KR102447891B1 - 신뢰도 문제에 따라 분기 방식 적용이 가능한 동적이산사건수목 분석 장치 및 그 작동 방법 - Google Patents

신뢰도 문제에 따라 분기 방식 적용이 가능한 동적이산사건수목 분석 장치 및 그 작동 방법 Download PDF

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Abstract

신뢰도 문제에 따라 분기 방식 적용이 가능한 동적이산사건수목의 분석 장치 및 그 작동 방법이 개시된다. 이 장치의 시뮬레이션부는 복수의 기기들 및 운전원 동작 수행 시점을 포함하는 물리모델의 시뮬레이션을 수행하면서 감시변수 및 제어변수를 수집하고, 수집된 감시변수를 사용하여 분기규칙을 결정하며, 결정된 분기규칙에 기반하여 미리 설정된 작동 모드에 따라 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하여, 물리모델에 대한 동적 신뢰도 평가의 결과인 동적이산사건수목을 생성한다. 작동 모드는 제1 작동 모드 및 제2 작동 모드를 포함하며, 제1 작동 모드는 분기 규칙에 기반하여 다중분기를 생성하고, 다중분기에 기반하여 분기확률 계산 및 제어변수를 변경하며, 계산된 분기확률 및 변경된 제어변수를 이용하여 물리모델의 시뮬레이션을 수행하는 모드이고, 제2 작동 모드는 분기 규칙에 기반하여 단일분기를 생성하고, 단일분기에서 제어변수를 변경하며, 변경된 제어변수를 이용하여 물리모델의 시뮬레이션을 수행하는 모드이다. 분석 처리부는 사용자에 의해 미리 설정되는 작동 모드를 시뮬레이션부로 전달하여 작동 모드에 따른 물리모델의 시뮬레이션이 수행되도록 하고, 시뮬레이션부에서 생성된 동적이산사건수목을 사용하여 시뮬레이션부를 통해 물리모델에 대한 시뮬레이션을 재수행하면서 생성된 동적이산사건수목에 대한 분석을 수행할 수 있도록 한다.

Description

신뢰도 문제에 따라 분기 방식 적용이 가능한 동적이산사건수목 분석 장치 및 그 작동 방법 {APPARATUS FOR ANALYZING DYNAMIC DISCRETE EVENT TREE CAPABLE OF APPLYING BRANCH MODE ACCORDING TO RELIABILITY CASE AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 신뢰도 문제에 따라 분기 방식 적용이 가능한 동적이산사건수목 분석 장치 및 그 작동 방법에 관한 것이다.
신뢰도공학에서 사용되는 사건수목(event tree, ET)은 어떤 조건이 맞으면 그 시점에서 달라지는 상황을 반영하여 시나리오를 2개 이상으로 분기하고, 각각의 시나리오가 전개되는 모습을 보여주는 방법을 지칭한다. 여기서, 어떤 조건이 맞아 시나리오가 분기되는 시점을 분기지점이라고 지칭하며, 사건수목은 분석자가 사전 지식을 활용하여 다수의 분기지점이 도래할 순서를 미리 정하게 된다.
다만, 종래의 사건수목은 분석자가 사전 지식을 활용하여 분기지점이 도래할 순서를 미리 지정함에 따라 물리모델의 시뮬레이션 결과를 반영할 수 없다. 또한, 종래의 사건수목은 공정의 안전성에 대한 평가를 수행함에 있어 각 분기 별로 공정을 모사하는 물리모델에 대한 변화를 적용할 수 없으므로, 물리모델의 시뮬레이션 결과에 따른 정확도가 감소되는 단점이 존재할 수 있다.
한편, 동적이산사건수목(Dynamic Discrete Event Tree, DDET)은 개념적인 측면에서는 기존의 사건수목 방법론과 동일하다. 그러나, 동적이산사건수목은 분기지점을 미리 정하는 방식이 아니라 물리모델을 시뮬레이션한 결과를 실시간으로 반영하여 분기지점을 설정하기 때문에 기존의 방법에서 분기지점의 순서를 미리 정해 놓는 것과는 차이가 있다. 특히, 물리모델을 사람이 개입하여 제어하거나 우연적인 요소 예컨대 기기고장 등이 발생하는 경우를 모사하려면 일반적인 사건수목과는 다른 방법이 필요하다. 즉, 이러한 시나리오 분석에서는 미리 분기지점을 정하고 시작하는 기존의 사건수목이 더 이상 유효하지 않기 때문에 동적이산사건수목을 적용하여야 한다.
