Розробка методів забезпечення необхідного рівня повноти безпеки автоматизованих систем управління технологічними процесами

Автор(и)

  • Vitalii Ivanov Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-А, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400, Україна https://orcid.org/0000-0002-8698-0972
  • Oleksandr Baturin Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-А, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400, Україна https://orcid.org/0000-0003-2350-4036
  • Vоlоdymyr Lyfar Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-А, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400, Україна https://orcid.org/0000-0002-7860-9663
  • Serhii Mytrokhin Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-А, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400, Україна https://orcid.org/0000-0001-7357-8637
  • Lilia Lyhina Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-А, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400, Україна https://orcid.org/0000-0002-2855-3729

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.187716

Ключові слова:

Safety integrity level, електронні програмовані пристрої, інформаційні технології

Анотація

Сформульовано задачі дослідження, запропонована теоретична і методологічна концепція визначення показників надійності і безпеки апаратного та програмного забезпечення (ПЗ) для систем управління технологічними процесами (АСУТП). Представлені аспекти сучасних підходів до вирішення науково-технічної проблеми щодо забезпечення необхідного рівня повноти безпеки (РПБ) технічних засобів АСУТП об'єктами підвищеної небезпеки. В результаті аналізу та вивчення нормативно-правової бази були запропоновані окремі методи визначення кількісних показників контролю безпеки. Визначення РПБ досліджуваної апаратної частини складової АСУТП пропонується здійснювати гібридними методами експертного аналізу. Пропонується проводити аналіз загроз і функціональності з використанням спеціальних протоколів, які показують зв'язки між можливими причинами відмови елементів джерела, їх впливом на функціонування системи управління і наслідками відмови на функцій системи. Розглянуто існуючі методи та запропоновано оригінальні методи визначення стандартизованих показників надійності при аналізі SIL (safety integrity level). Розглянуто проблеми забезпечення необхідного рівня SIL при розробці систем керування технологічними процесами. Існуючі моделі і методи визначення рівня повноти безпеки систем управління небезпечними об'єктами в повному обсязі відповідають сучасним вимогам до процедур сертифікації. Раціональними для оцінки ймовірності відмов апаратної частини є методи дерев відмов (FTA – fault tree analysis), що визначають ймовірність ініціюючих небезпечних подій і метод дерев подій (ETA – event tree analysis) для урахування відмов систем захисту і визначення сценаріїв наслідків таких відмов

Біографії авторів

Vitalii Ivanov, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-А, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра програмування та математики

Oleksandr Baturin, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-А, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400

Старший викладач

Кафедра програмування та математики

Vоlоdymyr Lyfar, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-А, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра програмування та математики

Serhii Mytrokhin, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-А, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра програмування та математики

Lilia Lyhina, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-А, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400

