Slide 1 - NO

Download Report

Transcript Slide 1 - NO

Slide 1

1

IEC 61511
– en oversikt over endringer fra IEC
61508 som kan få betydning
Mary Ann Lundteigen
NTNU
Medlem av IEC 61511 komiteen
PDS
PDSforum
forum– –26.
26.okotober
oktober 2010


Slide 2

2

Innhold
Agenda
Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6

• IEC 61508 og relaterte standarder
• IEC 61511 – tidsskjema
• Et utvalg av endringer i:





Del 1
Del 2
Del 4
Del 6

Unntak: Jeg dekker ikke endringer i del 3 og del 5.

Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 3

3

IEC 61508 og relaterte standarder
Agenda

IEC 61508

Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

IEC 61511

IEC 62061

(Prosessindustri (Maskineri)
inkl. O&G)

IEC 61513

ISO 26262

(Kjernekraft)

(Bil)

IEC 62425
IEC 62269
(Jernbane)
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 4

4

Endringer i IEC 61511 – hva kan vi vente
Nasjonale kommentarer
Hvilke endringer
er relevante for
IEC 61511?

Agenda
Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6

IEC 61508
(ed 2)

IEC 61511
( under revision)

Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 5

5

Jan Ståle Austbø (Statoil),
Cato Bratt (ABB),
Mary Ann Lundteigen (NTNU)

Tidsplan
Agenda

IEC 61511 (Draft)
(2011 eller 2012?)

IEC 61511 (ed 1)
(2003)

Generelt
Endringer

2000

2010

2020

Del 1
Del 2

Ed 2(2004)
Ed 1(2001)

Del 4
Del 6
Konklusjon

IEC 61508 (ed1)
(1998-2000)
OLF 070

IEC 61508 (ed2)
(2010)
Mats Gunnmarker (Exida)
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 6

6

Endringer IEC 61508 – i korthet

Agenda
Generelt
Endringer
Del 1

Tema

Endring

Del

Safety lifecycle

En ny fase introdusert

1

Feil-klassifisering

To nye feiltyper introdusert
• “No part” og “no effect”

2

Krav-spesifikasjon Tydeligere skille mellom SIS SRS og SIS design
SRS

1,2

SIL 4

Døren til SIL 4 åpnes på gløtt…

1

Hardware design

• Egne krav til ASIC design
• Ny “vei” til architectural constraints
• Systematic capability – et nytt begrep for
”systematic safety integrity”
• Må lage safety manual

(1), 2
Ref AC
Ref SC

Ledelse/
management

Krav til grad av uavhengighet er “normativt”

1

Pålitelighetsanalyse

Ønske om bruk av mer “avanserte metoder”.
Mer fokus på usikkerhetsvurdering.
CMooN introdusert .

6

Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

Ref SM

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 7

7

IEC 61511 – status endringer
Agenda
Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

Generelt:
• Møysommelig
implementering av
nasjonale kommentarer
HFT/AC:
• Rute 2H velges som
utgangspunkt
• Samme klassifisering (A
og B) som i IEC 61508

Programvare:
• Hele seksjon 12 er under
omskriving
Safety manual for ”prior
use”:
• Klargjøring
• Diskusjoner om hva dette
skal være – leverandørens
del versus brukerens
ansvar for ”deklarasjon”

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 8

8

Agenda
Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 9

9

Agenda
Generelt
Endringer
Del 1

Et utvalg av endringer i
del 1

Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 10

10

Endring i SIS
safety lifecycle
Agenda

Fase 9 splittet i to deler

Forenklet
begrepsbruk
(Tidligere fase 10
og 11 er blitt ny
fase 11)

Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 11

11

Kravspesifikasjoner – i tre ”nivåer” (Ed 2)
Agenda
Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4

Documentation of
allocation Overordnede krav
til alle sikkerhetsfunksjoner .
Begrunnelse for allokering.
E/E/PE system SRS:
Prosessingeniørens krav” til SIS
funksjoner (responstid, SIL krav,
safe state, mode of operation,
etc)

Del 6
Konklusjon

SIS design requirements
specification:
SIS designerens design krav for
SIS
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 12

12

Kravspesifikasjoner – i tre ”nivåer” (Ed 2)
Agenda
Generelt
Endringer
Del 1
Del 2

Documentation of
allocation:

Krav i kapittel 7.6 I del
1.
E/E/PE system SRS:
Krav til innhold står i
kapittel 7.10 i del 1.

