ح١٦: السلامة الوظيفية في الأنظمة المدمجة مع المهندس محمد صلاح

مع التطور السريع لصناعة السيارات، وبالأخص السيارات الكهربائية وذاتية القيادة، أصبحت Functional Safety وCybersecurity من أهم الأعمدة التي يقوم عليها تصميم أي نظام مدمج (Embedded System) داخل المركبات الحديثة. في هذه التدوينة، نستعرض رحلة وخبرة المهندس محمد صلاح خلال 17 عاماً من العمل في تطوير الأنظمة المدمجة، ونفصل بشكل موسع ما دار في حلقة Embedded Voice Podcast حول مفاهيم الـ Functional Safety، ASPICE، AI Safety، ومستقبل العمل في هذا المجال.

🛣️ رحلة 17 سنة بين مصر وألمانيا

بدأ المهندس محمد صلاح مسيرته في مصر في مجال البرمجيات المدمجة، تحديداً في Unit Testing وRefactoring قبل أن ينتقل إلى ألمانيا عام 2012، ليعمل مع شركات عالمية مثل:

• Continental
• Autoliv
• BMW

عمل على أنظمة حساسة مثل ADAS، Battery Management Systems، وE-Mobility، قبل أن يتجه للتخصص في Functional SafetyوCybersecurity خلال آخر 8 سنوات.

🧭 ما هو Functional Safety؟ ولماذا أصبح أساسياً؟

Functional Safety ببساطة هو:

ضمان أن الأنظمة تعمل بطريقة آمنة حتى عند حدوث فشل مفاجئ في Hardware أو Software.

الفكرة ليست منع الأعطال – فهذا مستحيل – بل:

تقليل احتمال وقوع الحوادث

ومنع الأخطاء من أن تتحول إلى مواقف خطرة (Hazardous Events)

المرجع الأساسي في السيارات هو ISO 26262 والذي يعتمد على:

• Hazard Analysis and Risk Assessment (HARA)
• Safety Goals
• ASIL Levels (A, B, C, D)
• V-Model Development
• Verification & Validation
• Fault Injection
• Freedom of Interference

كل هذه المفاهيم ليست نظرية بل تطبق عملياً على أصغر التفاصيل داخل النظام.

⚙️ ASPICE — لماذا يعتبر Backbone للتطوير؟

ASPICE أو Automotive SPICE هو:

Process Assessment Framework
لتقييم جودة عملية تطوير البرمجيات داخل السيارات.

لكن ASPICE ليس Functional Safety…

هو نظام لضبط العملية (Process)
بينما Functional Safety لضمان السلامة (Safety Integrity).

هما مكملان لبعض، وليس بديلان.

🧪 عندما يصبح Failure "صغير" ولكنه خطير: مثال من الواقع

في الحلقة طرح الضيف مثالاً حول الـWipers (مساحات الزجاج):

قد يبدو نظام wipers بسيطاً، لكنه Safety-Critical إذا:

• المطر شديد
• السرعة عالية
• والرؤية صفر

Failure واحد في توقيت حساس قد يؤدي لحادث خطير.

لذلك تُطبق مفاهيم:

• Redundancy
• Fault Monitoring
• Safe State
• Reaction Time

على أنظمة تبدو بسيطة، لكنها ذات تأثير مباشر على حياة الإنسان.

🔧 Hardware Failures ليست أقل خطورة من Software Failures

تحليل المخاطر يشمل:

✔ Hardware Failure Rate
✔ Memory Corruption
✔ Random Faults
✔ Electronic Noise
✔ Power Supply Issues

ويتم استخدام أدوات مثل:

• FMEDA (Failure Modes, Effects, and Diagnostic Analysis)
• Fault Tree Analysis
• Diagnostic Coverage

لتحديد احتمالية الفشل والتأكد من أنها ضمن الحدود المسموح بها من ISO 26262.

