Introduction
Avec l'essor rapide de la conduite autonome et des systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS), garantir la sécurité des véhicules va au-delà des mesures de sécurité fonctionnelle traditionnelles. C'est là qu'interviennent les normes SOTIF (Sécurité de la fonctionnalité prévue) et ISO 21448. Contrairement à la norme ISO 26262, axée sur la prévention des défaillances des systèmes, la norme ISO 21448 traite des dangers résultant de limitations de performances, d'interprétations erronées des capteurs et de scénarios imprévus.
Comprendre la conformité à la norme ISO 21448 est essentiel pour les constructeurs automobiles, les ingénieurs et les professionnels de la sécurité qui cherchent à minimiser les risques liés aux fonctions de conduite automatisée. Cet article explore les lignes directrices, les bonnes pratiques et les principales différences entre les normes ISO 21448 et ISO 26262, tout en mettant en avant les principaux logiciels et outils facilitant la mise en conformité.
Plongeons dans les fondamentaux de la SOTIF et de la norme ISO 21448 pour voir comment elles façonnent l’avenir de la sécurité automobile.
Qu'est-ce que la norme SOTIF (ISO 21448) ?
La norme ISO 21448 (Sécurité des fonctionnalités prévues – SOTIF) est une norme internationale de sécurité automobile conçue pour traiter les dangers liés aux limitations des systèmes plutôt qu'aux défaillances matérielles ou logicielles. Contrairement à la norme ISO 26262, qui se concentre sur la prévention des dysfonctionnements, la norme ISO 21448 garantit le fonctionnement sûr d'un système dans toutes les conditions d'exploitation prévisibles, y compris les comportements inattendus du conducteur, les erreurs d'interprétation des capteurs et les facteurs environnementaux.
À mesure que les systèmes de conduite automatisée et les systèmes d'aide à la conduite (ADAS) se perfectionnent, les normes de sécurité traditionnelles ne suffisent plus. La conformité à la norme ISO 21448 aide les fabricants à identifier et à combler les lacunes en matière de sécurité, notamment en termes de perception, de prise de décision et de comportement des systèmes, autant d'aspects clés du développement de véhicules autonomes.
Principaux objectifs de la norme ISO 21448
La norme ISO 21448 propose une approche structurée pour évaluer et réduire les risques liés aux limitations fonctionnelles, aux perturbations externes et aux utilisations abusives. Ses principaux objectifs sont les suivants :
- Assurer la fonctionnalité prévue – Vérifier que les systèmes ADAS et autonomes fonctionnent en toute sécurité dans toutes les conditions prévues et inattendues.
- Identifier et atténuer les lacunes en matière de sécurité fonctionnelle – Traiter les inexactitudes des capteurs, les erreurs de décision liées à l’IA et les changements environnementaux imprévisibles.
- Améliorer les processus de vérification et de validation – Établir des méthodologies de test robustes pour améliorer l’assurance de sécurité des systèmes automatisés.
- Complément à la norme ISO 26262 – Alors que la norme ISO 26262 se concentre sur les défaillances dues à des défauts matériels et logiciels, la norme ISO 21448 étend les mesures de sécurité pour tenir compte du comportement incomplet ou incorrect du système.
Portée et applicabilité dans les systèmes automobiles
La norme ISO 21448 s'applique à tout système automobile qui repose sur des capteurs, l'IA et le traitement des données en temps réel, notamment :
- Systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) – Des fonctionnalités telles que le freinage d’urgence automatique, l’assistance au maintien de voie et le régulateur de vitesse adaptatif.
- Véhicules autonomes – Assurer que la technologie de conduite autonome fonctionne en toute sécurité dans des scénarios réels.
- Systèmes de perception et de capteurs – Réduire les risques associés aux imprécisions de fusion des caméras, des LiDAR, des radars et des capteurs.
- Algorithmes de prise de décision basés sur l'IA – Validation des modèles d’apprentissage automatique utilisés dans les systèmes de conduite automatisée.
Alors que l'industrie automobile évolue vers des niveaux d'automatisation toujours plus élevés, la conformité aux directives ISO 21448 devient essentielle pour les constructeurs, les équipementiers et les ingénieurs en sécurité. La mise en œuvre de solutions, d'outils et de logiciels ISO 21448 garantit une approche proactive de la sécurité automobile, réduisant ainsi les risques de dangers imprévus.