이러한 동적이산사건수목은 다수의 모듈의 무작위적 조합에 의해 생성되며, 생성되는 동적이산사건수목에 포함되는 분기지점마다 사건시퀀스가 다수로 분리되어 마지막에 가서는 사건시퀀스를 나타내기 위해 대규모 데이터가 생성된다.
따라서, 동적이산사건수목에 기반하는 사건시퀀스로부터 중요한 정보를 얻기 위해서는 대규모 데이터의 동적이산사건수목을 효과적으로 관리하고 분석하는 방법이 필요하며, 또한, 신뢰도 문제에 따라 적절한 작동 방법의 선택이 요구된다.
특허문헌 1 : 일본등록특허 제5692841호(2015.02.13. 등록)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대규모 데이터의 동적이산사건수목을 효과적으로 관리하고 분석하기 위해 신뢰도 문제에 따라 다중분기 방식 또는 단일분기 방식을 적절하게 적용하는 동적이산사건수목의 분석 장치 및 그 작동 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 과제를 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 동적이산사건수목 분석 장치가 제공되며, 이 장치는,
복수의 기기들 및 운전원 동작 수행 시점을 포함하는 물리모델의 시뮬레이션을 수행하면서 감시변수 및 제어변수를 수집하고, 수집된 감시변수를 사용하여 분기규칙을 결정하며, 결정된 분기규칙에 기반하여 미리 설정된 작동 모드에 따라 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하여, 상기 물리모델에 대한 동적 신뢰도 평가의 결과인 동적이산사건수목을 생성하는 시뮬레이션부 ― 상기 작동 모드는 제1 작동 모드 및 제2 작동 모드를 포함하고, 상기 제1 작동 모드는 상기 분기 규칙에 기반하여 다중분기를 생성하고, 상기 다중분기에 기반하여 분기확률 계산 및 상기 제어변수를 변경하며, 계산된 분기확률 및 변경된 제어변수를 이용하여 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하는 모드이고, 상기 제2 작동 모드는 상기 분기 규칙에 기반하여 단일분기를 생성하고, 상기 단일분기에서 상기 제어변수를 변경하며, 변경된 제어변수를 이용하여 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하는 모드임 ―, 그리고 사용자에 의해 미리 설정되는 작동 모드를 상기 시뮬레이션부로 전달하여 상기 작동 모드에 따른 상기 물리모델의 시뮬레이션이 수행되도록 하고, 상기 시뮬레이션부에서 생성된 동적이산사건수목을 사용하여 상기 시뮬레이션부를 통해 상기 물리모델에 대한 시뮬레이션을 재수행하면서 상기 생성된 동적이산사건수목에 대한 분석을 수행할 수 있도록 하는 분석 처리부를 포함한다.
여기서, 상기 시뮬레이션부는, 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하면서 상기 감시변수 및 상기 제어변수를 수집하는 물리모듈, 상기 감시변수를 이용하여 상기 시뮬레이션의 분기를 결정하기 위한 분기규칙을 결정하는 진단모듈, 상기 제1 작동 모드인 경우, 상기 분기규칙에 기반하여 다중분기를 생성하거나, 또는 상기 제2 작동 모드인 경우, 상기 분기규칙에 기반하여 단일분기를 생성하는 스케쥴러 ― 상기 단일분기는 이전의 단일분기를 유지하는 형태로 생성됨 ―, 상기 제1 작동 모드인 경우, 상기 적어도 하나의 분기에 기반하여 상기 복수의 기기들의 고장 여부 및 상기 운전원 동작 수행 시점과 관련된 분기확률을 계산하고, 상기 제어변수를 변경하거나, 또는 상기 제2 작동 모드인 경우, 상기 복수의 기기들의 작동과 관련된 물리적인 특징을 반영한 기기 상태를 기반으로 하여 상기 제어변수를 변경하는 기기작동모듈, 그리고 상기 분석 처리부로부터 전달되는 작동 모드에 따라 상기 물리모듈, 상기 진단모듈, 상기 스케쥴러 및 상기 기기작동모듈을 제어하여 시뮬레이션이 수행되도록 하고, 상기 분석 처리부에게 시뮬레이션 결과인 동적이산사건수목에 대한 정보를 제공하며, 상기 분석 처리부의 제어에 따라, 상기 스케쥴러가 동적이산사건수목을 사용한 시뮬레이션을 수행하도록 하는 제어를 수행하고, 상기 시뮬레이션 재수행시 시뮬레이션 수행 중인 정보를 상기 스케쥴러를 통해 전달받아서 상기 분석 처리부로 전달하는 시뮬레이션 제어부를 포함하며, 상기 스케쥴러는, 상기 분기확률 및 변경된 제어 변수를 상기 물리모듈로 전달하여 상기 물리모듈이 상기 시뮬레이션을 수행하여 상기 시뮬레이션 결과인 동적이산사건수목을 생성하도록 지원한다.
