功能安全是指安全相關的控制系統在偵測到危險狀況時，能可靠地把設備帶到安全狀態，衡量指標是安全完整性等級 SIL 1 到 4。儀表、閥門、PLC、安全控制器製造商，以及石化、半導體、能源等流程產業的系統整合商與業主，常被客戶或專案規範要求提出 SIL 證明。評估與發證由 TÜV AUSTRIA 執行，博翔科技協助準備文件並擔任聯繫窗口。
- 適用標準
- IEC 61508、IEC 61511、ISO 13849-1、IEC 62061
- 適用對象
- 感測器、閥門、邏輯控制器製造商；流程產業 SIS 業主與整合商；機械製造商
- 評估指標
- SIL 1 到 4、PFDavg、PFH、HFT、SFF、系統能力
- 執行單位
- TÜV AUSTRIA
功能安全是什麼？誰需要 SIL 評估與認證？
功能安全關注的是「控制系統本身會不會失效」。例如反應槽壓力過高時，壓力傳送器、安全 PLC 與緊急切斷閥組成的安全儀表功能（SIF）必須在要求時動作。IEC 61508 是電氣、電子與可程式電子安全相關系統的基礎標準，各產業再依此發展出專屬標準。
| 標準 | 適用範圍 | 常見使用者 |
|---|---|---|
| IEC 61508 | 電氣／電子／可程式電子安全相關系統的基礎標準，涵蓋硬體與軟體 | 感測器、閥門、控制器等元件與子系統製造商 |
| IEC 61511 | 流程工業安全儀表系統（SIS） | 石化、化工、半導體廠務、能源業主與 EPC、系統整合商 |
| ISO 13849-1 | 機械安全相關控制系統，以性能等級 PL a 到 e 表示 | 機械製造商、自動化設備廠 |
| IEC 62061 | 機械安全相關控制系統的功能安全，以 SIL 表示（最高 SIL 3） | 機械製造商、控制系統設計者 |
需要功能安全評估的情況通常有三種：元件製造商要把產品賣進石化或能源專案，採購規範要求 SIL 證書與安全手冊；流程工廠依 IEC 61511 完成 SIS 設計後，需要獨立的功能安全評估；機械要取得 CE 標誌時，安全迴路需依 ISO 13849-1 或 IEC 62061 證明達到要求的等級，這部分可與CE 認證與產品出口認證一起規劃。
SIL 等級怎麼看？PFDavg 與 PFH 的對應
IEC 61508 依安全功能被要求動作的頻率分成兩種模式：低要求模式（每年要求不超過一次）以要求時平均失效機率 PFDavg 衡量；高要求或連續模式以每小時危險失效機率 PFH 衡量。
| SIL | 低要求模式 PFDavg | 高要求／連續模式 PFH（每小時） |
|---|---|---|
| SIL 4 | ≥ 10⁻⁵ 至 < 10⁻⁴ | ≥ 10⁻⁹ 至 < 10⁻⁸ |
| SIL 3 | ≥ 10⁻⁴ 至 < 10⁻³ | ≥ 10⁻⁸ 至 < 10⁻⁷ |
| SIL 2 | ≥ 10⁻³ 至 < 10⁻² | ≥ 10⁻⁷ 至 < 10⁻⁶ |
| SIL 1 | ≥ 10⁻² 至 < 10⁻¹ | ≥ 10⁻⁶ 至 < 10⁻⁵ |
需要的 SIL 等級不是自己決定的，而是由風險分析推導而來，常用方法包括 HAZOP 與 LOPA 保護層分析。想更深入了解各等級差異，可閱讀SIL 等級說明。
TÜV AUSTRIA 的功能安全服務範圍
產品功能安全評估與認證
依 IEC 61508 評估元件或子系統的硬體失效數據、架構與軟體開發，確認可宣告的 SIL 與系統能力。
SIL 驗證計算
檢核 SIF 的 PFDavg、PFH、HFT、SFF、共因失效與測試間隔等參數是否符合目標 SIL。
安全分析
FMEA／FMEDA、故障樹分析（FTA）、馬可夫模型等，找出危險失效模式與改善方向。
功能安全管理（FSM）稽核
檢視產品開發或專案執行的安全生命週期、文件管理、變更管理與人員能力。
流程工業 SIS 評估
依 IEC 61511 在設計、安裝試車、運轉與修改等階段執行功能安全評估。
教育訓練
安全生命週期、SIF 驗證、可靠度工程等主題課程，以及 TÜV AUSTRIA 功能安全人員認證。
TÜV AUSTRIA 在流程控制系統領域也提供技術安全規格制定、現況分析與驗收測試，適用於流程工廠、工業爐、電廠燃燒系統等場域。實際評估範圍與方案，會依產品類型與專案需求先由 TÜV AUSTRIA 確認。
功能安全評估流程
確認範圍與目標等級
定義受評的產品或 SIF、適用標準、目標 SIL 或 PL、運轉模式（低要求或高要求）與評估邊界。
差距分析
對照標準要求檢視現有設計文件、開發流程與失效數據，列出需要補強的項目。這一步可大幅減少正式評估時的補件往返。
功能安全管理與開發流程審查
審查安全計畫、需求規格、設計審查、驗證與確認紀錄、變更管理，確認系統能力。
硬體與軟體評估
審查 FMEDA、失效率來源與架構計算；軟體依要求的 SIL 檢視開發方法、程式碼規範與測試覆蓋，必要時進行故障插入測試。
