功能安全软件 Isograph Reliability Workbench 解决方案
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本文主要介绍了上海红禾信息科技有限公司在功能安全分析领域的一套完整解决方案,该方案主要依托全球知名的英国Isograph公司旗下Reliability Workbench 软件。
汽车电动化,网联化以及智能化的趋势,对汽车的安全驾驶提供了越来越高的要求,在功能安全的基础上,进一步提出了信息安全以及SOTIF的要求,从工作效率和工程有效性出发,需要业界认可的工具对相关工作进行有效支撑。
Reliability Workbench提供了一个集成的企业级汽车功能安全分析环境,用于执行满足ISO 26262标准的功能安全分析。自1986年问世以来软件不断地被完善并在全球范围内被汽车行业广泛使用,Reliability Workbench企业级系统使用户能够在项目上进行协作,共享数据并实施版本控制。
具体解决方案如下
Hazard Analysis & Risk Assessment
Reliability Workbench系统的Safety Assessment模块支持符合ISO 26262-3要求的HARA分析。
🔹确定可能导致危害的功能故障
🔹基于严重度、暴露概率等级以及可控性确定ASIL等级
🔹分配安全目标及要求
🔹验证ASIL分配结果是否满足要求
🔹 集成定性以及定量的安全性评估分析结果
🔹 支持多级场景库自定义
🔹支持多层级需求管理


场景库(Environmental Conditions)
支持驾驶场景库,在考虑驾驶场景的前提下,定义整车级别及系统级别的危险。HARA分析模板内置预定义的VDA702场景库,如下图所示:

故障率计算
Reliability Workbench包含一系列用于定性分析和定量评估的工具模块。
🔹使用标准和手册(包括IEC TR 62380和SN 29500/IEC61709)计算系统和组件故障率
🔹从Excel,Access和一系列其他格式导入BOM,构建系统树
🔹故障率计算结果可被FMEDA和FTA分析所引用
🔹支持通过“拖放”形式构建系统模型自定义库
🔹预定义库中含有超过100000个组件和元器件故障率数据
User Part Library
🔹用于存储管理供应商提供的失效率数据,企业收集的统计的故障率数据
🔹能够被FMEDA,FTA等模块引用数据
🔹能够直接从Excel导入故障率数据
🔹结合企业系统模块,可以实现企业级的数据共享
FMEA和FMEDA
Reliability Workbench FMECA 模块支持FMEA和FMEDA分析
🔹最新版的AIAG / VDA FMEA模板和ISO26262 FMEDA模板
🔹支持生成功能网络和故障网络
🔹支持基于措施优先级AP的风险评价机制
🔹支持监视及系统响应MSR的补充 FMEA
🔹支持将多个子系统FMEA集合成复杂系统FMEA
🔹支持自定义安全机制库
🔹可分别设置“单点故障”和“多点故障”安全机制
🔹支持计算一系列参数,包括SPFM,LFM以及SFF
🔹FMEA和FMEDA分析中可使用故障模式库获取故障模式


安全机制库
(Safety Mechanism Library)
在FMECA模块中,项目工程模板定制了ISO26262 Part5附录的安全机制和Part11半导体产品的安全机制,在开展FMEDA过程中,用户可以直接选择使用。

故障模式库(Failure Mode Library)
在FMECA模块中,项目工程模板含有FMD2016,IEC 62380,MIL-STD-338B, ALESSANDRO BIROLINI和ISO13849等多年积累的故障模式库,有效支撑FMEDA分析。

Fault Tree Analysis
Reliability Workbench Fault Tree分析模块提供了一个强大的图形界面用于建立和分析庞大且复杂的故障树。
🔹直观易用的用户图形界面
🔹无限制的门和事件数量
🔹18种不同的故障模型,包括恒定故障率、潜在故障、故障概率以及Weibull分布等
🔹支持生成最小割集
🔹支持敏感性分析
🔹相关故障定量分析,支持IEC 61508提供的Beta共因因子估算方法
🔹对于复杂的场景支持Markov分析
🔹支持计算PFD,PHMF以及其他多种参数
🔹支持多点故障的建模
🔹支持6种不同类型的重要度计算方法,包括Fussel-Vesely和Birnbaum重要度分析
🔹支持由系统模型和FMEA/FMEDA自动创建故障树
🔹支持将系统模型或者FMEA/FMEDA与故障树底事件的失效率数据链接
🔹支持将故障树分析结果嵌入至HARA分析流程中,验证安全目标概率要求的符合性
🔹支持SOTIF故障树分析
🔹支持通过“拖放”形式构建故障树自定义库
🔹支持DFA量化分析