또한, 상기 분석 처리부는, 상기 동적이산사건수목을 구성하는 개별 사건시퀀스를 식별하여 전체 사건시퀀스를 구성하는 사건시퀀스 구성부, 상기 사건시퀀스 구성부에 의해 구성되는 전체 사건시퀀스를 트리뷰로 구성하여 표시하는 트리뷰 처리부, 그리고 사용자에 의해 미리 설정되는 작동 모드를 상기 시뮬레이션부로 전달하고, 상기 시뮬레이션부로부터 동적이산사건수목을 전달받아서 상기 사건시퀀스 구성부로 전달하여 사건시퀀스를 구성하며, 구성된 사건시퀀스에 대해 상기 트리뷰 처리부를 통해 대응하는 트리뷰로 구성하여 표시되도록 한 후, 상기 트리뷰를 통한 사용자의 선택에 따라 상기 시뮬레이션부를 제어하여 대응하는 시뮬레이션을 재수행시키는 분석 제어부를 포함한다.
또한, 상기 시뮬레이션부는, 상기 제1 작동 모드에서, 상기 다중분기의 가능성을 조정하고, 상기 제2 작동 모드에서, 상기 단일분기의 제어변수를 조정한다.
또한, 상기 다중분기의 가능성의 조정은, 실제로 작동시켜야 할 기기 고장이 발생하거나 고장난 기기의 복구 상황이 있는 경우의 조정, 분기시 수정해야 할 제어변수의 상태가 기존의 상태와 중복이 되는지의 여부에 따른 조정, 및 시나리오 확률이 상대적으로 낮은 경우에 해당되는 분기의 제거에 따른 조정 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 단일분기의 제어변수의 조정은, 상기 단일분기 시점의 기기 상태의 점검 결과에 따른 제어변수의 조정, 및 분기시 수정해야 할 제어변수의 상태가 기존의 상태와 동일한 지의 여부에 따른 조정 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 단일분기 시점의 기기 상태의 점검 결과는, 고장 확률 모델이 이항분포를 따르는 경우, 0에서 1사이의 난수를 발생하여, 미리 설정된 확률보다 작은 경우 고장으로 결정되거나, 또는 상기 미리 설정된 확률 이상인 경우 복구 성공으로 결정된다.
또한, 상기 단일분기 시점의 기기 상태의 점검 결과는, 고장 확률 모델이 포아송분포를 따르는 경우, 0에서 1사이의 난수를 발생하여, 미리 설정된 고장률과 현재의 시뮬레이션 시간의 곱보다 작으면 고장으로 결정되거나, 또는 상기 미리 설정된 고장률과 현재의 시뮬레이션 시간의 곱 이상이면 복구 성공으로 결정된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 동적이산사건수목 분석 작동 방법이 제공되며, 이 방법은,
분석 장치가 동적이산사건수목에 대한 분석을 수행하기 위한 작동 방법으로서, 시뮬레이션을 수행하기 위한 작동 모드가 제1 작동 모드 또는 제2 작동 모드로 설정하는 단계, 복수의 기기들 및 운전원 동작 수행 시점을 포함하는 물리모델의 시뮬레이션을 수행하여 상기 물리모델에 대한 동적 신뢰도 평가의 결과로서 생성된 동적이산사건수목에 대응하는 트리뷰를 표시하는 단계 ― 상기 동적이산사건수목은 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하면서 감시변수 및 제어변수를 수집하고, 수집된 감시변수를 사용하여 분기규칙을 결정하며, 결정된 분기규칙에 기반하여 미리 설정된 작동 모드에 따라 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행함으로써 생성되며, 상기 제1 작동 모드는 상기 분기 규칙에 기반하여 다중분기를 생성하고, 상기 다중분기에 기반하여 분기확률 계산 및 상기 제어변수를 변경하며, 계산된 분기확률 및 변경된 제어변수를 이용하여 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하는 모드이고, 상기 제2 작동 모드는 상기 분기 규칙에 기반하여 단일분기를 생성하고, 상기 단일분기에서 상기 제어변수를 변경하며, 변경된 제어변수를 이용하여 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하는 모드임 ―, 그리고 상기 트리뷰를 통한 사용자의 선택에 따라 상기 동적이산사건수목을 구성하는 전체 사건시퀀스 또는 일부 사건시퀀스에 대한 시뮬레이션을 재수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 트리뷰를 표시하는 단계는, 상기 시뮬레이션의 초기값을 설정하는 단계, 상기 작동 모드에 따라 시뮬레이션을 수행하는 단계, 그리고 상기 시뮬레이션에 대응하는 트리뷰를 표시하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 작동 모드에 따라 시뮬레이션을 수행하는 단계는, 상기 작동 모드가 상기 제1 작동 모드인 경우, 상기 분기 규칙에 기반하여 다중분기를 생성하거나, 또는 상기 작동 모드가 상기 제2 작동 모드인 경우, 상기 분기 규칙에 따라 단일분기를 생성하는 단계 ― 상기 단일분기는 이전의 단일분기를 유지하는 형태로 생성됨 ―를 포함한다.