ISO 26262 vs ISO 21448 : principales différences
La norme ISO 26262 est la norme internationale reconnue pour la sécurité fonctionnelle des systèmes automobiles. Elle vise à identifier et à atténuer les risques liés aux défaillances matérielles ou logicielles. Elle garantit que les systèmes réagissent en toute sécurité en cas de dysfonctionnement en définissant des objectifs de sécurité, en effectuant une analyse des risques et en établissant un cycle de développement en V.
En revanche, la norme ISO 21448 (SOTIF) traite des dangers qui surviennent même lorsque le système fonctionne comme prévu, mais dans des conditions inattendues ou incertaines, telles que des interprétations erronées des capteurs, une perception environnementale insuffisante ou des limitations dans la prise de décision de l'IA.
| Aspect | ISO 26262 | ISO 21448 |
| Focus | Sécurité fonctionnelle (défaillances) | Fonctionnalités prévues (limitations) |
| Risques couverts | Dysfonctionnements du système/composant | Mauvaise utilisation, incertitude environnementale et limites de conception |
| Applicabilité | Tous les appareils électroniques du véhicule | Principalement les systèmes ADAS et autonomes |
| Pannes typiques traitées | Défauts matériels/logiciels | Imprécisions des capteurs, erreurs d'IA et logique incomplète |
| Objectif de sécurité | Prévenir ou atténuer les effets des défaillances du système | Prévenir les comportements dangereux dans des scénarios normaux, dégradés ou complexes |
Comment la norme ISO 21448 complète la norme ISO 26262 en matière de sécurité automobile ?
Bien que la norme ISO 26262 garantisse l'intégrité du système en cas de défaillance, elle ne couvre pas les dangers découlant d'un comportement correct mais insuffisant du système. Ceci est particulièrement pertinent pour les véhicules modernes, où l'IA, les capteurs de perception et l'apprentissage automatique introduisent de nouveaux défis en matière de sécurité.
La norme ISO 21448 complète la norme ISO 26262 en comblant cette lacune et en proposant des stratégies supplémentaires d'atténuation des risques pour les dangers non liés aux défaillances. Ensemble, elles forment un cadre complet d'assurance de la sécurité pour le développement des systèmes ADAS et de conduite autonome.
En mettant en œuvre les deux normes en parallèle, les développeurs automobiles peuvent réaliser :
- Couverture de sécurité améliorée dans un plus large éventail de scénarios
- Amélioration de la validation des fonctions de perception et de prise de décision
- Évaluation complète des risques du cycle de vie, du concept à la production
- Conformité réglementaire et industrielle pour les futurs systèmes de mobilité
À mesure que les systèmes automobiles deviennent plus autonomes et complexes, l’intégration de la conformité à la norme ISO 21448, aux côtés de la norme ISO 26262, devient essentielle pour fournir des produits sûrs, fiables et juridiquement défendables.
Principales lignes directrices et exigences de conformité de la norme ISO 21448
La norme ISO 21448 (Sécurité des fonctionnalités prévues – SOTIF) propose une approche structurée pour identifier, évaluer et atténuer les risques de sécurité découlant des limitations des systèmes plutôt que des défaillances matérielles ou logicielles. Pour garantir la conformité, les organisations doivent respecter les principales lignes directrices de la norme ISO 21448, qui portent sur :
- Identification des dangers et évaluation des risques – Évaluer les problèmes de sécurité potentiels causés par les inexactitudes des capteurs, les erreurs liées à l’IA et les facteurs environnementaux imprévisibles.
- Tests et validation basés sur des scénarios – Assurer le fonctionnement sûr du système dans des conditions prévues et imprévues.
- Surveillance des performances du système – Analyser en continu l’efficacité des mesures d’atténuation des risques tout au long du cycle de vie du produit.
- Considérations sur l'interaction homme-machine – Aborder la manière dont les conducteurs et les passagers interagissent avec les ADAS et les systèmes autonomes pour éviter les abus.
Étapes pour atteindre la conformité à la norme ISO 21448
Pour répondre aux exigences de conformité de la norme ISO 21448, les organisations doivent suivre ces étapes essentielles :
- Définir les limites fonctionnelles – Établir des domaines de conception opérationnelle (ODD) clairs pour comprendre où et comment le système est censé fonctionner en toute sécurité.
