ISO 26262 기능 안전

ISO 26262는 도로 차량의 기능 안전을 위한 국제 표준입니다. 이 표준은 자동차의 전기 및 전자 시스템의 안전성을 보장하기 위한 지침과 요구 사항을 제공합니다. 다음은 ISO 26262에 대한 상세 개요입니다:

개요

• 제목: ISO 26262 - 도로 차량 - 기능 안전
• 범위: 이 표준은 승용차에서 생산되는 전기 및 전자 시스템의 기능 안전을 다룹니다.
• 목적: 시스템 고장 및 오작동으로 인한 위험을 허용 가능한 수준으로 줄이기 위해 적절한 프로세스와 지침을 제공합니다.

ISO 26262의 주요 구성 요소

1. V-모델 프레임워크:
   • 표준은 시스템 개발을 위한 V-모델을 따르며, 각 단계에서 철저한 검증 및 검토를 보장합니다.
2. 안전 수명 주기:
   • 기능 안전 관리: 수명 주기 전반에 걸쳐 기능 안전을 관리하기 위한 요구 사항을 설정합니다.
   • 개념 단계: 위험 식별 및 평가와 안전 목표 설정을 포함합니다.
   • 시스템 레벨: 시스템 요구 사항에서 안전 목표를 충족하는지 확인합니다.
3. 하드웨어 및 소프트웨어 개발:
   • 하드웨어 개발: 하드웨어의 안전 관련 요구 사항을 정의하고, 안전 목표를 충족하는지 확인합니다.
   • 소프트웨어 개발: 소프트웨어의 안전 요구 사항을 정의하고, 안전 목표를 충족하는지 확인합니다.
4. 생산 및 운영:
   • 생산: 안전 요구 사항이 생산 과정에서도 유지되는지 보장합니다.
   • 운영 및 서비스: 차량 운용 중 안전을 유지하기 위한 절차를 포함합니다.
5. 지원 프로세스:
   • 확인 및 검증: 안전 요구 사항이 올바르게 구현되고 검증되는지 확인합니다.
   • 문서화: 모든 개발 과정과 결정 사항을 문서화하여 추적 가능성을 확보합니다.
6. ASIL (Automotive Safety Integrity Level):
   • 위험 평가를 통해 시스템의 위험성을 평가하고, 이에 따라 안전 무결성 수준(ASIL)을 할당합니다.
   • ASIL은 A부터 D까지 등급이 있으며, D가 가장 높은 안전 요구 사항을 의미합니다.

ISO 26262는 자동차 산업에서 전기 및 전자 시스템의 안전성을 보장하기 위한 중요한 표준으로, 시스템 개발 초기 단계부터 전체 수명 주기 동안 안전을 고려하도록 돕습니다.

 

ASIL

ASIL(Automotive Safety Integrity Level)은 ISO 26262에서 사용되는 개념으로, 자동차 전기/전자 시스템의 안전성 요구 사항을 정의하고 분류하는 데 사용됩니다. ASIL은 위험 분석을 기반으로 시스템의 고장 또는 오작동이 초래할 수 있는 잠재적인 위험 수준을 평가하여 할당됩니다. ASIL 등급은 A부터 D까지 있으며, D가 가장 높은 안전 요구 사항을 의미합니다.

ASIL의 구성 요소

ASIL은 다음 세 가지 요소를 기반으로 결정됩니다:

1. Severity (심각도): 고장이 발생했을 때의 잠재적인 피해의 심각도를 평가합니다.
   • S0: 무시할 수 있음
   • S1: 경미한 부상
   • S2: 중간 정도의 부상
   • S3: 생명에 위협이 되는 부상 또는 사망
2. Exposure (노출도): 고장이 발생할 가능성 또는 빈도를 평가합니다.
   • E0: 거의 발생하지 않음
   • E1: 매우 드물게 발생
   • E2: 드물게 발생
   • E3: 자주 발생
   • E4: 매우 자주 발생
3. Controllability (제어 가능성): 운전자나 시스템이 고장을 제어하거나 회피할 수 있는 능력을 평가합니다.
   • C0: 제어 가능함
   • C1: 대부분 제어 가능함
   • C2: 일부 제어 가능함
   • C3: 거의 제어 불가능함

