В рубрику "Комплексные системы безопасности" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Комплексная система безопасности производственного объектаСтойкость к воздействию внешних факторов в реальных условиях эксплуатации

В рамках операционной схемы, приведенной на рис. 1, рассмотрим методический подход к определению оценки стойкости комплексной системы безопасности производственного объекта (ПО) к воздействию внешних климатических, механических, магнитных, электрических и электромагнитных факторов (внешние воздействующие факторы – ВВФ) в реальных (действительных) условиях эксплуатации КСБ.

Основные термины

Используемые в статье ключевые понятия трактуются следующим образом:

• производственный объект – охраняемый объект с ограниченным доступом, производственная деятельность которого сопряжена с необходимостью обеспечения значимых для ПО видов безопасности (физической, информационной, транспортной и др.);
• комплексная система безопасности ПО – многофункциональная распределенная организационно-техническая система, объединяющая орган управления возложенными на систему базовыми функциями и совокупность функциональных технических подсистем (ФП), предназначенных для реализации указанных функций (см. ГОСТ Р 53704–2009);
• базовые функции КСБ – действия (операции), выполняемые ФП по отражению (пресечению) проектных угроз для ПО (ассоциируются с перечнем угроз и моделей нарушителей, реализующих эти угрозы);
• внешние воздействующие факторы – климатические, механические, магнитные, электрические и электромагнитные факторы, подлежащие контролю соответствия требованиям, установленным в эксплуатационной документации на КСБ;
• стойкость КСБ к воздействию ВВФ – свойство (способность) КСБ сохранять работоспособное состояние (по ГОСТ Р 53480–2009) в условиях и после воздействия ВВФ.

Определение реальных условий эксплуатации

Предполагается, что в зависимости от местонахождения ПО его комплексная система безопасности может эксплуатироваться в одной из климатических зон по ГОСТ Р ИСО 14050–99, а именно в зоне:

• умеренного климата – характеризуется сравнительно устойчивой температурой, влажностью и атмосферным давлением (температура воздуха изменяется от -30 до +30 °С при относительной влажности воздуха 70–80%);
• пустынного климата – отличается высокой дневной температурой (до +60 °С), низкой относительной влажностью (около 5%), интенсивным солнечным излучением и песчаной пылью;
• тропического климата – имеет высокую влажность воздуха (до 90–100%) и высокую дневную температуру (до +30…+40 °С). В этих условиях наблюдается интенсивный рост плесени (грибковых образований) и наличие опасных для электронной аппаратуры насекомых.

Особенности климатической зоны, в которой находится ПО с КСБ, и специфика производственной среды (стационарная случайная вибрация, наличие электромагнитных помех, запыленность воздуха и т.д.) определяют реальные условия эксплуатации КСБ.

Выбор номенклатуры ВВФ, воздействующих на КСБ

Номенклатура ВВФ, воздействие которых на КСБ может привести к нарушению работоспособности ФП или повреждению отдельных технических средств (устройств) КСБ, приведена в табл. 1.

В соответствии с ГОСТ Р 53480–2009 под работоспособностью ФП понимается состояние подсистем, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям конструкторской документации (КД). Повреждение технических средств (устройств) – это событие, заключающееся в нарушении исправного состояния указанных средств (соответствия их всем требованиям КД) при сохранении работоспособного состояния.

Разработка и реализация требований по стойкости КСБ к воздействию ВВФ

Стойкость КСБ к воздействию ВВФ является одним из основных свойств КСБ, составляющих ее качество. Отождествляя КСБ (по принадлежности) с продукцией по разовому заказу, под качеством КСБ здесь понимается (по ГОСТ 15467–79) нижеперечисленная совокупность свойств КСБ, обусловливающих ее пригодность для применения по назначению:

• конструктивно-технологические решения и технико-эксплуатационные характеристики КСБ;
• способность КСБ сохранять работоспособное состояние в условиях и после воздействия ВВФ;
• надежность КСБ (сочетание свойств безотказности, долговечности и ремонтопригодности КСБ);
• трудоемкость технического обслуживания (ремонта) КСБ и размер эксплуатационных расходов.

Стойкость КСБ к воздействию ВВФ обеспечивается в процессе разработки (проектирования) и испытаний КСБ (входящих в ее состав ФП). Она оценивается по уровню обеспечения работоспособности функциональных подсистем КСБ, под которым понимается относительный (удельный) показатель одного или нескольких свойств ФП (из числа чувствительных к воздействию ВВФ), которые характеризуют способность ФП выполнять заданные функции.

