[發(fā)明專利]故障樹中的閉環(huán)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910406111.5
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110489773B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K.赫菲希;J.梅努;M.策勒
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子工業(yè)軟件有限責(zé)任公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孫鵬;劉春元

故障樹中的閉環(huán)。本發(fā)明的各種示例涉及使用故障樹（102）對多部件控制或致動器系統(tǒng)建模。各種示例解決了故障樹中包括的閉環(huán)問題。為了識別閉環(huán)，對故障傳播路徑進(jìn)行反向追蹤，并檢查相應(yīng)的故障傳播路徑是否形成閉環(huán)（601）。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的各種示例一般涉及使用故障樹對多部件控制或致動器系統(tǒng)建模。本發(fā)明的各種示例具體涉及識別故障樹中的閉環(huán)（ring?closures）。

背景技術(shù)

安全關(guān)鍵系統(tǒng)在諸如航空航天、鐵路、衛(wèi)生保健、汽車和工業(yè)自動化之類的嵌入式系統(tǒng)的許多應(yīng)用領(lǐng)域中的重要性正在不斷發(fā)展。因此，隨著系統(tǒng)復(fù)雜性的發(fā)展，對于安全性保證及其努力的需求也在增加，以便保證在這些應(yīng)用領(lǐng)域中的高質(zhì)量需求。安全性保證的目的是確保系統(tǒng)不會導(dǎo)致可能危害人或危及環(huán)境的危險情形。在安全關(guān)鍵系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域中，借助于標(biāo)準(zhǔn)來定義安全性保證，參見例如國際電工委員會（IEC）61508“Functionalsafety?of?electrical/electronic/programmable?electronic?safety?relatedsystems”（1998）。

傳統(tǒng)上，系統(tǒng)在安全性方面的評估是基于自底向上的安全分析方法，諸如故障模式和影響分析（FMEA），參見IEC?60812“Analysis?Techniques?for?System?Reliability?-Procedure?for?Failure?Mode?and?Effects?Analysis（FMEA）”（1991）。替代地，根據(jù)參考實現(xiàn)對系統(tǒng)的評估是基于自頂向下的方法，諸如故障樹分析（FTA），參見例如Vesely，W.E.、Goldberg，F(xiàn).F.、Roberts，N.H.、Haasl，D.F.：故障樹手冊，美國核管理委員會（1981）。通過此類技術(shù)，識別系統(tǒng)故障狀態(tài)、其原因和影響對系統(tǒng)安全性的影響是可能的。

系統(tǒng)的架構(gòu)常常包含環(huán)路（loop）。對于環(huán)路的示例是閉環(huán)控制器（PID）。閉環(huán)控制指的是這樣的過程：其中物理變量（例如環(huán)境溫度）將被帶到特定值，同時被穩(wěn)定免受干擾。基于測量指示物理變量的可觀測物而獲得的反饋被用來設(shè)定影響物理變量的致動器的操作。控制器是獲取實際值并從設(shè)定點和實際值之間的差導(dǎo)出控制信號的部件。然后，控制器激活補償控制偏差的最終控制元件，例如加熱器。

因為故障傳播模型常常使用布爾邏輯來例如驅(qū)動故障樹（FT），所以環(huán)路是有問題的。因為布爾邏輯通常不能包含環(huán)路，所以存在在此類模型中防止環(huán)路的技術(shù)，例如，如 Kai?H?fig，Joe?Zhensheng?Guo和Amir?Kazeminia的如下文檔中所描述的： Streamlining?architectures?for?integrated?safety?analysis?using?design?structure?matrices?(dsms)（使用設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣簡化集成安全分析的架構(gòu)）——安全性和可靠性：方法和應(yīng)用，2014。對于其中自動組成故障傳播模型的應(yīng)用（例如當(dāng)生成架構(gòu)時），此類預(yù)防性技術(shù)不能幫助。常常不能防止此類環(huán)路，它們僅在系統(tǒng)組成期間從故障傳播模型的現(xiàn)有部件和現(xiàn)有部分發(fā)展。因此，需要一種能夠處理在使用布爾邏輯的故障傳播模型中的環(huán)路的技術(shù)。