Ansvarlig: Professor Mary Ann Lundteigen, mary.a.lundteigen@ntnu.no

TTK2 blir fra høsten 2024 endret fra Design og analyse for funksjonell sikkerhet til Pålitelighetsanalyse av sikkerhetsfunksjoner. Endringen reflekterer at fokuset i modulen blir mer spisset.

På kybernetikk lærer man å lage styringssystemer for mange ulike anvendelser. For noen av disse anvendelsene kan svikt i styringssystemene medføre ulykker som omfatter skade på mennesker og miljø. Et eksempel er dynamisk posisjoneringssystem som ved feil kan medføre kraftig akselerasjon mot en kai eller nærliggende fartøy. Et annet eksempel er et reguleringssystem i et CO2 lagringsanlegg som ikke stopper tilførsel til en lagertank selv om trykket øker over det tanken tåler. Det er i disse tilfellene vi har behov for sikkerhetsfunksjoner som kan oppdage farlige situasjoner og utføre aksjoner som forhindrer at ulykker skjer eller begrenser omfanget. Slike sikkerhetsfunksjoner plasseres ofte i egne kontrollere og med sin egen instrumentering.

Når sikkerhet er et tema, så stiller myndighetene krav til både de som designer og de som har fått installert sikkerhetssystemer. Et av disse kravene er å ha kontroll med påliteligheten. Pålitelighetsanalyse er derfor en helt sentral del av designutvikling og i bruk av systemer som har betydning for sikkerhet.

Men dere spør dere kanskje: Jaha, men er pålitelighetsanalyse relevant for oss som går på kybernetikk? Min erfaring er at mange med kybernetikkbakgrunn vil ha noe med pålitelighetsanalyse å gjøre. Kanskje skal selskapet ditt oppnå en sertifisering og der leier inn noen eksperter for å gjøre pålitelighetsanalysen som er påkrevd da. Ekspertene vil stille spørsmål om mange detaljer som har betydning for påliteligheten og de vil komme med en rapport der de presenterer resultatet sitt. Da er det jo fint å ha en basis-kunnskap om hvorfor de spør om det de spør om og hva resultatene de presenterer faktisk betyr.

I temaet vil vi ha fokus på å lære metoder for å utføre pålitelighetsanalyse. Emnet bygger på tematikk belyst i TTK 4175 Instrumenteringssystemer og sikkerhet, men her tas det grundigere slik at det ikke er en forutsetning å ha gjennomført det nevnte faget: Tema som dekkes er:

• Hva er sikkerhetsfunksjoner innenfor ulike type anvendelser og hvilke krav stilles til de? Her bruker vi eksempler som er relevant utfra deltagernes fokus i fordypningsprosjektet.
• Hvilke mål for pålitelighet brukes for sikkerhetsfunksjoner
• Pålitelighetsanalysemetoder (hver metode blir mest sannsynlig en egen forelesning/seminar) - hva kjennetegner de, hvordan brukes de, og hva er eventuelt forskjellene?:
  • Pålitelighetsblokkskjema
  • Feiltreanalyse (FTA) - og bruk av CARA-FT programvare
  • Markov analyse - blant annet ved bruk av kode implementert i excel
• I noen grad: Pålitelighetsdata - hva er det? Hva inngår?

Teori baseres primært på utvalgte tema i Boka «Reliability of Safety-Critical Systems» tilgjengelig online via https://bibsys-almaprimo.hosted.exlibrisgroup.com/permalink/f/13q4kuj/BIBSYS_ILS71524868890002201 men merk at det er et veldig avgrenset del av denne boka vi dekker i emnet!.

Faglærer har laget noe python-kode som støtte til temaene som studentene kan velge å bruke, i tillegg til et excel-ark laget for Markov-analyse og en studentversjon av Cara-FT.

Seminartidspunkt foreslått er (med tentative tema):

• Fredag 30.08.24 kl 8:30-11:00 D240 - Seminar 1 – introduksjon med fokus på miniprosjektoppgave 1 a) og 1b)
• Fredag 06.09.24 kl 8:30-11:00 D240 - Seminar 2 - PFD og PFH m/ blokkskjema – teori
• Fredag 13.09.24 kl 8:30-11:00 D240 - Seminar 3 - Feiltreanalyse m/ CARA FT - teori
• Fredag 20.09.24 kl 8:30-11:00 D240 - Seminar 4 - Markov-analyse - teori
• Fredag 27.09.24 kl 8:30-11:00 D240 - Seminar 5 - Miniprosjekt - Studenter jobber med oppgaver og faglærer er tilstede for å forklare ved spørsmål
• Fredag 04.10.24 kl 8:30-11:00 D240 - Seminar 6 – Miniprosjekt – Studenter jobber med oppgaver og faglærer er tilstede for å forklare ved spørsmål
• 18.10.24 kl 8:30-11:00 D240- Seminar 7 – Miniprosjekt – Studenter jobber med oppgaver og faglærer er tilstede for å forklare ved spørsmål
• 01.11.24 kl 8:30-11:00 D240 - Seminar 8 - Refleksjon rundt teori – vi diskuterer i plenum hva dere har kommet frem til for oppgave 5: a, b og c), utestående tema

Hva er miniprosjektet: Studentene jobber med tildelte oppgaver (miniprosjekt) der svarene på disse er det som blir diskutert på muntlig eksamen. Studenter kan samarbeide om oppgavene, men husk at muntlig eksaminering er individuell så studenten må ha satt seg inn i alle oppgavene. Oppgavene kan dokumenteres i en powerpoint presentasjon som kan tas opp under eksamineringen og det er fokus på hvordan studenten er i stand til å forklare og forsvare det som er foreslått i besvarelsen.

Kommunkasjon og materiale deles via et eget teamsroom for TTK2 som settes opp i starten av august. Blackboard blir ikke benyttet da det ikke lages egne sider for dette for emner, kun for den overordnede emnekoden TTK 4555.

Muntlig og individuell eksamen der man blir spurt ut om et utvalg av oppgavene som inngår i miniprosjektet. Varighet ca 20-25 minutter.