Introductie
Met de snelle vooruitgang van autonoom rijden en geavanceerde rijassistentiesystemen (ADAS) gaat het waarborgen van voertuigveiligheid verder dan traditionele functionele veiligheidsmaatregelen. Dit is waar SOTIF (Safety of the Intended Functionality) en ISO 21448 een rol spelen. In tegenstelling tot ISO 26262, dat zich richt op het voorkomen van systeemstoringen, richt ISO 21448 zich op gevaren als gevolg van prestatiebeperkingen, verkeerde sensorinterpretaties en onvoorziene scenario's.
Kennis van ISO 21448-conformiteit is cruciaal voor autofabrikanten, ingenieurs en veiligheidsprofessionals die de risico's van geautomatiseerde rijfuncties willen minimaliseren. Dit artikel bespreekt de ISO 21448-richtlijnen, best practices en de belangrijkste verschillen tussen ISO 26262 en ISO 21448, en belicht de beste softwareoplossingen en tools die helpen bij het behalen van de norm.
Laten we dieper ingaan op de basisprincipes van SOTIF en ISO 21448 en zien hoe dit de toekomst van autoveiligheid vormgeeft.
Wat is SOTIF (ISO 21448)?
ISO 21448 (Safety of the Intended Functionality – SOTIF) is een internationale veiligheidsnorm voor auto's die is ontworpen om gevaren aan te pakken die voortvloeien uit systeembeperkingen in plaats van hardware- of softwarefouten. In tegenstelling tot ISO 26262, die zich richt op het voorkomen van storingen, garandeert ISO 21448 dat een systeem veilig functioneert onder alle voorzienbare bedrijfsomstandigheden, inclusief onverwacht bestuurdersgedrag, verkeerde sensorinterpretaties en omgevingsfactoren.
Naarmate geautomatiseerde rijsystemen en ADAS geavanceerder worden, zijn traditionele veiligheidsnormen niet langer voldoende. ISO 21448-naleving helpt fabrikanten veiligheidshiaten in perceptie, besluitvorming en systeemgedrag te identificeren en te verminderen: belangrijke aspecten voor de ontwikkeling van autonome voertuigen.
Belangrijkste doelstellingen van ISO 21448
De ISO 21448-norm biedt een gestructureerde aanpak voor het evalueren en verminderen van risico's veroorzaakt door functionele beperkingen, externe verstoringen en misbruikscenario's. De belangrijkste doelstellingen zijn:
- Zorgen voor de beoogde functionaliteit – Controleren of ADAS en autonome systemen veilig werken onder alle verwachte en onverwachte omstandigheden.
- Functionele veiligheidshiaten identificeren en verminderen – Het aanpakken van sensoronnauwkeurigheden, door AI aangestuurde beslissingsfouten en onvoorspelbare veranderingen in de omgeving.
- Verbetering van verificatie- en validatieprocessen – Het vaststellen van robuuste testmethodologieën om de veiligheidsgarantie voor geautomatiseerde systemen te verbeteren.
- Aanvulling op ISO 26262 – Terwijl ISO 26262 zich richt op fouten die worden veroorzaakt door hardware- en softwarefouten, breidt ISO 21448 de veiligheidsmaatregelen uit om rekening te houden met onvolledig of onjuist systeemgedrag.
Toepassingsgebied en toepasbaarheid in automobielsystemen
ISO 21448 is van toepassing op elk automobielsysteem dat afhankelijk is van sensoren, AI en realtime gegevensverwerking, waaronder:
- Geavanceerde rijhulpsystemen (ADAS) – Functies zoals automatische noodrem, rijstrookassistent en adaptieve cruisecontrol.
- Autonome voertuigen – Ervoor zorgen dat zelfrijdende technologie veilig functioneert in realistische situaties.
- Perceptie- en sensorsystemen – Het verminderen van de risico’s die samenhangen met onnauwkeurigheden in camera-, LiDAR-, radar- en sensorfusie.
- AI-gebaseerde besluitvormingsalgoritmen – Valideren van machine learning-modellen die worden gebruikt in geautomatiseerde rijsystemen.
Naarmate de auto-industrie steeds verder automatisering, wordt naleving van de ISO 21448-richtlijnen steeds belangrijker voor fabrikanten, OEM's en veiligheidstechnici. De implementatie van ISO 21448-oplossingen, -tools en -software garandeert een proactieve aanpak van de autoveiligheid en verkleint het risico op onvoorziene gevaren.
