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实战 | 从0到1:如何在ITEM阶段完成HARA分析与安全目标推导?

2月前浏览509
以电子转向锁(ESL)为例,详解Medini功能安全工作流

1.ITEM阶段的核心目标

概念阶段(ITEM阶段)是安全开发的基石。核心任务包括:

• 相关项定义:明确功能、接口、环境。  
• HARA分析:识别危害,评估风险(S, E, C),确定ASIL等级。  
• 功能安全概念:制定安全目标(SG)与功能安全需求(FSR)。  

2. 案例演示:电子转向锁(ESL)

我们以电子转向锁为例,演示 Medini 中的操作流程。

• 功能定义:锁定/解锁转向、监控点火状态。  
• 架构建模:使用 SysML 建立初始架构,定义输入(Power, IGN)与输出(Locking Bolt)。  
电子转向锁功能定义如下:  
功能1 :锁定方向:点火开关关闭时,应锁定转向。  
功能2:点火开关打开时,转向应解锁。  
功能3:从CAN信息中监控点火装置状态  
根据功能设计初始架构(sysml建模语言),按照输入-处理-输出的结构从左到右将接口和关联关系展现出来,可以通过调节连线的类型,粗细及颜色来区分,也可设置颜色 区分不同类型设备或模块:  
 
功能与架构的关联关系,通过追踪矩阵设置如下  
 

    3.核心步骤:HARA 分析

    如何从功能故障推导出安全目标?

    1. 故障识别:使用引导词(如“无”、“过早”、“过晚”)识别功能故障。

    2. 场景分析:结合运行场景(如高速行驶、泊车)评估风险。

    3. ASIL定级:根据严重度(S)、暴露率(E)、可控性(C)计算等级。

    基于引导词的功能故障识别

    并不是所有故障都会导致危害事件,故障通常要结合运行场景来确认危害事件,评估潜在伤害的严重度S,暴露度E及可控性C,通过S、E、C值计算ASIL等级,推导出相应的安全目标;Medini内置操作场景库,可针对每个功能自动生成HARA表;

    根据HARA推导出安全目标及ASIL等级如下:  

    4.需求推导:从 SG 到 FSR

    • 安全目标 (SG):例如“驾驶时防止启动转向锁”(ASIL D)。

    • 功能安全需求 (FSR):将 SG 细化为具体的系统需求,如“车辆行驶时禁用锁定功能”。  
    在medini中通过安全目标推导FSR  

    5.定性分析:FMEA 与 FTA

    在 ITEM 阶段,我们同样进行初步的定性分析:

    • FMEA:自动生成失效模式表,分析失效原因与影响。

    • FTA:构建故障树,分析违反安全目标的最小割集。

    在Medini中通过定性FMEA及FTA分析得出ITEM阶段安全机制及措施;

    Medini派生功能的FMEA表格,失效原因来自下层级架构功能失效,失效影响是功能失效带来的hazards,人工添加预防及控制措施。

    定性的FTA分析,以违反安全目标SG-001点火打开时,防止启动转向锁;顶事件是在点火状态时,启动转向锁;评估最小割集,派生安全需求。  
     

     
     

     
     

     


    6.阶段总结

    ITEM 阶段输出了顶层 Hazards、安全目标(SG)及功能安全需求(FSR),为后续系统设计奠定了基础。

    ITEM阶段输出如下:  
    顶层Hazards:  
     

     
    安全目标:  
     

     

    功能安全需求(FSR):

     


    安全架构






    来源:艾迪捷
    电子FMEA控制
    著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
    首次发布时间:2026-08-11
    最近编辑:2月前
    艾迪捷
    MBD CAE解决方案专家
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