Funktionale Sicherheit für autonome Systeme
Zunehmend komplexe elektronische Systeme erfassen das Systemumfeld, interpretieren die Situation und greifen in die Quer- und Längsführung von autonomen Fahrzeugen ein. Dadurch kommen die autonomen Fahrzeuge ohne Überwachung (Fahrer) aus. Assistenz und Automation nehmen zukünftig weiter zu. Neben der klassischen Aufgabe der funktionalen Sicherheit, d.h. technische Systeme gegen Funktionsausfall abzusichern, gewinnt zukünftig auch die Absicherung der Soll-Funktion autonomer Systeme an Bedeutung. Damit das Fahrzeug wirklich das tut, was es soll, sind eine vollständige und korrekte Beschreibung der Soll-Funktion, ihre zielgerichtete Umsetzung und deren Absicherung wichtig. Das Fehlen eines unangemessenen Risikos aufgrund von Gefahren, die sich aus funktionalen Unzulänglichkeiten der beabsichtigten Funktionalität oder durch vernünftigerweise vorhersehbaren Missbrauch durch Personen ergeben, wird als Sicherheit der beabsichtigten Funktionalität (Safety Of The Intended Functionality – SOTIF) bezeichnet. Der Entwurf ISO/PAS21448:2019 enthält Leitlinien für die anwendbaren Entwurfs-, Verifikations- und Validierungsmaßnahmen, die zur Erreichung des SOTIF erforderlich sind. Mit der Sicherheit der Soll-Funktion bildet sich aktuell eine neue Entwurfsaufgabe in der Gestaltung sicherer elektronischer Steuerungssysteme für Fahrzeuge heraus.
KI in der Prozessautomation?
Unsere Automatisierungslandschaft ist geprägt von Steuerungen und Regelungen. In komplexen Situationen muss derzeit immer noch der Bediener entscheiden. Autonome Systeme entscheiden dagegen auch in komplexeren Situationen selbständig, wie sie sich verhalten müssen, um ihr Ziel zu erreichen. Dazu gehören autonome (Service) Roboter, die sich in einer natürlichen Umwelt bewegen und eigenständig Aufgaben erledigen und die intelligenten Fabriken einer Industrie 4.0. Solche Systeme müssen ihre Umgebung über Sensoren wahrnehmen, die Informationen auswerten, interpretieren und ein geeignetes Verhalten erzeugen. Diese autonomen Systeme können in Zukunft sicher auch Bereiche der Prozesstechnik unterstützen. Doch die Prozesstechnik – und die damit verbundene Prozessautomation – unterliegen strengen Anforderungen an die funktionale Sicherheit. Häufig werden gefährliche Stoffe verwendet oder es ist eine kollaborative Zusammenarbeit mit den Bedienern nötig. Auf Grund der Kritikalität dieser Applikationen wird die sichere Funktion der Prozesse häufig nach der Richtlinie IEC61508 bewertet. Dafür gibt es nun die ersten Single-Chips, die mit Hilfe von KI die funktionale Sicherheit überwachen und vielleicht erlaubt dieser Ansatz auch die Nutzung von mehr autonomen System in der kritischen Umgebung der Prozesstechnik. Am Ende entscheidet jedoch der Betreiber, ob das erzielte Maß an Sicherheit ausreichend ist, um autonome Systeme in seinen Applikationen zu nutzen.
