UL 4600: Veiligheidsnorm voor autonome voertuigen

Introductie

Naarmate de technologie voor autonoom rijden zich verder ontwikkelt, is het waarborgen van de veiligheid van zelfrijdende voertuigen een cruciale uitdaging geworden. Om dit aan te pakken, is UL 4600, de veiligheidsnorm voor autonome voertuigen, ontwikkeld als een uitgebreid raamwerk voor het evalueren en demonstreren van de veiligheid van autonome rijsystemen. In tegenstelling tot traditionele veiligheidsnormen voor auto's richt UL 4600 zich op voertuigen die zonder menselijke bestuurders rijden en biedt het een systeemgerichte benadering voor het beheren van functionele veiligheid, risico's en zekerheid.

Deze gids onderzoekt wat UL 4600 inhoudt, waarom het essentieel is voor de veiligheid van zelfrijdende auto's en hoe het zich verhoudt tot gerelateerde normen zoals ISO 26262 en SOTIF. We gaan ook dieper in op belangrijke onderdelen zoals UL 4600-naleving, documentatievereisten, de ontwikkeling van veiligheidscases en certificeringsprocessen voor fabrikanten en ontwikkelaars van zelfrijdende auto's.

Of u nu inzicht wilt krijgen in de UL 4600-vereisten, een gedegen veiligheidsdossier wilt opbouwen of het UL 4600-certificeringsproces wilt doorlopen, in dit artikel vindt u alles wat u moet weten om naleving te garanderen en de veiligheid van autonome voertuigen te garanderen.

Wat is UL 4600?

UL 4600 is een veiligheidsnorm die speciaal is ontwikkeld door Underwriters Laboratories voor autonome voertuigen die zonder menselijke bestuurders rijden. De officiële titel is: “Standaard voor veiligheid bij de evaluatie van autonome producten”, UL 4600 definieert een raamwerk voor het evalueren, valideren en documenteren van de veiligheid van zelfrijdende systemen. Het is ontworpen om te garanderen dat autonome rijsystemen (ADS) worden ontwikkeld met een end-to-end veiligheidsgarantie, met de nadruk op zowel de systeem- als de softwareaspecten van autonomie.

In tegenstelling tot traditionele normen gaat UL 4600 niet uit van een menselijke reserve-operator, waardoor de norm vooral relevant is voor volledig autonome voertuigen, waaronder robotaxi's, autonome bezorgrobots en onbemande transportvoertuigen.

Waarom zijn veiligheidsnormen belangrijk voor zelfrijdende voertuigen?

Naarmate de inzet van autonome voertuigen (AV's) toeneemt, worden de veiligheidsimplicaties van het verwijderen van de menselijke bestuurder aanzienlijk groter. In tegenstelling tot traditionele voertuigen moeten AV's zelfstandig kunnen detecteren, analyseren en handelen in reële omstandigheden, waardoor systeembetrouwbaarheid en risicomanagement cruciaal zijn.

Het ontbreken van volwassen wereldwijde regelgeving op het gebied van AV-veiligheid heeft geleid tot een sterke behoefte in de sector aan gestructureerde veiligheidsnormen zoals UL 4600. Deze normen:

• Maak een consistente veiligheidsevaluatie in de AV-industrie mogelijk
• Ondersteun de goedkeuringen van regelgevende instanties en het vertrouwen van belanghebbenden
• Fabrikanten begeleiden bij het ontwikkelen van veilige systemen

Het implementeren van veiligheidskaders is essentieel om systeemstoringen te voorkomen, het vertrouwen van het publiek te winnen en de schaalbare implementatie van autonome rijtechnologieën mogelijk te maken.

UL 4600 als functionele veiligheidsnorm

UL 4600 fungeert als een veiligheidsnorm op systeemniveau en richt zich niet alleen op functionele veiligheid, maar ook op de borging van de veiligheid zonder voorschrijvende eisen. Het ondersteunt een op veiligheidscases gebaseerde aanpak, wat betekent dat fabrikanten moeten aantonen dat hun autonome systemen veilig zijn voor de beoogde toepassing.

