KI ohne Grenzen?

KI und funktionale Sicherheit

Heute erfüllen bereits SoCs (System on Chips) von Xilinx die Anforderungen an die IEC61508. Die Zulassungsstelle Exida bestätigt, dass die Anforderungen an SIL3, HFT1 mit dem neuen Xilinx-Prozessor Zynq-7000 SoC erreicht werden, also Entwickler neue Systeme – inkl. KI – für sicherheitskritische Anwendungen mit den neuen Produkten aufbauen können. “KI-basierte Systeme müssen sichere Systeme sein”, so Yousef Khalilollahi, Vice President, Xilinx: “Die Zynq-7000 SoC Familie wurde unter dem Gesichtspunkt der funktionalen Sicherheit entwickelt und ist die ideale Architektur zur Absicherung von IIoT- oder I4.0-Plattformen für Applikationen in der Industrie, sowie Automobil oder Luftfahrt. Das Handling der SoCs wird durch ebenfalls zertifizierte Design Suite Software und Compiler vereinfacht. Damit bietet Xilinx eine komplette Lösung für die Risikominimierung nach den Richtlinien der funktionalen Sicherheit an.” In einem Buch zur funktionalen Sicherheit heißt es: “Funktionale Sicherheit ist der Teil der Gesamtsicherheit, der von der korrekten Funktion des sicherheitsbezogenen Systems abhängt”. Die Sicherheit wird im Gefahrenfall durch das Erreichen eines sicheren Zustandes gewährleistet. Die Maßnahmen reichen vom Weiterbetrieb des betroffenen sicherheitsbezogenen Systems mit geringerer Funktionalität bis zur vollständigen Abschaltung des Systems.

Funktionale Sicherheit für autonome Systeme

Zunehmend komplexe elektronische Systeme erfassen das Systemumfeld, interpretieren die Situation und greifen in die Quer- und Längsführung von autonomen Fahrzeugen ein. Dadurch kommen die autonomen Fahrzeuge ohne Überwachung (Fahrer) aus. Assistenz und Automation nehmen zukünftig weiter zu. Neben der klassischen Aufgabe der funktionalen Sicherheit, d.h. technische Systeme gegen Funktionsausfall abzusichern, gewinnt zukünftig auch die Absicherung der Soll-Funktion autonomer Systeme an Bedeutung. Damit das Fahrzeug wirklich das tut, was es soll, sind eine vollständige und korrekte Beschreibung der Soll-Funktion, ihre zielgerichtete Umsetzung und deren Absicherung wichtig. Das Fehlen eines unangemessenen Risikos aufgrund von Gefahren, die sich aus funktionalen Unzulänglichkeiten der beabsichtigten Funktionalität oder durch vernünftigerweise vorhersehbaren Missbrauch durch Personen ergeben, wird als Sicherheit der beabsichtigten Funktionalität (Safety Of The Intended Functionality – SOTIF) bezeichnet. Der Entwurf ISO/PAS21448:2019 enthält Leitlinien für die anwendbaren Entwurfs-, Verifikations- und Validierungsmaßnahmen, die zur Erreichung des SOTIF erforderlich sind. Mit der Sicherheit der Soll-Funktion bildet sich aktuell eine neue Entwurfsaufgabe in der Gestaltung sicherer elektronischer Steuerungssysteme für Fahrzeuge heraus.

KI in der Prozessautomation?

Unsere Automatisierungslandschaft ist geprägt von Steuerungen und Regelungen. In komplexen Situationen muss derzeit immer noch der Bediener entscheiden. Autonome Systeme entscheiden dagegen auch in komplexeren Situationen selbständig, wie sie sich verhalten müssen, um ihr Ziel zu erreichen. Dazu gehören autonome (Service) Roboter, die sich in einer natürlichen Umwelt bewegen und eigenständig Aufgaben erledigen und die intelligenten Fabriken einer Industrie 4.0. Solche Systeme müssen ihre Umgebung über Sensoren wahrnehmen, die Informationen auswerten, interpretieren und ein geeignetes Verhalten erzeugen. Diese autonomen Systeme können in Zukunft sicher auch Bereiche der Prozesstechnik unterstützen. Doch die Prozesstechnik – und die damit verbundene Prozessautomation – unterliegen strengen Anforderungen an die funktionale Sicherheit. Häufig werden gefährliche Stoffe verwendet oder es ist eine kollaborative Zusammenarbeit mit den Bedienern nötig. Auf Grund der Kritikalität dieser Applikationen wird die sichere Funktion der Prozesse häufig nach der Richtlinie IEC61508 bewertet. Dafür gibt es nun die ersten Single-Chips, die mit Hilfe von KI die funktionale Sicherheit überwachen und vielleicht erlaubt dieser Ansatz auch die Nutzung von mehr autonomen System in der kritischen Umgebung der Prozesstechnik. Am Ende entscheidet jedoch der Betreiber, ob das erzielte Maß an Sicherheit ausreichend ist, um autonome Systeme in seinen Applikationen zu nutzen.

Datum:1. März 2019

Autoren:SPPC Group

Themen: Technik, Künstliche Intelligenz

Webseite: www.sppc-group.com

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