功能安全需求规格说明书模板（中文版） 行业适配 符合 IEC 61508 要求

功能安全需求规格说明书模板（中文版）通用行业适配符合IEC61508要求模板说明：本文档为全行业通用功能安全需求规格说明书（SRS）标准模板，完全对齐IEC61508:2010通用功能安全母标准全部强制性条款，兼容SIL1~SIL4全等级项目，适配工控、化工、电力、机械、轨交、医疗、智能制造等所有E/E/PE安全相关系统。模板摒弃空泛理论，采用「标准化章节+可直接填写字段+合规注释+落地要求」结构，可直接用于项目立项、方案设计、开发测试、第三方认证、安监核查与体系归档，是功能安全生命周期最核心、最前置、强可追溯的合规交付物。使用规则：文中【】占位内容为项目自定义填写项；灰色注释为审核必查合规要点；所有章节为IEC61508强制必备章节，不得随意删减，低SIL项目可简化描述，高SIL项目必须逐条细化举证。文档版本信息版本修订日期修订内容编制人审核人批准人V1.0【填写日期】首次编制，完整符合IEC61508功能安全需求规范【姓名】【姓名】【姓名】1引言1.1文档目的本文档为【系统名称】安全相关系统的《功能安全需求规格说明书》，依据IEC61508全生命周期要求，明确系统安全功能需求、安全完整性需求、失效模式需求、运行模式需求、环境适配需求、验证确认需求、管控约束需求，作为系统设计、开发、集成、测试、运维、变更、退役的唯一安全基准文件。本文件是风险评估输出的固化结果，是架构设计、软硬件开发、SIL验算、测试报告、安全审核的输入依据，承担全生命周期可追溯核心作用，满足第三方认证、安监检查、企业体系内审合规要求。1.2适用范围本文档适用范围：【设备/系统/装置名称】，覆盖系统概念阶段、设计开发、安装调试、投产运行、维护变更、报废退役全生命周期。适用安全等级：【SIL1/SIL2/SIL3/SIL4】适用行业场景：【化工/电力/机械/轨交/医疗/智能制造/通用工控】本文档管辖对象：安全相关传感器、控制器、逻辑运算单元、执行机构、安全回路、联锁逻辑、紧急保护功能、故障安全机制、报警与诊断体系。1.3引用标准与文件本需求书执行以下标准最新有效版本，优先级自上而下：IEC61508-1:2010电气/电子/可编程电子安全相关系统第1部分：一般要求IEC61508-2:2010第2部分：硬件要求IEC61508-3:2010第3部分：软件要求IEC61508-4~7:2010定义、测试、规程、失效分析方法对应行业专项标准：【如IEC61511、IEC61513、ISO13849、IEC62304、IEC62443等】企业风险评估报告、HAZOP/LOPA/FMEA报告、安全风险矩阵、体系管理制度1.4术语与缩略语E/E/PE系统：电气/电子/可编程电子安全相关系统SIL：安全完整性等级，分为SIL1～SIL4SRS：功能安全需求规格说明书PFD：要求时失效概率（低要求模式）PFH：每小时失效概率（高要求/连续模式）FT：故障容差SFF：安全失效分数FSA：功能安全评估故障安全：系统故障、断电、断网、异常时自动进入预设安全状态2系统概述与边界定义（IEC61508强制）2.1系统功能概述【简明描述系统工艺、设备用途、控制对象、运行方式、常规工作逻辑】示例参考：本系统为XX装置压力/温度/转速/位移安全保护系统，实时采集现场工艺参数，当参数超限、设备异常、工况危险时，自动触发联锁、停机、泄压、制动等安全动作，规避人员伤害、设备损毁、环境泄漏及生产事故。