Funktionale Sicherheit neu gedacht: Wie KI den FuSi-Prozess verbessern kann

Die funktionale Sicherheit (FuSi) ist ein zentraler Bestandteil der Entwicklung sicherheitskritischer Systeme, insbesondere in der Automobilindustrie, der Medizintechnik, der Luftfahrt oder der Industrieautomatisierung. Doch die Komplexität der industriespezifischen Normen und der damit verbundenen Prozesse stellt viele Unternehmen vor große Herausforderungen. Hier kann künstliche Intelligenz eine entscheidende Rolle spielen. Mit einem KI-gestützten Ansatz lassen sich nicht nur Prozesse effizienter gestalten, sondern auch die Qualität und Konsistenz der Ergebnisse verbessern. Wir werfen einen Blick darauf, wie KI den FuSi-Prozess unterstützen kann und warum es sich lohnt, diesen Ansatz genauer zu betrachten.

Der Schmerzpunkt: Komplexität und Normenverständnis

Die ISO 26262 fordert eine Vielzahl an Aktivitäten, von der Gefährdungs- und Risikoanalyse (G&R) über die Erstellung von Sicherheitskonzepten bis hin zur detaillierten Fehleranalyse (FMEA, FMEDA, FTA). Diese Aufgaben sind zeitaufwendig. Hier setzt der KI-gestützte Ansatz an: Ein intelligenter Assistent kann als „Moderator“ durch den gesamten FuSi-Prozess führen, Normenkenntnisse bereitstellen und gezielte Unterstützung bieten. Dieser holistische Ansatz soll Unternehmen dabei helfen, die Anforderungen der IEC 61508 sowie industriespezifischer Normen effizienter zu erfüllen. Gleichzeitig ermöglicht er eine bessere Nachvollziehbarkeit und Konsistenz der Ergebnisse, da alle Schritte durch die KI dokumentiert und validiert werden.

Ein Beispiel: Stellen Sie sich vor, Sie arbeiten an einer Item-Definition. Der KI-Assistent erkennt potenzielle Gefahren und gibt sofort Empfehlungen für die Gefährdungsanalyse. Er schlägt passende Safety Goals vor und leitet daraus automatisch Safety Requirements ab. Dieser moderative Ansatz spart nicht nur Zeit, sondern reduziert auch die Fehleranfälligkeit.

Technische Details: Wie KI den FuSi-Prozess unterstützt

Die Integration von KI in den FuSi-Prozess kann auf mehreren Ebenen erfolgen:

1. Gefährdungs- und Risikoanalyse (G&R):
   KI kann die Analyse unterstützen, indem sie auf Basis von Datenbanken und Normen automatisiert Gefahren identifiziert und bewertet. Diese können durch KI erweitert werden, um Empfehlungen für Sicherheitsmaßnahmen zu geben.

2. Funktionales & technisches Sicherheitskonzept
   Das funktionale Sicherheitskonzept definiert die Safety Goals und Maßnahmen auf Systemebene, während das technische Sicherheitskonzept diese auf Hardware- und Softwareebene konkretisiert. KI unterstützt dabei, indem sie Safety Goals basierend auf der Gefährdungsanalyse ableitet, diese mit technischen Maßnahmen verknüpft und die Normenkonformität der Konzepte prüft.

3. FMEA und FMEDA:
   Fehlerarten und ihre Auswirkungen können durch KI-gestützte Algorithmen analysiert werden. Der KI-Assistent kann Wahrscheinlichkeiten für Ausfälle schätzen und diese in einer Pseudoformel darstellen, um quantitative Bewertungen zu erleichtern.

4. Fehlerbaumanalyse (FTA):
   KI kann Wahrscheinlichkeitsabschätzungen erzeugen und durch automatisierte Berechnungen können so Fehlerpfade berechnet werden. Dies ermöglicht eine schnellere und präzisere Analyse komplexer Systeme.

5. Safety Management:
   Ein KI-gestütztes Tool kann den gesamten FuSi-Prozess begleiten, von der Erstellung des Safety Plans bis hin zur Überprüfung der Sicherheitsanforderungen. Der Ingenieur verwendet einen Chatbot, der Normenkenntnisse bereitstellt und gezielte Fragen beantwortet, wie: „Wie wird das Konfigurationsmanagement für sicherheitskritische Systeme gemäß Kapitel 8.7 der ISO 26262 umgesetzt?“ oder „Welche Kriterien müssen erfüllt sein, um ein „Proven in Use"-Argument gemäß ISO 26262-8.14 zu verwenden?“

Fazit

KI sieht oft beeindruckend aus, aber der Schein kann trügen. LLMs wie GPT-Modelle wirken kreativ, doch sie sind nur so gut wie die Prompts, die sie steuern, und benötigen eine fundierte Kontrolle durch Experten. Ohne klare Anweisungen können sie fehlerhafte oder unvollständige Ergebnisse liefern, was in sicherheitskritischen Bereichen wie der funktionalen Sicherheit gravierende Folgen hat.

Unsere Lösung geht hier einen entscheidenden Schritt weiter: Wir kombinieren die Effizienz und Geschwindigkeit von KI mit der Expertise unserer Ingenieure, um Prozesse nicht nur zu beschleunigen, sondern auch die Qualität der Ergebnisse zu steigern. Durch die Unterstützung bei der Identifikation von Gefahren, der Ableitung von Safety Goals und der Einhaltung normgerechter Prozesse reduziert unsere Lösung die Gefahr, dass wichtige Schritte übersehen werden. Gleichzeitig sorgt die Expertenprüfung dafür, dass die Ergebnisse präzise, vollständig und normkonform sind. So wird nicht nur die Produktivität erhöht, sondern auch die Sicherheit und Zuverlässigkeit der entwickelten Systeme gewährleistet.