Die Bedeutung der funktionalen Sicherheit (FuSi) im Embedded Systems-Bereich

Embedded Systems sind elektronische Software- und Hardwarelösungen, die in Geräte integriert werden, um deren Funktion intelligenter zu machen. Heutzutage sind Embedded Systems überall um uns herum zu finden. Sie machen unsere Geräte nicht nur intelligenter, sondern auch effizienter und passen sie besser an unsere Bedürfnisse und unseren Komfort an. Auf diese Weise machen sie unser Leben sehr viel einfacher.

Gleichzeitig stellen Embedded Systems aber auch eine Gefahr für uns dar. Da wir immer mehr Aspekte unseres täglichen Lebens von Computerprogrammen verwalten lassen, übertragen wir ihnen auch immer mehr Verantwortung, was bedeutet, dass wir uns auf diese Systeme verlassen können müssen. Dies ist die Aufgabe der funktionalen Sicherheit.

Funktionale Sicherheit ist der Teil des eingebauten System-Schutzes, der für das ordnungsgemäße Funktionieren von automatisierten Prozessen sorgt und angemessen auf Fehler reagiert, die dieses Funktionieren stören könnten.

Einfach gesagt: Sie schützt den Menschen vor der Technik.

Und da die Technologie in unserem Leben immer mehr an Bedeutung gewinnt, steigt die Nachfrage nach qualifizierten Ingenieuren für funktionale Sicherheit in die Höhe. In diesem Artikel werfen wir einen Blick darauf, was Ingenieure für funktionale Sicherheit tun können, um zu gewährleisten, dass Ihre Sicherheitsstandards eingehalten werden.

Risiken von Embedded Systems

Embedded Systems befinden sich in unseren Smartphones, unseren Häusern und Fahrzeugen, aber auch in unseren Geschäften, Straßen, Produktionslinien und medizinischen Geräten. Inzwischen werden die automatisierten Systeme, die uns im täglichen Leben umgeben, immer komplexer und übernehmen immer mehr wichtige Entscheidungen für uns.

Vor zwanzig Jahren kamen die ersten Autos mit Parksensoren auf den Markt und kurz darauf wurden Rückfahrkameras eingeführt. Heute haben wir selbstparkende Autos, einen Fahrspurassistenten und in den nächsten 10 bis 15 Jahren werden wir wahrscheinlich auch vollständig selbstfahrende Autos sehen, die uns ohne menschliches Zutun von A nach B bringen.

Diese fortschrittlichen Systeme werden uns zweifellos unglaublich viel Zeit ersparen, die wir nun für sinnvollere Aufgaben nutzen können, aber da Embedded Systems eine immer größere Rolle in unserem Leben spielen, werden auch die Folgen möglicher Fehler zunehmend größer. Wenn Ihr Einparksensor ausfällt, könnten Sie beim Einparken gegen ein Auto stoßen, wenn Ihr selbstfahrendes Auto einen Fehler hat und Sie werden wahrscheinlich einen Unfall verursachen. Generell gilt: Je größer die Rolle der Technologie, desto mehr Schaden kann sie auch anrichten.

Embedded Systems verwenden Mess- und Steuergeräte, um Schätzungen vorzunehmen und dann auf der Grundlage dieser Schätzungen Folgemaßnahmen zu ergreifen. Eine kleine Fehlkalkulation bei der Programmierung oder dem Entwurf eines Systems kann daher große Folgen haben. Computer haben das Potenzial, viele menschliche Fehler zu überwinden, aber wir dürfen nicht vergessen, dass es immer noch Fehler gibt und dass Embedded Systems immer noch von Menschen programmiert werden, die in einer unberechenbaren Welt arbeiten.

Was ist funktionale Sicherheit?

Um sicherzustellen, dass diese Interaktionen zwischen Systemen und Menschen nicht fehlschlagen, sind Embedded Systems mit funktionalen Sicherheitsmaßnahmen ausgestattet. Diese Funktionen werden implementiert, um sicherzustellen, dass die Technologie so funktioniert, wie sie sollte und wenn nicht, dass sie auf eine sichere Weise versagt.

