复杂安全相关系统最优维护策略及其安全相关不确定性分析

The key methods to enhance the safety of safety-related systems (SRSs) are comprehensive design and good maintenance. A rational and comprehensive evaluation of the safety is the critical foundation for designing SRSs and the related maintenance policies. This project will provide a theoretical basis for the design and maintenance of SRSs in the following two aspects: First, based on verifying the interactions between SRSs and the basic control systems (BCSs), the maintenance model of multi-component and multi-state SRSs is studied. Different from the previous models that only consider the SRSs and the BCSs individually, the maintenance policy that will be derived by this project is theoretically more complete and also more practical. Second, the measurement model is established with the consideration of the impacts of the parameters uncertainties, which always exist in design and maintenance process. Based on the new model, how to evaluate the safety of an SRS is improved. Moreover the new model can also guide the designing and maintaining process of an SRS much better

周全的设计和良好的维护是提高安全相关系统（Safety-related System，SRS）的安全性的关键手段，而合理、全面地评价安全性是设计安全相关系统和为其定制维护策略的关键基础。本项目主要从如下两个方面着手完善相关理论以为SRS的设计和维护提供基础：首先，在综合考虑SRS和基本控制系统的相互影响的基础上探讨多模块多状态复杂SRS的维护模型。区别于以往仅将SRS与基本控制系统孤立考虑的思路，本项目所得维护模型在理论上更完善且更符合工程实际。其二，分析设计和维护过程中相关参数的不确定性对安全性的影响并建立其度量模型，基于此完善对SRS安全性的评价理论体系。完善的安全性评价模型反过来可更好地指导SRS的设计和维护过程。

安全相关系统的维护活动对于保障其安全性能具有极其重要的作用，尤其是对于已经安装运行的系统，维护策略的优劣直接影响生产活动的安全性和经济性。但是传统的基于周期性功能测试的维护策略，由于维护模型过于简单，不符合实际安全相关系统的运行情况，无法覆盖其在实际生产中涉及的诸多重要因素，效果并不理想。针对这些不足，本项目从以下5个方面展开研究：1）建立SRS和BPCS之间相互影响模型；2）根据SRS中各个模块的连接关系以及不同模块之间的工作状态组合确定SRS的运行状态，并求解其状态分布；3）建立起SRS能够覆盖安全性、经济性、可修复性和复杂性等多方面实际因素的维护模型；4）分析SRS中参数不确定性对安全性的影响，特别是维护相关参数的不确定性导致的影响，从而为维护策略的制定和维护活动的实施提供理论分析、指导;5）实例验证分析本项目研究内容的有效性和可用性。本研究成果助于推动SRS维护技术的进步，建立起具有实际指导意义的维护策略，对于保障生产活动安全性，提高经济性具有重要意义。