Порядок разработки требований

Требования по стойкости КСБ к воздействию ВВФ устанавливают в техническом задании ПО (заказчик) на разработку или совершенствование КСБ по согласованию со специализированной организацией – разработчиком КСБ (контрагентом ПО). Нормативный уровень ВВФ для конкретной климатической зоны, в которой находится ПО, определяют по техническому регламенту на КСБ, а при его отсутствии – руководствуясь положениями иных действующих нормативно-технических документов в предметной области.

При необходимости проводят проектно-изыскательские работы для уточнения условий эксплуатации технических средств (устройств) КСБ в местах их размещения, осуществления "привязки" мест установки указанных средств, определения основных трасс и способов прокладки кабельных соединительных линий.

Механизм реализации требований

Требования по стойкости КСБ к воздействию ВВФ реализуют в рамках системы управления качеством (СУК) КСБ с привлечением средств обеспечения, указанных в табл. 2.

В рамках данной статьи СУК определяется как совокупность управляющих органов и объектов управления, взаимодействующих с помощью информационных и материально-технических средств при управлении качеством КСБ на стадиях ее жизненного цикла.

Управляющие органы СУК – это координаторы (инженерно-технические подразделения ПО и его контрагента), осуществляющие методическое руководство работами по обеспечению качества КСБ при ее разработке, изготовлении, испытаниях и вводу в действие на ПО. К объектам управления в СУК относят:

• качество ФП и КСБ в полном комплекте (с точки зрения обеспечения стойкости к ВВФ и надежности функционирования в реальных условиях эксплуатации КСБ);
• качество конструкторско-технологической документации, применяемых комплектующих изделий (устройств), иных предметов труда;
• качество применяемого технологического оборудования, средств измерений и испытаний, иных средств труда;
• качество труда работников, выполняющих плановые задания в рамках СУК.

Система управления качеством КСБ предусматривает планирование, учет и контроль, анализ и оценку, выработку управляющих решений по выполнению заданных требований по обеспечению качества КСБ. Содержание указанных функций управления приведено в табл. 3.

Эффективность функционирования СУК достигается путем осуществления следующих мероприятий:

• установление критерия эффективности функционирования СУК;
• личное постоянное участие руководителей всех уровней в работах по СУК;
• умение реализовывать полученные знания и навыки с наименьшими трудовыми и материальными затратами;
• постоянное совершенствование условий функционирования СУК в соответствии с требованиями научно-технического прогресса.

Приемлемым для практики критерием эффективности функционирования КСБ может быть полнота выполнения требований и норм по обеспечению качества КСБ, установленных в действующих нормативно-технических документах и плановых заданиях.

Ответственность за пригодность СУК, принятой на ПО и у его контрагента для управления качеством КСБ, несет юридическое лицо, от имени которого декларируется эффективность функционирования СУК.

Организация испытаний КСБ на соответствие требованиям по стойкости к ВВФ

Испытания КСБ (входящих в ее состав ФП) на соответствие требованиям по стойкости к ВВФ проводят для подтверждения способности КСБ сохранять работоспособное состояние и стабильность параметров в пределах установленных норм в условиях и после воздействия ВВФ (см. табл. 1).

Специфичность конструктивного исполнения КСБ диктует необходимость разукрупнения системы применительно к возможностям лабораторного (стендового) оборудования контрагента ПО или аккредитованной испытательной лаборатории. Уровень разукрупнения КСБ выбирают с учетом конструктивных и функциональных связей, устанавливающих зависимость количественных и качественных характеристик объектов разукрупнения от характеристик КСБ в целом.

Разработка программы проведения испытаний

Программа испытаний является прерогативой контрагента ПО и привлекаемых им управляющих органов СУК и устанавливает:

• виды испытаний ФП, выбираемые исходя из номенклатуры ВВФ и предъявляемых к КСБ требований в части физических свойств ФП (см. табл. 4);
• план и режимы испытаний, периодичность контроля характеристик ВВФ и параметров ФП в процессе испытаний, последовательность контроля параметров после испытаний;
• критерии, характеризующие стойкость ФП к воздействию ВВФ (по уровню обеспечения работоспособности ФП);
• состав нормативно-технических и методических документов, которыми необходимо руководствоваться при проведении испытаний;
• вид отчетной документации по результатам проведения испытаний;
• сроки проведения работ и исполнителей работ (с указанием ответственных за их реализацию).

