OPTIMIZACIN DEL PROCESO DE DEDICACIN DE EQUIPOS DE I

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• OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE DEDICACIÓN DE EQUIPOS
  DE IC BASADOS EN SOFTWARE

Ricardo García Aparicio Fernando Ortega
Pascual Tecnatom, S.A.
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CONTENIDO

• Equipos Simples
• Normativa aplicable
• La seguridad en otras industrias
• Optimización del proceso de dedicación
• Comparación con otras normativas
• Conclusiones

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LOS EQUIPOS SIMPLES

• Estrategias de modernización a IC digital
• Cambios globales de sistemas
• Sustitución de componentes obsoletos
• PROBLEMÁTICA ASOCIADA A COMPONENTES SIMPLES
• No existe un recambio para los equipos simples
• Certificación industrial
• Definición de equipos simples
• Ejemplos sensores, indicadores, registradores,
  transmisores, controladores, protecciones
  eléctricas, unidades de disparo, unidades de
  alarma, etc
• Solución Dedicar equipos comerciales, usados en
  otras industrias

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NORMATIVA RELATIVA A DEDICACIÓN Y SIST. DIGITALES
NRC 10CFR50 10CFR21

NRC RG 1.152
Otros IEEE SW QA 730.1 DESARROLADA EN SW c.m.
plan 828, 1042 SW VV PLAN 1012 SW REQ. SP
830 CICLO VIDA 12207 SW TEST 829 SW UNIT TEST
1008 SW REVIEW 1028 SW DESIGN DESCR 1016 SW
USER DOC 1063
NRC SER 1997
Criterios Sist. Digitales de seguridad
IEEE-7-4.3.2 IEEE 603
Dedic. EPRI-106439 (Evaluación y aceptación
equipos digitales de grado comercial)
EPRI-107339 (Suplemento) EPRI-1011710
(critical digital review)
Reconocidos Estándares
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PROCESO DEDICACIÓN SEGÚN EPRI

• El proceso de dedicación requiere
• Analizar qué funciones de seguridad realiza el
  componente a sustituir y las consecuencias del
  fallo en caso de no realizarlas
• Búsqueda, selección, pruebas y controles sobre el
  componente sustituto para conseguir la seguridad
  razonable de que realizará las funciones de la
  misma manera que el componente a sustituir

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PROCESO DEDICACIÓN SEGÚN EPRI

• La evaluación y aceptación del componente
  comercial requiere
• Realizar una especificación de los requisitos
  para la modificación digital
• Identificar los requisitos específicos que le
  aplican al componente comercial de acuerdo a la
  modificación.
• Establecer las características críticas del
  componente de acuerdo a los requisitos
  identificados
• Físicas
• De funcionalidad y rendimiento (Performance)
• Características críticas de "Dependability"
• Para cada característica crítica establecer el
  método para su verificación y el criterio de
  aceptación.
• Realizar la evaluación de las características
  criticas.
• Realizar las actividades para mantener la
  dedicación.

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DEPENDABILITY

• Dependability a broad concept incorporating
  various characteristics of digital systems,
  including reliability, safety, availability,
  maintainability, and others. EPRI-106439,
  EPRI-1011710
• NO CUANTIFICABLE
• Las características asociadas con la
  "Dependability" están relacionadas con la calidad
  del software, disponibilidad y fiabilidad.
• Dependen de las sistemáticas de QA aplicadas para
  el diseño, desarrollo, verificación y validación
  del instrumento.

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EQUIPOS DIGITALES EN OTRAS INDUSTRIAS
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ESTÁNDAR DE LA INDUSTRIA PARA EQUIPOS DIGITALES
DE SEGURIDAD

• IEC 61508, Functional safety of
  electrical/electronic/programmable electronic
  safety-related systems
• Se aprobó el 1 / 08 / 2004 como estándar global
  de seguridad funcional para equipos digitales de
  seguridad.
• Establece requisitos del ciclo de vida de un
  equipo digital para asegurar que opera de manera
  correcta o falla de un modo predefinido y
  conocido.
• Se definen cuatro niveles de seguridad
  diferentes, que describen las medidas para la
  reducción del riesgo de los componentes Safety
  Integrity Level (SIL), y que vienen determinados
  por
• Una determinada probabilidad de fallo para el
  equipo
• Un determinado proceso de diseño y fabricación

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NORMAS DE SEGURIDAD EN LA IC DE LA INDUSTRIA
NIVEL DE DEMANDA BAJO
NIVEL DE DEMANDA ALTO
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ANALISIS IEC-61508
Relación de los niveles SIL con los niveles de
seguridad nuclear
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PROCESO DEDICACIÓN SEGÚN EPRI

• La evaluación y aceptación del componente
  comercial requiere
• Realizar una especificación de los requisitos
  para la modificación digital
• Identificar los requisitos específicos que le
  aplican al componente comercial de acuerdo a la
  modificación.
• Establecer las características críticas del
  componente de acuerdo a los requisitos
  identificados
• Físicas
• De Funcionalidad y rendimiento (Performance)
• Características críticas de "Dependability"
• Para cada característica crítica establecer el
  método para su verificación y el criterio de
  aceptación.
• Realizar la evaluación de las características
  criticas.
• Realizar las actividades para mantener la
  dedicación.