🛰️ Freedom of Interference – حماية المكونات من بعضها البعض

عندما تكون لديك عدة Software Components تعمل على نفس الـ ECU:

• Component A مسؤول عن Brake Control (Safety Critical)
• Component B خاص بإضاءة داخلية (غير Safety)

يجب ضمان:

أن Failure في B لن يؤثر على A

وهذا ما يسمى Freedom of Interference
من أهم مبادئ تصميم الأنظمة المدمجة الحديثة.

🚗💻 Cybersecurity وتأثيره المباشر على Functional Safety

هنا تأتي نقطة مهمة جداً ناقشها الضيف:

الهاكر يمكنه تحويل Vehicle Safety Function إلى خطر حقيقي.

مثال:
وظيفة AEB (Automatic Emergency Braking)

• قد يحاول الهاكر تعطيلها
• أو تفعيلها في وقت غير مناسب
• أو تزوير بيانات الكاميرا أو الرادار

لذلك أصبح ISO 21434 جزءاً أساسياً من تطوير الأنظمة.

هجوم سيبراني يساوي:

Loss of Controllability → Hazard → Safety Issue

ولهذا Cybersecurity لم يعد مجالاً منفصلاً عن Functional Safety.

🌐 V2X — عندما تتواصل السيارة مع كل شيء

مع انتشار:

• OTA Updates
• Car-to-Car Communication
• Car-to-Cloud
• Car-to-Charger
• Smart Infrastructure

أصبحت السيارة جزءاً من شبكة واسعة.
هذا يجعل أي نقطة ضعف في الشبكة → ثغرة Safety.

مثلاً:

• تحديث OTA تالف
• رسالة كاذبة من مركبة مزيفة
• تلاعب في Charging Station

كلها تهدد Safety وتحتاج تصميم يستوعب هذا التعقيد.

🔮 هل ما زال Embedded Systems مجديًا للشباب؟

سؤال مهم جداً ناقشه الضيف:

هل ما زال المجال يستحق الاستثمار؟

هل AI سيأخذ الوظائف؟

هل السوق مشبع؟

الإجابة:

نعم، المجال ما زال قوياً ومطلوباً عالمياً.

ولعدة أسباب:

1. Functional Safety لن يتم استبدالها بالذكاء الاصطناعي
2. Cybersecurity في السيارات في بداية عصرها
3. نمو الـ EV وAutonomous Driving ضخم
4. المعايير العالمية تزداد وليس العكس
5. الطلب على engineers الذين يفهمون systems أكبر من أي وقت

🧭 كيف يبدأ المهندس في Functional Safety؟

مسار مقترح من الضيف:

1) تعلم Embedded Systems Basics

• C programming
• Microcontrollers
• Interrupts
• Debugging
• Real-Time Concepts

2) فهم System Engineering

• Requirements
• Architecture
• Interfaces
• V-Model

3) تعلم Quality Systems

• ISO 9001
• ASPICE
• Testing Fundamentals

4) تعلم Safety Concepts

• HARA
• ASIL
• FMEA
• FMEDA
• Safe State
• Reaction Time

5) خذ تدريب Functional Safety Engineer

(مثلاً TÜV أو SGS)

6) دمج AI وCybersecurity

• ISO PAS 8800 (AI Safety)
• ISO 21434 (Cybersecurity)

🤖 AI ليس بديلاً… بل أداة قوية للمهندس

الذكاء الاصطناعي سيزيد سرعة التطوير:

• كتابة كود
• تحليل Logs
• اكتشاف Design Issues
• توليد Test Cases
• تسريع Documentation

لكن:

لن يستبدل مهندس يفهم Systems وSafety.

مثل الآلة الحاسبة… لم تلغِ المحاسب، لكنها جعلته أسرع وأذكى.

🎯 الخلاصة

Functional Safety وCybersecurity أصبحا العمود الفقري للصناعات المدمجة، ليست فقط في السيارات بل في:

• Robotics
• Aviation
• Medical Devices
• Industrial Automation
• Energy Systems

وفي عالم يتجه إلى Electric & Autonomous Vehicles، الطلب على المهندسين المتخصصين سيزيد وليس يقل.