机械电气安全 安全完整性要求的分配 基本原理-编制说明

《机械电气安全安全完整性要求的分配基本原理》

编制说明

(征求意见稿)

一、工作简况

1.任务来源

本项目根据国家标准化管理委员会关于下达2024年第一批推荐性国家标准

计划及相关标准外文版计划的通知（国标委发〔2024〕16号），对计划编号为

20240078-Z-604，名称为“机械电气安全安全完整性要求的分配基本原理”的

项目进行制定。主要起草单位：通用技术集团机床工程研究院有限公司，项目

周期为16个月，计划应完成时间为2025年。

2.主要工作过程

起草阶段：2024年3月，根据全国工业机械电气系统标准化技术委员会转

发计划的有关要求，成立了由通用技术集团机床工程研究院有限公司等单位组

成的标准起草工作组，初步确立了起草原则，对标准开展了前期调研及资料收

集整理等工作。工作组通过对IECTR63161:2022国际标准进行研究解读，针

对我国机械电气设备安全相关控制系统的功能安全设计及集成进行调研，等同

采用了国际标准的内容，形成标准的草案稿。

截止2024年8月，经过起草组多次标准研讨，根据讨论的意见和建议，对

标准草案进行了修改和完善，于2024年8月20日形成标准征求意见稿，报至

全国工业机械电气系统标准化技术委员会秘书处。

二、标准编制原则和主要内容

1．标准编制原则

本标准在制定过程中本着科学性、合理性和可操作性及如下原则进行制定

工作：

——标准制定符合市场需求的原则；

——标准制定内容必须体现先进性、前瞻性、合理性、可操作性；

——符合现行相关法律、法规、规章，与其保持一致；

——积极采用先进技术和科技成果，并将其转化到标准之中；

——在技术内容设置上与相关国家标准或行业标准协调一致；

——按照GB/T1.1-2020等标准的规定进行编写。

2．标准主要内容说明

本标准的主要内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义，基于风险的

定量方法、功能安全分配的量化参数、安全功能分配的通用原则、要求模式分

配、与GB/T15706的关系、功能安全分配的工具等。

1）关于“范围”

本标准可用于对机械或流程工厂进行了GB/T15706的风险评估，并选择了

安全相关控制功能作为针对特定危险的保护措施。本标准描述了基本逻辑原理

示例，用于为选定的功能分配安全完整性要求。

该描述是通用的，并尽可能独立于可用于分配安全完整性要求的任何特定

工具或方法。要求可以表示为安全完整性等级(SIL)或性能等级(PL)。

本标准介绍了这些方法和工具所体现的基本原理示例，只要它们遵循基于

风险的定量方法。

相反，本标准中描述的逻辑可以作为评估安全完整性分配的具体方法或工

具的参考。这可能说明各自的工具/方法在多大程度上遵循了基于风险的定量方

法，以及其他考虑因素造成偏离这种方法的情况。在实际应用中，基于定量风

险的方法在许多情况下可能被其他考虑因素修改或覆盖，而且理由充分。讨论

或评估这些原因不在本标准的范围之内。通常提供给定工具或方法偏离定量逻

辑的原因,以便在适当的框架内讨论。

本标准以风险图和风险矩阵的形式提供了通用分配工具的分析示例。

本标准可用于安全相关控制功能的各种应用模式:连续模式、高要求模式和

低要求模式。

2）关于“规范性引用文件”

GB/T15706-2012机械安全设计通则风险评估与风险减小

3）关于“术语和定义”

本章节对概率、事件发生率、可容许风险、可容许风险限度、危险事件、

危险状态、要求、触发事件、安全要求、危险发生率、避免或限制伤害的可能

性、可避免性、易损性、隐性失效进行了定义。

4）关于“基于风险的定量方法”

本章节对功能安全分配的量化原理、功能安全分配的步骤以及风险评估中

的参考信息进行了描述。

5）关于“功能安全分配的量化参数”

本章节对功能安全分配的参数类型、伤害发生的概率、风险的量化、目标

失效量、发生危险事件的概率-Pr、暴露参数-Fr、避免或限制伤害的可能性-

Av、要求类型的相关事件发生率、附加参数等给出了概念和相关计算方法。

6）关于“安全功能分配的通用原则”

本章节对完整功能的适用性、风险关系、参数的逻辑独立性进行了描述，

同时给出了高要求或连续操作模式以及低要求操作模式下安全功能失效的要求。

7）关于“要求模式分配”

本章节对要求模式的分配准则，明确了低要求操作模式、高要求或连续模

式的区分原则。

8）关于“与GB/T15706的关系”

本章节指出了本标准中所使用的术语与GB/T15706中定义的关系。

9）关于“功能安全分配的工具”

本章节提出了风险图、风险矩阵等用于分配SIL或PL的工具的推导步骤，

包括选择要使用的参数、对数化参数、离散化对数参数、对单个离散参数设置

赋值、在图形决策树(风险图)或表格(风险表，风险矩阵)中编码分数和所需安全

完整性之间的关系、调整和自适应等。

10）关于“附录ASIL分配工具数值分析的例子”