또한, 상기 작동 모드에 따라 시뮬레이션을 수행하는 단계는, 상기 제1 작동 모드에서, 상기 다중분기의 가능성을 조정하거나, 또는 상기 제2 작동 모드에서, 상기 단일분기의 제어변수를 조정하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 다중분기의 가능성의 조정은, 실제로 작동시켜야 할 기기 고장이 발생하거나 고장난 기기의 복구 상황이 있는 경우의 조정, 분기시 수정해야 할 제어변수의 상태가 기존의 상태와 중복이 되는지의 여부에 따른 조정, 및 시나리오 확률이 상대적으로 낮은 경우에 해당되는 분기의 제거에 따른 조정 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 단일분기의 제어변수의 조정은, 상기 단일분기 시점의 기기 상태의 점검 결과에 따른 제어변수의 조정, 및 분기시 수정해야 할 제어변수의 상태가 기존의 상태와 동일한 지의 여부에 따른 조정 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 단일분기 시점의 기기 상태의 점검 결과는, 고장 확률 모델이 이항분포를 따르는 경우, 0에서 1사이의 난수를 발생하여, 미리 설정된 확률보다 작은 경우 고장으로 결정되거나, 또는 상기 미리 설정된 확률 이상인 경우 복구 성공으로 결정된다.
또한, 상기 단일분기 시점의 기기 상태의 점검 결과는, 고장 확률 모델이 포아송분포를 따르는 경우, 0에서 1사이의 난수를 발생하여, 미리 설정된 고장률과 현재의 시뮬레이션 시간의 곱보다 작으면 고장으로 결정되거나, 또는 상기 미리 설정된 고장률과 현재의 시뮬레이션 시간의 곱 이상이면 복구 성공으로 결정된다.
본 발명에 따르면, 분기지점을 미리 정하는 방식이 아니라 물리모델을 시뮬레이션한 결과를 실시간으로 반영하여 분기지점을 설정하는 동적이산사건수목에 대한 시뮬레이션을 재수행하면서 분석이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 사건시퀀스 중에서 특정 사건시퀀스를 선별하고 해당 사건시퀀스의 종료 시점 이전의 입력 자료를 검토 및 재정비한 후 재계산을 수행할 수 있도록 함으로써 특정 사건시컨스에 대한 분석이 가능하다.
또한, 신뢰도 문제에 따라 다중분기 방식과 단일분기 방식을 적절하게 적용함으로써 보다 효과적이면서 정확한 시뮬레이션을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동적이산사건수목 분석 장치의 개략적인 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동적이산사건수목 분석 장치가 제1 작동 모드에 따라 다중분기 방식으로 시뮬레이션을 수행한 결과의 트리뷰 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동적이산사건수목 분석 장치가 제2 작동 모드에 따라 단일분기 방식으로 시뮬레이션을 수행한 결과의 트리뷰 예를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 시뮬레이션부의 구체적인 구성 블록도이다.
도 5는 도 1에 도시된 분석 처리부의 구체적인 구성 블록도이다.
도 6은 도 4에 도시된 스케쥴러의 구체적인 구성 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동적이산사건수목 분석 작동 방법의 개략적인 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명에서 설명하는 장치들은 적어도 하나의 프로세서, 메모리 장치, 통신 장치 등을 포함하는 하드웨어로 구성되고, 지정된 장소에 하드웨어와 결합되어 실행되는 프로그램이 저장된다. 하드웨어는 본 발명의 방법을 실행할 수 있는 구성과 성능을 가진다. 프로그램은 도면들을 참고로 설명한 본 발명의 동작 방법을 구현한 명령어(instructions)를 포함하고, 프로세서와 메모리 장치 등의 하드웨어와 결합하여 본 발명을 실행한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 동적이산사건수목 분석 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동적이산사건수목 분석 장치의 개략적인 구성 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 동적이산사건수목 분석 장치(10)는 시뮬레이션부(100) 및 분석 처리부(200)를 포함한다.