Belangrijke onderdelen van UL 4600 zijn:

• Gevarenanalyse en risicobeoordeling
• Documentatie van de veiligheidskoffer
• Validatie en verificatie van autonomiefuncties
• Fouttolerantie en storingsbeperking
• Menselijke interactie en gebruikersbewustzijn (indien van toepassing)

Hoewel ISO 26262 en SOTIF essentieel zijn voor de veiligheid op componentniveau en de veiligheid van de beoogde functionaliteit, integreert UL 4600 deze concepten om de nadruk te leggen op de gehele levenscyclus van autonome voertuigen, van ontwerp tot implementatie, vooral wanneer er geen menselijke tussenkomst is.

Waarom zijn veiligheidsnormen voor autonome voertuigen belangrijk?

De snelle vooruitgang van zelfrijdende technologieën heeft geleid tot een toename in de ontwikkeling en inzet van autonome voertuigen (AV's) in diverse sectoren – van personenvervoer en logistiek tot bezorging van de laatste kilometer. Naarmate autonome rijsystemen steeds breder worden toegepast, is de urgentie om hun veiligheid, betrouwbaarheid en betrouwbaarheid te waarborgen groter dan ooit.

Grote autofabrikanten, startups en technologiebedrijven investeren fors in de ontwikkeling van autonome voertuigen. Met pilotprogramma's, robotaxidiensten en zelfrijdende bezorgvloten is de toekomst van transport steeds meer geautomatiseerd. Het ontbreken van menselijk toezicht introduceert echter nieuwe risicocategorieën die strenge veiligheidsnormen vereisen.

Unieke veiligheidsuitdagingen van AV-systemen

In tegenstelling tot traditionele voertuigen moeten autonome voertuigen waarnemen, beslissen en handelen zonder menselijke tussenkomst. Dit brengt complexe uitdagingen met zich mee op het gebied van:

• Sensorfusie en perceptienauwkeurigheid
• Realtime besluitvorming bij onzekerheid
• Fail-safe reacties op systeemfouten of onvoorspelbare omgevingen

Deze systemen moeten robuust genoeg zijn om onder uiteenlopende omstandigheden te functioneren, en hun veiligheid kan niet afhankelijk zijn van menselijk ingrijpen. Dit maakt AV-veiligheidskaders zoals UL 4600 essentieel om potentiële gevaren te beperken en voorspelbaar en veilig gedrag te garanderen.

Welke rol spelen normen bij het verminderen van risico's?

Veiligheidsnormen voor autonome voertuigen zoals UL 4600, ISO 26262 en SOTIF bieden gestructureerde methodologieën voor het identificeren, beoordelen en beheren van veiligheidsrisico's gedurende de gehele levenscyclus van autonome voertuigen. Deze normen:

• Zorg voor consistente en herhaalbare veiligheidspraktijken
• Help fabrikanten bij het opstellen van uitgebreide veiligheidscases
• Ondersteun de goedkeuringen van regelgevende instanties en het consumentenvertrouwen
• Stimuleer industriële afstemming en innovatie binnen veilige grenzen

Door beproefde AV-veiligheidsnormen te hanteren, kunnen ontwikkelaars systemen bouwen die niet alleen technisch geavanceerd zijn, maar ook veilig zijn qua ontwerp en voldoen aan de veranderende regelgeving.

Wat valt onder UL 4600?

UL 4600 is een uitgebreide veiligheidsnorm die is ontworpen om de volledige veiligheid van autonome voertuigen (AV's) die zonder menselijk toezicht functioneren, te waarborgen. De norm beschrijft de kernprincipes en -processen die nodig zijn om aan te tonen dat een zelfrijdend systeem acceptabel veilig is voor implementatie. In plaats van specifieke technologieën voor te schrijven, benadrukt UL 4600 een doelgerichte, bewijsgedreven aanpak, die fabrikanten flexibiliteit biedt en tegelijkertijd een strikte veiligheidsgarantie garandeert.

