Túri Tamás PA Zrt. Irányítástechnikai Mőszaki Osztály

Átírás

1 Man Technology - Organization (MTO) Vezénylı tervezés Túri Tamás PA Zrt. Irányítástechnikai Mőszaki Osztály turi@npp.hu Balesetek és majdnem esetek tapasztalatai: Az ok gyakran emberi hibák, hibás döntések vagy szervezési problémák kombinációja A biztonságot mindig komplex szervezetben kell fejleszteni Fejleszteni kell az operátor és a rendszerek valamint a mőszaki személyzet együttmőködését A személyzetet kell alkalmassá tenni arra, hogy elkerülje az üzemzavarokat Kapcsolódó kutatási területek A tervezés fontos tényezıi Pilóta fülke típusú munkaállomások kutatása Emberi teljesítmény mérések Human teljesítmény Az ember megbízhatósága Emberi tényezık Szervezeti tényezık Tervezési technikák Innovatív Ember Gép kapcsolat V&V technikák Vizualizálási technikák Viselhetı komputerek és vizualizálás A mőködı technológiai rendszerek tesztelése és karbantartása Korai hibafelismerés Állapot monitorozás Szoftver megbízhatóság Konferenciák

2 Az emberi teljesítmény összehasonlítása Virtuális valóság Két különbözı vezénylıben azonosan képzett személyzet ugyanazt a tranzienst kezeli A megfigyelés egy kijelölt paraméter stabilizálására irányul Az összehasonlítás alapja idı, azaz, hogy mennyi idı alatt érik el a stabil állapotot Control room design and V&V by VR Decommissioning planning by VR Collaborative virtual environments LOCA variant 1 LOCA variant 2 Reactor Level Training by VR HRA data: 1 team s different handling of very similar LOCAs Virtuális valóság és kiterjesztett valóság (VR, AR) Large Screen Displays A terepi személyzet mozgásáról pozíció és irány detektálás segítségével kap információt a blokkvezénylı egy 3D modellbe illesztetten A viselhetı technológiák a fejre szerelten adnak akár irány és pozíció függı információt Innovative Large Screen Display for Loviisa NPP based on Information Rich Design Method 1 2 Large Screen Display for Outage Plant Mode, focus on Safety Technical Specifications

3 Tervezés Új blokk vezénylıje, vagy létezı vezénylı felújítása A vezénylı az I&C rendszer része, önálló felújítása értelmetlen Egy lépés, vagy több lépés Több lépés kevesebb termelés kiesést jelent? A több lépés minden állapotához igazolt és teljes mértékben dokumentált erımő tarozik A több lépés állapotaihoz képzett személyzet szükségeltetik Több blokkos erımő esetében ez igen komplikált lehet Felújítás 3 lépésben Pakson Az Ember-Gép kapcsolat 1. BLokk 2. BLokk A B A C B D C D Funkcionalitás és feladat allokálás Team információ (Panelek, nagy képernyık) Egyéni munkahely (Pultok, munkaállomások) 3. BLokk 4. BLokk Szimulátor A A,B A A,B,C B C D A B C D A,B,C,D B,C,D C,D D Statikus állapotok és gyors dinamikák kezelése Emberi tényezık és ergonómia Az ember szerepe, elvárások vele szemben, automatizáltság szintje Kommunikációs elvárások, kultúra, a számítógép akadályozó szerepe a kommunikálásban

