IEC 61508｜機能安全の国際規格

IEC 61508

IEC 61508は、電気・電子・プログラマブル電子安全関連系の機能安全を体系化した基礎規格。安全ライフサイクル、リスク低減目標、SILを定め、設計・運用・変更の段階で系統的故障と偶発的故障の管理を求める。

適用範囲と位置づけ

対象は安全関連系と要素（センサ、ロジック、アクチュエータ）。自動車のISO 26262が用いるASILではなく、本規格はSILを用いる。プロセスではIEC 61511、機械安全ではIEC 62061やISO 13849-1がIEC 61508を基盤に領域適用する。

用語と基本概念

安全関連系（SIS）は特定の安全機能（SIF）を実行し、要求時リスクを低減する。許容可能リスクはALARPで表され、リスク評価により必要SILを割り付ける。

SILとリスク低減

SILは1〜4の等級で、PFDavg（低需要）またはPFH（高需要／連続）の目標により定まる。高いSILほどアーキテクチャ、診断、テスト、プロセスの強化が求められる。

安全ライフサイクル

• コンセプトとハザード識別
• リスク評価（リスクグラフ、LOPA）とSIL割付
• SRS作成（機能・性能・診断）
• アーキテクチャ設計と実装（センサ／ロジック／最終要素）
• 検証・統合・妥当性確認
• 運用・保全と変更管理、停止・廃止

リスク評価とSIL割付

起因事象、暴露、回避可能性、重篤度を評価し、リスクグラフやLOPAで必要SILを決める。保護層の独立性を確認し、要求頻度や診断検出率、プルーフテスト間隔の仮定をPFDavg/PFHに反映する。

ハードウェア設計要求

冗長化や多様化で耐故障性（HFT）を確保し、共通原因故障はβファクタで評価する。危険側／安全側の失敗比、診断カバレッジ（DC）、安全故障分数（SFF）を満たす構成を選ぶ。

ソフトウェアとシステマティック能力

計画、レビュー、静的解析、単体〜統合テスト、MC/DCなどで系統的故障を抑制する。要素のシステマティック能力（SC）は達成可能なSILの上限を定め、ツール妥当性やコーディング規約の遵守が求められる。

安全要求仕様（SRS）の要点

• 機能：起動条件、応答、フェールセーフ動作
• 性能：SIL目標、PFDavg/PFH、診断・テスト間隔
• インタフェース：I/O、電源、通信、独立性
• 検証可能性：測定方法、受入基準、トレーサビリティ

検証・妥当性確認と独立性

検証は要件との一致を、妥当性確認は運用での適合性を示す。重要工程では独立したレビューや試験を要求する。

運用・保全・変更管理

プルーフテストで潜在化した危険側失敗を顕在化させる。バイパス等は手順化し、使用中の変更はSRSに反映させる。実績故障率の監視によりSIL維持を確認する。

適用上の留意点

• 機能の独立性を確保し、共通原因故障を設計・配置・運用で低減する。
• 診断カバレッジの過信を避け、危険未検出率とテスト間隔の相互作用を評価する。
• 分野規格へ適切にマッピングし、IEC 61508の意図を逸脱しない。