第1章 功能安全概述 1
1.1功能安全的重要性和国内外研究概况 1
功能安全的重要性 1
国外研究概况 2
国内研究概况 4
1.2术语（缩略语）和定义 5
1.3安全生命周期概念 12
目的 15
要求 16
第2章 可靠性和环境适应性技术基础 17
2.1可靠性和环境适应性的基本概念 17
可靠性的基本概念 17
环境适应性的基本概念 18
2.2可靠性特征量和常见的失效分布 19
可靠性特征量 20
产品的寿命特征 30
几种常见的失效分布 33
2.3可靠性技术 40
可靠性试验及其数据统计处理 40
可靠性预计和可靠性分析技术 55
2.4环境适应性技术 78
概况 78
工业自动化仪表工作条件 80
工业自动化仪表环境试验技术要求 85
第3章 危险和风险评估技术和方法 96
3.1危险和风险的基本概念 96
危险和风险 96
安全与风险 96
风险降低的一般概念 96
3.2危险和风险评估的目的 98
3.3危险和风险评估的要求 99
3.4风险评估技术和方法 102
安全完整性与风险降低 102
允许风险和ALARP模型 103
安全完整性等级的定量确定方法 106
第4章 E／E／PE安全相关系统的设计和开发 126
4.1目的 126
4.2要求 126
4.3SIS在检测故障时的系统行为要求 135
4.4制定E／E／PE安全相关系统的安全要求规范 136
制定目的 136
制定SIS的安全要求 136
制定机械的安全相关控制功能（SRCFs）的要求规范 140
4.5E／E／PE安全相关系统中硬件功能安全的实现和功能安全评估步骤 141
E／E／PE安全相关系统中硬件功能安全评估步骤 141
安全相关电气控制系统（SRECS）硬件功能安全的实现步骤 142
4.6SIS的安全功能分配 144
分配目的 144
分配要求 145
安全完整性等级4的附加要求 147
作为一个保护层的基本过程控制系统（BPCS）的要求 148
防止共同原因失效的要求及量化共同原因失效效应的方法 148
4.7硬件安全完整性要求 152
硬件故障裕度要求 152
硬件安全完整性的结构约束 152
硬件随机失效概率的计算 160
4.8选择部件和子系统的要求 178
4.9软件的要求 181
目的 181
软件安全生命周期的要求 181
软件安全生命周期各阶段的实现 182
4.10 SIS的现场设备要求 183
4.11 SIS的接口要求 183
操作员接口要求 183
维护／工程接口要求 184
通信接口要求 185
4.12 SIS的操作、维护和测试 185
操作和维护的要求 185
集成测试和功能检验测试 187
4.13 SIS的安全验证、确认和评估 192
安全验证 192
安全确认 192
功能安全评估 196
第5章 SIS应用软件安全生命周期的实现阶段 198
应用软件安全生命周期的要求 198
应用软件安全要求的规范 200
应用软件安全确认的计划 203
应用软件的设计和开发要求 204
应用软件与SIS子系统的集成 217
固定程序语言（FPL）和有限可变语言（LVL）软件修改规程 218
应用软件的验证 219
安全软件的评估 221
第6章 安全生命周期的管理 227
目的 227
要求 227
功能安全认证模式、认证过程和认证方法 235
第7章 特殊场合用安全装置及其安全相关系统的功能安全要求和SIL的评估 236
7.1概述 236
7.2爆炸性气体环境用安全装置的功能安全要求和SIL的评估 236
概况 236
爆炸性气体环境用安全装置的阻燃要求 237
爆炸性气体用安全装置的功能要求 238
爆炸性气体用安全装置中安全部件的特殊要求 239
爆炸性气体用安全装置的功能安全要求 240
爆炸性气体用安全装置的型式试验和例行试验 242
爆炸性气体环境用安全装置安全完整性等级（SIL）的评估 243
7.3有毒有害气体探测系统的功能安全要求和SIL的评估 244
概况 244
固定式气测系统的安全功能要求 244
模块与元件的特性和要求 248
安全功能特性 263
固定式气体探测系统SILC的确定程序 269
第8章 功能安全的应用 278
8.1功能安全评估的应用实例 278
防爆隔离式安全栅功能SIL的评估 278
某化工厂合成分离净化CO和H2装置中的SIS功能安全和SIL的评估 280
8.2 SIEMENS SIMATIC S7分布式安全装置在机床安全保护系统中的应用 286
机床及其安全相关控制系统的特征和安全相关控制功能 286
风险分析和判定SRCF要求的SIL 287
制定机床SRECS的SRCF规范 289
SRECS的结构设计 289
SRECS子系统的实现 291
结论 299
附录 300
附录A 现场工作报告 300
附录B 计划维修级别分类 301
附录C 失效分析报告 301
附录D 定数截尾MTBF双侧（或单侧）置信限系数CL、CU 302
附录E 定时截尾MTBF双侧（或单侧）置信限系数CL、CU 303
附录F x2分布分位数表 304
附录G 中位序表 306
附录H 可靠性预计分析汇总表 307
附录I 可编程电子或传感器或最终元件的评分 307
附录J Z的值：可编程电子 311
附录K Z的值：传感器或最终元件 312
附录L β和βD的计算 312
附录M 检验测试时间间隔为6个月，平均恢复时间为8h时要求的平均失效概率 313
附录N 检验测试时间间隔为1年，平均恢复时间为8h时要求的平均失效概率 316
附录O 检验测试时间间隔为2年，平均恢复时间为8h时要求的平均失效概率 319
附录P 检验测试时间间隔为10年，平均恢复时间为8h时要求的平均失效概率 322
附录Q 检验测试时间间隔为1个月、平均恢复时间为8h时每小时的平均失效概率（高要求或连续操作模式下） 325
附录R 检测测试时间间隔为3个月，平均恢复时间为8h时每小时的平均失效概率（高要求或连续操作模式下） 328
附录S 检验测试时间间隔为6个月，平均恢复时间为8h时每小时的平均失效概率（高要求或连续操作模式下） 331
附录T 检验测试时间间隔为1年，平均恢复时间为8h时每小时的平均失效概率（高要求或连续操作模式下） 334
附录U 电源指示设备中电子元器件失效模式及其比率的例子 337
参考文献 341