ISO13849-1:2006在设计方面的考虑（二）

2011年07月28日

之前已经知道了PLr值的确定方法，但如果验证设计是否符合PLr的要求，其中会用到MTTFd（平均危险失效时间）和DC（诊断覆盖率），那MTTFd和DC怎么来得到呢？下面来介绍这两个值的情况：

1、首先来说如何得到MTTFd的值。对于MTTFd，一个是元件自身的MTTFd，一个是一个通道的MTTFd值，知道了组成通道的元件的MTTFd，才可以根据公式得出通道的MTTFd值，所以，计算MTTFd值，实际上是首先得出元件的MTTFd值，然后在计算通道的MTTFd值：

所以先来看元件的MTTFd的查表和估算，即附录C的情况。

在附录C中，分两个方面给出了气动元件、机械元件、机电元件的MTTFd的值或通用计算方法和通用电子元件的MTTFd的值。对于通用电子元件，如电容、电阻、晶体管、光耦等的相关数据，都来自于SN29500的数据库，都可以直接查表获得。但对于一些气动元件、机械元件、机电元件的MTTFd，很难直接得到数据，而且多数时候，制造商也只能给出元件危险失效的数量达到10%时的平均周期数，即B10d。所以附录C也给出了通过B10d的数据来计算MTTFd的方法，即：

其中：

hop—— 平均工作时间，单位：小时/天

dop—— 平均工作时间，单位：天/年

t周期—— 元件两个相继周期的起始点之间的平均工作时间，单位：秒/周期

如：一个气动阀门，制造商给出的B10d值为6x107，该阀门在一年中工作220天，每天工作16小时，每天切换2次，阀门两次动作的起始点之间的平均时间为5秒，则有：

B10d——60000000

hop—— 16小时/天

dop—— 220天/年

t周期—— 5s

代入公式则有：

有了单个元件的MTTFd的值，就可以计算通道的MTTFd的值了，一个通道的MTTFd，就是这个通道上所有单个元件MTTFd值倒数的代数和，即：

而如果有并联的冗余通道，则应采用下式计算：

2、DC值的得出：

DC即诊断覆盖率（diagnostic coverage），是可诊断的危险失效的失效率与所有危险是小的失效率之间的比值，其的值分四级给出，通常可以使用FMEA或者类似的方法来估算DC，简化的方法在ISO13849-1的附录E中给出了，只要在相关的情况中采用的相关的措施，则可认为其DC达到了相应的水平。

DC的四个级别见下表：

具体的措施和对应的DC值，可参见附录E的内容来进行进一步的确定。

当然，如果一个通道中的元器件有不同的DC值，则这条通道的平均值DCavg 就要从下面的公式计算得出：

确定了MTTFd和DC的值，就可以通过下图，来确定PL了。

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如果需要得出具体的PL值，可以用MTTFd的值、DC的值和所选的电路结构类型Category来对应查找ISO13849-1的附录K，即可得出具体的PL值。

在SRP/CS的设计中，共因失效（CCF）也是一个不可忽略的因素。所谓共因失效（Common Cause Failure），是指同一事件引起的不同产品的失效，而这些失效相互之间是没有因果关系的。

能导致共因失效的因素很多，诸如：雷同的设计；相同的元件进行冗余；类似元器件的不合理应用等等，都可能导致共因失效的出现。为了有效避免这些在设计中可能被忽略的情况，ISO13849-1在附录F中给出了防止CCF的措施，并按照技术相关性给出了相应的分值作为参考。在对SRP/CS进行CCF评估时，可以按照表格列出的措施和相应分值进行打分，然后将各项措施所获得的分值进行相加，满分是100分，而如果采取措施的累加分值小于65，则说明系统对CCF的考虑是有问题的，如果不能在相关方面进行整改，就要考虑其他的附加措施进行处理。

表格如下：