PFD(需要時平均故障確率:Average probability of failure on demand),PFH(1時間当たりの故障確率:Probability of failure per hour)の算出
(1/12)
SILの計算の例題以下にSIL計算の例題を示します。以下にSIL計算の例題を示します。
SIL値の目標はSIL2でパフォーマンスレベルはPLdです。
進め方のポイント1.故障率計算のためのFMEAは、開放(断線)と短絡故障が中心で、SIL3に比べ簡易化し
て求めています。て求めて ます。2.このシステムでは、診断をSIL4レベルで行っていますので、DC率が高く、その分SFF値
が大きくなり、SIL2達成が容易であるため、FMEAが簡易化できています。解析の量:部品点数:約900個、FMEA解析項目数:約2000 (詳細分析では、約5000になる)
部品1つずつ、λSD、λSU、λDD、λDU を算出。3.プルーフテストは、1,5,10,20年で求める。ただし、20年でSIL2が目標です。
(20年が目標なら20年だけでも良いが、不合格の場合どこまでOKか見るために計算する)
目標未達 場合は λ 改善を図る4.目標未達の場合は、λDU の改善を図る。a. 診断率の向上(ソフト、ハードの修正)b. FMEAの故障解析の詳細分析(λDU の内、さらにλDDに分類できる故障はないか)c 部品の変更:危険側故障にならない部品に変更
日本認証株式会社
c. 部品の変更:危険側故障にならない部品に変更。
(Ex.短絡故障のない部品:λDU の改善のため)
PFD(需要時平均故障確率:Average probability of failure on demand),PFH(1時間当たりの故障確率:Probability of failure per hour)の算出
(2/12)
1.E/E/PES回路を機能ブロックに分ける。ブロック内に含まれる電子部品は100個以内を目安にする。
プリント基板単位a.プリント基板単位b.機能単位(冗長化された回路の場合、小さな単位になれば1つの機能単位でよい。普通は
別々のブロックに分ける)例:CPU部(マイコン,ROM,RAM,アドレスデコード/エンコード回路,タイミング回路)例 部( イ ン, , ,アド デ ド/ ン ド回路,タイミング回路)
I/O部、アナログ部、バス制御、通信制御、電源部など)
2.機能ブロック単位に異常発生時の期待状態を記述し、確認する。
日本認証株式会社
2012/12/3 2
PFD(需要時平均故障確率:Average probability of failure on demand),PFH(1時間当たりの故障確率:Probability of failure per hour)の算出
(3/12)
3.電子部品リストを作成し、全電子部品の故障率(FIT-rate)を調査、記入する。
電子部品の故障率(FIT-rate) (Failures in time (故障率):)部品メ カより入手する 定格温度 最大許容温度 情報も入手する
日本認証株式会社
部品メーカより入手する。定格温度、最大許容温度の情報も入手する。最悪値を採用する。定格温度の最高値での故障率とか
PFD(需要時平均故障確率:Average probability of failure on demand),PFH(1時間当たりの故障確率:Probability of failure per hour)の算出
(4/12)
3-1 FIT値を規格やメーカから入手する Ex. Siemens standard SN 29500 , MIL-HDBK-217
日本認証株式会社
PFD(需要時平均故障確率:Average probability of failure on demand),PFH(1時間当たりの故障確率:Probability of failure per hour)の算出
(5/12)
4.故障率の算出部品ごとの故障解析と安全/危険モードへの移行確率の計算全部品の故障モ ド(安全/危険)をFMEA手法で解析を行い その集計を行う全部品の故障モード(安全/危険)をFMEA手法で解析を行い、その集計を行う。
故障モード比は、JIS B 9961(IEC62061)の附属書Dの表D 1参照
故障モード安全(確認可) :部品が故障した時、診断でき、部品故障がわかり、安全状態になる。安全(不明) :部品が故障した時、部品故障は不明だが、安全状態になる。危険故障(診断で判明): 部品が故障した時、システムが危険状態になるが、診断で、部品故障がわかっている危険故障(不明) 部品が故障した時 システムが危険状態になるの附属書Dの表D.1参照 危険故障(不明) :部品が故障した時、システムが危険状態になる。無関係 :故障にならず、動作に変化がない場合。
λSD =“故障モード”列が”安全”であれば、(λ(故障率:FIT値))×(故障モード比率(%))×(診断率)
