• 제목/요약/키워드: Automotive Functional Safety

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모델기반 시스템공학 기법을 기반으로 자동차 기능안전표준 ISO 26262에 대한 효과적 대응에 관한 연구 (On the Study of Automotive Functional Safety Standard ISO 26262 based on Model-Based Systems Engineering)

  • 김영민;이재천
    • 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한안전경영과학회 2012년 추계학술대회
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    • pp.303-311
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    • 2012
  • 오늘날 자동차 기술의 비약적인 발전으로, 단순히 이동수단으로만 여겨왔던 자동차는 과거와는 비교 할 수 없을 정도의 안전성과 편의성을 제공하고 있다. 이러한 편의와 안전을 제공하는데 있어서의 핵심은 전자제어 장치의 발달로 이뤄진 결과이다. 최근 개발되는 전자제어 장치는 통합 모듈제어의 형태를 지니고 있어서 설계의 복잡성을 지니고 있다. 따라서 이러한 특성으로부터 발생되는 문제를 기존에 준수해왔던 IEC 61508으로는 해결하지 못해, ISO 26262가 제정되었다. 따라서, ISO 26262의 국내 도입에 따른 발생되는 문제들이 예측되고 있다. 이러한 문제에 대한 분석을 통해, 모델 기반 시스템공학 적용을 통해 해결하고자 노력하였다. ISO 26262의 국내 적용에 따른 가장 유려되는 개발 전체 라이프사이클에 안전성과 신뢰성을 만족하기 위한 개발 프로세스 도입에 대한 문제와 요구사항 분석 및 개발, 그리고 관리 측면에 대해 시스템 공학 전산지원도구 활용을 통한 모델기반 시스템 공학 접근 방법을 활용한 방안에 관하여 논의하고 있다. 본 연구 결과를 기반으로 향후 추가 연구를 수행하면, ISO26262의 국내 자동차산업 도입에 따른 문제에 해결하기 위한 과정에 도움이 될 것으로 기대된다.

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국제표준에 기반한 KASS 개발보증레벨 할당 (Allocation of Design Assurance Level for KASS Based on International Standards)

  • 배동환
    • 한국항행학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.1-7
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    • 2016
  • 국토교통부는 2014년부터 한국형 위성보강항법시스템 (SBAS; satellite based augmentation system)인 KASS (Korea augmentation satellite system) 개발 구축 사업을 진행 중이다. KASS는 실제 운영 중 문제가 발생할 경우 인명 및 재산피해와 연결될 수 있어 시스템 개발을 위한 안전성 평가가 매우 중요하다. 안전성 평가의 핵심은 위해 식별과 심각도 판정에 따른 개발보증레벨 (DAL; design assurance level) 할당이다. 본 연구에서는 항공시스템의 안전성 평가 방법론을 제시하는 국제표준인 SAE (society of automotive engineers) ARP4761 (aerospace recommended practice)을 기반으로 KASS 및 그 하위시스템에 대해 개발보증레벨 할당을 수행한다. 이것은 전체 시스템 안전성 평가의 첫 단계이므로 향후 KASS 개발 구축 사업의 안전성 평가에 활용될 수 있다.

안전중시 시스템의 모델기반 설계에서 메타모델을 활용한 기능 고장의 탐지 및 안전 요구사항 검증 (Detection of Functional Failure and Verification of Safety Requirements Using Meta-Models in the Model-Based Design of Safety-Critical Systems)