Старший викладач

Кафедра програмування та математики

Посилання

  1. Ouazraoui, N., Nait-Said, R. (2019). An alternative approach to safety integrity level determination: results from a case study. International Journal of Quality & Reliability Management, 36 (10), 1784–1803. doi: https://doi.org/10.1108/ijqrm-02-2019-0065
  2. Ouazraoui, N., Bourareche, M., Nait-Said, R. (2015). Fuzzy modelling of uncertain data in the layers of protection analysis. 2015 International Conference on Industrial Engineering and Operations Management (IEOM). doi: https://doi.org/10.1109/ieom.2015.7093769
  3. Ouazraoui, N., Nait-Said, R., Bourareche, M., Sellami, I. (2013). Layers of protection analysis in the framework of possibility theory. Journal of Hazardous Materials, 262, 168–178. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2013.08.042
  4. Nait-Said, R., Zidani, F., Ouzraoui, N. (2009). Modified risk graph method using fuzzy rule-based approach. Journal of Hazardous Materials, 164 (2-3), 651–658. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.08.086
  5. Zhao, X., Malasse, O., Buchheit, G. (2019). Verification of safety integrity level of high demand system based on Stochastic Petri Nets and Monte Carlo Simulation. Reliability Engineering & System Safety, 184, 258–265. doi: https://doi.org/10.1016/j.ress.2018.02.004
  6. Calixto, E. (2016). Gas and oil reliability engineering: modeling and analysis. Gulf Professional Publishing, 808.
  7. Smith, D. J. (2017). Reliability, maintainability and risk: practical methods for engineers. Butterworth-Heinemann, 478.
  8. Ahn, J., Noh, Y., Joung, T., Lim, Y., Kim, J., Seo, Y., Chang, D. (2019). Safety integrity level (SIL) determination for a maritime fuel cell system as electric propulsion in accordance with IEC 61511. International Journal of Hydrogen Energy, 44 (5), 3185–3194. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.12.065
  9. Musyafa’, A., Nuzula, Z. F., Asy’ari, M. K. (2019). Hazop evaluation and safety integrity level (SIL) analysis on steam system in ammonia plant Petrokimia Gresik Ltd. AIP Conference Proceedings. doi: https://doi.org/10.1063/1.5095281
  10. Lee, B. C., Lee, H. S., Rhim, J. K. (2018). A Study on Safety Integrity Improvement of Oxidation Reactor on Propylene Oxide Process by Installed Safety Instrumented System (SIS). Advances in Intelligent Systems and Computing, 244–255. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-94391-6_23
  11. Simon, C., Mechri, W., Capizzi, G. (2019). Assessment of Safety Integrity Level by simulation of Dynamic Bayesian Networks considering test duration. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 57, 101–113. doi: https://doi.org/10.1016/j.jlp.2018.11.002
  12. Kim, S. K., Kim, Y. S. (2018). An Optimal Design Procedure based on the Safety Integrity Level for Safety-related Systems. KSII Transactions on Internet and Information Systems, 12 (12), 6079–6097. doi: https://doi.org/10.3837/tiis.2018.12.025
  13. Śliwiński, M. (2018). Safety integrity level verification for safety-related functions with security aspects. Process Safety and Environmental Protection, 118, 79–92. doi: https://doi.org/10.1016/j.psep.2018.06.016
  14. Morillo, J. L., Zéphyr, L., Pérez, J. F., Lindsay Anderson, C., Cadena, Á. (2020). Risk-averse stochastic dual dynamic programming approach for the operation of a hydro-dominated power system in the presence of wind uncertainty. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 115, 105469. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2019.105469
  15. Funktsional'naya bezopasnost' sistem elektricheskih, elektronnyh, programmiruemyh elektronnyh, svyazannyh s bezopasnost'yu. Ch. 1. Obshchie trebovaniya: natsional'nyy standart Rossiyskoy Federatsii GOST R MEK 61508-1-2007 (2008). Federal'noe agentstvo po tehnicheskomu regulirovaniyu i metrologii. Moscow: Standartinform, V, 44.
  16. Funktsional'naya bezopasnost' sistem elektricheskih, elektronnyh, programmiruemyh elektronnyh, svyazannyh s bezopasnost'yu. Ch. 2. Trebovaniya k sistemam: natsional'nyy standart Rossiyskoy Federatsii GOST R MEK 61508-2-2007 (2008). Federal'noe agentstvo po tehnicheskomu regulirovaniyu i metrologii. Moscow: Standartinform, V, 58.
  17. Funktsional'naya bezopasnost' sistem elektricheskih, elektronnyh, programmiruemyh elektronnyh, svyazannyh s bezopasnost'yu. Ch. 3. Trebovaniya k programmnomu obespecheniyu: natsional'nyy standart Rossiyskoy Federatsii GOST R MEK 61508-3-2012 (2014). Federal'noe agentstvo po tehnicheskomu regulirovaniyu i metrologii. Moscow: Standartinform, V, 97.
  18. Funktsional'naya bezopasnost' sistem elektricheskih, elektronnyh, programmiruemyh elektronnyh, svyazannyh s bezopasnost'yu CH. 6. Rukovodstvo po primeneniyu GOST R MEK 61508-2-2007 i GOST R MEK 61508-3-2007: natsional'nyy standart Rossiyskoy Federatsii GOST R MEK 61508-6-2007 (2008). Federal'noe agentstvo po tehnicheskomu regulirovaniyu i metrologii. Moscow: Standartinform, V, 62.
  19. Funktsional'naya bezopasnost' v nepreryvnyh proizvodstvah. Rukovodstvo po bezopasnosti protsessov. Natsional'nyy standart Rossiyskoy Federatsii GOST R MEK 61511-1-2011 (2013). Federal'noe agentstvo po tehnicheskomu regulirovaniyu i metrologii. Moscow: Standartinform, V, 66.
  20. Functional safety guidelines for safety related systems and other applications with SIL2, SIL3 level in accordance with IEC 61508 and IEC 61511. GM International Technology for safety (2013). Villasanta, 77.
  21. 12-1990 - IEEE Standard glossary of software engineering terminology. doi: https://doi.org/10.1109/ieeestd.1990.101064
  22. -2004 - IEEE Standard for Software Verification and Validation. doi: https://doi.org/10.1109/ieeestd.2005.96278
  23. ISO/IEC 12207:2008 Systems and software engineering – Software life cycle processes.
  24. Lyfar', V. A., Safonova, S. A., Ivanov, V. G. (2015). Development of optimization method of the repair work taking into account the risk indicators. Technology audit and production reserves, 2 (2 (22)), 11–17. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2015.40768
  25. Nair, S., Jetley, R., Nair, A., Hauck-Stattelmann, S. (2015). A static code analysis tool for control system software. 2015 IEEE 22nd International Conference on Software Analysis, Evolution, and Reengineering (SANER). doi: https://doi.org/10.1109/saner.2015.7081856
  26. Fagan, M. E. (1976). Design and code inspections to reduce errors in program development. IBM Systems Journal, 15 (3), 182–211. doi: https://doi.org/10.1147/sj.153.0182
  27. Henli, E. Dzh., Kumamoto, H. (1984). Nadezhnost' tehnicheskih sistem i otsenka riska. Moscow: Mashinostroenie, 528.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-12-17

Як цитувати

Ivanov, V., Baturin, O., Lyfar, V., Mytrokhin, S., & Lyhina, L. (2019). Розробка методів забезпечення необхідного рівня повноти безпеки автоматизованих систем управління технологічними процесами. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(2 (102), 70–78. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.187716

Номер

Том 6 № 2 (102) (2019): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості

Розділ

Системи управління в промисловості

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Vitalii Ivanov, Oleksandr Baturin, Vоlоdymyr Lyfar, Serhii Mytrokhin, Lilia Lyhina

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.