4 Fontolgatások Információ ömleny Milyen legyen az automatizáltság foka? A magas automatizáltság tehermentesíti az operátort, és pont a nem humánus tevékenységeket lehet legjobban automatizálni Magas automatizáltság mellett az operátor elvesztheti a közvetlen kapcsolatát a technológiával Ki határozza meg, hogy milyen legyen a vezénylı? Az irányítástechnikai tervezı, mert ı tudja, hogy a legújabb irányítástechnikai technológiák mire adnak lehetıséget Az operátor, mert ı tudja, hogyan kell üzemeltetni a blokkot A tervezés területei/alrendszerek Az irányítástechnikai funkciók Ember Gép kapcsolat koncepciója Vezénylı elrendezése és munkahely tervezése Biztonsági panel Áttekintı információ Sémakép formátumok Jelzı rendszer Utasítások Munkakörnyezet Képzés Koncepció Analízis Célok Irányelvek Specifikáció A fejlesztés folyamata Verification & Validation Kiviteli tervezés Verification & Validation Folytonos, iterációs folyamat A felhasználót minden fázisba be kell vonni HF verification: A terv összevetése az adott specifikációval HF validation: teljesítmény tesztelés, bizonyíték a biztonságos és hatékony mőködésre 16

5 Az információ igény Aspektusok az irányítástechnikai architektúrához Egy felújított vezénylı nagyobb részében biztosan digitális eszközökbıl épül, tehát technológiai generáció váltás történik Információ ellátási terv Cyber Security Azonos funkcionalitású blokk és tartalék vezénylık Az architektúra tervezésekor a feladatból kell kiindulni Architektúra Font Fox Data Diode

6 Owl DualDiode Az Ember-Gép kapcsolat követelményei Az operátor mindenkor pontosan ismerje a technológia állapotát Az üzemi események gyorsan és egyszerően legyenek azonosíthatók Semmilyen üzemállapotban ne legyen kezelhetetlen információ dömping A vezénylı képének konzisztensnek kell lenni, hogy csökkentse a félreértések és félrekezelések valószínőségét. Az Ember-Gép kapcsolat Hatósági szempontok Az öreg blokkokon általánosan használt rendszer orientált sémák és megjelenítések inkább a karbantartást támogatják, mint a folyamattal és a funkciók állapotával foglalkozó operátort A feladatorientált megjelenítések az operátori munkahelyekhez illeszkednek, mert az operátor végrehajtói munkáját támogatják A folyamat orientált képek és megjelenítések a team munkához adnak támogatást, tipikusan a nagy képernyıkre valók A NUREG-0711* lehet az alapja egy projekt emberi tényezı értékelésének Az emberi teljesítmény a felújított vezénylıben nem lehet gyengébb, mint az eredetiben Értékelendı a fejlesztés folyamata (szervezet, kompetenciák, tervek, munkamódszerek ) és a tervezett megoldás is * Human Factors Engineering Program Review Model (NUREG-0711)

7 Jelzések, jelzı rendszerek Jelzések, jelzı rendszerek Problémák A rekonstrukciók miatt egy vezénylın belül eltérı jelzırendszerek Információ áradat egyes eseményeknél Szimultán események azonosítása problematikus A nyugtázások sok idıt elvisznek Elvek Sötét vezénylı Olvashatóság Konzisztens alarm nyugtázási/törlési logika Szinezés és hang jelzések Jelzési hierarchia Szőrés és alarm elnyomás Képernyı navigáció Több száz képernyı megfelelı kezeléséhez hierarchikus rend és tartalom szenzitív menük tartoznak Alarm kezelés támogatása, állapot orientált KU és MÜSZ támogatás Irodalom 1 [1] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Modernization of Instrumentation and Control in Nuclear Power Plants, IAEA-TECDOC-1016, Vienna (1998). [2] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Safety Issues for Advanced Protection, Control and Human Machine Interface Systems in Operating Nuclear Power Plants, Safety Reports Series No. 6, IAEA, Vienna (1998). [3] ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE, Plant Communications and Computing Architecture Plan Methodology, EPRI-TR , Vols 1&2 (1993). [4] ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE, Plant Communications and Computing Architecture Plan Methodology Revision 1, EPRI-TR , Vols 1&2 (1994). [5] INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION/INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION, ISO/IEC Standard , (1994). [6] ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE, Utility Communications Architecture, EPRI EL-7547, Vols 1 6 (1991). [7] ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE, Database Access Integration Services (DAIS). EPRI TR , Vols 1&2 (1992). [8] ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE, Plant-Wide Integrated Environment Distributed on Workstations (Plant-Window) System Functional Requirements, EPRITR (1996). [9] INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION, Design for Control Rooms of Nuclear Power Plants, IEC-964 (1989). [10] INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION, Functional Safety of Electrical/Electronic/Programmable Electronic Safety-related Systems, IEC (1999). [11] INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION, Software for Computers in the Safety Systems of Nuclear Power Stations, Rep. IEC-880, Geneva (1986).

