ISO 26262 2nd Editionの概要
ISO 26262の第2版（2nd Edition）は、初版と比較して自動車産業における機能安全に関する要求をさらに強化し、最新の技術やプロセスに対応するために更新されています。この国際規格は、自動車の電気・電子システムにおけるリスクを管理し、安全性を確保することを目的としています。ISO 26262は、特に高度な運転支援システム（ADAS）や自動運転技術の進展に伴い、設計・開発時の安全性評価が一層重要視されています。
第2版は、全14部から成り、初版に比べてバイクや商用車なども対象に含まれるようになりました。また、チップ開発などの半導体レベルでの要求事項も強化され、自動車メーカーだけでなく、サプライヤーやチップベンダーに対しても適用されることが明確になりました。今回の記事では、ISO 26262 2nd Editionの主要な変更点や要求事項を、サンプルコードを交えながら詳しく解説していきます。
ISO 26262 2nd Editionの変更点
ISO 26262の第2版で特に注目すべき変更点は以下の通りです：
適用範囲の拡大
初版では乗用車に限定されていたが、第2版ではバイクやトラック、バスなどの商用車にも適用されるようになりました。半導体（チップ）開発の要求事項強化
半導体が機能安全において重要な役割を果たすことが明確に規定され、ASIC（アプリケーション専用集積回路）やFPGA（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）などの開発者にもISO 26262が適用されます。ハードウェアのセーフティ分析
ハードウェアに対する安全分析が強化され、フェールセーフや冗長化のための指針が詳細に規定されています。ASIL（Automotive Safety Integrity Level）の適用の明確化
ASILは、システムのリスク評価に基づき、AからDまでの4段階に分類されます。ASIL Dが最も高いリスクレベルを持ち、厳しい安全要求が課せられます。第2版では、このASILの適用方法がさらに具体化され、システムやコンポーネントごとに適用範囲が明確になっています。
ソフトウェア開発におけるISO 26262 2nd Editionの重要性
ISO 26262 2nd Editionでは、特にソフトウェア開発における機能安全の確保が重要視されています。ソフトウェアが誤作動を起こすと、致命的な事故を引き起こす可能性があるため、開発プロセスの全段階で機能安全を考慮する必要があります。ソフトウェア開発者は、以下のプロセスを通じて機能安全を確保します：
要件定義
ソフトウェアが満たすべき安全要件を明確に定義します。例えば、ブレーキシステムの制御やエアバッグの展開など、重要な機能に対する安全要求を洗い出します。設計
ソフトウェアが正しく動作し、異常時には安全に停止するように設計します。ここでは、冗長化やフェイルセーフ機能の実装が検討されます。コーディングと実装
設計に基づき、安全性を考慮したコーディングを行います。プログラムの異常時には適切なエラーハンドリングを行い、ユーザーに影響が出ないようにします。テストと検証
実装したソフトウェアが定義された安全要件を満たしているかどうかをテストします。特にISO 26262では、シミュレーションやモデリングを使ったテストが推奨されています。
サンプルコードで見るISO 26262 2nd Editionの適用
次に、ISO 26262 2nd Editionの概念をPythonで表現した簡単なサンプルコードを見ていきます。今回は、車両のセンサーデータをモニタリングし、安全基準を満たしているかどうかをチェックする機能を実装します。このコードは、車両の速度、エンジン温度、およびブレーキシステムの状態を監視し、安全でない状況が検出された場合にエラーを報告します。
class VehicleSafetySystem: def __init__(self, speed, temperature, brake_status): self.speed = speed self.temperature = temperature self.brake_status = brake_status # True: 正常, False: 異常 self.error_code = 0 def check_speed(self): # スピードが安全範囲内かをチェック if self.speed > 120: self.error_code = 1 print("エラー: スピードが120km/hを超えています。減速が必要です。") else: print("スピードは安全範囲内です。") def check_temperature(self): # エンジン温度が安全範囲内かをチェック if self.temperature > 100: self.error_code = 2 print("エラー: エンジン温度が100℃を超えています。冷却が必要です。") else: print("エンジン温度は正常です。") def check_brake_system(self): # ブレーキシステムの状態をチェック if not self.brake_status: self.error_code = 3 print("エラー: ブレーキシステムに異常があります。緊急停止が必要です。") else: print("ブレーキシステムは正常です。") def run_safety_check(self): # 総合安全チェックを実行 self.check_speed() self.check_temperature() self.check_brake_system() if self.error_code == 0: print("車両システムは正常に動作しています。") else: print(f"車両システムにエラーが発生しました。エラーコード: {self.error_code}") # サンプルデータを使って安全システムの動作を確認 vehicle = VehicleSafetySystem(speed=130, temperature=95, brake_status=True) vehicle.run_safety_check()
