Современные проблемы анализа и надёжности АСУТП

Дурнев В.Н.
к.т.н.Черняев А.Н.
Царев В.С.
Цели анализа надежности АСУ ТП
 Определение прогнозируемого уровня надежности АСУ ТП и их
составляющих.
 Сравнительный анализ структурных решений АСУ ТП и обоснование
выбора оптимальных вариантов по критериям надежности.
 Проверка соответствия прогнозируемого уровня надежности АСУ ТП
требованиям нормативных документов, программ обеспечения
надежности, технических заданий или контрактов.
 Предоставление проектировщикам объективной информации о
состоянии системы, наиболее слабых (опасных) элементах (узлах,
компонентах) и рекомендаций по увеличению надежности АСУ ТП.
 Повышение качества, конкурентоспособности и эффективности
проектируемых АСУ ТП.
2
Алгоритм анализа надежности АСУ ТП
Проект АСУ ТП
Определение систем и
подсистем
Декомпозиция
Определение функций
Распределение функций
по системам и
подсистемам
Назначение требований
к надежности
оборудования
Алгоритм анализа –
итерационная
процедура движения к
оптимуму.
Назначение требований
к надежности функций
Анализ прогнозируемого
уровня надежности
Анализ путей повышения
надежности
3
Назначение требований к надежности АСУ ТП
Назначение
требований к
надежности
Анализ
последствий
отказов
Назначение
требований к
риску
4
АСУ ТП с точки зрения надежности
Использование E/E/PE систем для построения современных АСУ ТП
усложняет количественную и качественную оценку надежности,
так как требует параметрического расширения модели надежности для
повышения ее адекватности рассматриваемому свойству АСУ ТП, в
нашем случае – свойству постепенной деградации системы под
воздействием потока отказов.
5
АСУ ТП с точки зрения надежности
Современные АСУ ТП – многокомпонентные многосвязные системы.
Число элементов в
системе, n
Число возможных
состояний системы
5
31
20
1.049*10^6
60
1.153*10^18
100
1.268*10^30
«Проклятие
размерности»
Важно отметить, что декомпозиция системы до уровня автономных
структурных единиц малой размерности приводит к значительному
загрублению оценки надежности.
6
Модель надежности АСУ ТП
Модель надежности АСУ ТП должна учитывать:
 наличие средств диагностики, характеризуемых параметрами:
 глубина диагностики;
 интенсивность обнаружения скрытых отказов;
 восстановление работоспособного состояния элементов системы:
 в процессе функционирования при обнаружении отказов элементов, не
влекущих за собой нарушения функционирования системы,
характеризуемого параметром «интенсивность частичного восстановления»;
при отказе такого количества элементов, которое нарушило
функционирование системы, характеризуемого параметром «интенсивность
полного восстановления системы»;
 деградацию системы при отказе элемента или группы элементов системы в
процессе восстановления;
 деградацию системы при отказах по общей причине, характеризуемую
параметром «интенсивность отказов по общей причине».
7
Расчет надежности АСУ ТП
Являются ли рассчитанные показатели
надежности достаточным для суждения
о приемлемости рассматриваемой
системы?
Довод ответить «нет»
Без расчета условий поддержания системы на заданном уровне
надежности, а именно затрат на профилактику и восстановление ее
элементов, невозможно судить о экономической целесообразности
разработки и эксплуатации рассматриваемой системы.
8
Один из подходов
к оценке надежности АСУ ТП
Требования к
показателям
надежности
Составление RBD
Задание порога
значимости состояния
Преобразование RBD в
Марковскую цепь
Фильтрация
малозначащих
состояний
Определение
показателей надежности
Построение Марковской
цепи со значащими
состояниями
Определение
интенсивности запросов
на восстановление
Проверка соответствия
показателей надежности
требованиям
Расчет СМО
Принятие решения
Определение условий
поддержания
показателей надежности
Оценка риска
9
Спасибо за внимание!
10