시뮬레이션부(100)는 복수의 기기들을 포함하는 물리모델의 시뮬레이션을 수행하면서 감시변수 및 제어변수를 수집하고, 수집된 감시변수를 사용하여 분기규칙을 결정하며, 결정된 분기규칙에 기반하여 분기지점을 생성하고, 생성된 분기지점에 기반한 제어변수 변경을 통해 물리모델의 시뮬레이션을 수행하여, 물리모델에 대한 동적 신뢰도 평가의 결과인 동적이산사건수목을 생성한다. 이 때, 시뮬레이션부(100)는 두 가지 작동 모드를 가지며, 이러한 작동 모드는 분석 처리부(200)에 의해 결정되어 전달된다.
두 가지 작동 모드 중 제1 작동 모드는 다중분기 작동 모드로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 분기규칙에 기반하여 생성된 분기지점에서 미리 지정된 2개 이상의 분기를 생성하고, 생성된 분기지점에 기반하여 분기확률 계산 및 제어변수를 변경하며, 계산된 분기확률 및 변경된 제어변수를 이용하여 물리모델의 시뮬레이션을 수행하여, 물리모델에 대한 동적 신뢰도 평가의 결과인 동적이산사건수목을 생성한다. 즉, 가능성 있는 모든 분기를 사전에 설정하고, 분기시점에서 각 분기의 확률을 계산하여 할당하는 방식이다. 이러한 다중분기 특징 때문에 모든 가능한 시나리오를 한 번에 차례로 펼쳐가면서 만들어 낼 수 있으므로, 시뮬레이션 횟수가 최소화되는 장점이 있다.
한편, 제2 작동 모드는 단일분기 작동 모드로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 분기규칙에 기반하여(또는 매 시간스텝마다 우연적인 요소(예를 들어, 기기의 고장 또는 복구)를 반영한 기기 상태를 기반으로 하여) 생성된 분기지점에서 단일분기로 진행하며, 분기지점에서 변경된 제어변수를 이용하여 물리모델의 시뮬레이션을 수행하여, 물리모델에 대한 동적 신뢰도 평가의 결과인 동적이산사건수목을 생성한다. 이러한 제2 작동 모드에 따르면, 단일 시뮬레이션에서 하나의 사건 시나리오만 확인할 수 있으므로, 모든 가능한 시뮬레이션 분기를 확인하기 위해서는 큰 수의 시뮬레이션 횟수를 필요로 한다. 그러나, 다양한 분기 조건을 반영하여 시뮬레이션을 수행할 수 있다는 장점이 있으므로, 사전에 인지하지 못하는 시나리오를 발굴하는 목적으로 사용될 때 장점이 있다.
또한, 제1 작동 모드에서는 분기 조건이 만족한 상황에서만 기기의 고장 및 복구가 점검되지만, 제2 작동 모드에서는 분기 조건의 만족 여부와 상관없이 기기의 고장 및 복구가 점검될 수 있다. 제1 작동 모드에서는 모든 분기에 대한 확률이 동시에 계산되어야 하므로 이러한 차별성이 발생한다.
한편, 제2 작동 모드에서 기기의 고장 및 복구 상태를 결정하는 것은 예를 들어 난수 발생을 통해 다음과 같이 수행될 수 있다.
- 고장 확률 모델이 이항분포를 따른다면, 0에서 1사이의 난수를 발생하여, 기기작동모듈에 포함된 고장수목 모델에 정의된 확률보다 작으면 고장, 크면 성공으로 간주한다. 복구 확률모델은 반대로 적용된다.
- 고장 확률 모델이 포아송분포를 따른다면, 0에서 1사이의 난수를 발생하여, 기기작동모듈에 포함된 고장수목 모델에 정의된 고장률과 현재 시뮬레이션 시간의 곱보다 작으면 고장, 크면 성공으로 간주한다. 복구 확률모델은 반대로 적용된다.
