电流异常”、“电池电压丢失”等失效原因,并标记其严重度和可控性。

  3.FMEA评分结果反哺安全目标优先级。若某失效模式的严重度和可控性极差,即便其发生概率较低,也应设定更高的ASIL等级,从而提升SG的权重并加强后续验证。

 

  4.在变更评审阶段,FMEA数据用于评估SG是否仍然有效。系统架构修改、部件替换、算法更新等变更都可能引入新的失效路径,需重新核对SG与FMEA链路,保证安全性不受破坏。

 

  5.使用一体化工具实现协同管理。可选用Medini Analyze、SCADE Safety Platform等,支持SG、HARA、FMEA等模型互联互通,并生成结构化安全分析报告,便于审计与认证通过。

 

总结

 

  将SG定义与FMEA分析高度集成,既能提升安全目标的合理性与技术可行性,也能构建从功能设计到安全验证的完整逻辑闭环,实现功能安全“看得见、管得住、查得到”的高等级管理目标。

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