- Effectuer une analyse des dangers et des risques (HARA) – Identifier les risques non liés aux pannes, tels que les erreurs de perception des capteurs ou les prises de décision incorrectes de l’IA.
- Élaborer des exigences de sécurité – Mettre en œuvre des stratégies d’atténuation pour faire face aux risques identifiés et améliorer la fiabilité du système.
- Effectuer la vérification et la validation (V&V) – Utilisez des simulations basées sur des scénarios, des tests en conditions réelles et des tests d’injection de pannes pour évaluer les performances.
- Assurer une surveillance et une amélioration continues – Tirez parti des analyses de données et des commentaires post-déploiement pour affiner la sécurité du système au fil du temps.
Défis courants dans la mise en œuvre de la SOTIF
Bien que la conformité à la norme ISO 21448 fournisse un cadre solide pour la sécurité automobile, les organisations sont souvent confrontées à des défis majeurs, tels que :
- Assurer l'exhaustivité des scénarios de sécurité – Définir une liste exhaustive de situations du monde réel est complexe.
- Validation des systèmes d'IA et de fusion de capteurs – Les systèmes pilotés par l’IA nécessitent un apprentissage et un perfectionnement continus pour gérer les cas extrêmes.
- Intégration avec la norme ISO 26262 – Gestion du chevauchement entre la sécurité fonctionnelle (ISO 26262) et la fonctionnalité prévue (ISO 21448).
En utilisant les solutions logicielles, les outils et les meilleures pratiques ISO 21448, les organisations peuvent rationaliser les efforts de conformité et améliorer la sécurité des ADAS et des systèmes autonomes.
ISO 21448 Bonnes pratiques pour la sécurité automobile
Identification des risques et évaluation des dangers
L'une des meilleures pratiques clés de la norme ISO 21448 consiste à procéder à une identification approfondie des risques et à une évaluation des dangers afin de garantir le fonctionnement sûr des systèmes ADAS et autonomes en toutes circonstances. Cela implique :
- Identifier les dangers liés à la SOTIF – Contrairement à la norme ISO 26262, qui se concentre sur les défaillances matérielles/logicielles, les dangers de la norme ISO 21448 découlent des limitations des capteurs, des mauvaises interprétations de l’IA et des conditions environnementales inattendues.
- Analyse des risques basée sur des scénarios – Création d’une bibliothèque de scénarios de conduite réels et extrêmes dans lesquels les limitations du système pourraient entraîner des problèmes de sécurité.
- Application de l'analyse des dangers et de l'évaluation des risques (HARA) – Évaluer les risques en fonction de leur gravité, de leur exposition et de leur contrôlabilité afin de prioriser les efforts d’atténuation.
- Analyse des modes de défaillance et de leurs effets (AMDE) et analyse par arbre de défaillance (AAP) – Utiliser des techniques d’analyse de sécurité structurées pour comprendre les chaînes de défaillance potentielles.
Méthodologies de vérification et de validation
Pour se conformer à la norme ISO 21448, les fabricants doivent mettre en œuvre des processus rigoureux de vérification et de validation (V&V) qui vont au-delà des tests traditionnels au niveau des composants. Les principales directives de la norme ISO 21448 en matière de V&V comprennent :
- Tests basés sur la simulation – Utilisation d’environnements virtuels pour tester les systèmes ADAS et autonomes dans des millions de scénarios avant le déploiement dans le monde réel.
- Tests Hardware-in-the-Loop (HIL) et Software-in-the-Loop (SIL) – Assurer le bon fonctionnement des logiciels critiques pour la sécurité dans des conditions réelles simulées.
- Tests en conditions réelles et validation des cas limites – Réalisation d’essais routiers pour évaluer les performances des capteurs, la prise de décision de l’IA et l’interaction avec le conducteur.
- Validation basée sur les données – Utilisation de l’IA et de l’apprentissage automatique pour analyser de grands ensembles de données provenant de véhicules de flotte afin d’affiner en permanence les modèles de sécurité.
Stratégies de mise en œuvre pour la conformité à la SOTIF
Pour les organisations souhaitant se conformer à la norme ISO 21448, il est essentiel d'adopter une approche de mise en œuvre structurée. Les meilleures pratiques incluent :
- Intégrer SOTIF dès le début du cycle de développement – L’intégration des meilleures pratiques ISO 21448, du concept à la validation, garantit une gestion proactive des risques.