Enterprise System
企业级版本用于项目变更追踪和数据管理。
🔹项目版本的管理
🔹用户访问的控制
🔹项目变更的比较
🔹追踪用户活动和项目状态

数据交互
Reliability Workbench具有一系列工具可实现与外部程序和源文件的数据交换。
🔹 MS Excel
🔹 MS Access
🔹 XML
🔹 SQL Server
🔹 Text files
🔹 MS Windows Clipboard
🔹与Doors和JAMA有标准化的Data Link Manager集成模块进行集成。支持ISO26262、ARP4761和IEC61508等标准,将需求管理与安全方法(例如故障树、FMEA和危害评估)自动关联,实现不同产品之间的需求转移,并且可以维护链接和应用一致性检查,支持验证定量目标和需求覆盖率。
报告工具
Reliability Workbench集成了Report Designer,可用于报告模板创建、编辑和报告的导出,能够根据用户的需求定制相关模板,主要功能如下:
🔹创建高度自定义的报告模板或使用Isograph提供的大量报告模板库
🔹输出文本报告,图形报告和图表报告
🔹将报告导出为文本文件,PDF,MS Word和CSV格式文件
🔹使用报告文件夹工具合并多个报告
收益
通过Reliability Workbench功能解决方案的应用,企业可以获得如下收益:
🔹软件具有强大的分析和验证能力,拥有高效的算法来处理大型复杂模型;
🔹解决信息碎片化和文档版本管理问题,有利于项目继承和公司知识和管理储备,项目复用方便,显著提高工作效率,一定程度上规避人员流动导致的损失;
🔹功能安全知识培训学习成本高,而软件内置了算法,可快速上手,减少人员时间成本投入;
🔹提供软件工具第三方认证报告,加速企业功能安全产品认证过程;
🔹高效易用的集成化工具链,显著提升功能安全开发效率,以更快的速度达到功能安全等级的要求,缩短开发周期;
🔹通过专业统一的软件工具,可实现功能安全分析的标准化输出;
🔹通过数据的集中化管理,能够实现功能安全分析数据的单一真实来源,实现企业功能安全相关知识积累;
🔹通过数据的分级权限管理和检入检出机制,实现企业级的功能安全分析工作的协同;
🔹SSA模块的场景库,可以有效支撑企业不断完善和优化HARA分析过程;
🔹结构化的FMEA分析过程,能够有效支撑VDA-AIAG的7步法FMEA分析方法,满足标准要求,同时提升模式分析的全面性,风险评估的工程有效性;
🔹元器件库,故障模式库和安全机制库可可以实现标准和企业经验积累的融合,并最终应用到FMEDA分析过程,实现FMEDA分析效率50%以上的提升;
🔹故障树分析技术自上而下的方法,能够实现复杂系统安全需求和安全目标分解的系统性,同时能够输出多点故障组合和单点故障,为DFA分析提供输入和安全机制的增加提供支撑,且能够与Markov模型无缝集成,可处理复杂系统的动态故障逻辑;
🔹故障树分析对大型故障树精准快速的计算,能够为高安全等级复杂产品的的PMHF的计算提供支撑,能够考虑安全机制覆盖率,故障顺序,隐蔽故障、共因故障,暴露时间,2阶以上割集的去除以及敏感性分析,与FMEDA的保守计算相比,故障树分析更加准确且更容易达到功能安全等级的PMHF的要求。
🔹业内最成熟,应用最久的安全类分析工具,被全球主流厂商广泛采用,有助于企业在全球范围内进行上下游合作对接。

上海红禾信息科技有限公司
红禾科技作为一家专业的安全性技术公司,总部在上海,在深圳和成都设有办事处,专注于服务汽车、芯片、eVTOL、轨道交通、核工业、电力能源、工程机械和国防工业等高安全领域用户。
围绕安全方向,可以提供广泛的工程咨询和技术服务,同时还提供一系列配套质量及安全分析工具,包括Isograph,APIS IQ,Plato以及IQS等国际软件产品,公司成立以来累计服务各行业用户近500家。
我们秉持让“产品更安全,让生活更美好”的愿景,提供从咨询到工具链落地的完整解决方案、倾力协助客户以更低成本打造更安全更可靠的产品。

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