Del 4
Del 6
Konklusjon

SIS design requirements
specification:
Krav til innhold står i
kapittel 7.2 i del 2.

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 13

13

”SIL 4 diskusjonen”
Agenda

“SIL 4 krav er et resultat
av dårlig design”

Tradisjonelt vært prosess
Industriens standpunkt

Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

“SIL 4 systemer er et
naturlig resultat av stadig
mer pålitelig teknologi”

Jernbane stiller SIL 4
krav til sine systemer – og
kravene bygger på
analyser av eksisterende
signalanlegg

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 14

14

”SIL 4 diskusjonen”
Agenda
Generelt
Endringer
Del 1

Er det å tro at vi kan bygge
og ikke minst drifte SIL 4
funksjoner det samme som
å tro på julenissen?

Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 15

15

SIL 4 – kravene har i alle fall endret seg…
Agenda
Generelt
Endringer

IEC 61508 (ed 1):
• Krav til (betydelig)
operasjonell erfaring
med utstyret som skal
inngå i SIL 4 funksjoner

Del 1
Del 2
Del 4
Del 6

•Analyser og tester må
vise at SIL 4 kravet kan
oppfylles

IEC 61508 (ed 2):
• Er SIL 4 virkelig nødvendig?
– mulig å allokere SIL 4 kravet til
flere systemer?
• Hvis SIL 4 krav allikevel stilles
til enkeltsystemer:
– Tilleggsanalyser for å sikre
uavhengighet fra andre
systemer (CCF analyse)

Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 16

16

Kompetanse – blitt mer eksplisitte krav
Agenda
Generelt

IEC 61508 (ed 1):
• Annex B som dekket
krav til kompetanse var
”informativt”

IEC 61508 (ed 2):
• Tilsvarende krav er tatt i i
seksjon 6 ”Management of
functional safety”

Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 17

17

Agenda
Generelt
Endringer
Del 1

Et utvalg av endringer i
del 2

Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 18

18

Feil og feilklassifisering
Ed 1
Agenda

Sikre (safe/S)

Generelt

Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

Ed 2

No part
No effect

Endringer
Del 1

Sikre (S*)

Farlige detektert (DD)

Feil
Farlige
(Dangerous/D)

Farlige udetektert (DU)

No effect failure:
failure of an element that plays a part in implementing the safety
function but has no direct effect on the safety function.

No part failure:
failure of a component that plays no part in implementing the safety
function.
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 19

19

Feil og feilklassifisering
Ed 1
Agenda

Sikre (safe/S)

Generelt

Del 2

Ed 2

No part
No effect

Endringer
Del 1

Sikre (S*)

Farlige detektert (DD)

Feil
Farlige
(Dangerous/D)

Farlige udetektert (DU)

Del 4
Del 6
Konklusjon

Kommentar:
No part + No effect feil tilsvarer det vi kaller ”non-critical” feil
i PDS metoden
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 20

20

Endringen i feil og feilklassifisering betyr…
Agenda

… at No part og No effect ikke skal tas med i safe
failure fraction (SFF) – se anneks C.1.

Generelt
Endringer
Del 1

S FF 

 " S ikre" feilrater
"T otal" feilrate



 D D + S*
 D U   D D + S*

Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 21

21

Feil og feilklassifisering
Agenda
Generelt

Kommet inn en presisering om hva som kan
regnes som en DD feil i beregning av SFF.

Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

τDT + Repair time ≤ MTTR (i beregning)
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 22

22

Endringen i feil og feilklassifisering betyr…
Agenda
Generelt

… at partial stroke testing ikke kan brukes til
å forbedre SFF…

Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 23

23

Hardware fault tolerance (HFT)
Agenda
Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

Mange har satt spørsmålstegn ved behovet
for arkitekturbegrensninger (”architectural
constraints” /minimum HFT)
• I all fall i forhold til bruken av SFF
• I ny revisjon har vi fått et kompromiss:
• Arkitekturbegrensninger påvirkes av
SFF (Rute 1H)
• Arkitekturbegrensninger påvirkes ikke
av SFF (Rute 2H)
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 24

24

Slik det var i ed 1…
Agenda

Sensors
Generelt

Logic solver

Actuating
devices

Endringer
Del 1
Del 2
Del 4

• A eller B?
• SFF?
• SIL krav

Del 6

Krav til
HFT

Konklusjon

*eller ”architectural constraints” (AC)
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 25

25

Nå i ed 2…
Agenda
Generelt

Alternativ 1 - Route 1H
Vi gjør som før…
(men husk at utstyr nå kan få
en ny beregnet SFF)

Endringer
Del 1

Alternativ 2 - Route 2H

Del 2

SIL krav

Min HFT

SIL krav

HFT

Del 4

4

2

2

0 (LD) / 1 (HD)

3

1

1

0

Del 6
Konklusjon

Betinger:
•Usikkerhet presenteres (”90% konfidens eller vise distribusjon”)
•Mengde og relevans av pålitelighetsdata vurderes
•SFF i alle fall er > 60%
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 26

26

Systematic safety integrity
Agenda
Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

Krav til systematic safety integrity (i ed 1)
hindret i prinsippet bruk av, for eksempel, SIL
2 komponenter i SIL 3 funksjoner.
• I ed 2 er systematic capability (SC) blitt
introdusert
• SC bestemmes på komponentnivå (4
nivåer som for SIL)
• Under gitte betingelser kan komponentene
– når de sammenstilles – oppnå en høyere
SC
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 27

27

Slik var det i ed 1 …
Agenda

SIL1

•Subsystem vurdert til Hardware SIL 2 ut
fra HFT/AC

SIL1

•Subsystem vurdert til systematic safety
integrity level 1

Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

Systematic safety integrity level (komponentnivå) :
Alternativ 1:
• Følge krav for “control and avoidance of systematic failures” – noen
”SIL-avhengig”, mens andre er generelle
Alternativ 2:
• Dokumentere “proven in use”, inkludert det å sannsynliggjøre at
systematiske feil vil ha neglisjerbart bidrag (i forhold til SIL krav).
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 28

28

Slik er det blitt i ed 2
Agenda
Generelt

SIL1

•Subsystem vurdert til Hardware SIL 2 ut
fra HFT/AC

= •Subsystem NÅ vurdert til systematic
SIL1

capability level 2

Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

Begrensning:
SC (subsystem) kan ikke bli høyere enn SC
N+1

Systematic capability (komponentnivå):
Alternativ 1S : Tilsvarende alternativ 1 i ed 1

Alternativ 2S : Tilsvarende alternativ 2 i ed 1 (med noen endringer)
Alternativ 3S : Ny: Hvis gjenbruk av software – må oppfylle egne 3S
krav i IEC 61508-3
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 29

29

Kommentar – HFT/SC inkonsistens?
1oo3
Agenda

SIL2

N = HFT (= 2 i figuren)

Generelt

SIL1
Endringer
Del 1

SIL1

Her kan systemet betraktes
som SIL 4 (ut fra ”AC”)

Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 30

30

Kommentar – HFT/SC inkonsistens?
1oo3
Agenda

SC2

Generelt

SC1
Endringer
Del 1

N er her SC level
Her kan systemet betraktes
som SIL 2 (basert på SC)

SC1

Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 31

31

Andre endringer
– Safety manual må utarbeides
Agenda
Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

osv…
Ligner litt på det som kalles ”SAR” I OLF 070
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 32

32

Andre endringer
– Safety manual må utarbeides
Agenda
Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 33

33

Andre endringer
– Krav til ”Proven in use”
Agenda
Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

IEC 61508 (ed 1):
IEC 61508 (ed2):
•En liste av krav som •Omtrent samme
skal oppfylles
kravlisten
• Men krav til konfidens
•Feilraten skal ha en 70% er tatt ut her
konfidens på minst (i stedet nevnt i 7.4.9.5,
70%
del 2)
(70% confidens: Minst 70%
sannsynlighet for at feilraten er
mindre enn den det som er
estimert)
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 34