Ein sehr einfaches Beispiel für ein funktionales Sicherheitssystem ist die Schranke an einem Bahnübergang, die automatisch heruntergelassen wird, wenn sie einen herannahenden Zug erkennt. Ein weiteres Beispiel ist die Heizfläche einer intelligenten Kaffeemaschine, die sich automatisch abschaltet, wenn die Temperatur des Kaffees zu hoch wird. In beiden Beispielen werden relativ einfache Systeme eingesetzt, um Situationen zu überwachen, die andernfalls schwerwiegende Folgen haben könnten (z. B. ein Zugunglück oder ein Hausbrand).

Um zu gewährleisten, dass alle Embedded Systems sicher sind, gibt es eine Reihe von internationalen Sicherheitsstandards, die erfüllt werden müssen, bevor ein Produkt auf den Markt kommt. Der grundlegende Code für funktionale Sicherheit ist die IEC 61508. Sie besteht aus einer Reihe von Vorschriften darüber, wie automatische Schutzsysteme anzuwenden, zu konstruieren, einzusetzen und zu warten sind.

Um funktionale Sicherheit zu erlangen, müssen neue Systeme in der Regel einen umfangreichen Prozess der Prüfung, Bereitstellung und Überwachung durchlaufen.

Zunächst müssen die potenziellen Gefahren eines Systems ermittelt werden, um festzustellen, wo Sicherheitsfunktionen erforderlich sind.

Als nächstes müssen die Risiken bewertet werden. Bis zu welchem Grad müssen sie verringert werden und was ist ein akzeptables Risiko. Im Falle der Bahnschranke muss zum Beispiel festgelegt werden, wie lange vor der Ankunft des Zuges die Schranke heruntergelassen werden soll. Eine frühere Schließung könnte zwar sicherer sein, aber sie könnte auch den Verkehrsfluss unnötig aufhalten.

Anschließend müssen die Sicherheitsmaßnahmen selbst überprüft werden. Funktionieren sie so, wie sie vorgesehen sind? Schaltet sich die Kaffeemaschine tatsächlich automatisch ab, wenn der Kaffee zu heiß wird, auch wenn sie durch äußere Faktoren oder einen Systemausfall gestört wird?

Auch das System muss überprüft werden. Sind alle Sicherheitsaspekte ausreichend abgedeckt, ist das konzipierte Sicherheitssystem für den systematischen Einsatz geeignet, und wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls?

Abschließend müssen funktionale Sicherheitssysteme regelmäßig überprüft werden, um sicherzustellen, dass das System während seines gesamten Lebenszyklus gemäß den Sicherheitsstandards funktioniert.

Ein Embedded System gilt als funktional sicher, wenn alle Gefahren durch die Implementierung der entsprechenden Sicherheitsfunktionen ausgeschaltet sind und diese die geforderten Sicherheitsstandards erfüllen.

Was sind die Aufgaben eines Ingenieurs für funktionale Sicherheit?

Die Durchführung des oben genannten Prozesses und damit die korrekte Umsetzung der entsprechenden Maßnahmen zur funktionalen Sicherheit liegt in den Händen von Ingenieuren für funktionale Sicherheit (FuSi). Ihre Aufgabe ist es, dafür zu sorgen, dass die höchsten Sicherheitsstandards eingehalten werden, um Schäden für Mensch, Umwelt aber auch Finanzen zu vermeiden.

Sie müssen in der Lage sein, Risiken und gefährliche Situationen zu erkennen, um zu bestimmen, welche Maßnahmen erforderlich sind und um diese Situationen angemessen zu bewältigen. Der Beruf des FuSi-Ingenieurs verlangt daher auch viel Einfallsreichtum von den Bewerbern, um Lösungen für die vielfältigen Herausforderungen zu finden, die bei der Gestaltung von automatisierten Systemen berücksichtigt werden müssen.