분석 처리부(200)는 시뮬레이션부(100)에서 생성된 동적이산사건수목을 사용하여 시뮬레이션부(100)를 통해 물리모델에 대한 시뮬레이션을 수행하면서 동적이산사건수목에 대한 분석을 수행할 수 있도록 한다. 이 때, 분석 처리부(200)는 시뮬레이션부(100)에서 수행되는 작동 모드를 미리 설정하여 설정된 작동 모드에 따라 시뮬레이션부(100)가 시뮬레이션을 수행할 수 있도록 한다.
구체적으로, 분석 처리부(200)는 미리 설정된 작동 모드, 즉 제1 작동 모드 또는 제2 작동 모드에 따라 수행된 시뮬레이션에 따른 동적이산사건수목에 포함된 모든 사건시퀀스를 전개하고 전개된 사건시퀀스 중에서 선택된 사건시퀀스에 대해서 선택적으로 분석할 수 있도록 하거나, 또는 시뮬레이션 중에 사용자의 개입에 의해 특정 분기를 선택하여 분석할 수 있도록 할 수 있다. 여기서, 사건시퀀스는 시뮬레이션이 시작되어 종료되는데까지의 순서를 지칭한다. 이러한 사건시퀀스는 사건시퀀스가 특정 조건에 도달하는 경우 물리모델로 계산되는 시스템의 상태가 안전하거나 또는 정상적인 상황으로 간주될 수 있도록 종료된 사건시퀀스를 지칭하는 정상종료, 시스템의 상태가 위험하거나 비정상적인 상황으로 간주할 수 있도록 종료된 사건시퀀스를 지칭하는 사고종료, 개연성이 매우 작다고 판단하여 물리모델의 계산을 종료하는 경우의 사건시퀀스를 지칭하는 컷오프종료, 물리모델의 시뮬레이션 과정에서 알 수 없는 이유 또는 입력 오류 등의 이유로 시뮬레이션이 종료되는 경우의 사건시퀀스를 지칭하는 미확인종료 등을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
분석 처리부(200)는 신뢰도 문제 해결의 대상에 따라 사용자 또는 운영자에 의해 제1 작동 모드 또는 제2 작동 모드가 설정될 수 있으며, 설정된 작동 모드의 정보를 시뮬레이션부(100)로 전달한다.
또한, 분석 처리부(200)는 선택적인 사건시퀀스의 재수행과 관련하여, 예를 들어, 전술한 미확인종료에 해당하는 사건시퀀스를 선별하여 재수행시킴으로써 분석을 수행할 수 있다.
또한, 분석 처리부(200)는 시뮬레이션 수행 중 특정 분기지점에서 시뮬레이션을 정지시킨 후, 해당 시뮬레이션을 완전히 중단시키거나, 또는 공정 운전 조건, 기기 고장 유무, 기기 신뢰도 정보 등과 같은 입력을 수정한 다음 시뮬레이션을 재시작시키거나 종료 시점부터 재개시킬 수 있다.
또한, 분석 처리부(200)는 물리모델의 감시변수 중에서 특정 감시변수를 시뮬레이션 시작 시 등록변수로 등록하여 시뮬레이션 종료때까지 계속 감시할 수 있다. 따라서, 시뮬레이션 수행시 시뮬레이션부(100)는 분석 처리부(200)에서 등록된 등록변수에 대한 값을 분석 처리부(200)에게 지속적으로 제공해야 한다.
또한, 분석 처리부(200)는 사용자가 시각적으로 동적이산사건수목의 형태를 볼 수 있도록 디스플레이 등을 통해 대응되는 트리 형태(트리뷰(tree view))로 표시할 수 있다. 따라서, 사용자는 트리 형태로 표시된 동적이산사건수목을 통해 사건시퀀스를 인지하고 원하는 사건시퀀스 또는 분기를 선택하여 재수행시킬 수 있다.
이하, 전술한 시뮬레이션부(100)에 대해 구체적으로 설명한다.
도 4는 도 1에 도시된 시뮬레이션부(100)의 구체적인 구성 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 시뮬레이션부(100)는 물리모듈(110), 스케쥴러(120), 진단모듈(130), 기기작동모듈(140), 저장부(150) 및 시뮬레이션 제어부(160)를 포함한다.
물리모듈(110)은 복수의 기기들을 포함하는 물리모델의 시뮬레이션을 수행하고, 수행된 시뮬레이션에 기반한 감시변수와 제어변수를 수집할 수 있다.
일례로, 물리모듈(110)은 수집된 감시변수 및 수집된 제어변수를 스케쥴러(120)로 전달하여 진단모듈(130)의 분기규칙 진단을 지원할 수 있다.
예를 들어, 물리모듈(110)은 물리모델로부터 특정 시간에서의 온도, 압력, 유량, 수위 또는 진동 중 어느 하나와 같은 공정의 상태와 관련된 감시변수를 수집할 수 있다.
물리모듈(110)은 물리모델로부터 공정을 구성하는 기기의 운전 상태와 같은 공정의 운영과 관련된 제어변수를 수집할 수 있다.
예를 들어, 공정의 운영은 복수의 기기들 중 펌프의 운전률 25% 내지 운전률 50% 중 어느 하나, 밸브의 열림률 25% 내지 열림률 50% 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 물리모듈(110)은 미리 전달된 분기확률의 절삭 값과 계산된 분기확률을 비교하여 더 낮은 값을 가지면 해당 분기의 시뮬레이션을 종료할 수 있다.
또한, 물리모듈(110)은 절삭 값이 계산된 분기확률과 비교하여 더 높은 값을 가지면 계산된 분기확률을 고려하여 상기 해당 분기의 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 물리모듈(110)은 MARS-KS(Multidimensional Analysis of Reactor Safety-Korean Industrial Standards), 스페이스(SPACE), 트레이스(TRACE), 멜코어(MELCOR), MAAP(Modular Accident Analysis Program) 중 어느 하나의 안전해석 코드를 이용하여 생성될 수 있는 물리모델을 포함할 수 있다.
예를 들어, 시뮬레이션부(100)가 원자력 발전소의 물리모델에 대한 시뮬레이션을 수행하는 경우, 물리모델은 MARS-KS, SPACE, TRACE 등의 안전해석 코드로 개발되어 물리모듈(110)에 들어갈 수 있으며, 중대사고를 평가한다면 MELCOR, MAAP 등의 안전해석 코드가 사용될 수 있다.
하지만, 물리모델은 반드시 이와 같은 안전해석 코드에 국한되는 것도 아니며 원자력발전소 안전성 평가에만 해당되는 것도 아니다.
이와 같이, 물리모듈(110)은 물리모델을 실행시키고 그 결과물을 스케쥴러(120)와 주고 받는 모듈로서, 물리모델의 감시변수는 실시간으로 물리모듈(110)을 통해 스케쥴러(120)에 전달되어 분기규칙의 진단을 지원할 수 있으며, 반대로 특정 분기규칙이 만족되면 스케쥴러(120)로부터 공정 내의 기기에 대한 제어조치를 전달받고, 이를 물리모델에 전달하여, 물리모델의 시뮬레이션을 지원할 수 있다.
스케쥴러(120)는 진단모듈(130)에 의해 결정된 분기규칙에 기반하여 분기지점을 생성하고 생성된 분기지점에서 다중분기 또는 단일분기를 생성할 수 있다. 즉, 스케쥴러(120)는 작동 모드가 제1 작동 모드인 경우 다중분기를 생성하지만, 작동 모드가 제2 작동 모드이면 단일분기를 생성한다.
스케쥴러(120)는 시뮬레이션이 시작되면 물리모듈(110), 진단모듈(130) 및 기기작동모듈(140)과 미리 설정된 시간 스텝마다 통신하여 물리모듈(110), 진단모듈(130) 및 기기작동모듈(140)에서 나온 결과를 공유하고, 미리 설정된 순서에 따라 물리모듈(110), 진단모듈(130) 및 기기작동모듈(140)을 호출할 수 있다.
스케쥴러(120)는 제1 작동 모드에서 기기작동모듈(140)에 의해 계산된 분기확률 및 변경된 제어 변수를 물리모듈(110)로 전달하여 물리모듈(110)이 이미 수행된 시뮬레이션을 재수행하도록 지원하고, 저장부(110)에 진단모듈(130)에 의해 결정된 분기규칙을 저장할 수 있다.
스케쥴러(120)는 특정 시간에서 2개 이상의 분기규칙이 결정될 경우, 특정 시간에 대하여 적용할 분기규칙을 2개 이상의 분기규칙 중 어느 하나로 결정하고, 나머지 분기규칙을 특정 시간 이후의 시간스텝에 적용할 수 있다.
즉, 스케쥴러(120)는 분기규칙이 다수일 경우, 다수의 분기규칙 중 어느 하나의 분기규칙을 결정하여, 결정된 분기규칙부터 순차적으로 시뮬레이션에 적용할 수 있다.
