|
Vyučující
|
-
Filip Aleš, doc. Ing. CSc.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Úvod do problematiky spolehlivosti a bezpečnosti systémů. Definice základních pojmů. 2. Kvantitativní ukazatele spolehlivosti a bezpečnosti. 3. Rozdíly mezi pojmy četnost poruchy, frekvence poruchy, hustota pravděpodobnosti poruchy a intenzita poruchy. 4. Příčiny závad a poruch. Jejich druhy. 5. Bezporuchovost systému. Vícekanálové architektury. Modelování ukazatelů spolehlivosti a bezpečnosti pomocí Markovových modelů spojitých v čase. 6. Modelování ukazatelů spolehlivosti a bezpečnosti pomocí Markovových modelů s diskrétním časem. 7. Vzájemný vztah bezporuchovosti, pohotovosti a bezpečnosti. Význam diagnostiky. Integrita bezpečnosti. Specifikace požadavků na systém. Princip fail-safe. Systémy s nízkým a vysokým vyžádáním bezpečnostní funkce. 8. Řídící a bezpečnostní funkce. Funkční a technická bezpečnost. Tabulky úrovní integrity bezpečnosti (SIL) ve smyslu různých oborových norem. Druhy poruch a jejich význam. 9. Techniky pro dosažení bezpečnosti při poruše. Životní cyklus systému. Principy pro určení přijatelného rizika. Postup pro odvození požadavků bezpečnosti na systém. Verifikace, validace, důkaz bezpečnosti a certifikace systému. 10. Techniky analýzy spolehlivosti systémů (FTA, ETA, RBD, FMEA, FMECA, HZOP ?) 11. Úvod do kybernetické bezpečnosti v bezpečnostně relevantních systémech. 12. Přehled norem pro funkční bezpečnost.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming)
- Účast na výuce
- 52 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 30 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku
- 38 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem předmětu je seznámit studenty s principy návrhu spolehlivých a bezpečných elektronických systémů a s metodami hodnocení bezpečnosti. Předmět zahrnuje definici základních pojmů, kvantitativní ukazatele spolehlivosti, příčiny závad a poruch, modelování spolehlivosti a bezpečnosti pomocí Markovových modelů, problematiku funkční bezpečnosti a integrity bezpečnosti, životní cyklus systémů, techniky pro dosažení bezpečnosti při poruše, principy pro určení přijatelného rizika, postup pro odvození požadavků bezpečnosti na systém, vysvětlení pojmů souvisejících s prokazováním bezpečnosti, přehled technik analýzy spolehlivosti systémů (FTA, ETA, RBD, FMEA, FMECA, HZOP atd.). Závěrečná část je věnována úvodu do kybernetické bezpečnosti v bezpečnostně relevantních systémech a je uveden přehled norem pro funkční bezpečnost v jednotlivých odvětvích průmyslu a dopravy.
Po absolvování předmětu student ovládá problematiku spojenou s návrhem, implementací a prokazováním spolehlivosti a bezpečnosti u elektrických, elektronických a programovatelných elektronických systémů (E/E/PES). Student se orientuje v problematice analýzy rizika, specifikace bezpečnostních požadavků na systém, principech bezpečnosti, návrhu bezpečnostních funkcí s požadovanou integritou bezpečnosti, předcházení poruchám v jednotlivých etapách životního cyklu systému a zvládnutí důsledků poruch. Student je rovněž seznámen s důvody pro provedení verifikace a validace, vypracování důkazu bezpečnosti a certifikace bezpečnostních systémů.
|
|
Předpoklady
|
Student by měl znát základy matematické analýzy, teorie pravděpodobnosti, Laplaceovu transformaci, řešení soustav lineárních diferenciálních rovnic a maticový počet.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Ústní zkouška, Písemná zkouška
Požaduje se, aby student ovládal základy matematické analýzy, teorie pravděpodobnosti, Laplaceovu transformaci, řešení soustav lineárních diferenciálních rovnic, maticový počet a programování v prostředí MatLab.
|
|
Doporučená literatura
|
-
CEI EN 50129. Railway applications ? Communication , signalling and processing systems ? Safety related electronic systems for signalling. CEI ? Milano, 2019.
-
ČSN EN 61508. Funkční bezpečnost elektrických/ elektronických/ programovatelných elektronických systémů související s bezpečností. Normservis, 2011.
-
EN 50126-1. Railway Applications ? The Specification and Demonstration of Reliability, Availability, Maintainability and Safety (RAMS) ? Part1: Generic. CENELEC Brusel, 2017.
-
EN 50126-2. Railway Applications ? The Specification and Demonstration of Reliability, Availability, Maintainability and Safety (RAMS) ? Part1: Systems. CENELEC Brusel, 2017.
-
ISO 26262. Road vehicles - Functional safety. International Standard. ISO: Geneva, 2018.
-
Bergmiller, P. J. Towards Functional Safety in Drive-by-Wire Vehicles. Springer, 2015. ISBN 978-3-319-36893-1.
-
Filip, A. Elektronická opora k předmětu: Spolehlivost a bezpečnost. 2024.
-
Mahboob, Q. and Zio, E. Handbook of RAMS in Railway Systems. Theory and Practice. CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton London New York, 2018. ISBN 978-1-138-03512-6.
-
Maurer, M., Gerdes, J. Ch., Lenz, B. and Winner, H. Autonomous Driving. Technical, Legal and Social Aspects. Springer Open, 2016. ISBN 978-3-662-48845-4.
-
Rausand, M. Reliability of safety-critical systems - Theory and Applications.. John Wiley & Sons Inc, 2014. ISBN 978-1-118-11272-4.
-
Ross, H-L. Functional safety for road vehicles. New Challenges and Solutions for E-mobility and Automated Driving. Springer International Publishing Switzerland, 2016. ISBN 978-3-319-33360-1.
-
Stapelberg, R. F. Handbook of Reliability, Availability, Maintainability and Safety in Engineering Design. Springer: Vrlag London Limited, 2009. ISBN 978-1-84800-174-9.
-
Verma, A., K., Ajit, S. a Karanki, D., R. Reliability and Safety Engineering. 2nd Edition. Springer London, 2016. ISBN 978-1-4471-6268-1.
|