FuSa

功能安全 (FuSa) 在汽车行业至关重要，尤其是在自动驾驶汽车的产量和使用量持续增长的背景下。如果没有 FuSa，自动驾驶汽车和手动驾驶汽车的安全性都将大打折扣。

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什么是 FuSa？

功能安全的定义：功能安全 (FuSa) 指一套工程流程和设计原则，旨在降低因系统故障导致的人身伤害或财产损失风险。它在多个行业中都发挥着关键作用，尤其是在安全至上的汽车行业。

FuSa 旨在通过确保系统即使在发生故障时也能保持可预测的行为，来消除不合理的风险。而这种可预测行为的实现，依赖于稳健的设计、故障检测以及自动化安全机制的协同作用。在现代应用中，FuSa 系统通常依赖大规模数据集和先进的推理模型，以实时检测潜在危险并作出响应。

功能安全包括以下关键组成部分：

• 故障检测与诊断 
• 自诊断 
• 硬件安全机制 

在汽车行业中，功能安全旨在确保车辆（尤其是自动驾驶和半自动驾驶汽车）的硬件、软件和系统架构在所有运行条件下均能正确、安全地运行。

FuSa 的工作原理是什么？

FuSa 是一个端到端的流程，从自动驾驶和半自动驾驶汽车的初始设计阶段至最终生产环节都至关重要。其通过对这些环节进行指导，确保车辆达到特定的安全与质量水平，同时最大限度地降低风险。

在设计环节初期即制定相关措施至关重要，不仅有助于预防潜在的安全问题，还能确保后续生产阶段的顺利推进。这些措施包括危害与风险分析 (HARA)、汽车安全完整性等级 (ASIL) 以及故障树分析 (FTA)。

FuSa 的发展历程是怎样的？

60 多年来，功能安全一直是各行业产品开发中至关重要的一环：

• 20 世纪 60 年代，太空竞赛：功能安全在美国国家航空航天局 (NASA) 的阿波罗计划中占据重要地位，严格的风险与安全测试确保了航天任务的顺利开展。
• 20 世纪 70 年代，商用数字电子产品的兴起：20 世纪 70 年代，数字电子产品日益普及，为了确保这些产品在家庭环境中的使用安全，就必须制定严格的安全法规并进行相应的测试。这些数字系统内部的活动部件（如微控制器中的电压和时钟监控电路）日益增多，意味着软件或硬件故障的风险随之升高，因此，在设计环节确保功能安全成为重中之重。
• 20 世纪 90 年代，FuSa 与医疗保健行业：20 世纪 90 年代，随着起搏器、输液泵等医疗器械的发展，功能安全在医疗保健行业的重要性愈发凸显。此类技术进步需要制定更完善的安全规程，以确保器械在术后实现正常功能，并最大限度地降低器械排异风险。
• 2011 年，ISO 26262 标准出台：面向特定行业的 FuSa 标准相继出台，其中包括针对汽车行业的 ISO 26262 标准，该标准旨在确保车辆符合可接受的安全水平。ISO 26262 既涵盖安全问题的识别，也涉及安全机制的实施，以最大限度保障商用车辆的安全。

FuSa 有哪些主要类型？

尽管功能安全的应用覆盖多个行业，但汽车行业中的 FuSa 可划分为三个层级。

系统级 FuSa 关注整体汽车产品的安全性。高级驾驶辅助系统 (ADAS) 即是系统级汽车功能安全的示例。​​高级驾驶辅助系统 (ADAS) 为车辆驾驶员提供额外辅助，以提升行车安全性。该层级的 FuSa 涵盖了汽车各零部件如何交互并协同工作，以确保整车的安全性。

硬件级 FuSa 确保车辆的机械和物理零部件尽可能安全运行。该层级涵盖制动器和方向盘等部件。

软件级 FuSa 则确保车辆内部各关键软件组件均能正常运行。由于自动驾驶汽车的运行无需手动或人工介入，此类组件在自动驾驶汽车中更为常见。鉴于其自动驾驶特性，针对功能安全开展严格的软件测试变得尤为重要。

FuSa 是如何应用的？

功能安全贯穿于汽车行业的各个方面。例如，在电动汽车领域，FuSa 对与高压系统和储能装置相关的风险进行管控，以确保这些车辆可安全地供公众使用。

自动驾驶汽车也需要经过全面的安全检查，以确保其安全运行。FuSa 的目标是确保汽车产品全链路符合 ISO 26262 等标准。

需明确的是，功能安全聚焦降低与硬件和软件故障相关的风险，而 SOTIF（预期功能安全）则关注安全功能的性能限制。SOTIF 确保安全功能在所有条件（包括意外情况）下都能正常运行。对于自动驾驶汽车而言，这种保障尤为重要，因为其传感器和系统必须能够可靠感知复杂环境并做出响应。