第1章 绪论

1.1 安全性及软件功能安全

工业文明在给人类带来巨大利益的同时，也不可避免地带来了一些灾难。据国际劳工组织（ILO）在第十五届世界职业安全健康大会公布的数据，全世界每年在生产岗位死亡的人数超过100万，加之在因安全管理和控制缺陷引发的安全事故中的人员伤亡，全世界每年死于工伤事故和职业病危害的人数约为200万，工业安全事故已成为人类最重要的杀手之一。为了实现“安全工业”的目标，越来越多的安全相关系统（包括自动控制系统和自动保护系统）被用在不同的领域，保护工作人员免受伤害，保证机械、整套装置甚至整个工厂自动、正常、安全地运转。

安全事故带来的危害和造成的经济损失是触目惊心的：1974年英国耐普罗公司在弗利克斯伯勒镇的环己烷装置泄露爆炸，1976年意大利塞维索市伊克梅萨化工厂二恶英泄漏，1984年印度中央邦博帕尔市的美国联合碳化物公司农药厂发生氰化物泄漏，1986年苏联切尔诺贝利核电站核反应堆爆炸，1994年英国米尔福德港口炼油厂可燃碳氢化合物泄漏，2001年法国图尔兹AFZ化工厂发生硝酸铵爆炸，2005年英国邦斯菲尔德油库火灾，2010年墨西哥湾“深水地平线”钻井平台爆炸，2011年中国浙江省温州市甬温线动车追尾事故……这类不断发生的事故，其原因都是安全相关系统的功能失效。业界开始意识到必须采取相应措施，必须用标准来规范管理和控制工业领域内安全相关系统的使用，必须使技术在安全的框架内发展，让人们在享受现代工业新技术带来的舒适与便捷的同时，又能规避安全风险，避免危害，防止技术缺陷和安全事故的发生。功能安全标准的研究是大势所趋。

为促进安全相关产品的安全性水平的提升，国际电工委员会（IEC）于2000年发布了首个产品安全性标准—IEC 61508《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》，该标准从研发过程管理、安全保障技术等多个方面对安全相关产品（含软件）提出了要求，并得到了国际上知名检测认证机构（TÜV、SGS、UL、CSA等）和领军企业（Boeing、Airbus、GE、ABB、BMW）的支持。国际电工委员会作为世界上成立最早的国际性电工标准化机构，具有权威性，在为促进安全相关产品的安全性水平提升方面起到了引领作用。

该标准对功能安全（Functional Safety）的定义是：“Part of the overall safety relating to the EUC and the EUC control system that depends on the correct functioning of the E/E/PE safety-related systems and other risk reduction measures”（功能安全是指受控装备和受控装备控制系统整体安全相关部分的属性，其取决于电气/电子/可编程系统功能的正确性和其他风险降低措施）。标准制定的目标是保证电气、电子、可编程安全相关系统的安全可靠，当系统发生故障（包括硬件随机故障和软件故障）或错误时，安全相关系统会采取预先设定的措施，保证故障不会引起人员的伤亡、环境的破坏和设备财产的损失。

该标准的内容可概括为以下三个方面：

● 对包括软件、硬件在内的安全相关系统及其部件，在生命周期范围内提供了一个安全监督的系统方法；

● 推荐了确定安全相关系统安全功能SIL等级的方法；

● 建立了一个基础标准，使其可以直接应用于所有工业领域，同时亦可指导其他领域。

经过十多年的发展，以该标准为基础，结合各领域的知识背景，形成了适用于航空、核电、轨道交通、汽车、工业仪表、医疗电子、扶梯、电驱设备、智能家电等领域的功能安全技术标准，涉及国计民生各重点行业。