arbori de defectare

8/13/2019 Arbori de Defectare

1/13

METODA ARBORILOR DE DEFECTRI

Masterand: Juverdeanu Razvan

Specializarea: Mecatronica avansata


2/13


3/13

Poarta logic AND (I) semnific faptul c evenimentul A se poate produce numai i numaidac se produc evenimentele subnlnuite (fig.1). n aceast reprezentare, evenimentele Ai sunt cauze,iar evenimentul A este efect. La rndul su, evenimentul A poate constitui cauza unui alt eveniment. ncazul multitransferului, evenimentul A este cauza, iar evenimentele Ai constituie efectele.

Poarta logic OR (SAU) semnific faptul c evenimentul A se poate produce dac cel puinunul din evenimentele Ai se produce (fig.2). Aspectul raportului de cauzalitate ntre evenimente(deschiderile schemei) este similar cu cel descris la poarta logic I. n cazul transferului, evenimentul

A poate determina producerea unuia sau mai multe evenimente Ai; evenimentele reprezint stri aleelementelor structurale, nlnuite cauzal, cu semnificaii finale, intermediare de transfer sau primare.

Fig. 2Structura porii logice SAU

Evenimentele (fig.3) se clasific astfel: finale, intermediare i primare.Evenimentul final reprezint un eveniment care nu se constituie n intrare pentru alt eveniment.

Un arbore poate avea mai multe evenimente finale, pe cnd o diagram logic (graf, subgraf) nu poateavea dect un singur eveniment final.

Evenimentul final constituie, de fapt, starea final a unui proces sau subproces definit de unanumit criteriu de ierarhizare.

Fig. 3Clasificarea evenimentelor

Evenimentul intermediar reprezint o stare de tranziie i esteplasat ntre dou evenimentecare constituie unul cauza i cellalt efectul su. Evenimentul intermediar constituie att o cale de

propagare a transformrilor dinamice ale procesului, ct i un nivel de referin al desfurriloracestuia. De asemenea, un eveniment intermediar poate constitui rezultanta transformrilor dinamice

ale unui proces, deci poate reprezenta, ca efect sau cauz, suma efectelor sau cauzelor acestortransformri.


4/13

eveniment (intermediar sau final), fiind de fapt similar cu starea iniial a procesului. Activareaevenimentului primar se poate datora unor elemente tehnologice definite prin proces, unor operri,accidente sau perturbaii i poate, la rndul ei, declana dinamica procesului. n funcie de gradulcunoaterii, evenimentele primare sunt de dou tipuri:

eveniment definit (de baz)care poate fi neles i evaluat calitativ i cantitativ, n funcie deobiectivul analizei de proces. El poate fi predicionat i simulat, cunoscndu-i-se natura. ndiagrama logic evenimentul de baz se marcheaz cu un cerc sub dreptunghiul ce l reprezint;

eveniment nedefinit (adiacent)poate fi un eveniment a crui natur nu este cunoscut i care,de aceea, nu poate fi evaluat dect, cel mult, calitativ.

Activarea sa reprezint un fenomen aleatoriu, iar efectul su poate fi intuit parial. n procesulanalizei, n funcie de profunzimea cunoaterii, de dinamica procesului i de dependenele dintreevenimente, evenimentele adiacente pot deveni evenimente de baz sau pot fi considerate ca atare.Evenimentul adiacent este marcat pe schem cu un trapez;

legturile reprezint cile de propagare(fig.4) a efectelor activrii unor evenimente. Sunt repr-ezentate sub forma de linii ntre evenimente, ntre evenimente i o poart logic sau ntre o

poart logic i un eveniment. Sgeata reprezint orientarea propagrii sau sensul transferului.

ntro diagram logic se utilizeaz, de regul, legturi unidirecionale, dar, n cazuri speciale,ntre evenimentele intermediare pot aprea i legturi bidirecionale. Linia continu reprezint ocale sigur, definit ca atare, n timp ce linia punctat reprezint o cale probabil. Pentruanaliz, cilor de legtur li se pot asocia viteze sau capaciti de transfer ori alte caracteristici.

