Contribution to assessing the dependability of safety instrumented systems integrating intelligence

L’incorporation des instruments intelligents dans les boucles de sécurité nous mène vers une sécurité intelligente et les systèmes deviennent des « systèmes instrumentés de sécurité à intelligence distribuée (SISID) ». La justification de l’usage de ces instruments dans les applications de sécurité n’est pas complètement avérée. L’évaluation de la sûreté de fonctionnement de ce type de systèmes n’est pas triviale. Dans ce travail, la modélisation et l'évaluation des performances relatives à la sûreté de fonctionnement des systèmes instrumentés de sécurité (SIS) sont traitées pour des structures intégrant de l’intelligence dans les instruments de terrain. La méthodologie que nous utilisons consiste en la modélisation de l’aspect fonctionnel et dysfonctionnel de ces systèmes en adoptant le formalisme basé sur les réseaux de Petri stochastiques qui assurent la représentation du comportement dynamique de ce type de systèmes. La modélisation est traitée sous la forme d’une approche stochastique utilisant les réseaux d’activité stochastiques SAN (Stochastic Activity Network). L’introduction d’indicateurs de performances permet de mettre en évidence l’effet de l’intégration des niveaux d’intelligence dans les applications de sécurité. La méthode de Monte Carlo est utilisée pour évaluer les paramètres de sûreté de fonctionnement des SIS en conformité avec les normes de sécurité relatives aux systèmes instrumentés de sécurité (CEI 61508 et CEI 61511). Nous avons proposé une méthode et les outils associés pour approcher cette évaluation par simulation et ainsi apporter une aide à la conception des systèmes instrumentés de sécurité (SIS) intégrant quelques fonctionnalités des instruments intelligentsThe incorporation of intelligent instruments in safety loops leads towards the concept of intelligent safety and the systems become “Intelligent Distributed Safety Instrumented Systems (IDSIS)”. The justification for using these instruments in safety applications is not fully proven and the dependability evaluation of such systems is a difficult task. Achieved work in this thesis deals with modelling and thus the performance evaluation relating to the dependability for structures which have intelligence in the instruments constituting the Safety Instrumented Systems (SIS). In the modelling of the system, the functional and dysfunctional aspects coexist and the dynamic approach using the Stochastic Activity Network (SAN) is proposed to overcome the difficulties mentioned above. The introduction of performance indicators highlight the effect of the integration of intelligence levels in safety applications. Monte-Carlo method is used to assess the dependability parameters in compliance with safety standards related to SIS (IEC 61508 & IEC 61511). We have proposed a method and associated tools to approach this evaluation by simulation and thus provide assistance in designing Safety Instrumented Systems (SIS) integrating some features of intelligent tool

Contribution à l'évaluation de la sûreté de fonctionnement des Systèmes Instrumentés de Sécurité à Intelligence Distribuée

The incorporation of intelligent instruments in safety loops leads towards the concept of intelligent safety and the systems become Intelligent Distributed Safety Instrumented Systems (IDSIS). The justification for using these instruments in safety applications is not fully proven and the dependability evaluation of such systems is a difficult task. Achieved work in this thesis deals with modelling and thus the performance evaluation relating to the dependability for structures which have intelligence in the instruments constituting the Safety Instrumented Systems (SIS). In the modelling of the system, the functional and dysfunctional aspects coexist and the dynamic approach using the Stochastic Activity Network (SAN) is proposed to overcome the difficulties mentioned above. The introduction of performance indicators highlight the effect of the integration of intelligence levels in safety applications. Monte-Carlo method is used to assess the dependability parameters in compliance with safety standards related to SIS (IEC 61508 & IEC 61511). We have proposed a method and associated tools to approach this evaluation by simulation and thus provide assistance in designing Safety Instrumented Systems (SIS) integrating some features of intelligent toolsL'incorporation des instruments intelligents dans les boucles de sécurité nous mène vers une sécurité intelligente et les systèmes deviennent des « systèmes instrumentés de sécurité à intelligence distribuée (SISID) ». La justification de l'usage de ces instruments dans les applications de sécurité n'est pas complètement avérée. L'évaluation de la sûreté de fonctionnement de ce type de systèmes n'est pas triviale. Dans ce travail, la modélisation et l'évaluation des performances relatives à la sûreté de fonctionnement des systèmes instrumentés de sécurité (SIS) sont traitées pour des structures intégrant de l'intelligence dans les instruments de terrain. La méthodologie que nous utilisons consiste en la modélisation de l'aspect fonctionnel et dysfonctionnel de ces systèmes en adoptant le formalisme basé sur les réseaux de Petri stochastiques qui assurent la représentation du comportement dynamique de ce type de systèmes. La modélisation est traitée sous la forme d'une approche stochastique utilisant les réseaux d'activité stochastiques SAN (Stochastic Activity Network). L'introduction d'indicateurs de performances permet de mettre en évidence l'effet de l'intégration des niveaux d'intelligence dans les applications de sécurité. La méthode de Monte Carlo est utilisée pour évaluer les paramètres de sûreté de fonctionnement des SIS en conformité avec les normes de sécurité relatives aux systèmes instrumentés de sécurité (CEI 61508 et CEI 61511). Nous avons proposé une méthode et les outils associés pour approcher cette évaluation par simulation et ainsi apporter une aide à la conception des systèmes instrumentés de sécurité (SIS) intégrant quelques fonctionnalités des instruments intelligent

