기능 안전이란 무엇입니까?
여러 산업에서 점점 더 많은 기업이 협업 및 자율 로봇 기술을 비즈니스에 통합하고, 로봇의 활용도가 높아지며 발전함에 따라 기능 안전(FuSa) 요구 사항 충족의 중요성이 크게 증가하고 있습니다.
간단히 말하면, 기능 안전은 사람들을 기술로부터 물리적으로 보호해야 한다는 개념입니다. 이 개념은 대규모 기계 시스템에 구현되는 일련의 표준 및 자동 안전 시스템을 기반으로 합니다. 이러한 통합 자동 안전 시스템을 통해 기술 오작동을 감지하고 완화할 수 있습니다. 국제표준화기구의 표준 26262(ISO 26262)에서는 FuSa를 '전기 및/또는 전자(E/E) 시스템의 작동 오류로 인한 불합리한 위험이 존재하지 않는 상태'로 정의합니다.
기능 안전은 다음과 같은 여러 다양한 분야에서 달성할 수 있습니다.
- 산업용 자동화 및 제어
- 에너지 및 유틸리티
- 자율 및 스마트 제품
- 자동차
- 교통 수단 및 플릿 차량
FuSa의 주요 목표는 산업을 불문하고 자동 보호 시스템을 통해 시스템 오류를 완화하는 것입니다. 이러한 오류는 많은 경우 설계, 제조, 절차 또는 문서상의 결함에서 발생합니다. 또한, 갑작스럽고 예기치 않은 하드웨어 오류로 인해 발생할 수도 있습니다.
"FuSa는 '전기 및/또는 전자(E/E) 시스템의 작동 오류로 인한 불합리한 위험이 존재하지 않는 상태'일 때 달성됩니다.
기능 안전의 이점은 무엇입니까?
기업은 기능 안전 접근 방식을 도입하여 다양한 이점을 누릴 수 있습니다.
| 이점 | |
|---|---|
| 조기 위험 방지 | FuSa 분석을 통해 기업은 기능을 실현하는 수단(예: 하드웨어, 소프트웨어 또는 인간 행동)이 정의되지 않았을 때 시스템 설계 초기 단계의 잠재적인 위험을 파악할 수 있습니다. |
| 중요 개발 분야에 집중 가능 | FuSa 분석으로 개발자는 중요한 시스템 개발 분야에 집중할 수 있습니다. |
| 발생할 수 있는 운영 결함 및 오류 조기 복구 지원 | FuSa는 개발자가 프로세스 초기에 발생하는 하드웨어 및 소프트웨어 오류 뿐만 아니라 잠재적인 개념 결함 및 운영 오류까지 발견하도록 지원합니다. |
| 필수 표준을 통해 하드웨어 및 소프트웨어 관리 | FuSa 분석을 소프트웨어 및 하드웨어 솔루션에 모두 적용하면 안전한 동시 가동을 보장할 수 있습니다. |
| 개발 초기에 단계에서 안전 표준 충족 | 기능 안전 평가를 통해 요구 사항 및 표준을 충족하도록 보장할 수 있습니다. 제조업체의 안전 개발에 대한 노력을 간소화하도록 지원하여 시간과 비용을 절감합니다. |
기능 안전 및 로봇
기술이 발전하고 인간과 로봇의 협업이 증가함에 따라 산업용 로봇 안전의 필요성이 더욱 대두되고 있습니다. 아래의 그래프를 통해 로봇과 인간의 상호 작용 정도를 기반으로 FuSa의 역할과 필요성이 어떻게 발전하는지 확인하십시오.
로봇 안전이 중요한 이유
인간과 로봇의 협업은 점점 보편화되고 있습니다. 그렇기에 인명 피해를 비롯한 심각한 위해가 발생하지 않도록 로봇을 안전하게 운용해야 합니다.
최우선사항은 직업 건강 및 안전이지만, 로봇 안전 관련 사고 또한 비즈니스에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 안전에 대한 규제 요구 사항 준수, 미국 직업 안전 건강 관리청(OSHA) 또는 다른 국가의 유사 기관에서 징수하는 벌금, 기업 평판 저하, 상해 근로자의 고소, 가동 중지 시간 연장 등은 신중하게 고려해야 할 추가적인 로봇 안전 고려 사항입니다.
FuSa 및 로봇 안전 표준
FuSa 및 로봇 안전 표준은 다양한 산업, 정부, 소비자 그룹, 전문가의 대표진으로 구성된 몇 개의 국제 기구에 의해 탄생했습니다. 안전 표준 개발 당시, 이들 그룹은 종종 위험 기반 안전 공학 방법론을 차용하여 '모든 위험 원천을 식별하고 인간의 신체에 에너지 전달을 줄이거나 완화하는 방식을 구현함으로써 안전을 달성하는 시스템 및 분석적 접근 방식'을 취했습니다.
국제 안전 표준은 다음과 같습니다.
- 국제전기표준회의(IEC)
- 국제표준화기구(ISO)
미국, 캐나다, 영국 등의 국가에는 자체 표준 기구가 있습니다. 잘 알려진 조직으로는 다음이 포함됩니다.
- 캐나다: CSA Group
- 영국: BSI
- 미국: ANSI
산업용 로봇 기술을 설계할 때는 세 가지 주요 로봇 안전 기준을 고려해야 합니다.
ISO 13849
국제표준화기구에서 설정한 ISO 13849 기계 제어 시스템 안전 표준은 고객이 소프트웨어를 비롯한 안전 관련 부품을 설계하고 통합할 때 기능 안전을 달성하도록 지원합니다. 이 표준은 기계 제어 시스템에 사용되는 특정 부품뿐만 아니라 전기, 기계, 유압 등의 다양한 기술에도 적용됩니다. ISO 13849를 따르는 고객은 오작동이 발생할 경우 제어 시스템이 식별된 위험을 완화할 능력이 있음을 확신할 수 있습니다.