- Tirez parti des logiciels et outils ISO 21448 – L’utilisation d’outils spécialisés de gestion des exigences, de tests de scénarios et d’analyse des risques améliore l’efficacité de la conformité.
- Combiner la norme ISO 21448 avec la norme ISO 26262 – Une double approche garantit que les pannes matérielles et les limitations du système sont traitées de manière globale.
- Établir une surveillance continue et une analyse post-déploiement – La mise en œuvre de mises à jour en direct, d’analyses de données de flotte et de surveillance pilotée par l’IA contribue à améliorer la sécurité après le déploiement.
- Former les équipes aux directives et aux meilleures pratiques de la SOTIF – Il est essentiel de s’assurer que les ingénieurs, les équipes de sécurité et les développeurs d’IA comprennent les principes de la norme ISO 21448 pour une conformité à long terme.
En mettant en œuvre ces meilleures pratiques ISO 21448, les entreprises automobiles peuvent améliorer la sécurité du système, réduire les risques liés au SOTIF et améliorer la fiabilité des fonctions ADAS et de conduite autonome.
Solutions ISO 21448 : outils et logiciels pour la conformité
Pour atteindre la conformité à la norme ISO 21448, les organisations ont besoin de solutions logicielles spécialisées qui prennent en charge l’évaluation des risques, la vérification et la validation (V&V), la traçabilité et les tests basés sur des scénarios.
Plateforme ALM Visure Requirements pour la conformité à la norme ISO 21448
Visure Requirements ALM Platform est une solution performante de gestion des exigences et de traçabilité qui permet aux constructeurs automobiles de se conformer efficacement aux normes ISO 21448 (SOTIF) et ISO 26262. Ses principales fonctionnalités sont les suivantes :
- Traçabilité des exigences de bout en bout
- Établir une traçabilité complète entre les exigences SOTIF, les objectifs de sécurité, les évaluations des risques et les cas de test.
- Assurez une traçabilité bidirectionnelle sur l'ensemble des processus de validation du matériel, des logiciels et de la sécurité.
- Gestion des risques et analyse des dangers
- Effectuer une analyse des dangers et une évaluation des risques (HARA) pour identifier les risques potentiels liés au SOTIF.
- Mettre en œuvre l’analyse des modes de défaillance et de leurs effets (AMDE) et l’analyse de l’arbre de défaillance (AAF) pour une évaluation structurée des risques.
- Reliez l’identification des dangers aux exigences de sécurité pour garantir des stratégies d’atténuation appropriées.
- Vérification et validation basées sur des scénarios (V&V)
- Définissez des scénarios de conduite réels et des cas extrêmes pour tester les systèmes ADAS et autonomes.
- Prend en charge les tests basés sur la simulation, le développement basé sur des modèles et les processus de validation pilotés par l'IA.
- Intégrez-vous aux outils de test ISO 21448 pour la validation du matériel dans la boucle (HIL) et du logiciel dans la boucle (SIL).
- Conformité aux normes ISO 21448 et ISO 26262
- Assurer l’alignement avec les normes ISO 21448 (SOTIF) et ISO 26262 (sécurité fonctionnelle).
- Générez des rapports de conformité automatisés pour répondre aux exigences réglementaires du secteur.
- Prise en charge du contrôle des versions et des pistes d'audit pour des processus de certification rationalisés.
- Gestion des exigences basée sur l'IA
- Utilisez l’assistance basée sur l’IA pour la validation automatisée des exigences, l’analyse d’impact et l’évaluation des risques.
- Réduisez les erreurs humaines en détectant les incohérences et les lacunes dans les exigences critiques en matière de sécurité.
Pourquoi choisir Visure pour la conformité ISO 21448 ?
- Traçabilité de bout en bout sur tous les processus SOTIF
- Évaluation complète des risques avec outils d'analyse des risques intégrés
- Intégration transparente avec les écosystèmes de simulation, de test et d'ALM
- Rapports de conformité automatisés pour ISO 21448 et ISO 26262
- Automatisation basée sur l'IA pour rationaliser la validation des exigences
En tirant parti de la plateforme Visure Requirements ALM, les entreprises automobiles peuvent gérer efficacement la conformité SOTIF, améliorer les stratégies d'atténuation des risques et accélérer le développement de systèmes autonomes sûrs et fiables.