附录A用几个典型的例子描述了如何从给定的风险图或表格工具中提取

SIL分配的相关计算公式的数值结构。

3．解决的主要问题

随着制造业数字化、网络化、智能化的发展，可编程电子硬件、软件系统

的大量使用，大大提升了自动化程度。但随着系统复杂性的提高，软件和机电

设备的应用，来自系统失效和随机硬件失效的风险也日益增加。因此，越来越

多的安全相关系统（包括自动控制系统和自动保护系统）广泛应用在不同领域，

保护人员免受伤害，保证了机械、整套装置甚至整个工厂自动正常、安全地运

转。功能安全技术已经成为自动化领域关注和研究的热点。安全完整性是安全

相关控制系统的达到规定安全功能可能性的度量。安全完整性要求要基于危险

与风险分析，安全完整性要求过高会造成不必要的过高的安全成本，安全完整

性要求过低又会导致安全相关系统不能满足安全要求，本标准描述了在基于风

险的方法中将安全完整性要求分配给与安全相关的控制功能的基本原理，对分

配的量化参数进行了解释，描述了这些参数如何与风险评估和安全完整性要求

相关联。目的是提供功能安全分配的基本的逻辑原理，从而为选定的功能合理

分配安全完整性要求提供指导。

三、主要试验（或验证）情况分析

本标准中规定的安全完整性要求分配的基本原理通过举证验证的方法进行

了验证。验证结果表明本部分规定的技术内容是基本正确、合理、有效、可行。

四、标准中涉及专利的情况

本标准不涉及专利问题。

五、预期达到的社会效益等情况、对产业发展的作用等情况

本标准描述了在基于风险的方法中将安全完整性要求分配给与安全相关的

控制功能的基本原理，为确定安全系统的SIL等级，合理分配合适的SIL指标

提供了指导。发布实施后，一方面能够促进我国机电领域产品功能完善和安全

水平提升，另一方面，也能促使我国功能安全相关技术的发展与国际接轨和同

步，促进国产机电产品的出口。

六、与国际、国外对比情况

为了促进和规范安全相关的控制和保护系统的设计、制造和应用，不同领

域的安全标准陆续出台，其中ISO12100已经成为国际公认的机械安全领域的

基础标准。而在各种细分应用领域里，存在着许多不同的潜在的危险和风险，

复杂程度也各不相同，从而需要应用不同的E/E/PES，机械领域常用的功能安

全标准包括ISO13849-1和IEC62061。关于机械设备安全功能的量化，上述标

准给出了基本原则和方法，本标准进一步描述了在基于风险的方法中，将安全

完整性要求分配给与安全相关的控制功能的基本原理，描述了安全功能分配的

量化参数与通用原则，对安全功能的分配具有很强的指导性。

本标准等同采用IECTR63161:2022安全完整性要求的分配-基本原理。

本标准水平为国际一般水平。

七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及标准，特别是强制

性标准的协调性

本标准属于工业机械电气系统标准体系“工业机械电气系统”下“工业机

械电子控制系统”大类。

本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

无。

九、标准性质的建议说明

建议本标准的性质为国家标准化指导性技术文件。

十、贯彻标准的要求和措施建议

建议本标准由全国工业机械电气系统标准化技术委员会组织宣贯实施，企

业可按照国家标准的规定和要求制定企业内部标准。

建议本标准批准发布6个月后实施。

十一、废止现行相关标准的建议

无。

十二、其他予以说明的事项

无。

《机械电气安全安全完整性要求的分配基本原理》

编制说明

(征求意见稿)

一、工作简况

1.任务来源

本项目根据国家标准化管理委员会关于下达2024年第一批推荐性国家标准

计划及相关标准外文版计划的通知（国标委发〔2024〕16号），对计划编号为

20240078-Z-604，名称为“机械电气安全安全完整性要求的分配基本原理”的

项目进行制定。主要起草单位：通用技术集团机床工程研究院有限公司，项目

周期为16个月，计划应完成时间为2025年。

2.主要工作过程

起草阶段：2024年3月，根据全国工业机械电气系统标准化技术委员会转

发计划的有关要求，成立了由通用技术集团机床工程研究院有限公司等单位组

成的标准起草工作组，初步确立了起草原则，对标准开展了前期调研及资料收

集整理等工作。工作组通过对IECTR63161:2022国际标准进行研究解读，针

对我国机械电气设备安全相关控制系统的功能安全设计及集成进行调研，等同

采用了国际标准的内容，形成标准的草案稿。

截止2024年8月，经过起草组多次标准研讨，根据讨论的意见和建议，对

标准草案进行了修改和完善，于2024年8月20日形成标准征求意见稿，报至

全国工业机械电气系统标准化技术委员会秘书处。

二、标准编制原则和主要内容

1．标准编制原则

本标准在制定过程中本着科学性、合理性和可操作性及如下原则进行制定

工作：

——标准制定符合市场需求的原则；

——标准制定内容必须体现先进性、前瞻性、合理性、可操作性；

——符合现行相关法律、法规、规章，与其保持一致；

——积极采用先进技术和科技成果，并将其转化到标准之中；

——在技术内容设置上与相关国家标准或行业标准协调一致；

——按照GB/T1.1-2020等标准的规定进行编写。

2．标准主要内容说明

本标准的主要内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义，基于风险的

定量方法、功能安全分配的量化参数、安全功能分配的通用原则、要求模式分

配、与GB/T15706的关系、功能安全分配的工具等。

1）关于“范围”

本标准可用于对机械或流程工厂进行了GB/T15706的风险评估，并选择了

安全相关控制功能作为针对特定危险的保护措施。本标准描述了基本逻辑原理

示例，用于为选定的功能分配安全完整