34

Agenda

Andre endringer
– hvordan kommunikasjon skal inngå i
pålitelighetsvurderinger

Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 35

35

Andre endringer: Integrated circuits (IC)
Agenda

To typer:
Masseproduserte
Applikasjonsspesifikke (ASIC)

Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

”On-chip redundancy”
•Krav for hvordan dette
oppnås innenfor samme
kort opp til SIL 3 (annex E)
•Merk:
– Egen metode for å
bestemme
fellesfeilandel (βIC)

Application specific IC (ASIC)
• Egne krav for å hindre
systematiske feil under
utvikling
(annex F)

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 36

36

Agenda
Generelt
Endringer
Del 1

Et utvalg av endringer i
del 4

Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 37

37

Endringer definisjoner og fortolkninger
• Dangerous /safe failures:
Agenda
Generelt

– Tydeliggjort at klassifisering av farlige og sikre
feil skjer på komponentnivå.

Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

• Mode of operation:
– Skilles mellom high demand, continuous demand
og low demand.
– Dette med ”2xtest frekvens” er fjernet

• PFD og PFH:
– Definisjon tatt inn. PFH er en frekvens!
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 38

38

Agenda
Generelt
Endringer
Del 1

Et utvalg av endringer i
del 6

Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 39

39

Beregning av PFD (IEC 61508-6)
Agenda
Generelt
Endringer

IEC 61508 (ed 1)

Nytt i IEC 61508 (ed 2)

Tilnærmingsformler
Tilnærmingsformler ”λτ/2 ”–
”λτ/2 ”– uten hensyn til hensyn til votering ved fellesfeil.
votering ved fellesfeil
CMooN introdusert.

Del 1
Del 2

Feiltre –PFD som funksjon av tid.
% over og under PFDavg

Del 4
Del 6
Konklusjon

• ”Dynamiske” analyser Multifase Markov og Petri Nets

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 40

40

CMooN i IEC 61508
Agenda
Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

•Litt andre verdier enn i PDS
•Ikke tatt inn i formelverk
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 41

41

Feiltreanalyse i
IEC 61508
Agenda
Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 42

42

Agenda

Dynamiske
analyser i IEC
61508

Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 43

43

Hva betyr dette for oss? Og PDS
metoden?
Agenda
Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6

λτ/2

eller

Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 44

44

Hva betyr dette for oss? Og PDS
metoden?
Agenda
Generelt
Endringer
Del 1

Blir nok viktigere
fremover å si noe
om usikkerhet i
analysen!

Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 45

45

Konklusjoner – IEC 61508 og IEC 61511
Agenda

• IEC 61508 har fått en mer rendyrket profil som en
”utviklingsstandard” for nytt utstyr

Generelt
Endringer
Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

• Skillet mellom IEC 61511 vil dermed fremstå
klarere
• Endringer i IEC 61508 vil gi behov for noen
oppdateringer i OLF 070 – og kanskje mer utvikling
av PDS metoden?
• Men når skal vi gjøre det? Vente på IEC 61511?
PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 46

46

Konklusjoner – fremdrift IEC 61511
Agenda
Generelt
Endringer

• Neste møte i desember 2010
• Dato for CDV bestemmes da

Del 1
Del 2
Del 4
Del 6
Konklusjon

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 47

47

Min mailadresse:

ROSS Geminisenter
www.ntnu.edu/ross

[email protected]

Min hjemmeside:
www.ntnu.edu/ross/rams/m
aryann

PDS forum – 26. oktober 2010


Slide 48

48

Forkortelser
β

Beta factor. Andel av
feilrate som er fellesfeil

CMooN

Korreksjonsfaktor for
fellesfeil ved andre
voteringer enn 1oo2

λ

Symbol brukt for feilrate

τ

Symbol brukt for
funksjonstestintervall

Safety integrity level

DD

Dangerous detected

SRS

Safety requirement specification

DU

Dangerous undetected

SC

Systematic capability

S

Safe

HFT

Hardware fault tolerance

OLF

Oljeindustriens landsforbund

PDS

Pålitelighet av databaserte styringssystemer

PFD

Probability of failure on demand

SAR

Safety analysis report

SFF

Safe failure fraction

SIL

PDS forum – 26. oktober 2010