Darüber hinaus sind FuSi-Ingenieure für die Überwachung und Bewertung der Sicherheitsfunktionen verantwortlich, die in Embedded Systems implementiert sind. Daher benötigen sie ausgezeichnete analytische und kritische Fähigkeiten, müssen aber auch entschlossen sein, wenn es um die Entscheidungsfindung geht. Ihre Entscheidungen können ein großes Gewicht haben, da schon kleine Fehltritte große Folgen haben können. Deshalb müssen sie sicher sein, in dem was sie tun und die Sicherheit immer an erste Stelle setzen.

Was ist bei einem Ingenieur für funktionale Sicherheit zu beachten?

Manche Menschen sind für bestimmte Aufgaben besser geeignet als andere. So wie eine kreative Tätigkeit einen Freidenker erfordert, der seine wildesten Vorstellungen in die Tat umsetzt, so erfordert eine regulative Tätigkeit wie die eines Ingenieurs für funktionale Sicherheit jemanden, der fast das komplette Gegenteil dieser Beschreibung ist. Ein FuSi-Ingenieur muss sich an die Regeln halten und sich der Bedeutung seiner Rolle und der Tragweite seiner Entscheidungen voll bewusst sein.

Wenn Sie einen FuSi-Ingenieur suchen, sollten Sie nach jemandem Ausschau halten, der jeden Absatz der einschlägigen Sicherheitsnormen kennt. Aber noch wichtiger ist, dass ein FuSi-Ingenieur auch weiß, warum diese Normen festgelegt wurden, woher sie stammen und was ihr Ziel ist. Ein fähiger FuSi-Ingenieur sollte nicht nur Sicherheitsmaßnahmen durchführen, weil die Normen dies vorschreiben, sondern auch, weil sie von der Tatsache durchdrungen sind, dass sie für unsere Sicherheit notwendig sind.

Außerdem können die Sicherheitsstandards in verschiedenen Bereichen unterschiedlich sein. Was bei einem Elektrofahrrad ein akzeptables Risiko sein mag, kann bei einem Flugzeug katastrophal sein. Daher erfordert die Einstellung eines Ingenieurs in der Regel eine gewisse berufsspezifische Ausbildung. Die Grundlage aller Qualitätsstandards ist jedoch in allen Branchen die gleiche. Nämlich die Notwendigkeit, Schäden zu vermeiden und die Interaktion zwischen Technik und Mensch sicher zu gestalten.

Daher ist es nicht notwendig, den Ingenieur für funktionale Sicherheit auf eine Branche oder eine Norm zu beschränken. Es ist wichtiger, dass jemand Erfahrung auf dem Gebiet der funktionalen Sicherheit im Allgemeinen hat und versteht, was Sicherheit bedeutet und warum sie wichtig ist.

Amoria Bond, Ihr Partner für funktionale Sicherheit

Da Embedded Systems in unserem alltäglichen Leben immer allgegenwärtiger werden, wächst auch das Potenzial für Schäden an Mensch und Umwelt. Daher ist es wichtiger denn je, Systeme mit den wesentlichen Funktionen der funktionalen Sicherheit auszustatten. Aufgrund der zunehmenden Komplexität der automatisierten Aufgaben entwickeln sich die Sicherheitsstandards und -anforderungen jedoch ständig weiter, um sicherzustellen, dass neue Technologien sicher in unseren Lebensräumen eingesetzt werden können. So kann es eine Herausforderung sein, die richtigen Ingenieure für funktionale Sicherheit zu finden. Durch umfassendes Wissen und Erfahrung auf dem Markt für Embedded Systems ist Amoria Bond Ihr Partner für funktionale Sicherheit.

Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, um herauszufinden, was wir tun können, um Ihnen dabei zu helfen, die von Ihnen benötigten Fachleute für funktionale Sicherheit zu finden und sicherzustellen, dass Ihre Qualitätsstandards erfüllt werden.