Функционалдық қауіпсіздікте оператордың араласуы: Адам әрекеті мен жүйе тұтастығын теңестіру
Қазіргі заманғы өндірістік зауыттарда адам операторлары мен автоматтандырылған басқару жүйелерінің өзара әрекеті қауіпсіздік жағдайын анықтайды. PLC және DCS сияқты сандық жүйелер күнделікті тапсырмаларды орындайтын болса, адам операторлары күрделі шешім қабылдауда қажетті икемділікті қамтамасыз етеді. Алайда, адамның әрекетін функционалдық қауіпсіздікке енгізу үшін оператордың қауіп-қатер факторы немесе қорғаныс тосқауылы ретінде қызмет ететін кезін мұқият түсіну қажет.
Операторлардың қауіп-қатерді басқарудағы рөлін анықтау
Өнеркәсіп мамандары көбінесе «әрекет» пен «араласу» терминдерін ауыспалы түрде қолданады, бірақ олар қауіпсіздік талдауында әртүрлі ұғымдарды білдіреді. Оператордың әрекеті әдетте процедура аясындағы алдын ала жасалған қадам болып табылады. Ал оператордың араласуы — дамып келе жатқан қауіптің алдын алу үшін қабылданатын реактивті шара.
Бұл рөлдерді ажырату Қорғаныс Қабаттарын Талдау (LOPA) және Қауіпсіздік Құралдары Функциясының (SIF) Қауіпсіздік Тұтастығы Деңгейін (SIL) анықтау үшін өте маңызды. Бұл рөлдерді дұрыс жіктемеу қауіп азайту коэффициентінің (RRF) дәл есептелмеуіне әкеліп, зауыттың жеткіліксіз қорғалуына себеп болуы мүмкін.
Адамдық қате бастамашы оқиға ретінде әрекет еткенде
IEC 61511 стандартына сәйкес, бастамашы оқиға (IE) — процесті қауіпті күйге итермелейтін кез келген ақау. Егер оператор қате жасап, мысалы, дұрыс емес қол клапанын ашса немесе іске қосу тәртібін орындамаса, ол талаптың көзіне айналады.
Сандық қауіп-қатер бағалауында біз мұндай қателерге бастамашы оқиға жиілігін (IEF) тағайындаймыз. CCPS және Exida деректеріне сүйенсек, маңызды адамдық қате жиілігі жылына 0,1-ге тең. Бұл дегеніміз, қауіпсіздік инженерлері он жылда бір рет адамнан туындайтын талапты күтеді. Бұл әрекет қауіпті тудырғандықтан, сол сценарийде қорғаныс қабаты ретінде есептелмейді.
Қолмен тәуелсіз қорғаныс қабаттарының критерийлері
Операторлар қауіпті тізбекті сәтті тоқтатса, олар тәуелсіз қорғаныс қабаты (IPL) ретінде есептелуі мүмкін. Алайда, бұл мәртебеге ие болу үшін қатаң талаптар орындалуы тиіс. Араласу тәуелсіз болуы керек, яғни жауап беруші адам қатені жасаған адам болмауы қажет.
Сонымен қатар, операторда жеткілікті Өндірістік Қауіпсіздік Уақыты (PST) болуы керек. Егер реактор 30 секундта қауіпті күйге жетсе, ал оператор қол клапанына жету үшін бес минут қажет етсе, адам факторы қауіпті азайтуға әсер етпейді. Стандарттар бойынша оператордың араласуы жарамды IPL ретінде есептелуі үшін қолжетімді PST кемінде 15-20 минут болуы тиіс, бұл дабылды тануға және физикалық қозғалысқа мүмкіндік береді.
Қолмен әрекеттерді SIF тізбегіне енгізу
Кейбір өндірістік автоматтандыру жүйелерінде Қауіпсіздік Құралдары Функциясына (SIF) «Қолдан-Авто» ауыстырып қосқышы немесе Төтенше Өшіру (ESD) батырмасы сияқты қолмен бастау компоненті кіреді. IEC 61511-2 стандартына сәйкес, егер SIF-ті іске қосу үшін қолмен әрекет қажет болса, оператор қауіпсіздік тізбегінің бір бөлігіне айналады.
Бұл жағдайда батырма, сымдар, логикалық шешуші және оператордың дайындығы бірге тексерілуі тиіс. SIF сенімділігі Адам Сенімділігін Талдауға (HRA) тәуелді болады. Егер оператор батырманы баспаса, бүкіл SIF істен шығады. Сондықтан қолмен басқарылатын SIF-тер әдетте SIL 1 деңгейінен жоғары бағаланбайды, себебі адам өнімділігінің өзгергіштігі стресс жағдайында жоғары болады.
Оператор деректері негізінде мақсатты SIL-ді есептеу
LOPA есептеулерінде біз SIF үшін мақсатты PFD (Талап бойынша ақау ықтималдығы) IEF және бар IPL-дарды бағалау арқылы анықтаймыз. Мысалы, резервуардың асып толуы уытты ағып кетуге әкеледі делік. Егер оператор қатесінің IEF мәні жылына 0,1 болса және төзімді оқиға жиілігі (TEF) жылына 0,001 болса, жүйеге жалпы Қауіпті Азайту Коэффициенті 100 қажет.
Егер жоғары деңгейлі дабыл бір IPL ретінде PFD 0,1 көрсетсе, қалған қорғаныс автоматтандырылған SIF арқылы қамтамасыз етілуі тиіс. Есептеу ($10^{-3} / (0.1 \times 0.1) = 0.1$) SIL 1 деңгейіндегі SIF-тің қауіпсіздік саңылауын жабу үшін қажет екенін көрсетеді. Бұл математикалық тәсіл зауыт жобалауында адам шектеулерін объективті түрде ескеруге мүмкіндік береді.
Адам сенімділігін жақсарту үшін интерфейсті жетілдіру
Оператордың араласуының тиімділігін арттыру үшін басқару бөлмесінің эргономикасына басымдық беру керек. Жоғары өнімді HMI (Адам-Машина Интерфейсі) жобасы когнитивті жүктемені азайтып, «дабыл шаршауын» болдырмайды. Егер DCS тым көп төмен басымдықтағы дабылдарды көрсетсе, оператор маңызды сигналды байқамай қалуы мүмкін, бұл апаттың алдын алуға кедергі болады.
Автордың пікірі: Менің тәжірибемде ең сенімді қауіпсіздік жүйелері операторды алмастыруға емес, қолдауға бағытталған. Автоматтандыру жылдамдық пен тұрақтылықта үздік болса да, тәжірибелі оператордың «жағдайды түсіну» қабілеті жетіспейді. Сондықтан функционалдық қауіпсіздіктің мақсаты — жоғары жылдамдықтағы жауаптарды автоматтандыру, ал операторларға баяу дамитын үрдістер үшін анық және іс-қимылға жарамды мәліметтер беру.
