تحلیل درخت خطا

روش ارزیابی درخت خطا، مدلی منطقی – گرافیکی است که از آن برای شرح چگونگی وقوع وقایع ناخواسته ویژه در یک سیستم که ممکن است به وسیله اثرات یک نقص ساده یا ترکیبی از نقایص ایجاد شود، استفاده می‌­شود. در این ابتدا رویدادهایی که می‌­توانند بر روی مأموریت سیستم تأثیر بگذارند تعیین شده و سپس با منطق and و or روند تکوین شکست‌­ها تا رسیدن به نامطلوب­‌ترین اتفاق ممکن پیگیری می‌­شود. تعاریف و علائم مورد استفاده در این روش در جدول ۱۲ نشان داده شده‌اند.

جدول ۱۲ – نشانه­‌ها و تعاریف مورد استفاده در تحلیل درخت خطا

مراحل انجام مطالعات راستی آزمایی SIL برای یک SIF با استفاده از تحلیل درخت خطا به شرح زیر است:

مرحله اول: شرح عملکرد SIF و جمع آوری اطلاعات مورد نیاز

با توجه به نمودارهای منطقی و دیگر مدارک مهندسی کلی اجزاء SIS مشخص شده و عملکرد هر یک از آنها در هنگام بروز تقاضا مشخص می­‌شوند. ممکن است یک عنصر یا تجهیز به صورت مشترک در چندین SIF عملکرد داشته باشد. به طور مثال یک شیر SDV که توسط چندین فرمان مختلف بسته می­‌شود. اگر SIF های مختلف فعال‌کننده این عنصر دارای سناریو و تقاضاهای متفاوتی باشند (به طور مثال یکی در افزایش سطح به علت بسته شدن شیر خروجی فعال شود و دیگری در افزایش فشار به علت آتش سوزی)، در این صورت SIF ها مستقل از هم بوده و جداگانه بررسی می­‌شوند. در غیر این صورت SIFها مستقل نبوده و مانند یک SIF با آن برخورد می­‌شود.

مرحله دوم: تعیین رویداد رأس

از آنجایی که برای هر SIF دو ماموریت تعریف می‌­شود، رویداد رأس در تحلیل درخت خطا، عدم دستیابی به هر یک از این دو ماموریت می­‌تواند باشد. بدین ترتیب:

  • برای تعیین مقدار SIL یک SIF رویداد رأس عدم توانایی SIF در پاسخ به تقاضای ایمنی ایجاد شده در فرآیند است که می‌­تواند منجر به بروز پیامدهای رویداد خطرناک شود.
  • برای محاسبات قابلیت دسترسی یا پایداری تولید رویداد رأس ایجاد توقف کاذب در فرآیند تولید و پایداری عملکرد سیستم است.

مرحله سوم: تعیین رویداد­های پایه

عدم عملکرد صحیح هر یک از عناصر SIS به عنوان رویداد پایه شناخته می‌­شود. عوامل خرابی مشترک در سیستم­‌های دارای افزونگی نیز به صورت یک رویداد پایه در نظر گرفته می‌­شود.

مرحله چهارم: رسم درخت خطا

درخت خطا به صورت بالا به پایین و از رویداد رأس تا رویدادهای پایه ترسیم می­‌شود. در زمان ترسیم دروازه‌­های منطقی بر اساس توالی عملکرد و افزونگی موجود بین اجزاء SIS اعمال می­‌شوند.

مرحله پنجم: ارزیابی کیفی ساختار درخت خطا

درخت خطای ترسیم شده به صورت کیفی و از پایین به بالا ارزیابی می­‌شود و اشکالات احتمالی نظیر اشکالات منطقی، کامل نبودن رویداد­های پایه، نقص در داده‌­ها مشخص و برطرف گردند.

مرحله ششم: انجام محاسبات

محاسبات درخت خطا بسیار ساده بوده و بر اساس روش‌­های جبر بول انجام می‌­شود. بدین ترتیب که برای دو رویداد مستقل A و B احتمال منطق های مختلف طبق روابط زیر بدست می­‌آید:

و برای n رویداد مستقل این روابط به شکل زیر خواهند بود:

همچنین محاسبات را می­‌توان توسط نرم‌افزارهایی مانند CAFTA، OpenFTA، ISOGRAPH، BlockSim و … انجام داد.

دکتر علی بقایی