Практика обеспечения ремонтопригодности комплексной системы безопасности промышленного объекта

Ремонтопригодность комплексной системы безопасности (далее – КСБ) промышленного объекта является одним из основных свойств ее надежности и позволяет оптимизировать приспособленность КСБ к быстрому и удобному выполнению работ по техническому обслуживанию и ремонту с использованием автоматизированных средств контроля, а также обеспечить снижение затрат времени на плановые и внеплановые работы по поддержанию КСБ в работоспособном состоянии за счет роста производительности труда обслуживающего персонала.

В данной статье рассмотрим практические аспекты обеспечения ремонтопригодности КСБ современного ПО в рамках операционной схемы, приведенной на рис. 1.

Определение, требования и показатели ремонтопригодности КСБ
Комплексная система безопасности промышленного объекта определяется в статье как сложная организационно-техническая система, выполняющая возложенные на нее функции обеспечения безопасности ПО в рамках установленных для него показателей и условий защищенности.

Ремонтопригодность КСБ (по ГОСТ Р 53480–2009) – свойство КСБ, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов (ТОиР).

Техническое обслуживание КСБ – это комплекс операций, выполняемых для обеспечения возможности применения КСБ по назначению в течение установленного срока службы.

Ремонт КСБ – совокупность технически возможных и экономически целесообразных мероприятий, связанных с поддержанием и частичным или полным восстановлением работоспособности КСБ.

Работоспособное состояние КСБ – такой вид ее технического состояния, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям конструкторской документации.

Требования к ремонтопригодности КСБ устанавливаются в техническом задании заказчика на разработку КСБ для данного ПО, а их реализация осуществляется в проектных решениях разработчика КСБ (контрагента ПО) и на этапе производства. Ремонтопригодность КСБ определяется эксплуатационной и ремонтной технологичностью системы.

К числу показателей ремонтопригодности КСБ могут быть отнесены среднее время восстановления работоспособного состояния (по ГОСТ Р 53480–2009) и среднее время ремонта (общая продолжительность восстановительного ремонта в течение заданного интервала времени, деленная на число случаев такого ремонта за то же время).

Эксплуатационная технологичность КСБ

Под эксплуатационной технологичностью КСБ (ЭТС) понимается совокупность конструктивно-технологических (включая электрические) свойств КСБ, определяющих приспособленность системы к выполнению всех видов работ по ТОиР в принятых условиях эксплуатации с использованием наиболее эффективных технологических процессов. Перечень указанных свойств, являющихся качественными характеристиками КСБ, приведен в таблице.

Количественная оценка ЭТС
Количественная оценка ЭТС возможна с помощью выраженных в цифровой форме:

• базового показателя КБ ЭТС, выбираемого в результате анализа статистических данных об аналогах или прототипах КСБ;
  
• фактического показателя КФ ЭТС, представляющего собой отношение числового параметра технического решения КСБ к параметру аналога или прототипа КСБ, подобранного по функционально однородным признакам;
  
• комплексного показателя КУ= КБ / КФ, характеризующего уровень ЭТС, достигнутый в результате проектирования СЗИ.

Эти показатели являются основанием для выбора целевой функции Z обеспечения ЭТС, имеющей вид Z1:КФ≥ КБ или Z2:Кy≥ 1.

Алгоритм оценки ЭТС
Схема алгоритма указанной оценки, приведенная на рис. 2, предусматривает анализ соответствия КСБ избранной целевой функции и принятие решения о достижении заданного уровня ЭТС.

Ремонтная технологичность КСБ
Под ремонтной технологичностью КСБ (РТС) понимается приспособленность КСБ к быстрому и удобному проведению двух видов ремонта:

• профилактического (предупредительного);
  
• восстановительного.
  

Профилактический ремонт КСБ проводится с целью предупреждения перехода КСБ (функциональных подсистем) из исправного состояния в неисправное вследствие дефектов. Планирование указанного ремонта осуществляется без учета технического состояния КСБ и может базироваться либо на средних показателях безотказности аналогов (прототипов) КСБ, либо на результатах индивидуального прогнозирования долговечности КСБ.