ISO 26262 versus ISO 21448: Belangrijkste verschillen
ISO 26262 is de gevestigde internationale norm voor functionele veiligheid in automobielsystemen, gericht op het identificeren en beperken van risico's veroorzaakt door hardware- of softwarefouten. Het zorgt ervoor dat systemen veilig reageren in het geval van een storing door veiligheidsdoelen te definiëren, gevarenanalyses uit te voeren en een V-model ontwikkelingslevenscyclus vast te stellen.
ISO 21448 (SOTIF) richt zich daarentegen op gevaren die zich voordoen, zelfs als het systeem functioneert zoals bedoeld, maar onder onverwachte of onzekere omstandigheden, zoals verkeerde interpretaties van sensoren, onvoldoende perceptie van de omgeving of beperkingen in de besluitvorming op basis van AI.
| Aspect | ISO 26262 | ISO 21448 |
| Focus | Functionele veiligheid (storingen) | Beoogde functionaliteit (beperkingen) |
| Gevaren gedekt | Storingen in het systeem/component | Misbruik, onzekerheid over de omgeving en ontwerpbeperkingen |
| Toepasselijkheid | Alle voertuigelektronica | Voornamelijk ADAS en autonome systemen |
| Typische storingen aangepakt | Hardware-/softwarefouten | Sensoronnauwkeurigheden, AI-fouten en onvolledige logica |
| Veiligheidsdoel | Voorkom of verzacht de gevolgen van systeemstoringen | Voorkom onveilig gedrag in normale, gedegradeerde of complexe scenario's |
Hoe is ISO 21448 een aanvulling op ISO 26262 voor autoveiligheid?
Hoewel ISO 26262 de integriteit van het systeem waarborgt in het geval van een storing, dekt het geen gevaren die voortvloeien uit correct maar onvoldoende systeemgedrag. Dit is met name relevant voor moderne voertuigen, waar AI, perceptiesensoren en machine learning nieuwe soorten veiligheidsuitdagingen introduceren.
ISO 21448 vult ISO 26262 aan door deze lacune op te vullen en aanvullende risicobeperkende strategieën te bieden voor niet-failure-gerelateerde gevaren. Samen vormen ze een uitgebreid kader voor veiligheidsborging voor de ontwikkeling van ADAS- en autonome rijsystemen.
Door beide standaarden parallel te implementeren, kunnen automobielontwikkelaars het volgende bereiken:
- Verbeterde veiligheidsdekking in een breder scala aan scenario's
- Verbeterde validatie van perceptie- en besluitvormingsfuncties
- Volledige levenscyclusrisicobeoordeling, van concept tot productie
- Regelgeving en naleving door de industrie voor toekomstige mobiliteitssystemen
Naarmate automobielsystemen autonomer en complexer worden, is de integratie van ISO 21448-naleving met ISO 26262 essentieel voor het leveren van veilige, betrouwbare en juridisch verdedigbare producten.
Belangrijkste ISO 21448-richtlijnen en nalevingsvereisten
De ISO 21448 (Safety of the Intended Functionality – SOTIF)-norm biedt een gestructureerde aanpak voor het identificeren, evalueren en beperken van veiligheidsrisico's die voortvloeien uit systeembeperkingen in plaats van hardware- of softwarefouten. Om naleving te garanderen, moeten organisaties zich houden aan de belangrijkste ISO 21448-richtlijnen, die zich richten op:
- Gevarenidentificatie en risicobeoordeling – Het evalueren van mogelijke veiligheidsproblemen veroorzaakt door sensoronnauwkeurigheden, door AI aangestuurde fouten en onvoorspelbare omgevingsfactoren.
- Scenario-gebaseerde testen en validatie – Zorgen dat het systeem veilig functioneert, zowel onder verwachte als onvoorziene omstandigheden.
- Controle van systeemprestaties – Continue analyse van de effectiviteit van risicobeperkende maatregelen gedurende de gehele productlevenscyclus.
- Overwegingen bij interactie tussen mens en machine – Aanpakken hoe bestuurders en passagiers omgaan met ADAS en autonome systemen om misbruik te voorkomen.
Stappen om ISO 21448-naleving te bereiken
Om te voldoen aan de ISO 21448-nalevingsvereisten, moeten organisaties de volgende essentiële stappen volgen:
- Definieer functionele grenzen – Stel duidelijke operationele ontwerpdomeinen (ODD) vast om te begrijpen waar en hoe het systeem veilig moet functioneren.
- Gevaren- en risicoanalyse uitvoeren (HARA) – Identificeer risico’s die niet op falen zijn gebaseerd, zoals fouten in sensorwaarneming of onjuiste AI-besluitvorming.