2.2安全相关系统边界划分严格区分安全相关部分与非安全常规控制部分（审核高频核查点）：安全相关边界范围（纳入SIL管控）：【传感器、安全IO、安全逻辑、联锁程序、安全继电器、执行器、紧急按钮、安全电源、诊断回路、报警输出、状态反馈】非安全范围（不纳入SIL）：【常规监测、趋势显示、普通日志、报表统计、非联锁辅助控制】2.3系统运行模式定义依据IEC61508划分为以下模式（二选一，禁止模糊描述）：低要求运行模式：安全功能年均触发频次≤1次，采用PFD指标验算高要求/连续运行模式：安全功能频繁触发或连续待命，采用PFH指标验算本系统运行模式：【填写模式】3风险评估与安全目标（需求来源依据）3.1风险评估基础信息本安全需求全部来源于前期风险分析，评估方法：【HAZOP/LOPA/FMEA/风险矩阵】评估报告编号：【】评估覆盖场景：正常运行、启停操作、工艺波动、设备老化、维护检修、人为误操作、网络异常、单点失效、双重失效等全场景。3.2初始风险描述逐条描述无安全防护下的固有风险：危险事件1：【工况/失效原因/可能后果】危险事件2：【工况/失效原因/可能后果】3.3目标风险降低要求通过本安全相关系统实现风险降低，将初始风险降至可容忍风险范围。目标安全完整性等级：【SILx】可容忍风险判定依据：【企业风险准则/行业规范/国标要求】4总体安全需求（顶层刚性需求）本章为IEC61508强制性总体约束，所有软硬件设计、开发、测试、运维必须满足以下通用安全需求。4.1安全完整性总体需求系统整体需满足【SILx】完整性要求，硬件随机失效、软件系统性失效需同时达标：硬件容错FT：【0/1/2】安全失效分数SFF：【对应SIL阈值】PFD/PFH量化指标：【填写对应等级数值区间】4.2故障安全总体需求系统在断电、断网、CPU故障、程序异常、通信中断、IO故障、诊断失效等任意故障工况下，必须自动进入预设安全状态，禁止保持危险状态、禁止随机状态。本系统故障安全状态定义：【停机/断电/泄压/制动/锁定/保持安全位置】4.3可诊断性需求安全相关部件必须具备自诊断能力，可检测硬件失效、逻辑异常、参数越界、通信异常、程序异常，故障触发后可及时报警、记录、触发安全处置。4.4可追溯性需求全生命周期实现需求、设计、代码、测试、变更、故障、整改双向追溯，所有安全动作、参数修改、程序变更、故障事件全程留痕。4.5防误操作与防篡改需求安全参数、联锁逻辑、保护阈值、安全程序需具备权限管控、密码保护、操作审计、版本校验、防恶意篡改、防误修改能力。5专项安全功能需求（逐条可测试、可验证）本章为系统核心可测试安全功能清单，每条需求遵循「功能描述+触发条件+执行动作+响应时间+复位逻辑+异常逻辑」标准化写法，满足IEC61508可验证性要求。5.1安全功能1：【超限联锁保护功能】功能描述：系统实时采集【压力/温度/液位/转速/位移】参数，实时比对安全阈值触发条件：参数≥【上限值】或≤【下限值】，持续【延时时间】安全动作：自动触发【停机、关阀、泄压、制动】响应时间：从超限到安全动作完成≤【xx】ms/s报警需求：超限瞬间触发声光报警、弹窗提示、日志记录复位逻辑：参数回归安全区间+人工确认复位，禁止自动复位故障安全逻辑：传感器故障/断线/漂移，直接触发安全动作5.2安全功能2：【紧急停机/紧急制动功能】功能描述：提供硬件紧急操作入口，用于突发危险人工干预触发条件：紧急按钮按下、外部紧急信号接入安全动作：立即切断动力、停止危险动作、进入安全稳态响应时间：≤【xx】ms优先级：最高优先级，凌驾于自动控制、常规逻辑之上复位逻辑：现场排查完毕后人工复位5.3安全功能3：【设备故障诊断与保护功能】诊断对象：安全传感器、安全IO、控制器、执行器、电源、通信链路诊断失效场景：断线、短路、超量程、无反馈、通信中断、程序异常处置逻辑：故障识别→告警记录→触发故障安全状态5.4安全功能4：【安全报警与事件记录功能】报警分级：安全高危报警、常规预警分级展示记录内容：时间、点位、参数、动作、操作人员、事件描述存储周期：≥【1年/3年/项目要求周期】不可篡改：日志禁止删除、禁止手动修改，自动固化5.5自定义扩展安全功能根据项目实际新增：【工艺联锁、时序保护、互锁防误动、超限延时保护