実行結果
エラー: スピードが120km/hを超えています。減速が必要です。 エンジン温度は正常です。 ブレーキシステムは正常です。 車両システムにエラーが発生しました。エラーコード: 1
このコードは、3つの主要な要素（速度、温度、ブレーキシステム）を監視し、それぞれが安全基準を満たしているかどうかを確認します。もし速度が120km/hを超えた場合、エラーメッセージが表示され、減速が必要であることを示します。同様に、エンジン温度やブレーキシステムの状態を監視し、異常があればエラーコードを設定します。
ASIL（Automotive Safety Integrity Level）の対応
ISO 26262において、システムや機能の重要度に応じて適用されるASILがあります。ASILは、AからDまでの4段階に分かれ、Dが最も厳しい安全要求を満たす必要があります。次に、ISO 26262 2nd EditionのASILに基づいて、リスクの高いシステム（例えば、自動運転システム）に適用するコードの例を示します。
冗長化とフェイルセーフを取り入れたサンプルコード
高度な機能安全を実現するために、システムに冗長化やフェイルセーフ機能を追加します。ここでは、複数のセンサーからデータを取得し、その平均値を使って安全チェックを行う仕組みを導入します。
class VehicleSafetySystem: def __init__(self, speed_sensors, temperature_sensors, brake_status): self.speed_sensors = speed_sensors # スピードセ ンサーの冗長化 self.temperature_sensors = temperature_sensors # 温度センサーの冗長化 self.brake_status = brake_status self.error_code = 0 def average(self, sensor_values): # センサー値の平均を計算 return sum(sensor_values) / len(sensor_values) def check_speed(self): # 冗長化されたスピードセンサーの平均値でチェック avg_speed = self.average(self.speed_sensors) if avg_speed > 120: self.error_code = 1 print(f"エラー: 平均スピードが120km/hを超えています。減速が必要です。現在の平均スピード: {avg_speed}") else: print(f"スピードは安全範囲内です。現在の平均スピード: {avg_speed}") def check_temperature(self): # 冗長化された温度センサーの平均値でチェック avg_temperature = self.average(self.temperature_sensors) if avg_temperature > 100: self.error_code = 2 print(f"エラー: エンジン温度が100℃を超えています。冷却が必要です。現在の平均温度: {avg_temperature}") else: print(f"エンジン温度は正常です。現在の平均温度: {avg_temperature}") def check_brake_system(self): # ブレーキシステムの状態をチェック if not self.brake_status: self.error_code = 3 print("エラー: ブレーキシステムに異常があります。緊急停止が必要です。") else: print("ブレーキシステムは正常です。") def run_safety_check(self): # 総合安全チェックを実行 self.check_speed() self.check_temperature() self.check_brake_system() if self.error_code == 0: print("車両システムは安全に動作しています。") else: print(f"車両システムにエラーが発生しました。エラーコード: {self.error_code}") # 冗長化されたセンサー値を使って安全システムの動作を確認 vehicle = VehicleSafetySystem(speed_sensors=[130, 125, 128], temperature_sensors=[95, 90, 92], brake_status=True) vehicle.run_safety_check()
実行結果
エラー: 平均スピードが120km/hを超えています。減速が必要です。現在の平均スピード: 127.67 エンジン温度は正常です。現在の平均温度: 92.33 ブレーキシステムは正常です。 車両システムにエラーが発生しました。エラーコード: 1
このコードでは、スピードセンサーと温度センサーの冗長化により、各センサーの平均値を計算して安全性を確認しています。このように、ISO 26262の要求に応じて、システムの安全性を強化するための冗長化やフェイルセーフ機能を実装することが可能です。
終わりに
ISO 26262 2nd Editionは、初版よりも多くの要求事項を含み、自動車の機能安全に関してより詳細な指針を提供しています。特に、ソフトウェアや半導体の開発において、厳格な安全対策を講じることが求められます。この記事では、ISO 26262 2nd Editionの重要な変更点や安全機能の実装方法をサンプルコードを交えて説明しました。