  • 김영현;이재천
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권9호
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    • pp.308-313
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    • 2016
  • 사용자의 요구사항 증대와 기술의 발전으로 인해 현대 시스템은 계속해서 복잡해지고 있어 시스템 설계 오류 및 고장 등으로 인한 시스템 운용 중의 사고도 빈번해지고 있다. 특히 사고로 인한 인적 및 물적 피해가 심각할 수 있는 시스템을 안전중시 시스템이라고 부른다. 이러한 시스템에 대해서는 안전성을 확보하기 위한 특별한 노력이 필요한데 이에 부응하여 본 논문에서는 개발 초기 단계부터 안전성을 반영하면서 시스템 설계를 수행할 수 있는 방법을 연구하였다. 특히 안전 메타모델을 활용해서 기능의 고장 탐지를 수행할 수 있는 시스템 설계 방법을 제시하였다. 구체적으로 국제 안전 표준들을 참고하여 안전 데이터를 추출하고, 시스템 모델링 표준 언어인 SysML을 이용하여 안전 데이터 메타모델을 생성한 후, 시스템 설계에서 안전 데이터 메타모델을 효과적으로 활용하는 모델 기반 안전 시스템 설계 방법을 제시하였고, 이를 기반으로 안전요구사항 생성 및 시뮬레이션 방법에 관하여 논의하였다. 마지막으로 사례연구로서 자동차 시스템 설계에서 SysML 기반 모델링 및 시뮬레이션을 통해 기능 고장의 탐지나 안전 요구사항의 검증이 가능한 것을 보여 주었다. 본 연구에서 안전 데이터에 대한 메타모델의 활용을 통해 안전 데이터 및 정보의 구성 및 관리를 효율적으로 수행할 수 있는 것과, 메타모델 기반 시스템 설계와 시뮬레이션을 활용하여 설계 오류를 줄임으로써 요구사항에 맞는 시스템 설계를 할 수 있음을 제시하였다.

ASIL 결정을 위한 기능안전 운전상황 분석 모형 (A Model of Operational Situation Analysis with Functional Safety for ASIL Determination)

  • 백명식;장현애;권혁무
    • 한국안전학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.160-167
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    • 2014
  • To determine a proper ASIL for each hazardous event with a proper safety goal, the right classes should first be determined for the three properties of the hazardous event; (i) severity of harm from the resultant accident, (ii) exposure to the relevant operational situation, and (iii) controllability to avoid the induced risks. ASIL can be clearly determined with right classes of these three properties. But no specific methodologies or processes for their classification can be found in ISO 26262, except only a rough guideline with a simplified set of illustrative tables. In this paper, we try to present a systematic model for classifying the three properties of the hazardous event and suggest a refined procedure of ASIL determination. The proposed model provides a specific method to get a more objective ASIL compared with that in the standard. Scrutinizing the current methodology, we develop a refined method and also provide an illustrative example.

탄소섬유 복합재료를 적용한 ANG 연료용기의 시제작 및 성능평가 (Prototype Product Based on the Functional Test of ANG Fuel Vessel Applied to Composite Carbon Fiber)

  • 김건회
    • 한국기계가공학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.7-13
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    • 2019
  • Recently, an automobile market used to natural gas has emerged as fast-growing as the several countries, who holds abundant natural fuel resources, has promoted to supply the national agency for an automobile car. LNG fuel vessel is more efficient in another way as the energy density is high, but it requires a high technology and investment to maintain extreme low temperature. CNG fuel vessel are relatively low-cost alternative to LNG, but poorly economical in terms of energy density as well as showing safety issues associated with compressed pressure. The development of adsorbed natural gas (ANG) has emerged as one of potential solutions. Therefore, it is desirable to reduce the weight of vessel by applying light-weighed a composite carbon fiber in order to response to the regulation of $CO_2$ emission. Herein, this study make the prototype ANG vessel not only based on the optimal design and analysis of material characteristic but also based on the shape design, and it suggest a new type for the composite carbon fiber vessel which verified functional test. Moreover, the detail shape design is analyzed by a finite element analysis, and its verifies the ANG vessel.

