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'''IEC 61508'''是一项用于[[工业]]领域的[[国际标准]]，其名称是《电气/电子/可编程电子安全相關系統的功能安全》（Functional Safety of Electrical/Electronic/Programmable Electronic Safety-related Systems (E/E/PE, or E/E/PES）。

IEC 61508是由[[国际电工委员会]]發佈，其目的要建立一个可应用于各种工业領域的基本[[功能安全]]标准。它将功能安全定义为：「是受控设备（EUC）或受控设备系統总体安全中的一部分；其安全性是依赖于电气/电子/可编程电子（E/E/PE）[[安全相關系統]]、其他技術的安全相關系統或外部风险降低措施的正确機能。」

==簡介==
IEC 61508标准起源于工業程序控制領域。该标准涵盖了完整的{{link-en|安全生命周期|Safety life cycle}}，当制定相关领域特定的功能安全标准时，需要进一步细化说明<ref>{{Cite web
|url = http://www.eettaiwan.com/ART_8800495728_480402_TA_b67962c4.HTM
|title = E/E/PE安全功能產品標準－IEC 61508
|accessdate = 2012-05-30
|author = 陳駿為
|date = 2008-01-01
|work = 電子工程專輯
|publisher = EE Times Group
|archive-url = https://web.archive.org/web/20080517005812/http://www.eettaiwan.com/ART_8800495728_480402_TA_b67962c4.HTM
|archive-date = 2008-05-17
|dead-url = yes
}}</ref>。

IEC 61508标准定义的安全生命周期包含16个阶段，各阶段所关注的均是系统安全功能，粗略地可以分为3块：
#1-5阶段描述了分析过程。
#6-13阶段描述了实现过程。
#14-16阶段描述了运作及維護过程。

标准由7个部分组成，
#1-3部分包括标准需求，偏向规范性的內容。
#4-7部分包括开发过程指导和示例，以资料性的內容為主。

IEC 61508标准的核心是风险和安全功能的概念。风险是指危害事件频率（或可能性）以及事件后果严重性的組合。可以藉由应用包括电气/电子/可编程电子（E/E/PES）及其它技术构成的安全功能，使风险降低到可以容忍的水平。电气/电子/可编程电子以外的技術也可能被用于降低风险，但IEC 61508标准的详细需求只覆盖了采用E/E/PES技术的安全功能。

IEC 61508對風險的觀點如下：
* 不可能達到零風險。
* 必須從一開始就要考慮安全性。
* 將風險降低到合理且可容忍的範圍（[[ALARP]]）。

==危害及風險分析==
IEC 61508要求需實施[[危害分析]]及{{link-en|風險分析 (工程)|Risk analysis (engineering)|風險分析}}：「針對每一個被確認的危害事件，需計算或估計EUC（受控設備）的風險」。

此標準建議「可以實施量化或非量化的危害及風險分析技術」，並在標準中提出了許多的分析方式<ref>{{Cite web
|url= http://www.csr.ncl.ac.uk/FELIX_Web/4B.IEC%2061508%20Intro.pdf
|title= An Introduction to the Safety Standard IEC 61508
|accessdate= 2012-06-04
|author= Felix Redmill
|publisher= Redmill Consultancy
|archive-date= 2012-08-13
|archive-url= https://web.archive.org/web/20120813045257/http://www.csr.ncl.ac.uk/FELIX_Web/4B.IEC%2061508%20Intro.pdf
|dead-url= no
}}</ref>。以下是一種量化危害分析的方式，將事件機率區分為6類，事件影響區分為4類：

''' 出現機率的分類 '''

{| border="1" style="text-align:center;"
! 分類 !! 定義 !! 範圍（每年的失效率）
|-
| 頻繁（Frequent） || 系統生命週期中出現很多次 || > 10−3
|-
| 可能（Probable） || 系統生命週期中出現數次 || 10−3 至 10−4
|-
| 偶爾（Occasional） || 系統生命週期中出現一次 || 10−4 至 10−5
|-
| 微乎其微（Remote） || 系統生命週期不太可能出現 || 10−5 至 10−6
|-
| 幾乎不可能（Improbable） || 非常不可能出現 || 10−6 至 10−7
|-
| 難以置信（Incredible） || 無法相信會出現的事件 || < 10−7
|}

''' 影響的分類 '''

{| border="1" style="text-align:center;"
! 分類 !! 定義
|-
| 災難（Catastrophic） || 多人死亡
|-
| 嚴重（Critical） || 一人死亡
|-
| 臨界（Marginal） || 一人或多人重傷
|-
| 輕微（Negligible） || 至多造成輕傷
|}

可將上述的機率及影響組合成以下的風險矩陣

{| border="1" style="text-align:center;"
|
|colspan="4"| '''影響'''
|-
| '''機率''' || 災難 || 嚴重 || 臨界 || 輕微
|-
| 頻繁 || I || I || I || II
|-
| 可能 || I || I || II || III
|-
| 偶爾 || I || II || III || III
|-
| 微乎其微 || II || III || III || IV
|-
| 幾乎不可能 || III || III || IV || IV
|-
| 難以置信 || IV || IV || IV || IV
|}

