FuSa（機能安全）

機能安全（FuSa）は自動車業界に不可欠であり、自動運転車の生産と利用が増えている現在、その重要性はさらに高まっています。FuSaがなければ、自動運転車も人が運転する車両も、現在のような安全性を保つことはできないでしょう。

機能安全についてマイクロンとともに確認しましょう。詳細については、セールスサポートチームまでお問い合わせいただくこともできます。

FuSaとは？

機能安全の定義：機能安全（FuSa）とは、システム障害によって生じる負傷や損害のリスクを低減することを目的とした一連のエンジニアリングプロセスと設計原則を指します。FuSaはさまざまな業界で重要な役割を果たしており、特に安全性が最優先される自動車業界では欠かせないものです。

FuSaは、障害が発生した場合でもシステムが予測可能な動作を行うようにすることで、不合理なリスクを排除するよう設計されています。この予測可能なふるまいは、堅牢な設計、故障検出、自動安全機構のすべてを組み入れることで実現できます。現在のアプリケーションでは、FuSaシステムが大規模なデータセットや高度な推論モデルを活用しつつ、潜在的な危険をリアルタイムで検知して対応することも少なくありません。

機能安全の具体的な内容として、主に次のようなものが挙げられます。

• 故障検出と診断 
• 自己診断 
• ハードウェア安全機構 

自動車業界では、機能安全により、車両、特に自動運転車および半自動運転車のハードウェア、ソフトウェア、システムアーキテクチャーが、あらゆる運転条件下で正しく安全に機能できるようになります。

FuSaはどのように機能しますか？

FuSaは、自動車の初期設計段階から自動運転車および半自動運転車の最終生産に至るまで重要となるエンドツーエンドのプロセスです。FuSaがあることで、各プロセスで車両のリスクを最小限に抑えながら一定の安全性と品質水準を満たすことができます。

設計プロセスの早い段階で対策を講じることは、潜在的な安全上の問題を防ぎ、その後の生産段階を円滑に進めるうえで不可欠です。こうした対策には、ハザード分析およびリスクアセスメント（HARA）、自動車安全度水準（ASIL）、フォールトツリー解析（FTA）などがあります。

FuSaの歴史とはどのようなものですか？

機能安全は、60年以上にわたり、さまざまな業界の製品開発において重要な要素となってきました。

• 1960年代、宇宙開発競争：NASAのアポロ計画では機能安全が重視され、厳格なリスク評価と安全試験によって、宇宙探査プロジェクトの円滑な遂行が支えられました。
• 1970年代、商用デジタル電子機器の登場：1970年代にデジタル電子機器が普及したことで、家庭での安全な使用のために、厳格な安全規制と試験が必要になりました。マイクロコントローラの電圧監視回路やクロック監視回路など、こうしたデジタルシステム内の構成要素が増えるにつれて、ソフトウェアやハードウェアの故障リスクも高まり、設計プロセス段階での機能安全がきわめて重要になりました。
• 1990年代、FuSaと医療分野：1990年代には、ペースメーカーや輸液ポンプなどの医療機器の開発を背景に、医療業界で機能安全の重要性がさらに高まりました。こうした進歩に伴い、機器が処置後も適切に機能するよう、また、機器の拒絶反応のリスクを最小限に抑えられるよう、安全プロトコルの強化が必要になりました。
• 2011年、ISO26262規格の登場：自動車が安全基準の許容範囲に準拠するよう、ISO26262をはじめとする業界固有のFuSa規格が登場しました。ISO26262では、安全上の問題を特定し、安全機構を実装することで、こうした一般車を可能な限り安全な車両とすることを目的としています。

FuSaの種類には主にどのようなものがありますか？

機能安全はさまざまな業界で使用されていますが、自動車業界におけるFuSaは3つのレベルに分けられます。

システムレベルのFuSaでは、自動車製品全体の安全性を考慮します。システムレベルの自動車機能安全の一例が先進運転支援システム（ADAS）です。ADASは、運転時にドライバーを支援することで走行の安全性を高めます。このレベルのFuSaでは、車両全体の安全性を確保するために、各車載コンポーネントがどのように相互作用し、連携して機能するかを扱います。

ハードウェアレベルのFuSaでは、車両の機械的・物理的な構成要素が可能な限り安全に機能するようにします。このレベルには、ブレーキやステアリングホイールなどの部品が含まれます。

ソフトウェアレベルのFuSaでは、車両内の重要なソフトウェアコンポーネントがすべて想定どおりに動作するようにします。人による操作や介入を前提としない自動運転車では、こうしたコンポーネントがより多く使用されます。そのため、自律走行という性質上、機能安全に関する厳格なソフトウェアテストがいっそう重要になります。

FuSaはどのように活用されていますか？

機能安全は、自動車業界のさまざまな領域で活用されています。たとえばFuSaは、電気自動車の高電圧システムや蓄電システムについてのリスクを管理し、誰もが安全に乗車できるようにします。

自動運転車も、安全に走行できるよう徹底した安全性確認を行っています。FuSaにより、車両のあらゆる面がISO26262などの適切な規格に準拠するようになります。

機能安全はハードウェアやソフトウェアの故障に伴うリスクの低減に重点を置くのに対し、SOTIF（意図した機能の安全性）は、安全機能の性能上の限界に対処します。SOTIFは、予期しない状況を含め、あらゆる条件下で安全機能が正しく働くようにします。これは、センサーやシステムが複雑な環境を確実に解釈し、適切に対応する必要がある自動運転車にとって特に重要です。