Random Hardware Failure, Systematic Failure 어떻게 다를까요?

The GSEG (Global Safety Experts Group)입니다.

지난번 'ASIL 정의/의미 올바로 이해하기, ASIL A와 ASIL C는 어떻게 다른가?'라는 제목의 포스팅에서 다루었던 Random Hardware Failure와 Systematic Failure의 명확한 정의에 대해 문의주신 분들이 있으시기에 해당 용어들에 대해 간략히 말씀드리고자 합니다.


ASIL 정의에 대한 지난 글은 아래 포스팅을 참조 부탁드립니다.
2020/06/12 - [ISO 26262 engineering] - ASIL 정의/의미 올바로 이해하기, ASIL A와 ASIL C는 어떻게 다른가?

ASIL 정의/의미 올바로 이해하기, ASIL A와 ASIL C는 어떻게 다른가?

 

1. Systematic Failure

Systematic Failure에 대한 ISO 26262로부터의 사전적 정의는 아래와 같습니다.

"failure related in a deterministic way to a certain cause, that can only be eliminated by a change of the design or of the manufacturing process, operational procedures, documentation or other relevant factors".

즉, Systemtatic Failure는 개발하는 시스템 (예제)의 구성품 자체의 물리적 한계 등에 의해 발생하는 것이 아닌, 시스템의 기능 구현을 위해 시스템 자체가 보유해야 하는 형태를 정의하거나 기 개발된 구성품들을 활용해 새로운 기능을 정의하는 등 시스템 개발 및 생산을 진행하는 활동 자체에서 발생하는 것을 의미합니다.

Systematic Failure에 적용되는 일반적인 사항은 아래와 같습니다.

1) Systematic Failure는 시스템을 개발하고 생산하는 활동 자체로부터 기인하는 Failure로, 개발 및 생산 활동에 참여하는 인원의 human error를 가장 큰 Systematic Failure의 원인으로 간주한다.

2) Systematic Failure는 정량적으로 측정할 수 없으며 정성적인 방법으로만 Systematic Failure의 상대적 크기를 추정할 수 있다.

즉, ASIL D가 할당된 요구사항을 만족한 시스템의 기능은 ASIL A가 할당된 시스템 기능 대비 상대적으로 Systematic Failure가 작다고 볼 수 있다.

3) Systematic Failure는 시스템 구성품의 레벨에 관계없이, 개발 및 생산 활동이 발생하는 모든 레벨의 구성품에 존재한다.
(예: body controller, sensor, ASIC, uC, SW component).

4) Systematic Failure는 개발을 진행하는 특정 집단에 근본적으로 잠재되어 있는 것으로, Systematic Faliure를 완화할 수 있는 정도는 특정 집단에 대한 개발 역량과도 직결되어진다.

5) Systematic Failure는 시스템 또는 구성품 개발/생산의 모든 활동을 보다 다양한 각도에서, 보다 다양한 관점 및 방법을 거침으로써 완화 또는 낮출 수 있다고 판단한다.

6) 예: 시스템 기능과 연관된 파라미터의 잘못된 설정, HW 필터의 cut-off 주파수의 잘못된 설정, HW default 상태에 대한 SW configuration의 잘못된 설정.

 

 

2. Random Hardware Failure

Random Hardware Failure에 대한 ISO 26262로부터의 사전적 정의는 아래와 같습니다.

"failure that can occur unpredictably during the lifetime of a hardware element and that follows a probability distribution".

즉, Random Hardware Failure는 시스템 구성품 중 HW 부품에 한정되어 적용된 용어로, HW 부품의 물리적 한계 등에 의해 발생하는 Failure를 의미하며 특정 조건을 바탕으로 관련 Failure Rate을 신뢰성 있게 예측 가능하되, HW 부품의 사용 기간 동안 언제든 발생할 수 있다고 판단되어지는 것을 의미합니다.


Random Hardware Failure의 계산에는 보편적으로 SN 29500 (Siemens norm)이나 IEC/TR 62380이 주로 사용되며, IEC/TR 62380의 경우 2nd ISO 26262 part 5 상의 Random Harwardware Failure를 계산하는 소스에서 삭제 (clause 8.4.3) 되었으나 여전히 Random Hardware Failure를 계산하는 유효한 방식 중의 하나로 여겨지고 있습니다.

Random Hardware Failure의 예로는 '캐피시터의 short, 트랜지스터의 순간적 상태 변화, Op-amp의 입력 대비 출력비 오류' 등 있다.

 

 

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