Funktionale Sicherheit: Bedeutung und Umsetzung

In der modernen Welt sind Menschen umgeben von komplexen Systemen. Das beginnt bei Assistenzsystemen in Fahrzeugen und schließt die hoch entwickelten Anlagen und Maschinen ein, die von vielen Arbeitsplätzen nicht mehr wegzudenken sind. Diese Systeme bringen klare Vorteile mit sich, gehen aber auch mit Risiken einher. Denn wenn sie fehlerhaft agieren, führt dies schnell zu schweren Unfällen.

Funktionale Sicherheit, abgekürzt FuSi, verhindert, dass die Systeme, die uns in der Freizeit und bei der Arbeit begleiten, zu einer Gefahr für Mensch und Umwelt werden. Dafür muss sie während des gesamten Lebenszyklus einer Maschine oder Anlage betrachtet werden, angefangen bei der Entwicklung. Immer wieder taucht dabei die Frage auf: Was und wie viel müssen Verantwortliche tun, um ein ausreichendes Maß an Sicherheit zu erreichen? 

Wir haben uns mit Dr. Johannes Huth, Lead Safety Manager bei Silver Atena, über die Antwort auf diese Frage und das große Thema Funktionale Sicherheit unterhalten.

Der Begriff „Funktionale Sicherheit“ setzt sich aus den Begriffen „funktional“ und „Sicherheit“ zusammen. „Sicherheit“, so Johannes Huth; „ist die Abwesenheit von intolerablen Risiken. Eine Funktion setzt einen Input, eine Verarbeitungslogik und einen Output voraus.“ Von Funktionaler Sicherheit spricht man, wenn die Sicherheitsfunktionen eines Systems einwandfrei funktionieren. Das ist eine elementare Voraussetzung dafür, dass Flugzeuge sicher landen, sich Industrieanlagen unfallfrei bedienen lassen oder ein Alarm im richtigen Moment auslöst. 

Die Funktionale Sicherheit, beziehungsweise Functional Safety genannt, von beispielsweise Maschinen und Anlagen sicherzustellen, ist Aufgabe von Herstellern und Betreibern gleichermaßen. Erstere müssen die Funktionale Sicherheit bei der Entwicklung berücksichtigen und Zweitere zum Beispiel regelmäßige Tests durchführen. Beide können sich dabei an Normen orientieren.

Die Entwicklung elektronischer Systeme mit Sicherheitsverantwortung lässt sich in zwei große Phasen einteilen.

 „So lassen sich direkte Verknüpfungen von Testfällen zu Anforderungen herstellen – bis es zu allen beschriebenen Anforderungen einen Testfall gibt. Ob dieser gut ist, muss man durch eine Verifikation herausfinden.“ 

Johannes Huth weist in seinen Schulungen für die TÜV NORD Akademie gerne darauf hin, „dass wir vonseiten der Funktionalen Sicherheit das Rad nicht neu erfinden. Wir erfinden keine Techniken und Maßnahmen zur Entwicklung sicherer Software, die in der Softwareentwicklung nicht bereits bekannt sind.“ Wichtig sei aber, diese Techniken und Maßnahmen gewissenhaft anzuwenden.

Außerdem empfiehlt der Experte, in Fehlern zu denken und genau zu überlegen: „Wie verhält sich das System, wenn dies oder jenes passiert?“ Wenn Entwickler:innen hier etwas übersehen, kann dies tragische Konsequenzen haben. Ein bekanntes Beispiel dafür ist ein tödlicher Unfall mit einem Tesla. Der Autopilot des Fahrzeugs hatte einen die Straße kreuzenden Lkw mit weiß gestrichener Seite gegen den Wolkenhimmel nicht erkannt.

Andere häufige Fehlerquellen seien falsche Berechnungen bei der Entwicklung von Software oder die Übernahme alter Software in ein neues System. Um solche Fehler im Rahmen von Tests zu erkennen, sei es wichtig, tief in das System hineinzublicken.

In dem Maße, in dem anspruchsvolle Technik an Bedeutung gewinnt, steigt der Stellenwert Funktionaler Sicherheit. Dabei ist absolute Sicherheit nicht möglich. Aber durch gründliche Analysen und geeignete Maßnahmen lassen sich Gefahren durch Fehlfunktionen auf ein Mindestmaß reduzieren. Einschlägige Normen dienen dabei als Orientierung. Genauso wichtig ist es aber, sich immer wieder neu mit möglichen Fehlerquellen auseinanderzusetzen, selbst wenn diese im ersten Moment abwegig erscheinen. Denn letztlich verhindert Funktionale Sicherheit nicht nur finanzielle Schäden. Sie rettet auch Leben.