在汽车电子系统开发过程中,ISO 26262作为车规级功能安全的核心标准,被广泛应用于整车厂与一级供应商的研发体系中。尤其在系统初期的“概念阶段”,需要对潜在危害进行辨识与分类,并形成完整的功能安全概念。这一阶段虽无代码、无电路图,却决定了后续系统架构与安全路径的基本形态。许多企业在首次实施ISO 26262时,会发现在概念阶段陷入“无从下手”的困境,常常难以准确定义安全目标、梳理功能项或形成可评审的文档体系。其根源既涉及工程语言到安全语言的转化困难,也与团队缺乏系统性方法与模板积累密切相关。
一、ISO 26262功能安全概念为什么难以建立
功能安全的“概念阶段”强调从高层视角出发预测系统可能导致的危险,但实际落地时,企业往往在理解深度与方法手段上存在显著差距:
1、缺乏危害识别与安全思维训练
传统系统开发更关注功能完成与性能指标,而功能安全强调“故障情形下是否仍可避免不可接受的风险”,这一思维转变使很多工程师在初期难以判断“什么算危害”。
2、功能与故障建模粒度混乱
不少项目未建立统一的功能分解标准,导致功能项定义过粗或过细,进而在HARA分析时无法明确功能边界与失效影响,影响ASIL等级判断。
3、安全目标与安全需求混淆
开发团队常误将详细应对措施作为安全目标,而忽略“目标”应当是系统级的高层保护意图,例如“避免因电动助力转向失效造成突然转向力丧失”。
4、从功能到安全需求链条断裂
即便完成了HARA分析,也往往在向后续系统设计、安全需求转化时失去追踪性,导致功能安全需求缺乏完整的可追溯路径。
5、缺少流程化文档支持工具
在概念阶段,若无合适的建模工具与模板库支撑,易造成表格拼接混乱、版本控制缺失,降低评审效率并引发合规风险。
二、ISO 26262概念阶段产物应怎样输出
概念阶段并不输出硬件或软件模型,而是关注“预防性风险控制”的信息体系。其核心产物可分为五类,必须通过流程化方法逐一建立:
1、功能项描述文档(Item Definition)
明确系统的预期功能、边界、接口与操作环境。建议使用如下结构化描述模板:
【功能项名称】【系统构成】【主要功能】【外部接口】【运行环境】【故障相关特征】。
2、危害分析与风险评估(HARA)
基于功能项识别各类潜在危害情境,判定每种情境的暴露度E、严重度S、可控性C,并据此确定ASIL等级。建议使用表格结构进行系统梳理,便于追踪与审计。
3、安全目标定义(Safety Goals)
针对每个ASIL≥A的危害情境,明确需要避免的系统级失效影响,安全目标语言需高层、无技术实现细节、具抽象保护意图。例如:“防止制动助力失效导致完全制动丧失”。
4、功能安全需求(FSRs)
将安全目标细化为可分配至子系统的功能安全需求,并确保需求具备可追踪性、唯一性与可验证性。建议以需求管理工具如DOORS、Codebeamer等统一输出,并附带编号与版本信息。
5、概念安全架构(CSA)
为满足FSR要求,需建立系统功能安全架构草图,描述各子模块职责划分、容错机制与监控路径。这部分可用SysML图或功能框图方式表达,并结合ASIL分配展示安全等级分布。
三、ISO 26262概念阶段成果如何进一步落地
在完成基础文档输出后,还需考虑如何将概念阶段成果更有效地交付至下游开发团队,实现从安全理念向具体设计的平滑过渡:
1、建立ASIL分配策略清单
在CSA中标注各子功能模块ASIL等级,说明为何可降级,如何隔离失效路径,便于后续硬件/软件安全机制设计。
2、实施功能-安全目标追踪链
使用需求管理平台建立ID链接路径,从功能项→危害→安全目标→FSR→技术安全需求(TSR),确保变更可控、审核闭环。
3、在整车级系统模型中集成安全架构
将CSA映射至整车功能拓扑图,明确与其它域之间的安全接口责任,例如车身域与动力域之间的协调制动策略。
4、建立概念阶段审查门禁机制
概念阶段结束前,应通过独立的功能安全评审流程验证各项产出内容的完整性、合理性与一致性,确保不带缺陷进入技术开发阶段。
5、配置版本化文档模板并团队复用
使用Word+Excel+版本管理插件、或企业PLM系统,建立可复制的Item定义与HARA模板库,减少下次从零开始的成本。
总结
ISO 26262的概念阶段虽然没有技术实现,但其产出决定了安全设计的全流程基础。要想建立稳固的功能安全体系,必须从思想转变、方法训练、模板积累三方面入手,通过结构化建模与流程化输出,将模糊的安全概念转化为可审计、可追溯的规范文档。这不仅是合规要求的需要,更是保障汽车系统可靠运行的第一道防线。