其中
* I類：在任何情形下都無法接受。
* II類：不希望出現，只有在實務上無法降低風險，或是降低風險成本遠高於改善所獲得的效益時才可以接受。
* III類：若降低風險的成本高於改善所獲得的效益，可接受這類事件發生。
* IV類：可接受這類事件發生，但需加以監控。

==安全完整性等級==
{{main|安全完整性等級}}

[[安全完整性等級]]主要是依以下三個要素的評估情形，較高的安全完整性等級需要在這三個部份有更好的相容性：
#提昇可靠度。
#失效而安全。
#管理、系統技術、[[驗證及確認]]。

安全完整性等級是針對單一減少偒害的方法（在風險分析中決定），不是針對整個系統，也不是針對個別零件。

===提昇可靠度===

對於連續運轉的系統（連續模式）及一年運轉超過一次的系統（高需求），需評怙其容許的失效頻率。對於間歇性運轉的系統（一年運轉不到一次/低需求），失效機率定義為系統無法回應需求動作的機率。

{| border="1" style="text-align:center;"

| '''SIL''' || ''' 低需求模式： 無法回應需求動作的平均機率 ''' || ''' 高需求模式或連續模式： 每小時出現危險失效的機率 '''
|-
| 1 || ≥ 10−2 至 < 10−1 || ≥ 10−6 至 < 10−5
|-
| 2 || ≥ 10−3 至 < 10−2 || ≥ 10−7 至 < 10−6
|-
| 3 || ≥ 10−4 至 < 10−3 || ≥ 10−8 至 < 10−7
|-
| 4 || ≥ 10−5 至 < 10−4 || ≥ 10−9 至 < 10−8
|}

===失效而安全===

安全故障失效比率（safe failure fraction，簡稱SFF）的計算可確認系統[[失效安全]]的程度。安全故障失效比率比較安全失效及危險失效的比例，但安全故障失效比率本身不足於宣告安全完整性等級，在 IEC 61508標準中有定義各等級的安全完整性等級需要的安全故障失效比率。

===管理、系統技術、驗證及確認===

管理及系統技術確保可以避免在生命週期中任一部份出現的[[錯誤]]。即使是可靠度最高的保護方式，也可能被從初期概念、風險分析、規格、設計、安裝、維護一直到丟棄過程中導入的錯誤所破壞。IEC61508列出在生命週期的各階段需要應用的相關技術。

==產業或特定領域標準==

===車輛軟體===
{{link-en|汽車產業軟體可靠性協會|Motor Industry Software Reliability Association}}（MISRA）的方针中涵蓋了有關車輛安全相關系統的軟體開發<ref>{{cite web|url=http://www.misra.org.uk/MISRAHome/tabid/55/Default.aspx|title=Motor Industry Software Reliability Association|accessdate=2012-05-30|archive-date=2012-07-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20120704152439/http://misra.org.uk/MISRAHome/tabid/55/Default.aspx|dead-url=no}}</ref>。MISRA計劃是要提供車輛用嵌入式軟體開發的方针。在1994年11月時發行了一套車用嵌入式軟體開發的方針，是第一個在車輛產業對應IEC 61508的標準，1998年時MISRA提出了[[MISRA C]]，是兼顧嵌入式系統的安全性及可移植性的C語言開發標準。

[[ISO 26262]]是將IEC 61508延伸到車輛的電機/電子系統的安全標準。

===鐵路軟體===
{{link-de|EN 50128|EN 50128}}全名為《鐵路應用-鐵路控制及保護軟體》（Railway applications - Software for railway control and protection）是將IEC 61508應用在鐵路應用的[[歐盟]]技術標準，內容涵蓋鐵路控制及保護軟體的開發，包括通訊、訊號及處理系統等。

===製造業===
製造業包括許多種類的製造工藝：包括煉油廠、石化、化工、製藥、紙漿、造紙及電力等。{{link-en|IEC 61511|IEC 61511}}是這些工程系統的技術標準，確保使用儀表設備時工業流程的安全性。

===核電廠===
IEC 61513全名為《功能安全－核能工業的安全儀表系統》（Functional safety – safety instrumented systems for the Nuclear Industries）提供了[[核電廠]]的設備及安全控制系統相關的要求及建議事項，其中的要求包括針對傳體硬體的設備、以電腦為基礎的設備以及同時使用上述二種技術的設備。