ASIL 등급

위의 세 가지 요소를 조합하여 ASIL 등급을 결정합니다. ASIL 등급은 다음과 같이 정의됩니다:

• QM (Quality Management): 기능 안전과 관련이 없는 시스템 (최소한의 안전 요구 사항)
• ASIL A: 낮은 안전 요구 사항
• ASIL B: 중간 수준의 안전 요구 사항
• ASIL C: 높은 안전 요구 사항
• ASIL D: 매우 높은 안전 요구 사항

ASIL 평가 예시

예를 들어, 브레이크 시스템의 고장을 평가할 때:

• 심각도 (Severity): 브레이크 고장은 심각한 사고로 이어질 수 있으므로 S3 (생명에 위협이 되는 부상 또는 사망)
• 노출도 (Exposure): 차량이 주행 중에 브레이크 고장이 발생할 확률은 E4 (매우 자주 발생)
• 제어 가능성 (Controllability): 고속 주행 중 브레이크 고장은 운전자가 제어하기 매우 어렵기 때문에 C3 (거의 제어 불가능함)

이 경우, 브레이크 시스템의 ASIL 등급은 ASIL D로 평가될 가능성이 큽니다.

ASIL 등급에 따른 요구 사항

각 ASIL 등급은 시스템의 개발, 검증, 검토 과정에서 요구되는 안전성 활동과 절차의 수준을 정의합니다. 등급이 높을수록 더욱 엄격한 요구 사항이 적용됩니다. 예를 들어, ASIL D 시스템은 다음과 같은 활동이 필요할 수 있습니다:

• 철저한 위험 분석 및 안전 목표 설정
• 다중 오류 검출 및 대처 메커니즘 설계
• 광범위한 검증 및 검토 활동
• 엄격한 문서화 및 추적 관리

ISO 26262는 이러한 ASIL 등급을 통해 차량 전기/전자 시스템의 안전성을 체계적으로 관리하고, 고장 또는 오작동으로 인한 위험을 최소화하는 것을 목표로 합니다.

 

ISO 26262의 최신동

ISO 26262의 최신 동향은 자동차 산업의 빠르게 변화하는 기술과 요구에 따라 지속적으로 발전하고 있습니다. 주요 최신 동향은 다음과 같습니다:

1. 전기 및 자율주행 차량에 대한 초점 확대

• **전기차(EV)**와 **자율주행차(AV)**의 증가로 인해 ISO 26262는 이러한 새로운 기술의 특수한 요구 사항을 반영하도록 업데이트되고 있습니다. 특히, 자율주행 시스템의 복잡성과 고도화된 전기 시스템에 대한 안전 요구 사항이 강조되고 있습니다.
• 배터리 관리 시스템(BMS): 전기차의 핵심인 배터리 관리 시스템의 안전성 평가와 관리를 위한 요구 사항이 강화되고 있습니다.
• 센서와 알고리즘: 자율주행차의 센서와 인공지능 알고리즘의 신뢰성과 안전성을 보장하기 위한 새로운 지침이 추가되고 있습니다.

2. 사이버 보안과 기능 안전의 통합

• ISO/SAE 21434와의 연계: 사이버 보안 표준인 ISO/SAE 21434와의 연계를 통해 기능 안전과 사이버 보안의 통합적인 접근이 강화되고 있습니다. 이는 차량 시스템이 사이버 공격에 대한 저항력을 갖추도록 하기 위함입니다.
• 보안 위협 모델링: 기능 안전 분석에 보안 위협 모델링을 포함시켜, 시스템이 잠재적인 사이버 공격으로부터 안전하도록 설계하는 것이 중요해지고 있습니다.