실도로에서의 ACC 기능에 대한 시뮬레이션과 실차시험 비교 평가 (Comparison of simulation and Actual Test for ACC Function on Real-Road)

  • 김봉주;이선봉
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.457-467
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    • 2020
  • 세계적으로 환경문제에 관한 우려가 급증하여, 세계 각국이 온실가스 연비 규제를 강화하고 있다. 연비향상을 위해 첨단 운전자 지원 시스템을 이용한 연구를 통하여, 운전자의 편의를 위해 다양한 첨단 운전자 지원 시스템을 개발하고 있다. 그중 ACC, LKAS, AEB 등의 시스템에 대한 연구가 활발하다. ACC의 목적은 차량의 종 방향 속도와 거리를 제어하고 운전자의 부하를 최소화하여 사고 예방과 방지에 유용한 시스템으로 평가되고 있다. 이러한 관점에서 본 논문은 선행연구에서 제안한 국내도로 환경을 고려한 시나리오와 거리에 대한 함수로 안전성을 평가할 수 있는 수학적 방법을 활용한다. 또한, 제안한 시나리오를 기반으로 시뮬레이션과 실도로 실차시험을 진행한 뒤, 이론수식을 활용한 이론 계산값, 시뮬레이션과 실도로 실차시험의 상대거리의 비교분석을 통하여 ACC의 기능적인 안전성을 검증하고자 한다. 이러한 방법을 통하여 많은 회사들이 ACC의 개발 단계에서 시나리오, 수식, 시뮬레이션을 활용하여 안전성 평가방법으로 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

3-D Hetero-Integration Technologies for Multifunctional Convergence Systems

  • 이강욱
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.11-19
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    • 2015
  • Since CMOS device scaling has stalled, three-dimensional (3-D) integration allows extending Moore's law to ever high density, higher functionality, higher performance, and more diversed materials and devices to be integrated with lower cost. 3-D integration has many benefits such as increased multi-functionality, increased performance, increased data bandwidth, reduced power, small form factor, reduced packaging volume, because it vertically stacks multiple materials, technologies, and functional components such as processor, memory, sensors, logic, analog, and power ICs into one stacked chip. Anticipated applications start with memory, handheld devices, and high-performance computers and especially extend to multifunctional convengence systems such as cloud networking for internet of things, exascale computing for big data server, electrical vehicle system for future automotive, radioactivity safety system, energy harvesting system and, wireless implantable medical system by flexible heterogeneous integrations involving CMOS, MEMS, sensors and photonic circuits. However, heterogeneous integration of different functional devices has many technical challenges owing to various types of size, thickness, and substrate of different functional devices, because they were fabricated by different technologies. This paper describes new 3-D heterogeneous integration technologies of chip self-assembling stacking and 3-D heterogeneous opto-electronics integration, backside TSV fabrication developed by Tohoku University for multifunctional convergence systems. The paper introduce a high speed sensing, highly parallel processing image sensor system comprising a 3-D stacked image sensor with extremely fast signal sensing and processing speed and a 3-D stacked microprocessor with a self-test and self-repair function for autonomous driving assist fabricated by 3-D heterogeneous integration technologies.

안전중시 시스템의 체계적인 설계를 위한 시스템 설계 및 안전 분석 활동 모델의 통합 (Model Integration of Systems Design and Safety Analysis Processes for Systematic Design of Safety-Critical Systems)

  • 김창원;이재천
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.363-368
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    • 2016
  • 고장으로 인한 사고 등으로 막대한 피해를 초래할 수 있어 안전성이 중요시 되는 시스템을 안전중시 시스템이라고 한다. 시스템의 대형화, 복잡도 증가 및 무인화 운영 등으로 인해서 안전 위해 요소가 증가하고 있기 때문에 안전성 확보는 국방 및 다양한 산업분야에서 중요한 문제가 되었다. 이러한 이유로 미 국방부와 IEC 등 국제표준기구 등에서는 안전 관련 표준을 만들어서 안전성 확보의 강조 및 시스템 설계와 안전성 분석의 연계를 제시하고 있다. 또한 많은 연구들에서 안전성 분석 활동이 반영된 시스템 설계 프로세스, 방법론 및 도구가 개발되고 있다. 하지만 현재까지 제시된 시스템 설계와 안전성 분석의 통합 프로세스는 각 계층 수준에 존재하는 시스템 설계 정보를 어떻게 활용하는지 명확하게 제시하지 하지 못했다. 그 결과, 체계적인 방식으로 위험원을 식별하는데 어려움이 따르게 되었다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 연구에서는 각 계층 수준의 시스템 설계 정보를 기반으로 위험원을 식별하여 안전성을 향상 시키고, 여러 산업 분야에 적용 가능한 시스템 설계와 안전성 분석 활동의 통합 모델을 생성했다. 통합 모델이 체계적으로 안전성 분석을 수행할 수 있는 것을 보여주기 위해서 자동차 시스템을 대상으로 적용한 연구결과를 제시하였다.