- Veiligheidseisen ontwikkelen – Implementeer mitigatiestrategieën om geïdentificeerde risico's aan te pakken en de betrouwbaarheid van het systeem te verbeteren.
- Verificatie en validatie (V&V) uitvoeren – Gebruik scenariogebaseerde simulaties, testen in de praktijk en foutinjectietesten om de prestaties te evalueren.
- Zorg voor continue monitoring en verbetering – Maak gebruik van data-analyses en feedback na implementatie om de systeemveiligheid in de loop van de tijd te verbeteren.
Veelvoorkomende uitdagingen bij de implementatie van SOTIF
Hoewel ISO 21448-naleving een robuust kader biedt voor de veiligheid in de automobielsector, worden organisaties vaak geconfronteerd met belangrijke uitdagingen, zoals:
- Zorgen voor volledigheid van veiligheidsscenario's – Het opstellen van een uitgebreide lijst met situaties uit de echte wereld is complex.
- Validatie van AI- en sensorfusiesystemen – AI-gestuurde systemen vereisen continu leren en verfijnen om met grensgevallen om te kunnen gaan.
- Integratie met ISO 26262 – Het beheren van de overlap tussen functionele veiligheid (ISO 26262) en beoogde functionaliteit (ISO 21448).
Door gebruik te maken van ISO 21448-softwareoplossingen, -hulpmiddelen en best practices kunnen organisaties hun nalevingsinspanningen stroomlijnen en de veiligheid van ADAS en autonome systemen verbeteren.
ISO 21448 Best Practices voor Autoveiligheid
Risico-identificatie en gevarenbeoordeling
Een van de belangrijkste ISO 21448 best practices is het uitvoeren van een grondige risico-identificatie en gevarenbeoordeling om ervoor te zorgen dat ADAS en autonome systemen onder alle omstandigheden veilig werken. Dit omvat:
- Het identificeren van SOTIF-gerelateerde gevaren – In tegenstelling tot ISO 26262, dat zich richt op hardware-/softwarestoringen, vloeien de gevaren van ISO 21448 voort uit sensorbeperkingen, verkeerde interpretaties van AI en onverwachte omgevingsomstandigheden.
- Scenario-gebaseerde risicoanalyse – Het creëren van een bibliotheek met realistische en grensgeval rijscenario’s waarbij systeembeperkingen tot veiligheidsproblemen kunnen leiden.
- Toepassing van Hazard Analysis en Risk Assessment (HARA) – Het evalueren van risico’s op basis van hun ernst, blootstelling en controleerbaarheid om prioriteit te geven aan mitigatie-inspanningen.
- Analyse van faalmodus en effecten (FMEA) en foutboomanalyse (FTA) – Gebruik van gestructureerde veiligheidsanalysetechnieken om potentiële faalketens te begrijpen.
Verificatie- en validatiemethodologieën
Om ISO 21448-naleving te bereiken, moeten fabrikanten strenge verificatie- en validatieprocessen (V&V) implementeren die verder gaan dan traditionele component-level testen. Belangrijke ISO 21448-richtlijnen voor V&V omvatten:
- Op simulatie gebaseerd testen – Virtuele omgevingen gebruiken om ADAS en autonome systemen in miljoenen scenario's te testen voordat ze in de praktijk worden geïmplementeerd.
- Hardware-in-the-Loop (HIL) en Software-in-the-Loop (SIL) testen – Zorgen dat veiligheidsgerelateerde software correct functioneert onder gesimuleerde, realistische omstandigheden.
- Real-world testen en edge-case validatie – Het uitvoeren van wegtesten om de sensorprestaties, AI-besluitvorming en de interactie met de bestuurder te evalueren.
- Datagestuurde validatie – Gebruik van AI en machine learning om grote datasets van wagenparkvoertuigen te analyseren en zo veiligheidsmodellen continu te verfijnen.
Implementatiestrategieën voor SOTIF-naleving
Voor organisaties die willen voldoen aan de ISO 21448-nalevingsvereisten, is het essentieel om een gestructureerde implementatieaanpak te hanteren. Best practices omvatten:
- Integreer SOTIF vroeg in de ontwikkelingscyclus – Door de beste praktijken van ISO 21448 te integreren, van concept tot validatie, wordt proactief risicomanagement gewaarborgd.
- Maak gebruik van ISO 21448-software en -tools – Door gebruik te maken van gespecialiseerde hulpmiddelen voor vereistenbeheer, scenariotesten en gevarenanalyse wordt de nalevingsefficiëntie verbeterd.