3. 소프트웨어 업데이트 및 무선 통신(OTA) 기능 강화

• 무선 업데이트(OTA): 차량 소프트웨어의 무선 업데이트 기능이 중요해짐에 따라, ISO 26262는 OTA 업데이트의 안전성을 보장하기 위한 요구 사항을 강화하고 있습니다.
• 실시간 소프트웨어 검증: 소프트웨어 업데이트 후 실시간으로 시스템의 안전성을 검증하고, 문제가 발생할 경우 신속하게 복구할 수 있는 메커니즘이 중요해지고 있습니다.

4. 기능 안전과 시스템 엔지니어링의 통합

• 모델 기반 개발(MBD): 시스템의 복잡성이 증가함에 따라 모델 기반 개발 접근법이 강조되고 있습니다. 이는 시스템 설계와 안전 분석을 통합하여 개발 효율성을 높이고, 오류를 조기에 발견할 수 있도록 합니다.
• 디지털 트윈: 물리적 시스템의 디지털 트윈을 사용하여 시스템 동작을 시뮬레이션하고, 기능 안전 요구 사항을 검증하는 방법이 발전하고 있습니다.

5. 국제적 협력과 표준의 조화

• 글로벌 표준화: ISO 26262는 다른 국제 표준과의 조화를 통해 글로벌 자동차 제조사들이 다양한 지역의 법규를 준수할 수 있도록 돕고 있습니다. 이는 글로벌 시장에서의 호환성과 규정 준수를 촉진합니다.
• 지속적인 업데이트: 최신 기술 발전과 산업 요구 사항을 반영하기 위해 표준은 주기적으로 업데이트되고 있습니다. 새로운 판이 발행되면서 최신 기술과 방법론이 포함되고 있습니다.

6. 기능 안전 문화의 확산

• 교육 및 훈련: 기능 안전에 대한 교육과 훈련 프로그램이 강화되어, 모든 관련자가 표준을 이해하고 준수할 수 있도록 하고 있습니다.
• 기업 문화: 기능 안전을 기업 문화의 일환으로 내재화하여, 제품 개발 전 과정에서 안전성을 최우선으로 고려하는 접근법이 확산되고 있습니다.

이러한 최신 동향은 ISO 26262가 계속해서 변화하는 자동차 산업의 요구를 반영하고, 안전성을 유지하며, 새로운 기술을 통합할 수 있도록 발전하고 있음을 보여줍니다.

 

분석 기법

ISO 26262은 자동차 산업을 위한 기능적 안전성 표준으로, 여러 가지 분석 기법을 요구합니다. 주요 분석 기법들은 다음과 같습니다:

1. 위험 분석과 평가 (Hazard Analysis and Risk Assessment, HARA):
   • 시스템에서 발생할 수 있는 위험 요소를 식별하고 그 위험을 평가하는 과정입니다. ISO 26262에서는 이 과정을 통해 가능한 모든 위험을 분류하고, 이들 위험에 대한 필요한 안전 기능을 정의합니다.
2. 기능적 안전성 요구 사항 (Functional Safety Requirements):
   • HARA를 통해 도출된 위험 요소들에 대한 안전 기능을 명시하고, 이를 시스템 설계와 개발 과정에 반영합니다.
3. 결함 트리 분석 (Fault Tree Analysis, FTA):
   • 시스템의 결함이나 장애가 발생할 수 있는 원인을 시각적으로 분석하고, 이로 인해 발생할 수 있는 잠재적인 결과를 평가합니다. 이는 시스템의 결함 처리 전략을 개발하는 데 중요한 기법입니다.
4. 실증적 안전성 (Empirical Safety):
   • 실제로 시스템이나 컴포넌트를 실험하거나, 테스트하거나, 분석하여 안전성을 평가하는 기법을 포함합니다. 예를 들어, 기능적 안전성 시험 (Functional Safety Testing)과 같은 방법이 있습니다.
5. 변별력 분석 (Determination of Safety Integrity Level, SIL Determination):
   • SIL 결정은 시스템이나 컴포넌트에 요구되는 안전성 수준을 평가하고 정의하는 과정입니다. SIL은 장애나 결함에 대한 예방, 탐지, 제어 기능의 중요성을 반영합니다.
6. 심리적 실험 (Psychological Testing):
   • 운전자나 사용자의 행동, 반응, 능력을 평가하여 기능적 안전성과 관련된 설계 결정을 지원하는 기법입니다. 이는 사용자 경험과 안전성 간의 관계를 이해하는 데 도움이 됩니다.