L'avenir de la SOTIF et de la sécurité automobile
Alors que les systèmes automobiles deviennent de plus en plus autonomes et intelligents, l'importance de la norme ISO 21448 (SOTIF) ne cesse de croître. Pour garantir la sécurité routière à l'ère des véhicules pilotés par l'IA, le secteur doit évoluer avec les technologies émergentes tout en maintenant la conformité aux directives et normes ISO 21448.
Le rôle de l'IA et de l'apprentissage automatique dans la conformité SOTIF
L'IA et l'apprentissage automatique (ML) transforment la façon dont les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) et les véhicules autonomes interprètent et réagissent à leur environnement. Cependant, cela introduit également de nouveaux défis en matière de sécurité et de conformité à la norme ISO 21448 :
- Perception dynamique et prise de décision – Les modèles d’IA doivent être testés sur une large gamme de scénarios réels et extrêmes pour garantir que leur comportement est conforme aux objectifs de sécurité du SOTIF.
- Comportement imprévisible et modèles de boîte noire – Les systèmes ML peuvent produire des résultats inattendus dans des environnements inconnus. Les outils et techniques de la norme ISO 21448 sont en cours d'adaptation pour évaluer la sécurité des systèmes non déterministes.
- Apprentissage continu et suivi post-déploiement – Les modèles d’IA évoluant au fil du temps, les fabricants doivent mettre en œuvre une surveillance robuste du cycle de vie et des mises à jour en direct pour garantir une conformité continue au SOTIF.
- Validation basée sur les données – La collecte de données à grande échelle et l’analyse basée sur l’IA permettent la détection et la validation des risques en temps réel sur des millions de kilomètres parcourus, améliorant considérablement la vérification de la sécurité ISO 21448.
Comment la norme ISO 21448 évolue avec les nouvelles technologies automobiles
À mesure que l'innovation automobile s'accélère, la norme ISO 21448 évolue pour rester pertinente et efficace. Parmi les principales tendances qui façonnent l'avenir de la SOTIF, on peut citer :
- Intégration aux normes de nouvelle génération – La norme ISO 21448 est de plus en plus intégrée à la norme ISO 26262 et aux futurs cadres de sécurité pour fournir un modèle de couverture de sécurité complet qui inclut la sécurité fonctionnelle, prévue et opérationnelle.
- Focus sur la conduite connectée et collaborative – La communication véhicule-à-tout (V2X) et l'intelligence collective introduisent de nouveaux scénarios de sécurité. Les directives SOTIF sont en cours d'adaptation pour tenir compte de la perception partagée et de l'autonomie collaborative.
- Validation SOTIF évolutive et automatisée – Des outils et des solutions logicielles SOTIF basés sur l'IA sont en cours de développement pour automatiser la génération de scénarios, l'analyse de la couverture des tests et les rapports de conformité.
- Accent accru sur l'interaction homme-machine (IHM) – À mesure que l'automatisation augmente, s'assurer que le conducteur comprend et réagit de manière appropriée au comportement du système devient un domaine d'intérêt majeur dans les futures révisions de la norme ISO 21448.
En adoptant l’IA, la simulation et la validation basée sur les données, et en tirant parti des solutions logicielles ISO 21448 telles que Visure Requirements ALM, l’industrie automobile peut naviguer en toute confiance vers l’avenir de la sécurité et de l’innovation.
Conclusion
Alors que l'industrie automobile s'oriente vers une autonomie totale, garantir la sécurité des fonctionnalités prévues (SOTIF) est plus crucial que jamais. La norme ISO 21448 offre un cadre complet pour identifier, évaluer et atténuer les risques qui découlent non pas de défaillances système, mais de limitations de perception, d'interprétation et d'interactions environnementales.
Comprendre les principales différences entre les normes ISO 21448 et ISO 26262, appliquer les meilleures pratiques éprouvées de la norme ISO 21448 et tirer parti des puissants outils et logiciels ISO 21448 sont des étapes essentielles pour atteindre une conformité totale et développer des véhicules plus sûrs et plus intelligents.
Des solutions comme Visure Requirements ALM Platform offrent aux entreprises une traçabilité de bout en bout, une automatisation pilotée par l'IA et de solides capacités de conformité SOTIF. Que vous développiez des systèmes ADAS ou des plateformes de conduite autonome, Visure simplifie votre cycle de développement tout en garantissant la conformité aux normes ISO 26262 et ISO 21448.
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