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二、系统的功能和任务分析
1.功能的确定(1)确定目标任务系统的基本功能目标(或最终目的)有两项:使用性目标和安全目标。1)设计者应首先将这两个目标中的每一项分解为各层次的若干子目标,并进而确定每项子目标的基本功能。这些功能通常称为重要的功能,这些功能的丧失,将改变系统运行的连续性或安全屏障的完整性。2)这个目标系统构成一个层次目标结构,即将目标系统分解为功能目标和子功能目标,构成分层次的目标结构,以表明它们之间的关系。层次目标结构一般可分为 3 个层次:其顶层是概括的高级功能;中间层是系统级功能;底层是具体的控制功能。根据一组“终止规则”分解功能,并达到足够详细的程度。(2)总目标系统总目标系统包括:①工程项目和目标系统的名称;②所有者或用户(国有、集体或民营企业);③位置和场所条件(如气候、地理资料);④社会影响和社会背景;⑤基础设施及公用设施条件;⑥目标系统的类型及其总体规格(如大小、容量);⑦控制目标(如原材料、信息、人员);⑧系统描述(如功能、运行方面的描述);⑨工程项目的框架(如组织、程序、预算);⑩时间进度;?计划修订及程序更新。(3)使用性目标1)使用性目标(主要是指运行和控制目标):运行类型和过程特征(如连续、分批、分散、间歇);控制的目标(如原材料、能源、运输、车辆、信息、人员);任务(如控制、监视、加工、指令);控制类型(如稳态控制、程序控制、序列控制);实时要求(如动态过程、火警测报点);在线要求(如网络、人的干预);控制模式(如综合式、集中式、分布式);备份模式(如冗余、混合、硬件);人员配备;轮班制度; 作息制度;应急设施。2)事件分析:对可能遇到的异常工况、紧急工况和事件进行分析,并细化系统的控制和监测功能;引起系统失效的故障形式;系统的设备故障运行史。(4)安全目标安全目标主要是指安全及防护目标,包括:①防危险或污染源(如可燃气体/液体、有毒气体/液体、电磁辐射、放射等);②防火系统;③安全报警系统;④防爆措施;⑤防地震措施;⑥设备和/或系统的诊断系统;⑦紧急情况停机系统;⑧事故处理;⑨防敌意活动(保安措施);⑩规程/法规。应将上述各项再向下分解为具体的基本功能。
2.每项功能的信息和信息处理要求(1)一般方法分析并确定:①指示功能状态的可观察参数;②完成功能所要求的控制过程和性能测量;③如何确定功能在正确执行;④如果功能不能正确执行,可用哪些替代功能,如何选择替代功能。例如,依据系统的某一工况,应有几种冗余的途径可供选择。(2)确定一组有代表性的事件该事件包括:①鉴于数据的解释与控制的复杂性、控制速度等,操作员难以就要求的操作做出主观判断的事件;②要求操作员确信无疑地做出正确反应的事件,如某些事故工况;③在概率风险评价中属重要的事件;④除非及时采取纠正动作,否则很可能导致系统停运的事件;⑤出现的概率很高的事件。可把与安全有关的、与使用性有关的事件作为一种典型的选择,设计者应知道某个功能的丧失相当于某一事件的发生,并能估计到它如何沿着层次结构从底部向顶部扩散,影响较高一级功能。(3)性能测量是为了保证功能的实现,直接的物理测量是理想的方法。但是,不是所有的性能测量都可以用这种方法来决定。有时不得不利用设计基准事件下所获得的信息。
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