報告與發證
評估符合後，TÜV AUSTRIA 出具評估報告與證書，並確認安全手冊中宣告的使用限制與參數。
變更與維持
產品設計或軟體改版時，依影響分析決定是否需要重新評估。
時程差異很大，取決於產品複雜度、是否含軟體、目標 SIL 與文件成熟度，一般從數週到數月不等，實際視產品與準備狀況而定。影響費用的因素包括：受評產品或 SIF 數量、目標 SIL、軟體規模、是否需要測試、既有文件完整度。
申請功能安全評估要準備哪些文件？
- 功能安全管理計畫（安全計畫）與組織分工、人員能力紀錄
- 安全需求規格（SRS），包括安全功能、目標 SIL、反應時間與安全狀態定義
- 系統架構圖、電路圖與關鍵零件清單
- FMEA／FMEDA 報告與失效率數據來源
- PFDavg 或 PFH 計算、HFT 與 SFF 說明、共因失效評估
- 軟體開發文件：軟體需求、架構設計、程式碼規範、單元與整合測試紀錄（如含軟體）
- 驗證與確認（V&V）計畫及紀錄
- 安全手冊草稿：安裝、校正、定期測試間隔、使用限制
- 變更管理程序與版本紀錄
- 流程工業專案另需：HAZOP／LOPA 結果、SIL 分配、SIS 設計與試車文件
常見的補件原因與準備建議
- 失效率來源說不清：FMEDA 使用的數據庫或現場數據沒有標明出處與假設條件。
- 只算機率、忽略架構限制：PFDavg 符合，但 HFT 或 SFF 不足以支撐宣告的 SIL。
- 系統能力證據不足：開發過程沒有留下需求追溯、設計審查與測試紀錄，事後補寫可信度低。
- 軟體版本與送審版本不一致：評估期間韌體改版，但未走變更管理。
- 安全手冊缺漏：未寫明定期測試間隔、診斷覆蓋率的前提或使用環境限制。
博翔科技如何協助
我們是 TÜV AUSTRIA 在台灣的合作夥伴，協助廠商在正式評估前釐清範圍、整理文件，並處理與 TÜV AUSTRIA 之間的溝通。評估與發證由 TÜV AUSTRIA 的功能安全專家執行。
- 依客戶或專案規範，確認需要的標準、SIL 或 PL 目標與評估範圍
- 協助盤點既有文件、提出缺漏清單，並協助中英文件翻譯
- 安排差距分析、正式評估與功能安全課程，追蹤進度與補件
- 與 CE 機械評估或機械資訊安全評估整合規劃，減少重複作業
有產品規格或專案規範想確認評估方向，歡迎聯絡我們。
常見問題
SIL 認證和 CE 認證有什麼不同？
CE 是歐盟市場的法定上市條件，涵蓋產品整體的安全、EMC 等要求。SIL 認證評估的是安全相關系統或元件的功能安全性能，通常是客戶或專案規範要求，而非上市法規。機械的安全控制系統則兩者相關，可依 ISO 13849-1 或 IEC 62061 的評估結果支持 CE 符合性。
IEC 61508 和 IEC 61511 該選哪一個？
製造感測器、閥門、邏輯控制器等元件或子系統的廠商，通常依 IEC 61508 評估產品。流程工廠的業主、EPC 與系統整合商在設計與運轉安全儀表系統時，則依 IEC 61511 管理整個 SIS 生命週期，並選用依 IEC 61508 評估過的元件。
SIL 等級越高越好嗎？
不是。需要的 SIL 應由 HAZOP、LOPA 等風險分析決定，等級越高，架構、測試與文件要求越嚴，成本也越高。流程工業實務上大多落在 SIL 1 到 SIL 3，需要 SIL 4 時通常會先檢討製程設計能否降低風險。
PL 和 SIL 可以互相換算嗎？
ISO 13849-1 的 PL 與 IEC 62061 的 SIL 都以每小時危險失效機率為基礎，大致可對照，例如 PL d 約對應 SIL 2、PL e 約對應 SIL 3。但兩套標準的方法與限制條件不同，正式宣告時仍應依所選標準完整評估。
產品已有其他機構的 SIL 證書，改版後要重新評估嗎？
要看改版內容對安全功能的影響。硬體關鍵零件、韌體或診斷功能變更，通常需要影響分析，必要時重新計算失效數據或補做評估。建議在變更管理程序中明確記錄影響判斷與依據。
參考資料
- IEC 61508（Wikipedia 條目，含 SIL 目標失效量表）
- IEC Webstore：IEC 62061:2021 Safety of machinery, Functional safety of safety-related control systems
- ISO：ISO 13849-1:2023 Safety of machinery, Safety-related parts of control systems
- Pilz：EN ISO 13849-1 Performance Level
- exida：Back to Basics 17, PFH
- TÜV AUSTRIA：Process control systems and functional safety
- TÜV AUSTRIA Akademie：Certified Safety Specialist IEC 61508