Fig. 4Tipologia legturilor operaiunile de control dac sunt obinuite, se realizeaz de-a lungul liniilor de legtur, iar

dac sunt ntre subdiagrame (subgrafuri) se marcheaz printr-un triunghi (fig.5) n care se n-scrie codul (sau simbolul de identificare) elementului ctre care se realizeaz transferul.


5/13


6/13

Fig. 7Matricea analizei preliminare

Pentru ncadrarea ntregii seciuni n nivelurilede posibiliti, se calculeaz posibilitateanormat aseciunii ca fiind, de exemplu, posibilitatea seciunii generale:

=

unde

pg este posibilitatea normat a seciunii generale;N - numrul ameninrilor cuprinse n matricearespectiv;

pi -posibilitatea de producere a ameninrii i

n funcie de strategia de securitate adoptat(minimal, suficient, acoperitoare sau sigur), sepoate stabili un prag de selecie a ameninrilor (0,15% 0,03%) care nu se elimin din matrice, dar seia n calcul la stabilirea obiectivelor ameninate.

Etapa a doua este cea a stabilirii obiectivelor ameninate, n care se determin attobiectiveleameninate, ct i felul i nivelul de ameninare.Plecnd de la matricea ameninrilor, se

stabileteobiectivul unde ameninrile devin efective. De pild,dac una din ameninri este furtul, seidentific toatematerialele sau produsele a cror valoare poate constituiobiectivul unei astfel deameninri. Identificareamaterialelor i produselor este urmat de stabilirealocului (zonei) n careacestea sunt dispuse, precum ia cilor pe care se poate ajunge la ele. Dac este vorbade sabotaj, seidentific, de asemenea, elementele care pot fi sabotate (distruse, ntrerupte funcional etc.), dup careurmeaz stabilirea, i n acest caz, a locului (zonei) de dispunere a acestora. n urma analizei complete,

pentru fiecare ameninare se determin locurile (zonele) de vulnerabilitate, care se nscriu n matriceaobiectivelor vizate de ameninri (fig.8). nscrierea obiectivelor n matrice se face n ordineadescresctoare a probabilitilor (posibilitilor) sum ale ameninrilor asociate. La calculul sumei seine seama de apartenena ameninrii la una dintre cele trei seciuni i, deci, i de ponderea ei.

Fig. 8Matricea obiectivelor si ameninrilorOrdonarea obiectivelor n matricea lor de identificare se poate face i dup alte criterii, dintre


7/13

Etapa a treia (fig.9) reprezint etapa determinriizonei vitale a proceselor (sistemelor), carepresupune:

determinarea zonei obligatorii deprotecie; determinarea caracteristicilor de definire a zonelor: ameninrile i vulnerabilitile

asociate.

Caracterizarea zonei vitale (fig.10) presupune o analiz recursiv bazat pe caracterizarea n

detaliu a ameninrilor obiectivelor cuprinse n zona vital, avnduse n vedere urmtoarele aspecte:

caracteristicile ameninrilor i nivelulprobabilitii (posibilitii) concretizrii acestora; sursele ameninrilor; elementele care faciliteaz concretizareaameninrilor (din mediu) i vulnerabilitile

care favorizeaz transformarea acestora n atacuri; consecinele concretizrii ameninrilor; nivelurile de risc gestionat; posibilitile de contracarare sau de ntrzierea producerii evenimentelor nedorite; modalitilede atenuare a consecinelor produceriievenimentelor nedorite.

Fig. 9Definirea zonei vitale

Definirea nivelului necesar de protecie (fig.11) a zonei vitale se bazeaz pe aspectele de

sintez care caracterizeaz fizic, funcional, informaional iinteligent-uman zona vital, astfel:

locul zonei vitale n obiectivul (sistemul) analizat funcionalitatea zonei vitale i ponderea acesteia n funcionalitatea obiectivului

(sistemului) structura de resurse materiale, informaionale,umane, precum i valorile fizice i

morale ale acestora structura vulnerabilitilor protecia strategiei de securitate pentru zonavital.


8/13

Fig. 10 - Caracterizarea zonei vitale

Fig. 11- Definirea nivelului necesar de protecie

Arborele funcionalitii vitale

Arborele funcionalitii vitale este reprezentareastructural a elementelor funcionalitii zoneivitale i a legturilor dintreacestea. Pentru exemplificare, n fig.12 este reprezentat arborelefuncionaltii vitalepentru un proces industrial cu foc continuu.