、冗余切换、故障降级运行等】6硬件安全需求（符合IEC61508-2）6.1硬件架构需求系统硬件架构：【单通道/1oo2/2oo3/冗余架构】硬件故障容错能力：FT=【数值】关键安全部件需满足对应SIL等级硬件失效指标安全回路与普通控制回路电气隔离、逻辑隔离、布线隔离6.2硬件失效控制需求控制硬件随机失效概率，满足对应SILPFD/PFH限值关键传感器、执行器、安全继电器选用具备功能安全认证部件硬件具备老化容错、抗干扰、宽温运行、抗振动能力6.3硬件诊断与测试需求支持硬件在线诊断、周期性自检、故障锁定支持定期功能测试、回路测试、联动测试测试后可恢复正常运行，不影响系统基线配置7软件安全需求（符合IEC61508-3）7.1软件架构需求安全软件与非安全软件逻辑隔离、数据隔离、任务隔离安全逻辑独立运算，不受常规控制、界面、报表任务干扰软件采用分层模块化设计，低耦合、高内聚，便于追溯与测试7.2软件失效预防需求禁止安全逻辑死循环、溢出、越界、空指针、逻辑竞争关键安全算法固化，禁止随意修改参数范围限位，禁止超阈值非法赋值程序异常、看门狗触发时自动进入故障安全状态7.3软件版本与变更需求软件全版本管控、备份留存、版本编号唯一所有程序修改、逻辑调整、参数变更必须执行风险评估、审批、测试、归档支持版本回滚、变更追溯、差异比对7.4软件安全参数需求安全阈值、延时、联锁条件、保护参数分级权限管理参数修改全程日志记录，包含修改人、时间、原值、新值8环境与运行约束需求8.1环境适应性需求系统在以下环境条件下，安全功能、完整性指标不降级：工作温度：【】湿度：【】振动、电磁干扰、电源波动、工频干扰耐受能力：【】8.2运行约束禁止安全联锁长期屏蔽、长期摘除检修屏蔽必须限时、审批、登记、恢复核验系统启停、工况切换不得触发误安全动作9安全验证与确认需求（可落地测试准则）本章定义所有安全需求对应的验证方式，确保每条需求均可测试、可举证、可闭环，是认证审核核心必查章节。9.1验证总体要求所有功能安全需求必须完成：单元测试、集成测试、联动测试、故障注入测试、SIL验算、现场工况测试，测试记录完整可追溯。9.2分项验证方式安全功能验证：模拟超限、故障、紧急工况，核验动作逻辑、响应时间、复位逻辑故障安全验证：模拟断电、断网、IO故障、程序异常，核验安全状态诊断能力验证：模拟断线、短路、参数异常，核验诊断报警与处置权限与审计验证：越权操作、参数修改、日志留存核验SIL量化验证：硬件失效数据库建模、可靠性计算、PFD/PFH/SFF/FT验算9.3验收通过准则所有安全需求100%满足，无功能缺陷、无逻辑漏洞、无安全降级；SIL等级指标达标；所有测试通过、问题闭环、资料完整。10维护与变更安全需求10.1日常维护需求建立周期性安全功能测试机制：【月度/季度/年度测试】定期校验安全检测设备、校准阈值、核查联锁投用状态定期清理故障台账、复盘隐患、优化薄弱环节10.2变更管控需求任何软硬件变更、逻辑修改、参数调整、网络策略变更，必须先开展功能安全风险评估，确认不降级SIL完整性、不削弱安全功能，审批通过后方可实施，变更后必须复测、归档。10.3退役报废需求系统退役、拆除、替换前开展残余风险评估，落实安全隔离、数据清除、权限注销、日志归档，杜绝退役遗留安全隐患。11需求追溯与合规性说明11.1追溯矩阵要求本文件每一条安全需求，需建立双向追溯：上游关联风险评估结果，下游关联设计文档、代码、测试用例、测试报告、整改记录，实现需求不丢、设计不偏、测试不漏。11.2IEC61508合规性声明本文档覆盖IEC61508-1/2/3全部强制性需求，包含安全功能定义、安全完整性量化、故障安全机制、诊断要求、可验证要求、变更管控、全生命周期追溯要求，无条款缺失、无合规盲区，可作为系统SIL认证与功能安全评估的正式依据。12附件附件1：系统安全边界框图附件2：安全功能清单与追溯