DEVELOPMENT OF FINITE ELEMENT HUMAN NECK MODEL FOR VEHICLE SAFETY SIMULATION

  • Lee, I.H.;Choi, H.Y.;Lee, J.H.;Han, D.C.
    • International Journal of Automotive Technology
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    • 제5권1호
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    • pp.33-46
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    • 2004
  • A finite element model development of a 50th percentile male cervical spine is presented in this paper. The model consists of rigid, geometrically accurate vertebrae held together with deformable intervertibral disks, facet joints, and ligaments modeled as a series of nonlinear springs. These deformable structures were rigorously tuned, through failure, to mimic existing experimental data; first as functional unit characterizations at three cervical levels and then as a fully assembled c-spine using the experimental data from Duke University and other data in the NHTSA database. After obtaining satisfactory validation of the performance of the assembled ligamentous cervical spine against available experimental data, 22 cervical muscle pairs, representing the majority of the neck's musculature, were added to the model. Hill's muscle model was utilized to generate muscle forces within the assembled cervical model. The muscle activation level was assumed to be the same for all modeled muscles and the degree of activation was set to correctly predict available human volunteer experimental data from NBDL. The validated model is intended for use as a post processor of dummy measurement within the simulated injury monitor (SIMon) concept being developed by NHTSA where measured kinematics and kinetic data obtained from a dummy during a crash test will serve as the boundary conditions to "drive" the finite element model of the neck. The post-processor will then interrogate the model to determine whether any ligament have exceeded its known failure limit. The model will allow a direct assessment of potential injury, its degree and location thus eliminating the need for global correlates such as Nij.

LKS 시스템을 위한 라이다 기반 MRM 알고리즘 개발 (Development of LiDAR-Based MRM Algorithm for LKS System)

  • 손원일;오태영;박기홍
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.174-192
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    • 2021
  • 카메라나 레이더에 비해 높은 인지 성능을 제공하는 라이다 센서는 높은 가격으로 의해 ADAS나 자율주행에 적용되기 어려웠으나, 최근 가격이 빠르게 낮아지고 있어 라이다를 활용한 기존 자율주행 기능 개선에 관한 기대가 높아지고 있다. 레벨3 자율주행자동차의 경우, 센서의 결함 또는 한계 등 인지시스템에 위험한 상황이 발생했을 때 운전자에게 수동모드로의 제어권 전환을 요청하며, 만약 이러한 요청에도 운전자가 반응하지 않을 경우 MRM 즉 최소위험기동을 구현하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 배경을 바탕으로 인지 시스템에서 생기는 위험으로 인해 LKS의 정상작동이 힘든 경우에 대한, 라이다 기반의 MRM 알고리즘을 개발하였다. 본 논문의 LKS MRM 기술은 라이다에서 수집된 포인트 클라우드 데이터를 기반으로 객체 군집화를 통해 전방에 있는 차량의 이동 경로를 생성하고, 이를 자차량의 목표 경로점으로 변환하여, 카메라 기반의 LKS가 정상 작동을 할 수 없는 경우 라이다 기반의 경로 추종제어를 통해 최소위험기동을 수행한다. 제안된 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 HAZOP 기법을 사용하여 위험원을 식별하였고 이를 바탕으로 검증용 시나리오 3가지를 도출하여, 뵨 연구에서 구축한 시뮬레이션 환경에서 알고리즘 검증을 수행하였다. 그 결과 본 연구에서 제안한 라이다 기반 LKS MRM 알고리즘이 여러 가능한 인지시스템의 위험 상황에 대해 차선이탈을 방지하고 이를 통해 교통사고를 방지하는 것을 확인할 수 있었다.