이러한 분석 기법들은 ISO 26262에서 시스템의 기능적 안전성을 평가하고 개발하는 데 중요한 역할을 합니다. 각 기법은 특정 단계에서 필요한 정보를 제공하며, 전체적으로 시스템의 안전성을 보장하기 위해 조합하여 사용됩니다.

 

ISO 26262 표준을 위한 지원 서비스

• 컨설팅 및 교육: ISO 26262 표준을 이해하고 적용하는 데 필요한 전문 지식을 제공합니다.
• 안전 분석 도구: HARA, FMEA, STPA 등 안전 분석을 지원하는 소프트웨어 도구.
• 시뮬레이션 및 테스트: 시스템의 안전성을 검증하기 위한 HIL 및 시뮬레이션 솔루션.
• 인증 서비스: 시스템이 ISO 26262 요구 사항을 충족하는지 확인하고 인증을 제공합니다.

ISO 26262 표준을 준수하려는 기업들은 이러한 지원 서비스를 활용하여 시스템의 기능 안전성을 보장하고, 개발 과정에서의 위험을 최소화할 수 있습니다.

 

몇 가지 ISO 26262 도입 사례

1. 현대자동차 (Hyundai Motor Company)

현대자동차는 ISO 26262를 안전 및 신뢰성 평가의 중요한 기준으로 채택하고 있습니다. ISO 26262의 접근법을 통해 차량의 전기/전자 시스템에 대한 안전성을 평가하고, 잠재적인 위험을 분석하여 안전한 제품을 개발하고 있습니다.

2. 벤츠 (Mercedes-Benz)

메르세데스-벤츠는 자사의 차량 전기 및 전자 시스템에 ISO 26262를 적용하여 안전성을 최적화하고 있습니다. ISO 26262는 메르세데스-벤츠의 차량 개발 및 생산 과정에서 중요한 요소로 포함되어 있습니다.

3. 일본의 자동차 제조업체들

일본의 다양한 자동차 제조업체들도 ISO 26262를 적극적으로 도입하고 있습니다. 토요타, 닛산, 혼다 등 주요 자동차 제조업체들은 ISO 26262를 통해 차량의 안전성을 향상시키고, 국제 시장에서의 경쟁력을 유지하고 있습니다.

4. 자동차 부품 제조업체들

ISO 26262는 자동차 부품 제조업체들 사이에서도 널리 적용되고 있습니다. 예를 들어, 자동차의 브레이크 시스템, 제동 시스템, 주행 보조 시스템 등에 사용되는 부품들은 ISO 26262를 준수하여 안전성을 보장하고 있습니다.

5. 전자 제조업체들

ISO 26262는 전자 제조업체들에게도 중요한 기준으로 작용하고 있습니다. 예를 들어, 차량 내부의 전자 제어 장치(ECU) 제조업체들은 ISO 26262를 준수하여 제품의 안전성을 검증하고 있습니다.

이러한 ISO 26262 도입 사례들은 자동차 산업 전반에서 기능 안전성을 강화하고, 고객들에게 안전하고 신뢰할 수 있는 제품을 제공하기 위한 중요한 노력의 일환으로 볼 수 있습니다.