Funktionale Sicherheit

Wer sich mit der funktionalen Sicherheit beschäftigt, wird früher oder später auch mit der Thematik der Informationssicherheit konfrontiert werden. Auch wenn die Begriffe ähnlich sind, sind die Inhalte und Anforderungen nicht identisch. Im Englischen wird dieser Unterschied bereits an den Wörtern deutlich: funktionale Sicherheit (engl. functional safety) und Informationssicherheit (engl. security).

• Erfahren Sie mehr über die unterschiedlichen Ausrichtungen hinter beiden Begriffen.

Funktionale Sicherheit

Funktionale Sicherheit beschreibt den Schutz von Mensch und Umwelt.
Es geht hierbei in erster Linie um den Schutz vor physischen Schäden, die z.B. durch einen Unfall ausgelöst werden. Hierfür muss die Gefahr, die von einer Maschine ausgehen könnte, berücksichtigt und Sicherheitsvorkehrungen, um die Gefahren zu minimieren, getroffen werden. Not-Halt oder Not-Aus Funktionalitäten oder das Anbringen von Schutzabdeckungen sind mögliche Maßnahmen im Bereich funktionaler Sicherheit.

Kurz gesagt: Funktionale Sicherheit beschreibt Maßnahmen, die die von Maschinen ausgehenden Gefahren für Mensch und Umwelt auf ein Minimum reduzieren. 

Informationssicherheit

Informationssicherheit beschreibt den Schutz von IT- und OT-Systemen und -Informationen.
Hierbei werden Systeme und Informationen vor Datenmissbrauch und unberechtigten Zugriffen geschützt. Mögliche und häufig genutzte Security-Maßnahmen sind z.B. die Verschlüsselung von Daten oder das Einrichten von Zugangsberechtigungen.

Kurz gesagt: Informationssicherheit beschreibt Maßnahmen, die die Maschine oder das System von äußeren Gefahren (z.B. Hackerangriffe) schützen.

In Europa beschreibt die Maschinenrichtlinie (in Zukunft Maschinenverordnung) und die damit harmonisierten europäischen (EN) und internationalen Standards (IEC und ISO) die verschiedenen Anforderungen an die Konstruktion und den Bau sicherer Maschinen. Auch global nimmt das Thema an Bedeutung zu und wird durch nationale und / oder internationalisierte Standards (IEC und ISO) geregelt.

Inzwischen wurden für diverse Industrien, bzw. Produkte spezifische Sicherheitsnormen entworfen. Jede Applikation oder Industrie hat ihren Schwerpunkt, daher bilden sich unterschiedliche Normen mit demselben Ziel. Diese Vielfalt kann am Anfang verwirrend wirken.

Bei genauerer Betrachtung hilft dieser „Normenberg“ bei der sicherheitsgerichteten Entwicklung – jedoch nur unter einer Bedingung: Man hat einen Kompass zur Navigation. Durch die Anwendung der applikationsspezifischen Norm wird die Maschine im Schadensfall juristisch objektiv bewertbar, was dem Hersteller Handlungssicherheit verschafft.

Die Basis der funktionalen Sicherheit bildet die Norm IEC 61508, sie definiert grundlegende Prinzipien und Herangehensweisen. Aufgrund ihrer Allgemeingültigkeit ist sie jedoch nicht sehr präzise und anwenderfreundlich.

Einen bereits höheren Detaillierungsgrad haben die „Sicherheitsnormen für Produktgruppen“, auch „Typ B Normen“ genannt. Sie fassen Gemeinsamkeiten von Industrien bzw. „Produktgruppen“ zusammen und geben bereits konkretere Handlungsempfehlungen ab.

Für viele Produkte existieren jedoch auch dedizierte Sicherheitsnormen, auch als „Typ C Normen“ bekannt. Sie beschreiben sehr präzise, welche potenziellen Risiken ein Produkt hat und welche Maßnahmen ergriffen werden müssen. 

Generell gilt:

• Es empfiehlt sich, die Norm mit dem höchsten Spezifizierungsgrad anzuwenden.
  Das ist nicht nur logisch, sondern hilft dem Entwickler dabei keine Risiken zu übersehen oder diese falsch zu klassifizieren.

Verbindliche Vorgaben (in Europa durch Maschinenrichtlinie 2006/42/EG) beschreiben Anforderungen an die Konstruktion und den Bau sicherer Maschinen. Diese müssen erfüllt sein, um das CE-Kennzeichen anzubringen.

• Schritt 1: Prüfung verfügbarer Produktnormen 
  Prüfen, ob eine Produktnorm vorhanden ist. Wenn eine Produktnorm mit explizierter Benennung der Sicherheitsfunktionen vorhanden ist, kann Schritt 2 übersprungen werden.
• Schritt 2: Risikobeurteilung
  Alle Risiken und Gefahren, die von einer Maschine ausgehen können, müssen ermittelt und anhand des Risikografen beurteilt werden. Wichtig hierbei ist es, die verschiedenen Betriebsarten der Maschine (z.B. manuelles Einrichten oder Automatikbetrieb) zu beachten. In diesem Schritt erfolgt auch die Einteilung in eine der folgenden Sicherheitsstufen:
  • ISO 13849-1 (PL a bis PL e)
  • IEC 62061 (SIL 1 bis SIL 3)
• Schritt 3: Erstellung des Sicherheitskonzeptes
  Bei der Erstellung des Sicherheitskonzeptes werden geeignete Maßnahmen definiert, die dazu führen, dass die Risiken und Gefahren, die von der Maschine ausgehen, auf ein akzeptables Restrisiko minimiert werden. Hierfür wird die 3-Stufen-Methode nach ISO 12100 genutzt. Wenn eine Stufe das Risiko noch nicht reduziert, findet die nächsthöhere Stufe Anwendung.

1. Sichere Konstruktion der Maschine: z.B. Schutzzaun oder Abdeckung
2. Technische Maßnahmen: Sicherheitskomponenten gemäß Sicherheitsstufe auswählen (z.B. Sicherheitssensoren, Safety Controller, Not-Aus) 
3. Anwender über das verbleibende Restrisiko informieren: z.B. mithilfe von Warnhinweisen oder Warntafeln an der Maschine

• Schritt 4: Nachweis und Dokumentation
  Im letzten Schritt werden alle Maßnahmen und Ergebnisse überprüft und sorgfältig gemäß den Vorgaben der Maschinenrichtlichtlinie dokumentiert. Hierbei muss klar hervorgehen, dass alle Anforderungen an die Maschinensicherheit sowie alle Sicherheitsspezifikationen erfüllt sind. Nach erfolgreicher Prüfung und Dokumentation wird eine Konformitätserklärung unterzeichnet und jeder Maschine beigelegt.