Оптимизация испытаний

Предусматривает сокращение объема испытаний ФП за счет:

• исключения испытаний по конструктивным признакам в случаях, когда стойкость ФП к данному ВВФ обеспечивается свойствами конструкции или физическими параметрами ФП;
• исключения испытаний на основе результатов проверки применяемых материалов ФП, для которых предусмотрены защитные средства;
• совмещения испытаний, имеющих близкие характеристики внешнего воздействия на ФП или обеспечивающих при совмещении более высокую информативность результатов;
• исключения дублирующих испытаний, выявляющих одни и те же свойства ФП, но при различных видах воздействия;
• установления оптимального времени испытаний, исходя из физических особенностей реакции ФП на конкретный вид внешнего воздействия.

Проведение испытаний

Испытания ФП согласно ПИ проводят на лабораторном (стендовом) оборудовании соответствующего назначения, аттестованном по требованиям ГОСТ Р 8.562–97. Для обеспечения измерений характеристик ВВФ и параметров ФП заблаговременно выполняют следующие мероприятия:

• определение и выбор координат точек для установки на элементах конструкции ФП первичных измерительных преобразователей (датчиков) уровней воздействия ВВФ;
• оценка ожидаемого диапазона изменения характеристик ВВФ в местах размещения указанных выше датчиков;
• разработка схем и методик проведения измерений характеристик ВВФ и параметров ФП, учитывающих все множество допустимых условий эксплуатации КСБ (см. ГОСТ Р 8.563–96. "ГСИ. Методики выполнения измерений").

Выбор средств измерений

Осуществляется с учетом требований ГОСТ Р 8.000–2000 "ГСИ. Основные положения". Средства измерений характеристик ВВФ и параметров ФП должны обеспечивать:

• соответствие требованиям к автоматизации процессов измерений (за счет многоканального построения с использованием последовательного и/или параллельного опроса датчиков);
• возможность измерений указанных выше характеристик и параметров во всех диапазонах, предусмотренных ПИ и схемой измерений;
• устойчивость к воздействию ВВФ (при необходимости с учетом применения мер защиты);
• соответствие требованиям действующих стандартов в части метрологического обеспечения (имеются в виду точность и достоверность измерений);
• относительную суммарную среднеквадратическую погрешность измерения измерительной системой не более 30%.

Кроме того, средства измерений должны удовлетворять требованиям по обеспечению безопасности работы с ними и времени готовности, а персонал, работающий с указанными средствами, – обладать навыками в проведении измерений.

Измерения и обработка их результатов

Измерения характеристик ВВФ и параметров ВП, подлежащих контролю, выполняются в условиях и режимах, предусмотренных ПИ. Для оценки работоспособности ФП в программе испытаний устанавливают нормативные (требуемые) значения контролируемых параметров ФП и критерии соответствия предъявленным требованиям.

Обработка результатов измерений предусматривает выполнение следующих операций:

• сбор, систематизация, проверка полноты и достоверности первичной информации, полученной при измерении характеристик каждого вида ВВФ в местах установки датчиков и контролируемых параметров ФП;
• установление зависимости количественных оценок указанных параметров ФП от количественных оценок характеристик ВВФ;
• анализ влияния экстремальных значений характеристик ВВФ на параметры ФП, характеризующие техническое состояние ФП, а также уточнение источников и причин возникновения экстремумов.

Материалы обработки результатов измерений являются основанием для определения оценки стойкости ФП конкретного назначения к воздействию ВВФ в реальных условиях эксплуатации КСБ.

Определение оценки стойкости КСБ к воздействию ВВФ

Согласно описанным процедурам определение оценки стойкости КСБ к воздействию ВВФ практически осуществляется на основе комплексного анализа результатов испытаний ФП, перечень которых приведен в табл. 4. Правомерность указанного подхода базируется на признании того, что КСБ считается выдержавшей испытания, если в процессе и после испытаний входящие в ее состав ФП удовлетворяют всем требованиям, значащимся в ПИ.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #6, 2018
Посещений: 3579

Автор Витольд Василец Руководитель бюро ООО "Московский электроламповый завод" Всего статей:  2

В рубрику "Комплексные системы безопасности" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций