Hvordan evaluere og presentere usikkerheter i RAM analyser med hensyn til kvaliteten av input data Stefan L. Isaksen, Senior Sikkerhetskonsulent 28/01/2015 Observasjoner om datakvalitet • Tatt opp i ulike standarder (ISO 14224, ISO 20815, ISO 8000) • Kjent tema i akademiske kretser • Lite oppmerksomhet i praktiske anvendelser Input Output MTTR =1 «Resten av systemet»: Tilgjengelighet = 99% Pålitelighetsdata – kuleventil • OREDA Håndbok 2009: Valve, Ball: 7.05 (Bare kritiske feil inkludert) • IEEE, Gold book 2007: Valve, Ball: 0.022 • NPRD, 1995: Valve, Ball: 0.23 • IEEE deler inn i «Normally open» og «Normally closed» • OREDA deler inn i anvendelse/system (Crude oil handling, ESD, Fuel gas, Gas processing, …) • Prediksjon av en normalt lukket kuleventil i et gassprosesseringssystem: Kilde? Lettvinte løsninger • Forhåndsbetemmelse av datakilde, ingen sammenlikning • Fokus på tall (feilrate), lite tid til bakgrunn/datakilde • Manglende kommunikasjon med teknisk ekspertise Nøkkelområder • Definisjon/mål av datakvalitet • Håndtering av usikkerheter • Fremstilling av resultater Datakvalitet – Ulike aspekter • Relevans • Populasjon • Tilknyttet informasjon • Presis registrering ISO 14224 • completeness of data in relation to specification; • compliance with definitions of reliability parameters, data types and formats; • accurate input, transfer, handling and storage of data (manually or electronic); Tilknyttet informasjon Presis registrering • sufficient population and adequate surveillance period to give statistical confidence; Populasjon • relevance to the data user’s need. Relevans ISO 20815 • Data should originate from the same type of equipment and, if possible, originate from identical equipment models. • Data should originate from equipment using similar technology. Presis registrering • Data should originate from periods of stable operation, although early-life or start-up problems should be given due consideration. • Data should, if possible, originate from equipment that has been exposed to comparable operating and maintenance conditions. Populasjon • The basis for the data used should be sufficiently extensive. • The amount of inventories and failure events used to estimate or predict reliability parameters should be sufficiently large to avoid bias resulting from “outliers”. Relevans • The repair and downtime data should reflect site specific conditions. • The equipment boundary for the originating data source and analysis element should match as far as possible (study assumptions should otherwise be given). • Population data (e.g. operating time, observation period) should be indicated to reflect the statistical significance (uncertainty related to estimates and predictions) and the “technology window”. • Data sources should be quoted. Tilknyttet informasjon Relevans • Ingen generelle, overordnede definisjoner • Gitt av informasjon om faktorer som påvirker påliteligheten – Design parametre • • • • • • Fabrikant Modell/type Størrelse Temperatur/trykk/spenning/hastighet/etc Materialer Etc – Ytre forhold • • • • • Beskyttelse/kapsling Installasjon Geografisk lokasjon Værforhold Etc • Hvilke faktorer påvirker påliteligheten mest? Statistiske metoder Populasjon • Kvantitative kriterier mulig, men avhenger av – Industri – Anvendelse – Generell populasjon innenfor feltet • Eksempel Datakvalitet, populasjon Kriterium Høy Observasjonsår*Antall feil > 1000 Medium Observasjonsår*Antall feil > 100 Lav Observasjonsår*Antall feil < 100 • Ingen observerte feil? Forsiktig bruk av “null-feil formel” • Kriterier for antall utstyrsenheter og installasjoner? Faktiske hendelser Informasjon og presisjon • Detaljer om utstyr, feil- og vedlikeholdshendelser • Klare definisjoner Informasjonssystemets format Observasjoner Personale på stedet Registrering av informasjon (loggføring av hendelser) Dataformat (maler, software, etc) Definisjoner/Retningslinjer/ Standard for datainnsamling • Håndtering av informasjon Tolkning Datainnsamler Registrering av pålitelighetsdata Tolkning Analytiker Analyse Anvendelse Anbefalt fremgangsmåte 1. Tydelig dokumentasjon av datakilder 2. Evaluering og klassifisering av data mht kvalitet 3. Supplerende analyse for å håndtere data med lav kvalitet Data dossier (vanlig fremgangsmåte) Komponent Ant. feil Ytstyrs- Dataår kilde Spesifikasjon Inlet Heater 12 111.5 Source 1 Heat Exchangers Shell and Tube 1st stage Separator 59 535.8 Source 2 Vessels - Separator Chemical Inhibitor Pump Motor 2 50.0 Source 1 Heating Medium Circulation Pumps 1 12.0 Source 3 210 370.0 Source 3 Oil Export Pump … … … … Electric Motors – Pump – Chemical Injection Pumps - Centrifugal - Cooling systems Pumps - Centrifugal … Data dossier med evaluering av datakvalitet Komponent Ant. feil Utstyrs- Dataår kilde Spesifikasjon Relevans Populasjon Inlet Heater 12 111.5 Source 1 Heat Exchangers Shell and Tube M H 1st stage Separator 59 535.8 Source 2 Vessels - Separator M H H M M L Pumps - Centrifugal L H … … … Chemical Inhibitor Pump Motor 2 50.0 Source 1 Heating Medium Circulation Pumps 1 12.0 Source 3 210 370.0 Source 3 Oil Export Pump … … … … Electric Motors – Pump – Chemical Injection Pumps - Centrifugal - Cooling systems Belyse data av dårlig kvalitet Komponent Ant. feil Utstyrs- Dataår kilde Spesifikasjon Relevans Populasjon Inlet Heater 12 111.5 Source 1 Heat Exchangers Shell and Tube M H 1st stage Separator 59 535.8 Source 2 Vessels - Separator M H H M M L Pumps - Centrifugal L H … … … Chemical Inhibitor Pump Motor 2 50.0 Source 1 Heating Medium Circulation Pumps 1 12.0 Source 3 210 370.0 Source 3 Oil Export Pump … … … … Electric Motors – Pump – Chemical Injection Pumps - Centrifugal - Cooling systems Håndtering av usikkerheter • Sannsynlighetsfordelinger (TTF) • Komponentkritikalitet • Følsomhetsanalyser TTF - fordelinger • Sannsynlighetsfordelinger som uttrykk for usikkerhet • Høyere standardavvik • Stokastiske parameterverdier. Tolkning? – Bayesianske metoder – Ekspertvurderinger – Etc Sannsynlighet • Andre teknikker 0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 Exp(1) Exp(a) med a~Lognormal(1,1) 0 1 2 TTF 3 4 Kritikalitetsmål Component criticality Gas Turbine Compressor Oil Export Pump 16.0 % Submarine power cable 13.8 % 51.6 % Inlet Heater 1st stage Separator Scrubber 9.3 % 2nd stage Separator 8.8 % Chemical Inhibitor Pump Chemical Inhibitor Pump Motor 7.2 % 3.0 % 3.3 % 4.4 % 3.7 % 3.8 % 4.9 % Heating Medium Circulation Pumps Other Kritikalitetsmål Komponent Ant. Utstyrs- Datafeil år kilde Spesifikasjon Relevans Populasjon Kritikalitet Inlet Heater 12 111.5 Source 1 Heat Exchangers Shell and Tube M H H 1st stage Separator 59 535.8 Source 2 Vessels - Separator M H M H M L M L L L H H … … Foam Inhibitor Pump Motor 2 Heating Medium Circulation Pumps 1 Oil Export Pump … 210 … Electric Motors – 50.0 Source 1 Pump – Chemical Injection Pumps - Centrifugal 12.0 Source 3 - Cooling systems 370.0 Source 3 Pumps - Centrifugal … … … Følsomhetsanalyser Ant. feil Komponent Oil Export Pump 210 Utstyrs Dataår kilde Spesifikasjon 370.0 Source 3 Pumps - Centrifugal 1 Relevans L Pumpe Tilgjengelighet System 0.99 Base case 0.98 0.97 0.96 0 0.5 1 Feilrate pumpe 1.5 2 Populasjon Kritikalitet H H Følsomhetsanalyser Ant. feil Komponent Utstyrs Dataår kilde 210 Spesifikasjon 370.0 Kilde 1 Oil Export Pump 7 8.1 Kilde 2 Relevans Populasjon Kritikalitet Pump - Centrifugal L H H Pump – Centrifugal, >5 MW M L H 30.0 % Kilde 1 25.0 % Sannsynlighet Kilde 2 20.0 % Terskel/krav 15.0 % 10.0 % 5.0 % 0.0 % 94.0 % 96.0 % 98.0 % Produksjonstilgjengelighet 100.0 % Konklusjoner • Input til pålitelighetsmodeller består av data med varierende kvalitet • Kvalitet av pålitelighetsdata trenger mer fokus • En overordnet, generell metodikk ikke mulig… • …men noen retningslinjer – – – – Systematisk evaluering av datakvalitet Usikkerhetshåndtering Undersøke utslag på resultater Presentere et sett med resultater og diskutere input som basis for beslutningsstøtte Takk for oppmerksomheten Stefan Isaksen Senior Sikkerhetsrådgiver [email protected] +47 924 41 097
© Copyright 2024