Contribution à l'évaluation de la sûreté de fonctionnement des systèmes instrumentés de sécurité intégrant de l'intelligence

The incorporation of intelligent instruments in safety loops leads towards the concept of intelligent safety and the systems become “Intelligent Distributed Safety Instrumented Systems (IDSIS)”. The justification for using these instruments in safety applications is not fully proven and the dependability evaluation of such systems is a difficult task. Achieved work in this thesis deals with modelling and thus the performance evaluation relating to the dependability for structures which have intelligence in the instruments constituting the Safety Instrumented Systems (SIS). In the modelling of the system, the functional and dysfunctional aspects coexist and the dynamic approach using the Stochastic Activity Network (SAN) is proposed to overcome the difficulties mentioned above. The introduction of performance indicators highlight the effect of the integration of intelligence levels in safety applications. Monte-Carlo method is used to assess the dependability parameters in compliance with safety standards related to SIS (IEC 61508 & IEC 61511). We have proposed a method and associated tools to approach this evaluation by simulation and thus provide assistance in designing Safety Instrumented Systems (SIS) integrating some features of intelligent tools.L'incorporation des instruments intelligents dans les boucles de sécurité nous mène vers une sécurité intelligente et les systèmes deviennent des « systèmes instrumentés de sécurité à intelligence distribuée (SISID) ». La justification de l'usage de ces instruments dans les applications de sécurité n'est pas complètement avérée. L'évaluation de la sûreté de fonctionnement de ce type de systèmes n'est pas triviale. Dans ce travail, la modélisation et l'évaluation des performances relatives à la sûreté de fonctionnement des systèmes instrumentés de sécurité (SIS) sont traitées pour des structures intégrant de l'intelligence dans les instruments de terrain. La méthodologie que nous utilisons consiste en la modélisation de l'aspect fonctionnel et dysfonctionnel de ces systèmes en adoptant le formalisme basé sur les réseaux de Petri stochastiques qui assurent la représentation du comportement dynamique de ce type de systèmes. La modélisation est traitée sous la forme d'une approche stochastique utilisant les réseaux d'activité stochastiques SAN (Stochastic Activity Network). L'introduction d'indicateurs de performances permet de mettre en évidence l'effet de l'intégration des niveaux d'intelligence dans les applications de sécurité. La méthode de Monte Carlo est utilisée pour évaluer les paramètres de sûreté de fonctionnement des SIS en conformité avec les normes de sécurité relatives aux systèmes instrumentés de sécurité (CEI 61508 et CEI 6151). Nous avons proposé une méthode et les outils associés pour approcher cette évaluation par simulation et ainsi apporter une aide à la conception des systèmes instrumentés de sécurité (SIS) intégrant quelques fonctionnalités des instruments intelligents

Toward an Intelligent Distributed Safety Instrumented Systems: Dependability Evaluation

International audiencefor structures which have intelligence in the instruments constituting the Safety Instrumented Systems (SIS) in order to determine the contribution of the intelligent instruments in the safety applications. Dynamic approach using Stochastic Petri Nets (SPN) is proposed and the metrics used for the evaluation of the dependability of the Intelligent Distributed Safety Instrumented Systems (IDSIS) refer to two modes of failures mentioned by the safety standards: mode of dangerous failure and mode of safe failure

Effet de la variation des données de fiabilité sur le niveau de sécurité des systèmes d'automatisation distribués

L'objectif de ce travail est d'apporter une contribution à l'évaluation du niveau de sûreté d'une boucle de sécurité constituée de composants intelligents et d'un réseau de communication. Cet article se focalise sur l'évaluation des attributs de la sûreté de fonctionnement d'un capteur intelligent qui est un des constituants de cette boucle. L'accent est mis plus particulièrement sur l'effet de la variation des taux de défaillances des éléments constituant l'architecture matérielle du capteur intelligent sur le niveau d'intégrité de sécurité (SIL) selon la norme CEI 61508, qui traite de la sécurité fonctionnelle des systèmes électriques, électroniques et électroniques programmables relatifs à la sécurité. L'utilisation de techniques différentes de modélisation mène à différents modèles et permet la comparaison de différents résultats, en regard des hypothèses simplificatrices (sur l'indépendance ou non de sous-ensembles, sur la prise en compte des aspects temporels ou dynamiques...)

Déficience de la validation d'un capteur intelligent et incidence sur les performances d'une boucle de sécurité

8 pagesNational audienceLe travail présenté dans cet article a pour objectif d'évaluer les performances en termes de sûreté de fonctionnement des systèmes instrumentés de sécurité (SIS) disposant d'instruments d'intelligents en conformité avec les normes de sécurité fonctionnelle. L'impact des défaillances possibles de la fonctionnalité validation relative au capteur intelligent appartenant à un système instrumenté de sécurité est évalué. L'influence de ce mode de défaillance additionnel relatif aux modules qui assurent la validation sur les performances en sécurité du système instrumenté de sécurité conformément à la norme internationale CEI61511 est élucidée. Une approche dynamique utilisant les réseaux d'activité stochastiques est proposée. Les paramètres utilisés pour l'évaluation de la sûreté de fonctionnement des SIS se réfèrent à deux modes de défaillances mentionnés par les normes de sécurité relatives aux SIS, CEI 61508 et CEI 61511. Ces modes sont le mode de défaillances dangereuses et le mode de défaillances sûres

Contribution à l'évaluation de la sûreté de fonctionnement des Systèmes Instrumentés de Sécurité à Intelligence Distribuée

L incorporation des instruments intelligents dans les boucles de sécurité nous mène vers une sécurité intelligente et les systèmes deviennent des systèmes instrumentés de sécurité à intelligence distribuée (SISID) . La justification de l usage de ces instruments dans les applications de sécurité n est pas complètement avérée. L évaluation de la sûreté de fonctionnement de ce type de systèmes n est pas triviale. Dans ce travail, la modélisation et l'évaluation des performances relatives à la sûreté de fonctionnement des systèmes instrumentés de sécurité (SIS) sont traitées pour des structures intégrant de l intelligence dans les instruments de terrain. La méthodologie que nous utilisons consiste en la modélisation de l aspect fonctionnel et dysfonctionnel de ces systèmes en adoptant le formalisme basé sur les réseaux de Petri stochastiques qui assurent la représentation du comportement dynamique de ce type de systèmes. La modélisation est traitée sous la forme d une approche stochastique utilisant les réseaux d activité stochastiques SAN (Stochastic Activity Network). L introduction d indicateurs de performances permet de mettre en évidence l effet de l intégration des niveaux d intelligence dans les applications de sécurité. La méthode de Monte Carlo est utilisée pour évaluer les paramètres de sûreté de fonctionnement des SIS en conformité avec les normes de sécurité relatives aux systèmes instrumentés de sécurité (CEI 61508 et CEI 61511). Nous avons proposé une méthode et les outils associés pour approcher cette évaluation par simulation et ainsi apporter une aide à la conception des systèmes instrumentés de sécurité (SIS) intégrant quelques fonctionnalités des instruments intelligentsThe incorporation of intelligent instruments in safety loops leads towards the concept of intelligent safety and the systems become Intelligent Distributed Safety Instrumented Systems (IDSIS) . The justification for using these instruments in safety applications is not fully proven and the dependability evaluation of such systems is a difficult task. Achieved work in this thesis deals with modelling and thus the performance evaluation relating to the dependability for structures which have intelligence in the instruments constituting the Safety Instrumented Systems (SIS). In the modelling of the system, the functional and dysfunctional aspects coexist and the dynamic approach using the Stochastic Activity Network (SAN) is proposed to overcome the difficulties mentioned above. The introduction of performance indicators highlight the effect of the integration of intelligence levels in safety applications. Monte-Carlo method is used to assess the dependability parameters in compliance with safety standards related to SIS (IEC 61508 & IEC 61511). We have proposed a method and associated tools to approach this evaluation by simulation and thus provide assistance in designing Safety Instrumented Systems (SIS) integrating some features of intelligent toolsNANCY-INPL-Bib. électronique (545479901) / SudocSudocFranceF

Integration of intelligent sensors in Safety Instrumented Systems (SIS)

International audienceThis article deals with the assessment of Safety Instrumented Systems using intelligence in the field devices. The integration of intelligent instruments within safety oriented applications presents a challenge. The justification for using these instruments in safety applications is not fully proven and the dependability evaluation of such systems is not trivial. The work presented in this article deals with modeling in order to evaluate the performances relating to the dependability for structures which contains intelligent instruments. This architecture constitutes a Safety Instrumented System (SIS). In the modeling of the system, the functional and dysfunctional aspects coexist and thedynamic approach using the Stochastic Activity Network (SAN) is proposed to overcome the difficulties mentioned above. Monte-Carlo method is used to assess the dependability parameters in compliance with safety standardsrelated to SIS (IEC 61508 & IEC 61511). The proposed method and associated tools allow this evaluation by simulationand thus provide assistance in designing SIS integrating intelligence