Kader en documentatie voor veiligheidscases

De kern van UL 4600 is de veiligheidscase, een gestructureerde argumentatie, ondersteund door gedocumenteerd bewijs, dat het autonome systeem veilig is voor het beoogde doel. De norm vereist dat ontwikkelaars:

• Definieer het operationele ontwerpdomein (ODD) duidelijk
• Identificeer veiligheidsdoelen en risicobeperkingen
• Leg uit waarom het systeem onder bepaalde omstandigheden voldoende veilig is.
• Documenteer alle beweringen, bewijzen en redeneringen in een traceerbaar formaat

Deze UL 4600-documentatie vormt een belangrijk hulpmiddel voor regelgevende beoordeling, interne validatie en publieke verantwoording.

Veiligheidsvereisten op systeemniveau

UL 4600 richt zich op het gehele systeem, in plaats van alleen op individuele componenten of subsystemen. Dit omvat:

• Sensoren (LiDAR, radar, camera's)
• Perceptie- en besluitvormingssoftware
• Aandrijf- en besturingssystemen
• Mens-machine-interfaces (indien van toepassing)
• Communicatie systemen

Door de nadruk te leggen op veiligheidsvereisten op systeemniveau, zorgt de norm ervoor dat rekening wordt gehouden met alle interacties binnen het AV-systeem, inclusief de verspreiding van fouten, gegevensintegriteit en redundantiemechanismen.

Methodologie voor risicobeoordeling

De norm vereist een gedetailleerde gevarenanalyse en risicobeoordeling (HARA) die is afgestemd op de unieke complexiteit van autonome systemen. Belangrijke risicomanagementpraktijken zijn onder meer:

• Het identificeren van potentiële gevaren binnen de ODD
• Analyse van oorzaak-gevolgketens die tot onveilig gedrag kunnen leiden
• Het vaststellen van mitigatiestrategieën en operationele faalmechanismen
• Controleren of de resterende risico's binnen aanvaardbare veiligheidsdrempels vallen

Deze gestructureerde aanpak van risicobeoordeling biedt een verdedigbare, kwantitatieve basis voor veiligheidsbeslissingen op systeemniveau.

Levenscyclusbenadering van veiligheid

UL 4600 bevordert een levenscyclusgebaseerd veiligheidsproces dat de volledige ontwikkelings- en operationele reis van een autonoom voertuig bestrijkt. Dit omvat:

• Initieel concept en definitie van vereisten
• Systeemontwerp en architectuur
• Implementatie en integratie
• Verificatie, validatie en testen
• Doorlopende monitoring en updates na implementatie

Door veiligheid in elke fase te integreren, ondersteunt de norm continue veiligheidsborging en aanpasbaarheid aan software-updates of veranderende omgevingen, beide van cruciaal belang in de snel veranderende wereld van AV-technologie.

UL 4600 vs ISO 26262 vs SOTIF: de verschillen begrijpen

Naarmate de autonome-auto-industrie zich ontwikkelt, staan ​​fabrikanten voor de uitdaging om te navigeren door meerdere voertuigveiligheidsnormen, waaronder UL 4600, ISO 26262 en SOTIF (ISO/PAS 21448). Hoewel deze normen het gemeenschappelijke doel hebben om de verkeersveiligheid te verbeteren, verschillen hun reikwijdte, toepassing en uitgangspunten, met name in de context van volledig autonome rijsystemen.

Belangrijkste verschillen en overeenkomsten

Alle drie de normen zijn complementair en kunnen in combinatie worden gebruikt om een ​​uitgebreid raamwerk voor AV-veiligheid te creëren.

Vergelijking van de reikwijdte: autonome versus niet-autonome systemen

• UL 4600 is speciaal gebouwd voor autonome rijsystemen die zonder menselijke tussenkomst werken en is daardoor ideaal voor autonome rijsystemen van niveau 4 en 5.
• ISO 26262 is een fundamentele norm voor functionele veiligheid in alle voertuigen met elektrische/elektronische (E/E) systemen, inclusief conventionele en semi-autonome voertuigen.
• SOTIF richt zich op grensgevallen en prestatiebeperkingen in perceptiesystemen, zoals foutpositieve resultaten van sensoren of onvoorspelbare gebeurtenissen in de echte wereld. Deze factoren zijn van cruciaal belang voor ADAS en de eerste AV-functionaliteiten.

Wanneer moet welke norm worden toegepast?

• Gebruik UL 4600 bij het ontwikkelen van volledig autonome voertuigen of producten zonder menselijke tussenkomst, zoals bezorgrobots, robotaxi's of terreinauto's.
• Met ISO 26262 voldoet u aan de veiligheidseisen op componentniveau voor elektronische hardware en software in elk type voertuig, inclusief voertuigen met of zonder autonome functies.
• Pas SOTIF toe wanneer er veiligheidsrisico's ontstaan ​​door beperkingen in de systeemprestaties. Dit is met name relevant voor ADAS-systemen, sensorsuites en AI-gestuurde perceptiealgoritmen.

Voor een uitgebreide dekking kiezen veel fabrikanten voor een hybride aanpak, waarbij ze UL 4600, ISO 26262 en SOTIF combineren om volledige AV-veiligheidsnaleving te garanderen.

Belangrijkste vereisten van UL 4600 voor AV-fabrikanten

UL 4600 stelt een strikt kader vast om de veiligheid van volledig autonome voertuigen te waarborgen door middel van gestructureerde processen, robuuste documentatie en continue validatie. Het is ontworpen om AV-ontwikkelaars te helpen aantonen dat hun systemen veilig zijn, zelfs zonder menselijke bestuurder. Naleving van UL 4600 vereist een proactieve inzet op systeemniveau voor veiligheidsborging, traceerbaarheid en verantwoording voor de levenscyclus.

Belangrijkste onderdelen van een veiligheidscase

De kern van UL 4600 is de veiligheidsanalyse: een uitgebreide, met bewijs onderbouwde, argumentatie dat een autonoom systeem acceptabel veilig is voor het beoogde gebruik. De veiligheidsanalyse moet het volgende omvatten:

• Definitie van het Operationeel Ontwerpdomein (ODD) – Verduidelijkt waar en onder welke omstandigheden het AV veilig moet kunnen opereren.
• Gevarenanalyse en risicobeoordeling (HARA) – Identificeert potentiële risico’s en schetst strategieën om deze risico’s te beperken.
• Veiligheidsdoelen en claims – Geeft de doelstellingen voor systeemveiligheid aan en hoe deze worden behaald.
• Aannames en beperkingen – Definieert op transparante wijze waarvan de veiligheidscase afhankelijk is.
• Argumentstructuur – Organiseert beweringen, onderbouwingen en ondersteunend bewijsmateriaal logisch en traceerbaar.

Verwachtingen met betrekking tot documentatie en bewijs

UL 4600 vereist grondige en traceerbare documentatie gedurende de gehele levenscyclus van het AV-systeem. Belangrijke elementen van de UL 4600-documentatie zijn onder andere:

• Systeemarchitectuurdiagrammen en functionele blokoverzichten
• Testrapporten en verificatiebewijzen voor elke veiligheidseis
• Traceerbaarheidsmatrices die gevaren, mitigaties en testresultaten met elkaar verbinden
• Simulatie- en praktijktestgegevens ter validatie van veiligheidsprestaties
• Analyse van faalmodi en rechtvaardigingen van redundantie

De norm legt de nadruk op transparantie. Dit betekent dat elke bewering in de veiligheidsanalyse moet worden ondersteund door verifieerbaar, objectief en controleerbaar bewijs.

Best practices voor verificatie en validatie

Om te voldoen aan UL 4600 moeten fabrikanten robuuste verificatie- en validatiestrategieën (V&V) implementeren die zijn afgestemd op autonome systemen. Deze omvatten:

• Scenariogebaseerde tests op de gedefinieerde ODD
• Simulatiegebaseerde validatie voor randgevallen en zeldzame gevaren
• Hardware-in-the-loop (HIL) en software-in-the-loop (SIL) testen
• Operationele tests in de praktijk om het systeemgedrag te bevestigen
• Continue veiligheidsmonitoring en feedbackloops na de inzet

Deze V&V-praktijken zorgen ervoor dat het AV-systeem zich niet alleen veilig gedraagt ​​onder normale omstandigheden, maar ook bij onverwachte invoer, defecte sensoren of softwareafwijkingen.