- Combineer ISO 21448 met ISO 26262 – Een dubbele aanpak zorgt ervoor dat zowel hardwarestoringen als systeembeperkingen uitgebreid worden aangepakt.
- Continue monitoring en post-implementatieanalyse instellen – Het implementeren van draadloze updates, vlootgegevensanalyse en AI-gestuurde monitoring helpt de veiligheid na implementatie te verbeteren.
- Train teams in SOTIF-richtlijnen en best practices – Het is van cruciaal belang voor naleving op de lange termijn dat ingenieurs, veiligheidsteams en AI-ontwikkelaars de principes van ISO 21448 begrijpen.
Door de implementatie van deze ISO 21448 best practices kunnen autobedrijven de systeemveiligheid verbeteren, SOTIF-gerelateerde risico's verminderen en de betrouwbaarheid van ADAS en autonome rijfuncties vergroten.
ISO 21448-oplossingen: hulpmiddelen en software voor naleving
Om te voldoen aan ISO 21448 hebben organisaties gespecialiseerde softwareoplossingen nodig die gevarenbeoordeling, verificatie en validatie (V&V), traceerbaarheid en scenariogebaseerde tests ondersteunen.
Visuele vereisten ALM-platform voor ISO 21448-naleving
Visure Requirements ALM Platform is een krachtige oplossing voor requirements management en traceerbaarheid waarmee automobielbedrijven efficiënt kunnen voldoen aan ISO 21448 (SOTIF) en ISO 26262. Belangrijke kenmerken zijn:
- End-to-end vereisten traceerbaarheid
- Zorg voor volledige traceerbaarheid tussen SOTIF-vereisten, veiligheidsdoelen, risicobeoordelingen en testcases.
- Zorg voor bidirectionele traceerbaarheid in hardware-, software- en veiligheidsvalidatieprocessen.
- Risicomanagement en gevarenanalyse
- Voer een gevarenanalyse en risicobeoordeling (HARA) uit om mogelijke SOTIF-gerelateerde risico's te identificeren.
- Implementeer Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) en Fault Tree Analysis (FTA) voor gestructureerde risico-evaluatie.
- Koppel gevarenidentificatie aan veiligheidseisen om de juiste risicobeperkende strategieën te garanderen.
- Scenariogebaseerde verificatie en validatie (V&V)
- Definieer realistische rijscenario's en randgevallen om ADAS en autonome systemen te testen.
- Ondersteun simulatiegebaseerde tests, modelgebaseerde ontwikkeling en AI-gestuurde validatieprocessen.
- Integreer met ISO 21448-testtools voor hardware-in-the-loop (HIL) en software-in-the-loop (SIL) validatie.
- Naleving van ISO 21448 en ISO 26262
- Zorg voor afstemming op zowel ISO 21448 (SOTIF) als ISO 26262 (functionele veiligheid).
- Genereer geautomatiseerde nalevingsrapporten om te voldoen aan de wettelijke vereisten van de sector.
- Ondersteun versiebeheer en audittrails voor gestroomlijnde certificeringsprocessen.
- AI-gestuurd Requirements Management
- Maak gebruik van AI-gestuurde ondersteuning voor geautomatiseerde validatie van vereisten, impactanalyse en risicobeoordeling.
- Verminder menselijke fouten door inconsistenties en hiaten in veiligheidsrelevante vereisten te detecteren.
Waarom kiest u voor Visure voor ISO 21448-naleving?
- End-to-end traceerbaarheid in alle SOTIF-processen
- Uitgebreide risicobeoordeling met ingebouwde hulpmiddelen voor gevarenanalyse
- Naadloze integratie met simulatie-, test- en ALM-ecosystemen
- Geautomatiseerde nalevingsrapportage voor ISO 21448 en ISO 26262
- AI-gestuurde automatisering om de validatie van vereisten te stroomlijnen
Door gebruik te maken van Visure Requirements ALM Platform kunnen automobielbedrijven effectief voldoen aan SOTIF-naleving, risicobeperkende strategieën verbeteren en de ontwikkeling van veilige en betrouwbare autonome systemen versnellen.
De toekomst van SOTIF en autoveiligheid
Naarmate autosystemen steeds autonomer en intelligenter worden, neemt het belang van ISO 21448 (SOTIF) steeds verder toe. Om de verkeersveiligheid te waarborgen in het tijdperk van AI-aangedreven voertuigen, moet de industrie mee evolueren met opkomende technologieën en tegelijkertijd voldoen aan de richtlijnen en normen van ISO 21448.
