EN ISO 13849-1 – 功能安全標準，性能等級（PL）的基礎

標準 EN ISO 13849-1 是評測複雜機器控制系統安全性的基礎。這是基本功能安全標準，並內含有關判定所需性能等級並識別安全相關控制部件，直到實行安全功能的國際統一要求。該標準適用於控制系統的安全相關部件，無論所使用的技術和能源為何（電氣、液壓、氣動、機械）。說明控制系統安全相關部件的設計和整合的安全要求。為這些部件定義性能等級 – PLr 等屬性；執行特定安全功能所需的屬性。  

風險越大，控制系統的要求越高。危害情況分為五個等級，稱為性能等級（PL），從 PL「a」（低）至 PL「e」（高）。所需的 PL  的判定與分配是依據 EN ISO 13849-1 並作為風險評估的一部分。

2023 年，國際標準化組織（ISO）發佈 ISO 13849-1 的新版本。修訂版規定了一系列準則，例如用於判定性能等級，因此可為實作提供更好的支援。並考慮到軟體的更大重要性。目前還不清楚其何時將與歐盟標準 EN ISO 13849-1 協調一致、在官方公報上發佈標準是否將有過渡期，以及過渡期可能多長。我們的標準專家建議設計人員和營運商，儘早應對即將到來的變更。 

ISO 13849-1:2023 與先前版本 ISO 13849-1:2015 相比的重大變更： 

• 整體結構更清楚，著重於將安全功能實行為多個子系統的組合 
• 在整個文件中使用術語「子系統」（而非 SRP/CS） 
• 改進與擴充安全功能的規範（第 5 條） 
• 與 SRS（安全要求規範）相關的改進指南和附加要求（第 5 條） 
• 關於設計層面的釐清（第 6 條）；例如完善類別 2 的定義、每個子系統的 CCF 判定，並關於故障考慮因素、故障排除及經過充分試驗的元件 
• 關於軟體的改善和釐清（第 7 條） 
• 驗證（第 10 條）；ISO 13849-2 的規範要求已修訂並納入到第 1 部分中 
• 判定所需的性能等級（附錄 A）；關於參數 P 的變更 
• 釐清針對共因失效（CCF）的措施 –（附錄 F） 
• 管理功能安全的準則已擴充（附錄 G.5） 
• 如何保證 EMC 雜訊抗擾性足夠高的詳細資訊（附錄 L） 
• 安全要求規範的補充資訊（附錄 M） 
• 透過軟體設計避免系統性故障（附錄 N）；內含軟體驗證的簡單範例 
• 有關元件安全相關值的附加資訊（附錄 O），適用於 VDMA 標準表 66413 的方法 

安全是一個關鍵主題，尤其是在歐洲 – 除此之外，在機械指令（MD）和未來在新機械規則（MR）中皆已納入與制定在法律中。EN ISO 13849 等標準可應用為用於驗證的構建模塊，以符合對於控制系統安全相關部件的基本健康與安全要求。  

標準 EN ISO 13849 包含兩個部分，並是由 ISO（國際標準化組織）制定與發佈。  

► 進行了技術修訂，以釐清與詳細說明一些要求，但未引進任何新技術概念。這部分於 2023 年重新發佈。  

► 最初將維持原樣，並將在之後進行修訂。來自第 2 部分的規範附錄將嵌入在第 1 部分的更新中。  

2015 年發佈了 EN ISO 13849-1 的最後版本。該標準是基於用於評估安全相關控制系統的機率方法，並內含有關風險評估、所需性能等級並識別安全相關控制部件，直到實行安全功能的國際統一要求。  

ISO 13849-1 使用圖表處理所需性能等級的風險分配，並使用結構與統計方法評測安全功能。目標是確定安全措施的適用性，以降低風險。

S – 傷害的嚴重程度 

• S1 = 輕度（通常可復原的傷害） 
• S2 = 嚴重（通常不可復原的傷害或死亡） 

F – 頻率並／或暴露於危害 

• F1 = 極少至不常並／或暴露時間短  
• F2 = 經常至持續並／或暴露時間長 

P – 避免危害或限制傷害的可能性 

• P1 = 在特定情況下有可能  
• P2 = 不太可能 

避免危害的可能性將透過參數 P 的五個因素進一步確定： 

• 危害出現的速度（如快或慢） 
• 避免危害的可能性（如藉由逃脫） 
• 與程序相關的實務安全經驗 
• 由專家或非專業人員操作  
• 在有人或無人監督下操作 

^{*若選擇「C」或選擇「B」至少 3 次；則避免危害的可能性為「P2」：# “C” >=1; #”B” >=3àP2} 

^{*若選擇「C」或選擇「B」至少 3 次；則避免危害的可能性為「P2」：# “C” >=1; #”B” >=3àP2} 

在 ISO 13849-1 和 EN ISO 13849-1 中，下列層面必須確定，以便決定子系統的 PL。  

• 系統類別（結構性要求）：根據子系統的抵抗故障能力以及發生故障時的後續行為將其分類，這是藉由部件的結構性設置、故障偵測及／或其可靠性達成  
• 危險失效的平均時間（MTTFD） 
• 診斷涵蓋率（DC），定義為診斷有效性的度量：〔檢測到危險失效的故障率與危險失效的總故障率之間的比值〕 
• 共因失效（CCF） 

與先前版本 EN ISO 13849-1 相比，應用軟體的要求已提高：2015. 

有關安全相關軟體設計的避免故障／故障避免措施的主題，已包含在資訊性附錄 N。  ISO 13849-1 現在涵蓋各種軟體類型： 

• 安全相關嵌入式軟體（SRESW） 
• 安全相關應用軟體（SRASW） 
• 參數設定軟體 

此外，還包含改進建議，關於如何將這些建議連結到有限（LVL = 有限可變語言）或無限語言範圍（FVL = 完全可變語言）的編程語言的要求。 

資訊性附錄 L  已 納入 ISO 13849-1。其中包含如何保證足夠 EMC 雜訊抗擾性的詳細資訊。EMC 干擾可意指電氣或電子系統表現異常。因此，應在子系統和整體系統層級針對 EMC 影響採取基本措施。為此列出各種選項，包含 EMC 措施表的協助。EMC 指令規範對於電磁相容性的基本要求。

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