9/13

Fig. 12Graful funcionalitiiprimare

Evenimentul primar este parametrul fundamental care caracterizeaz funcionalitatea zoneivitale, constituit ca subsistem, sau starea final n care se stabilizeaz obiectivul (sistemul) n timpulfuncionrii acestui subsistem. Dac n aceast situaie sistemul este caracterizatde un vector

parametric sau de mai muli parametrii, arborele de defectri se desfoar ca atare. Parametrulfundamental al procesului este meninerea fluiditii magmei, concretizat printro anumit densitate itempera-tur.Evenimentele intermediare sunt reprezentate pe niveluri funcionale ierarhice, iar cele

pri-mare pe un singur nivel. Codificarea ndeplinete criteriul de apartenen. n acest exemplu,criteriul nivelului ierarhic funcional este mai puin edificator. Definirea evenimentelor este de tip mixt,utiliznduse att atribute funcionale, ct i denumiri de elemente. A fost aleas aceast soluie pentrua i se demonstra posibilitatea de utilizare, dei definirea omogen este mai recomandat. Excluznd

totui uneleelemente, care, i n acest caz al funcionalitii vitale,pot fi considerate redundante, grafulcritic asociat funcionalitii vitale este prezentat n fig. 13.


10/13

Fiecare element funcional are un anumit nivelde fiabilitate i o pondere n funcionareageneral a sistemului. n funcie de aceste dou caracteristici, se stabilete riscul asociat iapoi sedetermin i riscul de zon. Pentru elementele din fig.13 sau stabilit ponderile, sau evaluat riscurileelementelor primare i sau determinat, prin nsumare ponderat, riscurile de proces i cele ale zonelorconsiderate vitale. Pentru a uura calculul, numrul celor kelemente de amestec sa redus la 3.

Pe baza grafului funcionalitii vitale se definitiveaz zona vital, marcnduse sub form decod, locul elementelor nodale (fig.14). n acest fel, fiecrei componente a zonei vitale i se ataeazdirect elementele funcionale vitale, concretiznduse astfel resursele fiecrei funcii (atribuii) i sedetermin riscul de zon.

Riscul de zon se calculeaz ca suma ponderat a riscurilor componentelor care aparin zonei,fr a se mai respecta riguros principiul egalitii sumei ponde-rilor egal cu 1, deoarece riscul calculateste doar un indicator care stabilete ierarhia vulnerabilitii zonelor.

Riscul procesului nu se pondereaz. Din analiza riscurilor asociate zonelor din fig.14, ierarhiazonelor dup vulnerabilitate este urmtoarea:

cuptorulrisc 0,42

depozitul de combustibil0,27 camera de ncrcare 0,24 depozitul de materii prime0,20 vibratorul0,19 sursa electric 0,17 camera de combustibil0,12 centrul de coordonare0,01.

Fig. 14Configuraia zonei vitale


11/13

Arborele ameninrilor

Analiznd diagrama logic, graful funcionalitii vitale i configuraia zonei vitale, se potconcretiza ameninrile, stabilinduse tipul acestora, locul de aciune, implicaiile funcionale iinformaionale,precum i consecinele producerii evenimentelor nedorite. n urma analizei sentocmete matricea ameninrilor, defininduse categoria lor (general, specific sau ntmpl-toare),

locul de aciune i probabilitatea sau posibilitatea producerii.

Structura de aceast dat se obine pe baza arborelui ameninrilor. Acesta din urm se obinedin agregarea tuturor ramurilor ameninrilor, avnd n vedere c elementele concrete (obiectivele) sereprezint o singur dat n arbore, fiecare dintre ele cu toate legturile. Din analiza arborelui, oconcluzie deosebit ce se desprinde este posibilitatea de a pune imediat n eviden ntregul ansamblude ameninri care se concentreaz asupra unui obiectiv.

Analiznd reprezentrile celor doi arbori, al funcionalitii vitale i al ameninrilor, se observc desfurarea ameninrilor este invers, iar porile logice, n arborele ameninrilor, sunt excitatesingular, determinnd efecte cumulate (I) ori scveniale (SAU).