"Отработка тревожных событий в распределенных торговых сетях" читать >>>

Восстановительный ремонт предусматривает устранение отказов КСБ, возникающих в случайные моменты времени. Планирование восстановительного ремонта КСБ возможно лишь в средних статистических показателях на большие промежутки времени (например, на календарный год).

Отказы КСБ и автоматизация их анализа

Отказ КСБ (входящих в его состав функциональных подсистем) – это событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния КСБ (ФП). В общем случае к критериям отказов КСБ могут быть отнесены:

• прекращение функционирования или снижение эффективности (степени пригодности для использования по назначению) функциональных подсистем КСБ;
  
• отклонение от нормы определяющих параметров, используемых при контроле для определения вида технического состояния КСБ;
  
• возникновение внеплановых процессов (режимов) в работе;
  
• достижение заданного срока службы (ресурса);
  
• технико-экономическая нецелесообразность продолжения эксплуатации КСБ (например, увеличение простоев из-за частых ремонтов).
  

В каждом конкретном случае указанные признаки должны быть согласованы с характеристиками контролепригодности функциональных подсистем КСБ, позволяя с наибольшей простотой (органолептически или с использованием технических средств) обнаружить факт отказа, иметь минимальное (допустимое) время между моментом возникновения отказа и его обнаружением, обеспечить максимальную достоверность и однозначность (полное соответствие признака факту отказа).

Вариант укрупненной структурной схемы построения аппаратуры для анализа отказов приведен на рис. 3. Схема имеет следующие функциональные компоненты:

• устройство поиска (диагностирования) отказавшей ФП, обеспечивающее проверку (подтверждение) наличия отказа, обнаруженного обслуживающим персоналом КСБ;
  
• устройство оценки достоверности обнаружения отказавшей ФП, устанавливающее соответствие между результатами действий устройства диагностирования (апостериорной информацией) и данными банка априорной информации об отказах ФП в зависимости от конкретных условий их работы;
  
• устройство формирования заключения о результатах анализа, на основе которого принимается решение либо о достижении достаточной достоверности анализа отказавшей ФП, либо о необходимости перехода к повторному анализу на прежнем уровне иерархии с привлечением дополнительной априорной информации или других методов (средств) технического диагностирования.

Алгоритм восстановительного ремонта КСБ
Схема алгоритма восстановительного ремонта КСБ приведена на рис. 4. Его реализация достигается посредством выполнения следующих процедур:

• анализ заданных требований к техническому состоянию КСБ, определяемому по степени соответствия фактических значений показателей и/или качественных признаков КСБ установленным в технической документации на КСБ;
  
• измерение определяющих параметров КСБ, характеризующих ее техническое состояние в момент времени Тн, с помощью аппаратуры автоматизированного контроля (вариант структуры указанной аппаратуры описан выше);
  
• анализ полученных результатов измерения (контроля) параметров КСБ и оценка фактического технического состояния Sф(Tн) КСБ (ФП);
  
• сравнение фактического технического состояния КСБ с установленным уровнем SТЗ(Tн) и принятие решения о проведении восстановительного ремонта в случае невыполнения условия Sф(Tн) ≥ SТЗ(Tн);
  
• поэтапное выполнение пяти восстановительных процедур:
  

1. поиск дефектной КСЕ после обнаружения отказа функциональной подсистемы (ФП);
   
2. локализация дефектной КСЕ и замена ее на кондиционную;
   
3. послеремонтная регулировка, настройка, калибровка ФП;
   
4. повторное измерение параметров ФП, характеризующих работоспособное состояние;
   
5. подтверждение восстановления КСБ после ремонта.
   

Общее время Тр восстановительного ремонта КСБ оценивается по формуле:

где tj – время, затрачиваемое на выполнение j-й процедуры, общее число которых равно N.

Проверено в деле

Общепринятой аксиомой в среде специалистов является то, что при решении вопроса о применении КСБ по назначению оценивается уровень ее работоспособности, а при выполнении ТОиР определяется уровень неработоспособного состояния.

Приведение указанных уровней во взаимное соответствие однозначно предопределяется описанной практикой обеспечения ремонтопригодности КСБ.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" №6/2019