ISO 26262
국제표준화기구에서 설정한 ISO 26262 자동차 전장 시스템 안전 표준은 고객이 시스템 오류를 피하고 시스템 오작동을 초래할 수 있는 무작위 하드웨어 문제를 감지, 제어 및 완화하도록 지원합니다.
IEC 61508
국제전기표준회의에서 제정한 IEC 61508에서는 '전기, 전자 또는 프로그래밍 가능 전자(E/E/PE) 시스템 및 제품의 수명'을 위해 기능 안전 표준을 제공합니다. 이에 따라 고객은 자동 안전 기능을 수행하는 시스템 또는 장치 구성 요소의 잠재적인 위험을 분석해야 합니다. 해당 분석에서 고객은 잠재적 위험과 그로 인해 발생할 수 있는 결과를 파악한 가능성을 평가해야 합니다. 또한, IEC 61508은 시스템 오작동 위험의 수준을 나타내는 네 가지 안전 통합 수준(SIL) 범주를 고객에게 제공합니다(SIL 숫자가 클수록 오작동 가능성이 낮음).
인텔 FuSa 로봇 기술
인텔의 기능 안전 기술은 고객이 안전 필수 응용 프로그램, 워크플로, 로봇, 자율 시스템 및 산업 제어의 개발을 가속하도록 지원하며, IEC 61508(산업용)과 ISO 13849(로봇 컨트롤러)와 같은 국제 표준을 충족합니다.
인텔의 FuSa 지원 솔루션은 4개의 지주가 중심이 되는 접근 방식을 통해 구축되었습니다.
- FuSa 전문 지식을 보유한 전담 엔지니어진으로 구성된 사내 상주 팀
- 외부 당사자가 IEC 61508에 따라 최대 SIL 3 및 ISO 26262에 따라 최대 ASIL D까지 인증한 인텔의 기능 안전 수명 프로세스
- 시스템 온 칩의 안전 분석을 표준화 및 자동화하는 소프트웨어 도구 및 방법론
- 고객이 저렴하고 확장 가능한 방식으로 기능 안전 요건을 준수하는 고성능 시스템을 제작하도록 지원하는 기술 문서, 소프트웨어 라이브러리 및 하드웨어 기반 진단
인텔의 기술은 업계 고객이 요구하는 엄격한 기능 안전 표준을 충족할 뿐만 아니라 시장 진출 비용 및 시감을 절감하도록 설계되었습니다.
인텔 아톰® x600E 프로세서는 고정형 로봇 컨트롤러 및 AMR용 응용 프로그램 개발의 간소화 및 가속을 지원합니다. 인텔 아톰® x600E 프로세서 시리즈의 특정 SKU는 TÜD SÜD이라는 인증 기관을 통해 IEC61508 SIL 2 및 ISO13849 인증을 획득했습니다. 또한, 인텔의 프로세서는 고객에게 안전 매뉴얼, 안전 분석 및 사용자 가이드를 비롯한 완전한 기술 문서 집합을 제공합니다.
11세대 인텔® 코어™ 프로세서는 FuSa 표준을 준수해야 하는 미션 크리티컬 응용 프로그램의 개발 및 인증을 가속하는 데 도움이 되는 인텔® Functional Safety Essential Design Package를 통해 강화되었습니다.
개발을 더욱 간소화하고 인증 위험을 줄이며 시장 진출 시간을 가속하기 위해, 인텔은 국제 표준 기구와의 긴밀한 협업을 통해 인텔® FPGA용 FuSa 인증을 개발했습니다.
고객 성공 사례
다양한 산업 분야의 기업은 인텔의 FuSa 지원 기술 및 솔루션을 활용하여 개발용으로 인증된 로봇 및 자동화 기술 확보 프로세스를 개선 및 가속하고 있습니다.
예를 들어, 컴퓨터 제조업체 및 소프트웨어 개발업체인 SECO는 SM-C93 SMARC 모듈을 개발하여 OEM이 새로운 인증 솔루션을 빠르게 개발하도록 지원했습니다. SECO는 통합 FuSa 기능을 통해 IoT용으로 강화된 인텔의 첫 번째 플랫폼인 인텔 아톰® x6427FE 및 x6200FE 프로세서를 기반으로 유연한 모듈형 소형 폼팩터 FuSa 기술에서 SMARC(Smart Mobility ARChitecture) 구현을 위한 SM-C93을 구축했습니다.
NexCOBOT 또한 인텔 기반 FuSa 지원 SCB 100 산업용 PC(IPC) 보드를 통해 로봇 개발을 가속했습니다. SCB 100 오퍼링은 로봇 제작자와 고객이 Cat 3 PLd용 시스템 수준 인증 프로세스를 가속하는 데 필요한 지원과 문서를 제공합니다.
기업이 사람, 제품 및 근무 환경을 더욱 잘 보호하도록 지원하는 인텔
로봇 분야의 기능 안전이 갖는 중요성은 아무리 강조해도 지나침이 없습니다. 계속해서 변화하는 표준과 오래 전부터 존재해온 안전의 필요성, 점점 더 그 중요성이 대두되는 로봇과 자동화 분야에서의 컴퓨팅의 역할은 기업이 유연하고 안정적이며 혁신적인 솔루션을 모색하는 배경이 되었습니다. 인텔의 FuSa 지원 기술과 전문 지식, 확립된 방법론 및 기술 문서는 안전 요구 사항을 충족하고 넘어서는 동시에 이러한 기업의 요구 사항을 충족하고 로봇 및 자율 시스템용 안전 관련 응용 프로그램 및 워크플로의 개발을 가속할 수 있습니다.