dal 1987 – Ingegneria per la Sicurezza e l’Ambiente

Alberi di guasto – FTA

Per la costruzione e la soluzione degli alberi di guasto Eidos utilizza il programma di calcolo Isograph Reliability Workbench e tutti gli alberi di guasto prodotti sono conformi alle seguenti norme tecniche internazionali:

  • CEI EN 61025 “Analisi ad albero delle avarie”
  • CEI EN 61165 “Applicazione delle tecniche di Markov”

La FTA prevede la costruzione di un albero decisionale logico mediante eventi iniziatori, eventi abilitatori e porte logiche (AND, OR, VOTE, XOR, etc.).

La fase di identificazione dei top-event svolta in precedenza ha permesso di individuare la concatenazione di cause e mancato intervento delle protezioni che possono portare all’insorgenza di un top-event.

La tecnica degli alberi di guasto prevede la costruzione di un albero decisionale logico mediante eventi iniziatori (cause), eventi abilitatori (mancato intervento protezioni) e porte logiche (AND, OR, VOTE, XOR, etc.) che uniscono i vari eventi.

Svolge, ovviamente, un ruolo cruciale nella definizione della frequenza attesa di un top-event la scelta dei corretti valori di affidabilità da assegnare ai singoli eventi (cause o protezioni).

I valori da assegnare alle cause dovranno essere espressi in occasioni/anno mentre l’avaria delle protezioni saranno espresse con un numero puro (PFD- Probability of Failure on Demand).

Eidos utilizza numerose banche dati affidabilistiche presenti nella letteratura internazionale (OREDA, SINTEF, IEEE, etc.).

Per quanto riguarda i loop di strumentazione essi sono modellati mediante la tecnica delle catene di Markov multifase ibride (fluid-to-fluid). Tale tecnica, universalmente riconosciuta come la migliore per la strumentazione, produce per ogni singolo strumento un automa a stati finiti con transizioni continue (esercizio) e discrete (manutenzioni/tarature/controlli). Il modello viene successivamente importato nell’albero di guasto in modalità tempo-variante.

Un aspetto particolarmente delicato riveste la scelta del valore di probabilità da assegnare gli errori umani, infatti tali valori non possono essere ricavati da letteratura perché intrinsecamente connessi con l’interfaccia uomo/macchina e la formazione specifica del lavoratore. Inoltre riveste, per queste situazioni, particolare importanza il fattore stress (la stessa azione compiuta in situazione di emergenza in tempi brevi risulta molto più prona ad errori che la stessa azione svolta in situazione di tranquillità e senza limiti temporali).

La trattazione di questi aspetti è compito di una specifica branca della ingegneria della sicurezza conosciuta come HFE (Human Factor Engineering).

Per la valutazione stocastica degli errori umani da inserire negli alberi di guasto si utilizza il metodo Teseo sviluppato internamente da Eidos negli anni e citato nella letteratura di settore.

Per ogni evento (causa o protezione) è prevista la modellazione specifica più consona alla situazione mediante idonea scelta del modello stocastico corrispondente tra:

  • “dormant” (per i guasti non immediatamente evidenziati come avaria di un blocco, errata taratura PSV, etc.)
  • Rate, MTTF (Mean time to fail), MTTR (mean time to repair), MTBF (mean time between failures)
  • Weibull
  • altre

Ogni valore inserito nei singoli eventi è inoltre modellato come una distribuzione normale avente valore medio e varianza pari al valore di letteratura. Per gli eventi per cui non è disponibile un valore di varianza si opta, in una ottica conservativa, per definire una varianza pari al 100% del valore medio.

Lo sviluppo degli alberi di guasto fornisce le seguenti sotto-analisi:

  • Frequenza di accadimento dell’evento
  • Metodo MonteCarlo (20.000 iterazioni per ogni evento iniziatore)
  • Analisi di sensitività non stocastica (+/- 20% sul valore nominale)
  • Analisi Sequenziale per la definizione dell’importanza delle varie misure di sicurezza in essere o progettate.
  • Analisi Barlow-Proschan per l’individuazione gerarchica delle varie cause iniziatrici del TOP
  • Analisi degli insiemi di cut-set
  • Analisi tempo-variante