ISO26262功能安全的分析方法

典型分析方法解读

下面我们选取几种典型的分析方法，进行重点解读。

1.FMEA,全称Failure Mode and Effects Analysis，即潜在失效模式与后果分析。

潜在失效模式与后果分析（Failure Modes and Effects Analysis）是一种可靠性分析方法，也是风险分析中的方法。它对各种可能的风险评估分析，揭示可能出现的故障，并预测该故障对于整体系统的影响，以便在现有技术的基础上消除这些风险或者将风险减小到可接受的水平。

FMEA是指在产品开发的过程中，对构成产品的系统，子系统、零件的设计及制造过程进行分析，找出其中的潜在失效模式与影响后果，并制定相应的措施，同时对这些失效风险给予评估和消除。

FMEA适用于以下开发过程：全新平台产品的概念设计，成熟产品迭代，构成产品的某个系统或子系统、零件发生变更，产品的功能或需求发生变更，产品的生产过程或供应链发生变更等。以上这些全新设计或者变更设计，都可以用FEMA进行分析。

FMEA分析步骤：

1. 明确潜在的失效模式，并对失效所产生的后果进行评分；

2. 客观评估各种失效原因出现的可能性，以及当某种失效原因出现时能检测出 该失效原因的可能性；

3. 对各种潜在失效模式进行排序，针对严重度9和10级，RPN值超过一个限定值时，必须识别并加强措施；

4. 以消除产品和流程存在的问题为重点，并预防问题的再次发生。

2.FMEDA，全称Failure Mode Effects and Diagnosis Coverage Analysis，即失效模式影响和诊断分析。

失效模式影响与诊断分析FMEDA (Failure mode effect and diagnostic analysis)是产品设计定量分析的基础，可以用来分析整个系统或者某个安全独立单元。

系统失效的过程往往是从器件的失效模式开始，导致某个功能电路失效，最终导致系统或者单元功能故障，从而违反功能安全目标。

图1 FIDA框架

FMEDA属于归纳安全分析法，也就是在已知失效原因的情况下，从下往上去推测，可能由于该原因而引发的失效后果及其影响。

FMEDA适用于以下开发过程：产品引入了新的零件，或者构成的零件发生了一些变更，对产品的安全性及可靠性进行分析，对产品的安全性参数进行定量的分析。

3.FTA，全称Fault Tree Analysis，即故障树分析。

故障树分析(Fault Tree Analysis, FTA) 是复杂系统安全性、可靠性分析与预测的最重要和最有效的方法之一。1961 年美国贝尔电话研究所创造了FTA 方法并首先应用， 如今FTA汽车 电子领域扮演着重要的角色，尤其功能安全等级ASIL C/D的目标是强制要求的一种分析方法。

FTA属于演绎分析法，也就是从定义好的失效结果以及影响进行从上往下的推测，有可能导致这些失效结果的原因。

FTA适用于：构成产品的系统或零件发生变更，或者引入了新的系统或者零件，对产品的安全性及可靠性进行分析，定性以及定量的分析。FTA可以建安全矩阵，创建对于各个零件的安全要求。

FTA分析步骤：

(1) 选择顶事件：选取顶层的Hazard事件。

(2) 建立故障树

(3) 故障树的定性分析：故障树的简化，Cut Set割集分析

(4) 故障树的定量分析：求顶事件的发生概率 (PMHF), 重要度分析

(5) 确定设计上的薄弱环节：找出单点失效事件

(6) 采取措施，提高产品的可靠性和安全性：提出安全需求

4.DFA，全称Dependent Failure Analysis，即关的失效分析

相关的失效分析DFA(dependent failure analysis)是识别可能会妨碍独立或不受给定元素(硬件/软件/固件)之间的干扰的故障，进而最终导致违反安全要求或安全目标。DFA的目的是找出安全的弱点，为ASIL分解和共存提供依据。

因此，相关失效分析包括以下两部分：

1.验证元素之间不受干扰 (FFI)；

2.验证元素之间的独立性共因故障和级联故障之间的区别:

限于篇幅，本文对DFA流程图的步骤总结如下，感兴趣的读者可以阅读ISO 26262, part11, 4.7.6了解每一步的详细说明。

级联故障：一个元素的故障导致另一个或相同元素的一个或多个元素失败。级联失效是独立的失效，不是共因失效。

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