===機械===
IEC 62061全名為《机械安全与安全有关的电气、电子和可编程电子控制系统的功能安全标准》（Safety of machinery, Functional safety of safety-related electrical, electronic and programmable electronic control systems），是IEC 61508在機械安全的功能安全標準<ref>{{cite journal zh
|title = 工厂自动化领域SIL认证标准
|journal = 電子質量週刊
|issue = 19
|url = http://www.cn-dzzl.com/eweek/zlgc_zyzy.asp?PYear=2011&periodical=119&newsid=8998&class2=%B7%E2%C3%E6%B1%A8%B5%C0
|accessdate = 2012-05-30
|date = 2011年11月
|archive-date = 2016-03-04
|archive-url = https://web.archive.org/web/20160304120838/http://www.cn-dzzl.com/eweek/zlgc_zyzy.asp?PYear=2011&periodical=119&newsid=8998&class2=%B7%E2%C3%E6%B1%A8%B5%C0
|dead-url = yes
}}</ref>，IEC 62061提供了各類型和機械安全有關的電機控制系統的要求，適用於系統層級的設計，也適用於非複雜的子系統及設備。

==軟體測試==
依IEC 61508開發的軟體依其需達到的[[安全完整性等級]]（SIL）不同，有可能需要經過[[單元測試]]。單元測試的目的是在確認軟體在模組層次已進行了完整測試。若是有些安全完整性等級較高的應用，軟體的[[代碼覆蓋]]要求更高，而且也需使用[[修改條件判斷覆蓋]]（MCDC）準則，而不是簡單的分支覆蓋（branch coverage）。若要得到MCDC覆蓋率的資訊，一般都需要單元測試軟體，甚至是軟體模組測試軟體。

==相關條目==
*[[功能安全]]
*[[安全標準]]
*[[誤動作等級]]（STL）
*[[機械安全]]
*[[FMEDA]]

== 参考文献 ==
{{Reflist}}

==外部連結==
* [http://www.fs-china.org 功能安全中心]{{Wayback|url=http://www.fs-china.org/ |date=20200129143414 }}
* [http://www.61508.org 61508 Association]{{Wayback|url=http://www.61508.org/ |date=20200809003714 }}
* [http://www.iec.ch/zone/fsafety/ IEC Functional safety zone]{{Wayback|url=http://www.iec.ch/zone/fsafety/ |date=20120305184625 }}
* [https://web.archive.org/web/20080531013608/http://www.insidefunctionalsafety.com/ Inside Functional Safety] - Technical magazine focusing on functional safety
* [http://www.cfse.org CFSE Governance Board website]{{Wayback|url=http://www.cfse.org/ |date=20141022201926 }}
* [http://www.misra.org.uk/MISRAHome/tabid/55/Default.aspx]{{Wayback|url=http://www.misra.org.uk/MISRAHome/tabid/55/Default.aspx |date=20120704152439 }} - Motor Industry Software Reliability Association

===論文===
* [https://web.archive.org/web/20070928170746/http://www.ldra.co.uk/nologindownload.asp?id=99 A revised proposal for IEC 61508. This paper was presented at the Embedded Systems Show 2006 in Birmingham, UK.]
* [http://www.nxtbook.com/nxtbooks/cmp/esd-europe0607/index.php?startpage=32 An article about meeting the IEC 61508 part 3 (software development) requirements for tool certification, specially compilers.]{{Wayback|url=http://www.nxtbook.com/nxtbooks/cmp/esd-europe0607/index.php?startpage=32 |date=20121023125706 }}
* [https://web.archive.org/web/20120313220400/http://www.exida.com/articles/IEc%2061508%20Cerftification.pdf Open IEC 61508 Certification of Products] - This paper describes an assessment for product designs and the product development process that produces a full safety case as well as additional public documentation.
* [https://web.archive.org/web/20120511065520/http://www.parasoft.com/jsp/products/article.jsp?articleId=3163 Satisfying SIL Requirements: Ensure Functional Safety of E/E/PE Safety-Related Systems] (from Parasoft)

==延伸書目==
*M.Medoff, R.Faller, "Functional Safety - An IEC 61508 SIL 3 Compliant Development Process" - www.exida.com

*C. O'Brien, "Final Elements and the IEC 61508 and IEC 61511 Functional Safety Standards" - www.exida.com

*M.Punch, "Functional Safety for the Mining Industry – An Integrated Approach Using AS(IEC)61508, AS(IEC) 62061 and AS4024.1." (1st Edition, ISBN 978-0-9807660-0-4, in A4 paperback, 150 pages). [http://www.marcuspunch.com www.marcuspunch.com]{{Wayback|url=http://www.marcuspunch.com/ |date=20200804030435 }}

*D.Smith, K Simpson, "Safety Critical Systems Handbook: A Straightforward Guide to Functional Safety, IEC 61508 (2010 Edition) And Related Standards, Including Process IEC 61511 and Machinery IEC 62061 and ISO 13849" (3rd Edition ISBN 978-0-08-096781-3, Hardcover, 288 Pages).

{{IEC標準列表}}

[[Category:IEC標準|#61508]]
[[Category:电气标准]]
[[Category:安全工程]]

IEC 61508 - 版本历史

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