λSU =“故障モード”列が”安全”であれば、(λ(故障率:FIT値))×(故障モード比率(%))×{1-(診断率)}
部品リストより
回路図、ブロック図より診断率は、部品故障が診断(HW.SW)で発見できる比率を記入する。IEC61508-6付属書C、表C.2参照
日本認証株式会社
λDD =“故障モード”列が”危険”であれば、(λ(故障率:FIT値))×(故障モード比率(%))×(診断率)
λDU =“故障モード”列が”危険”であれば、(λ(故障率:FIT値))×(故障モード比率(%))×(診断率)
λNE =“故障モード”列が”無関係”であれば、(λ(故障率:FIT値))×(故障モード比率(%))×{1-(診断率)}
故障率計算式
PFD(需要時平均故障確率:Average probability of failure on demand),PFH(1時間当たりの故障確率:Probability of failure per hour)の算出
(6/12)
4-1 診断率は、左記、IEC61508-6付属書C、
表C.2を参照しながら決める。
日本認証株式会社
PFD(需要時平均故障確率:Average probability of failure on demand),PFH(1時間当たりの故障確率:Probability of failure per hour)の算出
(7/12)
4-2故障モード比率JIS B 9961(IEC62061)附属書D 電気・電子部品の故障モード表D.1を参照して決める。
この故障モードでードでFMEDAを行う行う
日本認証株式会社
PFD(需要時平均故障確率:Average probability of failure on demand),PFH(1時間当たりの故障確率:Probability of failure per hour)の算出
(8/12)
5.ハードウェアフォールトトレランスのグループ(1oo1,1oo2、1oo2D、2oo3など)ごとにブロック単位の各故障率を集計した表を作成する。(演算補助と検算のため)
Type B: 故障モードと障害時の挙動に不明点がある構成要素を含んでいる参照:IEC61508-2 7.4.3.1.3
Type A: 故障モードと障害時の挙動が明確に定義されている。参照 IEC61508 2 7 4 3 1 2参照:IEC61508-2 7.4.3.1.2
この部分を狙うこの部分を狙う。
計算しやすいように回路ブロックをハードウェアフォールトトレランス単
日本認証株式会社
位で整理する。
PFD(需要時平均故障確率:Average probability of failure on demand),PFH(1時間当たりの故障確率:Probability of failure per hour)の算出
(9/12)
6.β値の決定共通原因故障係数を推定する。JIS 9961(IEC 62061)の附属書Fに従JIS 9961(IEC 62061)の附属書Fに従い、CCF(共通原因故障)の判定基準によりβ値を求める。ここで求めたβ値をPFHの算出に使ここで求めたβ値をPFHの算出に使用する。
日本認証株式会社
PFD(需要時平均故障確率:Average probability of failure on demand),PFH(1時間当たりの故障確率:Probability of failure per hour)の算出
(10/12)
7. サブシステムごとの故障確率の算出
サブシステムの構成 センサー及び入力I/F部(INPUT)
論理部(LOGIC)
出力I/F及び最終要素部(OUTPUT)
λ(故障率)が求まれば 上記計算は 市販ソフトがあり それを利用するとよい
日本認証株式会社
λ(故障率)が求まれば、上記計算は、市販ソフトがあり、それを利用するとよい。例えば、BGIA: SISTEMA 株式会社 機能安全ネットワーク: 「FS Snavi 」
PFD(需要時平均故障確率:Average probability of failure on demand),PFH(1時間当たりの故障確率:Probability of failure per hour)の算出
(11/12))
8. 計算条件の設定
プルーフテスト間隔、MTTR,、β値を決めるβ値を決める
日本認証株式会社
PFD(需要時平均故障確率:Average probability of failure on demand),PFH(1時間当たりの故障確率:Probability of failure per hour)の算出
(12/12)
IEC61508-1:SIL要求値
SIL値
9. 計算結果
PFD
値
S 2 PFH
JISB9961(IEC62061):PL要求値
PFD,PFH⇒SIL2,PLd
PL要求値
日本認証株式会社
Top Related