8 Irodalom 2 Irodalom 3 (12] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Manual on Quality Assurance for Computer Software Related to the Safety of Nuclear power Plants, Technical Reports Series No. 282, IAEA, Vienna (1988). [13] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Specification of Requirements for Upgrades Using Digital Instrument and Control Systems, IAEA-TECDOC-1066, Vienna (1999). [14] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Verification and Validation of Software Related to Nuclear Power Plant Instrumentation and Control, Technical Reports Series No. 384, Vienna (1999). [15] NUCLEAR REGULATORY COMMISSION, Advanced Human System Interface Design Review Guideline, NUREG/CR-5908, US Govt. Printing Office, Washington, DC (1994). [16] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The Role of Automation and Humans in Nuclear Power Plants, IAEA-TECDOC-668, Vienna (1992). [17] NUCLEAR REGULATORY COMMISSION, Guidelines for Control Room Reviews, NUREG-0700, US Govt. Printing Office, Washington, DC (1981). [18] FARBROT, J., BYE, A., BERG, Ø., How to build a better alarm system for your NPP, Paper presented at the IAEA Specialists Meeting on Integrated Information Presentation in Control Rooms and Technical Offices at NPPs, Stockholm, [19] CARRERA, J.P., EASTER, J.R., ROTH, E.M., Simulation Testing of the Westinghouse AWARE alarm management system, (Proceedings IAEA Specialists mtg on Experience and Improvements in Advanced Alarm Annunciation Systems in NPPs, Chalk River, Canada, [20] INTERNATIONAL ELECTRO-TECHNICAL COMMISSION, Nuclear Power Plants Instrumentation and Control Systems Important for Safety Classification, IEC (1993). [21] INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS, IEEE Standard Criteria for Digital Computers in Safety Systems of Nuclear Power Generating Stations, IEEE Std , IEEE, Piscataway, NJ (1993). [22] ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE, Abnormal Conditions and Events Analysis for Instrumentation and Control Systems, EPRI TR , Vols 1&2 (1996). [23] CACCIABUE, C.P., Modeling and Simulation of Human Behavior in System Control, Springer, London (1998) [24] BYE, E., HOLLNAGEL, BRENDEFORD, T.S., Human-machine function allocation: a functional modeling approach, Reliability Engineering and System Safety 64 (1999) [25] BYE, A., HOLLNAGEL, E., HOFFMANN, M., MIBERG, A.B., Analyzing automation degree and information exchange in joint cognitive systems: FAME, an analytical approach, Paper presented at 1999 IEEE international conference on Systems, Man and Cybernetics, Tokyo, 1999 [26] GUNNARSSON, T., FARBROT, J.E., The integrated control room development process on Oskarshamn O1 NPP modernization project, Paper presented at IAEA Specialists Meeting on Integrated Information Presentation in Control Rooms and Technical Offices at NPPs, 2000, Stockholm. [27] DOUTRE, J.L., PIRUS, D., N4 NPP s operation: Preliminary tendencies, EHPG meeting, Lillehammer, Norway, [28] KAWANO RYUTARO, FUJIIE MINAKO, OHTSUKA TSUTOMU, Evaluation of human-machine interface of the ABWR type control room panel based on operators behaviors and subjective data, Cognitive Systems Engineering for Process Control (CSEPC 96), 1996, Kyoto, Japan (1996). [29] IAEA Specialists Meeting on Integrated Information Presentation in Control Rooms and Technical Offices at Nuclear Power Plants was held in Stockholm, Sweden, 2000.