Fig. 15Arborele producerii sabotajului


12/13

Riscul se determin cu ajutorul acestui arbore, la fel ca i n cazul arboreluifuncionalitii vitale. Se iau n consideraie aceleai riscuri determinate pentru elementelefuncionale componente, dar se schimb ponderile n funcie de noua structur. De exemplu,pentru 011 i 012, ponderile sau schimbat de la 0,05 la 0,50. Se calculeaz riscul ca sumponderat pentru fiecare element al sabotajului i apoi riscul acestuia. Pentru ponderea

sabotajului, riscul determinat este de 0,12 sau 12%.Arborele structurii mecanismului de securitate

Mecanismul de securitate realizat pentru situaia analizat trebuie, n conformitate custrategia adoptat, s contracareze producerea evenimentelor nedorite (ameninrile) s tratezeproducerea i s atenueze consecinele negative ale acesteia.

Pentru a face fa acestor aspecte, la meca-nism se vor agrega msuri, capacitioperaionale i funcionale i informaii, se va realiza managementul riscului i se vor trataproducerea i consecinele evenimentelor nedorite. Eficiena mecanismului va fi condiionat, nprimul rnd, de modalitatea n care evaluarea riscului i tratarea consecinelor vor cores-punde

situaiei de fapt, n general, icu att mai mult n cazul special al zonelor vitale.Sunt destule metode i tehnici de structurare a mecanismelor de securitate, cu avantajelei dezavantajele cunoscute. Fa de toate aceste metode i tehnici, metoda structurriiarborescente a mecanismului de securitate, bazat pe arborele ameninrilor, prezint un plus depragmatism i, deci, de eficacitate.

Pentru o corect aplicare a acestei metode, este necesar ndeplinirea urmtoarelorcondiii:

arborele ameninrilor s fie real definit ameninrile s fie fr consecine cumulative obiectivele definite s nu fie menajate, dar nici suprncrcate cu ameninri pragurile de selecie s corespund strategiilor de securitate adoptate procedurile i resursele de securitate s fie eficace n sine, iar agregarea s le

creeze un cadru sinergetic de manifestare lipsa resurselor sau a oportunitilor, datorat neacoperirii unor costuri, s nu fie

dramatic structura rezultat este doar o stare iniial, ea trebuie s fie flexibil, adaptabil i

perfectabil.n esen, metoda este recursiv i presupune agregarea arborelui de structur din

ramurile ce reprezint soluiile de securitate pentru ameninrile care vizeaz un obiectiv.De la caz la caz, agregarea este ponderat sau neponderat. Exclusiv secvenial sau

consolidat cu elemente de completare deductibile din context.Pentru a exemplifica esena metodei, n fi-gura 16 este reprezentat ramura arborelui

structurii mecanismului de securitate pentru obiectivul central de coordonare i control, careconform arborelui ameninrilor este supus la urmtoarele evenimente nedorite: sabotaj,disfuncioaliti structurale (pentru aparatura din centrul de coordonare i control), greeli deoperare, pene de alimentare cu energie, inundaii i incendii.

Fa de aceste ameninri, soluiile din figura 16 asigur: prevenirea tuturor ameninrilor prin funcii precise de contraaciune tratarea producerii evenimentelor nedorite att soluii tehnologice, ct i organizatorice-educative


13/13

soluii de securtiate deplin (multifuncional) att soluii generale, ct i soluii speciale (ncapsulare 011 i 012) posibiliti de racordare cu celelalte ramuri ale arborelui structurii mecanismului

de securitate at la nivel general (parametru fundamental i ameninri generale),ct i la cel al msurilor (control acces, fiabilizare) sau a obiectivelor (01311,

01312,i 01313) deschidere prin adugarea de noi funcionaliti i / sau msuri perfectabilitate tehnologic i de pregtire a resurselor umane.

Agregarea ramurilor n arborele structurrii meca-nismului de securitate este destul decomplicat. De aceea, problema trebuie rezolvat recursiv i progresiv, n conformitate custrategia de securitate adoptat.

Fig. 16Arborele structurii mecanismului de securitate

arbori de defectare

Documents