Visuele vereisten ALM-platform voor UL 4600-naleving

Het Visure Requirements ALM Platform biedt een krachtige, end-to-end oplossing om de UL 4600-naleving voor fabrikanten van autonome voertuigen te stroomlijnen. Visure is ontwikkeld ter ondersteuning van veiligheidskritische ontwikkeling en stelt teams in staat om de volledige levenscyclus van requirements engineering te beheren, met volledige traceerbaarheid, risicomanagement en documentatie van veiligheidscases, allemaal in één gecentraliseerde omgeving.

Belangrijkste mogelijkheden voor UL 4600:

1. Gecentraliseerd Requirements Management – Leg veiligheidsvereisten op systeemniveau vast, definieer en beheer deze gedurende de hele AV-levenscyclus en zorg ervoor dat aan de documentatievereisten van UL 4600 wordt voldaan.
2. Volledige dekking van de levenscyclus van de vereisten – Van de eerste gevarenanalyse tot de uiteindelijke validatie zorgt Visure voor een volledige end-to-end dekking van AV-veiligheidseisen, risicobeperking en testactiviteiten.
3. Realtime traceerbaarheid en impactanalyse – De realtime traceerbaarheidsmatrix van Visure koppelt veiligheidsdoelen aan systeemfuncties, testcases en risicobeoordelingen, wat cruciaal is voor het opbouwen van een verdedigbare UL 4600-veiligheidscase.
4. Geïntegreerd risico- en veiligheidsmanagement – Voer een gevarenanalyse en risicobeoordeling (HARA) en FMEA uit en koppel risico's aan de eisen en maatregelen zoals vereist door de UL 4600-risicobeoordelingsmethodologie.
5. Geautomatiseerde generatie van veiligheidscases – Genereer automatisch traceerbare, auditklare documentatie voor uw UL 4600-veiligheidscase, met versiebeheer, beoordelingsworkflows en bewijstracering.
6. Ondersteuning voor standaarduitlijning – Visure ondersteunt de co-compliance met ISO 26262, SOTIF en UL 4600, wat een uniforme aanpak voor het waarborgen van de veiligheid van autonome voertuigen mogelijk maakt.

Waarom kiezen voor Visure voor UL 4600?

De flexibiliteit, uitbreidbaarheid en focus op veiligheidskritische systemen van Visure maken het het ideale requirements engineering-platform voor ontwikkelaars van autonome voertuigen die efficiënt willen voldoen aan de UL 4600-eisen. Door geavanceerd requirements management, risicoanalyse, validatie en compliancedocumentatie te combineren, versnelt Visure uw weg naar AV-veiligheidscertificering.

Conclusie

Nu de auto-industrie steeds sneller volledige autonomie nastreeft, is de veiligheid van autonome voertuigen belangrijker dan ooit. De UL 4600-veiligheidsnorm biedt een uitgebreid kader op systeemniveau om aan te tonen dat zelfrijdende systemen acceptabel veilig zijn, zelfs zonder menselijk toezicht. Door UL 4600 te implementeren naast gerelateerde normen zoals ISO 26262 en SOTIF, kunnen fabrikanten risico's aanzienlijk verminderen, de betrouwbaarheid van systemen verbeteren en het vertrouwen van het publiek in autonome autotechnologieën vergroten.

De implementatie van deze normen vereist strikt beheer van de levenscyclus van vereisten, end-to-end traceerbaarheid en transparante documentatie van veiligheidscases. Het Visure Requirements ALM Platform is speciaal ontwikkeld om dit proces te vereenvoudigen en stelt AV-ontwikkelteams in staat om naleving te versnellen, kosten te verlagen en vol vertrouwen veiligheidskritieke oplossingen te leveren.

Start vandaag nog met uw gratis proefperiode van 30 dagen voor het Visure Requirements ALM Platform en de eerste stap zetten naar veiligere, certificeerbare autonome voertuigen.