Improvement of Risk Allocation Methods and Choosing PL and SIL for Safety Functions in Machine Industry by Using Fuzzy Logic

La précision par rapport à la répartition des risques et aux étapes de validation est indispensable pour appliquer la norme ISO 13849 concernant la sécurité des systèmes de contrôle. Toutefois, les données de taux d'échecs sont rarement fournies aux concepteurs et également généralement non-fournies avec composants utilisés dans les systèmes de sécurité. Plus récemment, les entreprises commencent à mesurer les taux d'échecs et incluent ces taux dans leurs fiches techniques. Pendant ce temps, d'autres sources pour les données peuvent être utilisées, et englobent les données inconnues et erreurs provenant de différences entre environnements de tests et d'application/intégration réelle. Les méthodes conventionnelles utilisées pour normes utilisant des niveaux spécifiques ne sont pas appropriées dans ce cas. De plus, la méthode d'évaluation des risques utilisée pour définir le niveau de performance requis («PLr») pour le système de contrôle de sécurité utilise l'avis d'experts pour définir les niveaux de risque des composants. L'utilisation d'avis d'experts entraîne des problèmes reliés à la subjectivité et les valeurs spécifiques ne sont pas appropriées pour exprimer l'évaluation adéquate des risques. L'application de la logique floue pour la norme peut résoudre ces deux problèmes. La logique floue est réputée de traiter efficacement les cas comprenant l'incertitude et la subjectivité. La logique floue peut améliorer la méthodologie et réduire les allocations supplémentaires en matière de conception. En utilisant la théorie d'ensembles flous, deux problèmes majeurs en appliquant les deux normes de sécurité, ISO 13849 et IEC 62061, peuvent être résolus dans une certaine mesure. Le premier problème lors de l'application de ces normes se relie aux différentes approches utilisées par chaque norme pour définir les niveaux de sécurité requis et obtenus pour systèmes de contrôle. ISO 13849 utilise des niveaux de performance («PL») et IEC 62061 utilise des niveaux d'intégrité de sécurité («SIL»). Bien que les niveaux de sécurité pour ces deux paramètres sont basés sur la probabilité de défaillance dangereuse par heure, les méthodologies utilisées pour définir les niveaux sont différentes. En attribuant des valeurs linguistiques basées sur des ensembles flous et utilisées pour définir des niveaux pour les paramètres de risque, ceci par conséquent peut aider dans la conception d'une méthode de répartition dont les résultats sont plus comparables aux deux approches. De cette façon, les niveaux de sécurité provenant de la nouvelle méthode de logique floue peuvent être utilisés par les deux normes de sécurité et résolvent le problème lié aux écarts entre les résultats des deux méthodes. L'avantage de l'approche de logique floue est que cette nouvelle méthode peut s'appliquer (est en conformité) avec les deux normes. De plus, l'utilisation d'avis d'experts en tant que source exclusive d'informations pour définir les niveaux de sécurité d'un système de contrôle s'avère d'être une méthode trop complexe et subjective. Par conséquent, l'extraction d'informations utiles nécessite une méthodologie formelle. La méthode de logique floue est utilisée dans cette étude et sert à transférer les informations d'experts à un modèle mathématique qui est ensuite utilisé pour définir les niveaux de sécurité.