Краткое предложение системы оценки и раннего предупреждения для предприятия повышенной опасности (АЭС / химзавод).
1) Архитектура системы (уровни)
- Полевая сеть датчиков → локальные ПЛК/RTU с предобработкой → SCADA/История событий → Корреляционный движок/АИ → Панель раннего предупреждения (EWS) + операционные HMI.
- Принцип: распределённая обработка на краю (latency, отказоустойчивость) и централизованная корреляция событий.
2) Датчики (типы, характеристики, требования)
- Процессные: расход, давление, уровень, температура, состав (газоанализаторы, GC/μGC) — параметр accuracy, диапазон, время отклика $t_r$.
- Безопасность/защита: детекторы утечки (H2, H2S, VOC), ионизационные/плазменные сенсоры, дым/пламя.
- Структурные/механические: вибрация, деформация, акустические эмиссии, коррозия (ультразвук).
- Электрические: ток, напряжение, частота, изоляция.
- Пометки по параметрам: частота выборки $f_s$, время отклика $t_r\le$ требуемого времени предупреждения.
- Избыточность: минимум $N+1$ для критичных измерений или голосование $2\text{-of-}3$ для отказоустойчивости.
- Диагностика датчиков: встроенный само-тест, контроль калибровки, монитор состояния (BIST).
3) Логика обнаружения и сигнализации
- Риск: $R=P\times C$ (вероятность × последствия) — используется для приоритизации.
- SPC / триггеры: контрольные пределы $UCL=\mu +3\sigma ,LCL=\mu -3\sigma$ для процессов; трендовые триггеры (скользящая линейная регрессия).
- Многоуровневая детекция:
- пороговая детекция (быстрые аварии),
- кореляция между каналами (комбинации событий),
- аномалии ML (несоответствие нормальному поведению).
- Метрики обнаружения: вероятность детекции $P_D$, вероятность ложного срабатывания $P_{FA}$. Целевые значения проектируются в зависимости от контекста (например, $P_D\ge 0.99$ для критичных событий).
- Алгоритм голосования: для трёх независимых датчиков — сработало ≥ 2 даёт аварийный сигнал ($2\text{-of-}3$).
4) Управление тревогами и HMI
- Приоритизация сигналов: уровни критичности (Критический/Высокий/Средний/Низкий) на основе $R$.
- Рационализация сигналов: минимизация «флудовых» тревог, подавление разумными блокировками, программная дедупликация.
- Эскалация: автоматическое уведомление при непринятой тревоге в течение порога времени (см. KPI ниже).
- Четкие инструкции на HMI (SOP) для каждой категории тревоги.
5) Операционные процедуры
- Калибровка и поверка датчиков по регламенту; записи в CMMS.
- Периодические тесты «инъекции» сигналов (end‑to‑end) — имитация отказов и проверка цепочки оповещения.
- Алгоритм действий при тревоге: обнаружение → подтверждение (оператор/редундантный канал) → локализация → ликвидация/изоляция → отчёт.
- Пост‑инцидентный анализ (root cause analysis) и корректирующие действия.
6) Обучение персонала и упражнения
- Уровни компетенций: Операторы (первичная реакция), Старшие операторы/Инженеры (локализация/ремонт), Менеджмент (эскалация/решения).
- Программа: теория датчиков/систем, SOP, сценарные тренировки в симуляторе, тренировки на площадке. Частота: базовое обучение при приёме и повторное минимум раз в год; критические навыки — каждые $6$ месяцев.
- Типы упражнений: table‑top, симуляторные, полевые (with injected faults), full‑scale drills с внешними службами.
- Оценка: тесты, практические задания, контрольные сценарии. Ведение реестра компетенций.
7) KPI и показатели эффективности
- Среднее время обнаружения $MTTD$.
- Среднее время подтверждения/подтверждения оператором $MTTA$.
- Среднее время до восстановления/ремонта $MTTR$ (для оборудования).
- Доля ложных тревог $P_{FA}$ и доля необработанных тревог.
- Доступность системы: $A=\frac{MTBF}{MTBF+MTTR}$.
- Надёжность датчиков: $MTBF=\frac{Totaloperatingtime}{Numberoffailures}$.
8) Верификация, валидация, стандарты
- Тестирование E2E, HIL (Hardware‑in‑the‑Loop), регулярная поверка.
- Соответствие стандартам: IEC 61508 / IEC 61511 (SIL), ISA‑18.2 (Alarm Management), NORSOK/NEI/Росатома при необходимости.
- План непрерывного улучшения: ревью после каждого инцидента, ежегодная ревизия порогов и сценариев.
9) Внедрение (этапы)
- Анализ рисков и критичных точек (FMEA/FTA).
- Пилот на критичном участке (1‑2 узла).
- Масштабирование, интеграция с CMMS и ERP.
- Постоянный аудит и обучение.
10) Краткие практические рекомендации
- Для критичных измерений — избыточность и диагностика.
- Использовать комбинированную логику (порог + тренд + корреляция).
- Акцент на человеческие процедуры: ясные SOP, регулярные тренировки и отслеживание компетенций.
- Проводить регулярную рационализацию сигналов и тестирование E2E.
Если нужно, могу предложить пример структуры сценариев тревог, шаблон SOP для конкретного типа аварии или схему расположения датчиков для конкретного процесса.