IEC-61508
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OPTIMIZACION DEL PROCESO DE DEDICACION

• La optimización se basa en el análisis y empleo
  de la certificación SIL (IEC-61508) en el proceso
  de dedicación

• Cómo se puede aprovechar la certificación SIL?
• De manera Genérica
• Mediante la verificación de los requisitos
  exigidos en la certificación SIL de un equipo
  digital con los criterios de aceptación de las
  características críticas. (Procedentes de las
  tablas de características críticas en los
  documentos de EPRI)
• De manera Particular
• Tener la certeza de que el instrumento en
  concreto que se quiere dedicar cumple con todos
  los requisitos Assessment Safety Case.

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OPTIMIZACION DEL PROCESO DE DEDICACION
15
RELACIÓN ENTRECARACTERÍSTICAS CRÍTICAS Y SIL
Agrupación de características críticas de tipo
DEPENDABILITY
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CC1 PROGRAMA DE CALIDAD Y SU APLICACIÓN EN EL
DESARROLLO

• Plan de calidad consistente con 10 CFR 50 y
  estándares relevantes
• IEC-61508 cumple con los requisitos del 10 CFR 50
  apéndice B.
• IEC-61508 cumple con los requisitos de la IEEE
  (7-4.3.2-2003 y 603-1998) salvo el referido al
  control que se debe seguir con respecto a
  almacenamiento, transporte y manipulación de
  materiales
• IEC-61508 indica como referencia el estándar ISO
  9000
• Aportación de evidencias de la aplicación de los
  programas de calidad
• Documentación adecuada de todas las fases del
  proyecto
• Correcta implementación
• Evitar funcionalidades innecesarias o evaluar su
  impacto en el funcionamiento global

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CC2 CALIFICACIÓN Y EXPERIENCIA DEL PERSONAL
IMPLICADO

• Experiencia de la organización en proyectos
  similares
• IEC-61508 exige experiencia para todas las
  personas involucradas y no para el conjunto de la
  organización
• Organización con certificación de terceros
• Se admite la propia certificación SIL como
  certificación de terceros ya que EPRI no
  especifica

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CC3 REVISIÓN DE FIABILIDAD Y DISPONIBILIDAD

• Buena disponibilidad / fiabilidad del hardware /
  software
• Estos factores forman parte del cálculo del valor
  medio de PFD (Probabilidad de Fallo a la
  Demanda), que define los niveles SIL

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CC4 Revisión del programa de control de
configuración y prácticas del fabricante

• Plan de control de la configuración que incluya
  procedimientos de control de cambios y registro
  de errores
• IEEE 7 - 4.3.2 2003

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CC5 COMPORTAMIENTO ANTE FALLOS Y SUCESOS
ANORMALES

• EPRI
• FMEA (Failure Mode and Effects Analysis)
• Análisis de árbol de fallos

• certificación SIL
• FMEA (Failure Mode and Effects Analysis)
• Análisis de árbol de fallos
• Diagramas causa-consecuencia
• Análisis de árbol de sucesos
• Método de Monte-Carlo

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CC6 VALORACIÓN DE LA FIABILIDAD CON LA REVISIÓN
DEL HISTORIAL DE FUNCIONAMIENTO

• Control de los instrumentos instalados
• No exige explícitamente un registro de TODOS los
  instrumentos instalados
• Información suficiente del comportamiento
• Ausencia de fallos críticos
• Registro de posibles fallos ocurridos

Con la certificación proven in use
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CC7 INTERFAZ CON EL USUARIO

• Requisitos especificados por la planta
• Se contemplan criterios generales de FF HH, pero
  al especificar EPRI que los requisitos vendrán
  impuestos por planta, es posible que sea
  necesaria una VV de FF HH.

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CERTIFICACIÓN DE UN EQUIPO CONCRETO

• Cómo se han evaluado los requisitos demandados
  por el estándar?
• Documento de evaluación según IEC 61508
  (Público)
• Safety Case (Propietario)

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EJEMPLO DE CERTIFICACIÓN DE UN EQUIPO
25
SAFETY CASE
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CONCLUSIONES

• La certificación según IEC-61508 (SIL) sigue un
  proceso exigente y detallado, estando cada vez
  más extendida en los componentes digitales de uso
  general
• La certificación IEC-61508 (SIL) cubre con la
  mayoría de las exigencias definidas por las
  características críticas del proceso de
  dedicación nuclear (EPRI-106439)
• La Certificación IEC-61508 (SIL) puede optimizar
  el proceso de dedicación nuclear, si bien es
  necesaria la implicación del fabricante para
  facilitar el Safety Case