De rol van AI en machinaal leren bij SOTIF-naleving
AI en machine learning (ML) transformeren de manier waarop geavanceerde bestuurdersassistentiesystemen (ADAS) en autonome voertuigen hun omgevingen interpreteren en erop reageren. Dit introduceert echter ook nieuwe uitdagingen op het gebied van veiligheidsborging en ISO 21448-naleving:
- Dynamische perceptie en besluitvorming – AI-modellen moeten worden getest aan de hand van een breed scala aan real-world- en edge-case-scenario's om ervoor te zorgen dat hun gedrag aansluit bij de SOTIF-veiligheidsdoelstellingen.
- Onvoorspelbaar gedrag en black box-modellen – ML-systemen kunnen onverwachte uitkomsten vertonen in onbekende omgevingen. ISO 21448-tools en -technieken worden aangepast om de veiligheid van niet-deterministische systemen te beoordelen.
- Continue leerprocessen en monitoring na implementatie – Omdat AI-modellen zich in de loop van de tijd ontwikkelen, moeten fabrikanten robuuste levenscyclusbewaking en draadloze updates implementeren om te zorgen voor blijvende naleving van SOTIF.
- Datagestuurde validatie – Grootschalige gegevensverzameling en op AI gebaseerde analyses maken realtime risicodetectie en -validatie mogelijk over miljoenen gereden kilometers, waardoor de ISO 21448-veiligheidsverificatie aanzienlijk wordt verbeterd.
Hoe ISO 21448 evolueert met opkomende automobieltechnologieën
Terwijl automotive-innovatie versnelt, evolueert ISO 21448 ook om relevant en effectief te blijven. Enkele van de belangrijkste trends die de toekomst van SOTIF vormgeven, zijn:
- Integratie met standaarden van de volgende generatie – ISO 21448 wordt steeds meer geïntegreerd met ISO 26262 en toekomstige veiligheidskaders om een uitgebreid veiligheidsmodel te bieden dat functionele, beoogde en operationele veiligheid omvat.
- Focus op verbonden en samenwerkend rijden – Vehicle-to-everything (V2X) communicatie en zwermintelligentie introduceren nieuwe veiligheidsscenario's. SOTIF-richtlijnen worden aangepast om rekening te houden met gedeelde perceptie en collaboratieve autonomie.
- Schaalbare en geautomatiseerde SOTIF-validatie – Er worden SOTIF-tools en softwareoplossingen op basis van AI ontwikkeld om het genereren van scenario's, het analyseren van testdekking en het rapporteren over naleving te automatiseren.
- Grotere nadruk op mens-machine-interactie (HMI) – Naarmate de automatisering toeneemt, wordt het een belangrijk aandachtspunt bij toekomstige herzieningen van ISO 21448 om ervoor te zorgen dat de bestuurder het gedrag van het systeem begrijpt en er adequaat op reageert.
Door AI, simulatie en datagestuurde validatie te omarmen en gebruik te maken van ISO 21448-softwareoplossingen zoals Visure Requirements ALM, kan de auto-industrie vol vertrouwen de toekomst van veiligheid en innovatie tegemoetzien.
Conclusie
Nu de auto-industrie steeds sneller volledige autonomie nastreeft, is het waarborgen van de Safety of the Intended Functionality (SOTIF) belangrijker dan ooit. ISO 21448 biedt een uitgebreid raamwerk voor het identificeren, beoordelen en beperken van risico's die niet voortkomen uit systeemstoringen, maar uit beperkingen in perceptie, interpretatie en omgevingsinteracties.
Het begrijpen van de belangrijkste verschillen tussen ISO 21448 en ISO 26262, het toepassen van bewezen ISO 21448 best practices en het benutten van krachtige ISO 21448-tools en -software zijn essentiële stappen om volledige naleving te bereiken en veiligere, slimmere voertuigen te ontwikkelen.
Oplossingen zoals het Visure Requirements ALM Platform geven organisaties end-to-end traceerbaarheid, AI-gestuurde automatisering en robuuste SOTIF-nalevingsmogelijkheden. Of u nu ADAS-systemen of autonome rijplatforms bouwt, Visure helpt uw ontwikkelingscyclus te stroomlijnen en zorgt tegelijkertijd voor afstemming op zowel ISO 26262- als ISO 21448-richtlijnen.
Start vandaag nog met uw gratis proefperiode van 30 dagen voor Visure Requirements ALM Platform en ervaar de meest uitgebreide oplossing voor SOTIF-naleving, vereistenbeheer en autoveiligheid.