스케쥴러(120)는, 제1 작동 모드의 경우, 결정된 분기규칙에 따른 분기지점을 생성할 시, 생성될 분기지점에서 작동할 기기의 수, 단일 기기의 성능, 제어변수의 종류, 복수의 기기들의 동작과 관련된 물리적인 특징, 운전원의 판단에 따른 운전조건에서의 시간과 기기의 동작 또는 공정이 진행되는 동안에 발생될 수 있는 고장모드 중 어느 하나에 따라 분기지점의 개수를 결정하여 결정된 개수의 분기지점을 생성할 수 있다. 이 때, 스케쥴러(120)는 성능 또는 안전 상의 이유로 동일한 기기가 여러 개(예: 3대중 1대 가동, 3대중 2대 가동 등)가 있을 때, 분기지점에서 작동하는 개수에 따라 분기지점을 생성할 수 있다. 이외에도, 스케쥴러(120)는 기기의 다양한 작동 상태에 따라 분기지점을 생성하도록 설정될 수 있다.
스케쥴러(120)는, 제2 작동 모드의 경우, 복수의 기기들의 동작과 관련된 물리적인 특징을 반영한 기기 상태를 기반으로 하여 단일 분기로만 진행되도록 한다.
한편, 스케쥴러(120)는 미리 설정된 규칙이 아니라 운전원이 판단하여 운전조건이 바뀌는 경우에 대해 운전원이 조치하는 시간(예: 특정 상황이 발생한 다음 10초후, 20초후 등)이 다른 경우, 분기지점을 생성할 수 있다.
또한, 스케쥴러(120)는 공정이 진행되는 동안에 발생하는 고장(예: 공정 작동 중에 전원 공급 실패, 특정 펌프의 작동중 정지 등)에 의한 분기지점을 생성할 수 있다.
스케쥴러(120)는 변경된 제어변수 및 계산된 분기확률(제1 작동 모드의 경우)을 물리모듈(110)로 전달할 수 있다.
스케쥴러(120)는 개별 모듈 간의 정보교환을 담당하고, 필요시 해당 정보를 기반으로 분기를 생성하며 최종적으로 생성된 동적이산사건수목을 저장부(150)에 결과를 저장함으로써 동적이산사건수목 모델 내에서 사고해석을 총괄적으로 관리할 수 있다.
진단모듈(130)은 물리모듈(110)에 의해 수집된 감시변수를 이용하여 수행될 시뮬레이션의 분기지점을 결정하기 위한 분기규칙을 진단 및 결정할 수 있다.
일례로, 진단모듈(130)은, 자동동작모듈(132)과 수동동작모듈(134)을 포함하고, 자동동작모듈(132)은, 수집된 감시변수의 조건을 미리 설정된 알고리즘에 따라 분기규칙을 진단 및 결정하고, 수동동작모듈(134)은, 자동동작모듈(132)과 동일한 알고리즘을 따르거나 사람의 의사결정을 모사할 수 있는 운전원 모델(operator model)에 기반하여 분기규칙을 진단 및 결정할 수 있다.
운전원모델은 수동동작모듈(134)에서 사람의 의사결정을 모사할 수 있는 모델을 포함한다.
진단모듈(130)은 스케쥴러(120)에서 전달된 감시변수를 이용하여 분기규칙을 검토하고, 어떤 분기규칙이 활성화되어야 하는지를 판단할 수 있다.
기기작동모듈(140)은, 제1 작동 모드에서, 스케쥴러(120)에 의해 생성된 적어도 하나의 분기지점에 기반하여 복수의 기기들의 고장 여부 및 운전원의 동작 수행 시점을 고려하여 분기확률을 계산하고, 물리모듈(110)에 의해 수집된 제어변수를 변경할 수 있다. 일례로, 기기작동모듈(140)은 불린(Boolean) 연산을 통해 할당된 단절집합을 재조합하여 생성된 분기지점에서의 최종 최소단절집합을 도출하여 제어변수를 변경할 수 있다. 기기작동모듈(140)은 진단모듈(130)에서 특정 분기규칙이 결정되면, 기기의 고장여부를 확인하여 분기확률을 계산하고 물리모델에 부여할 적절한 작동 상태를 설정하기 위해 분기확률을 계산하고, 제어 변수를 변경할 수 있다. 예를 들어, 기기작동모듈(140)에서 최종적으로 설정된 작동 여부는 스케쥴러(120)를 통해 물리모듈(110)로 전달되어, 물리모델을 통해 일정 시간 스텝동안 계산에 반영될 수 있다.
기기작동모듈(140)은, 제2 작동 모드에서, 단일분기 지점에서 복수의 기기들의 고장 여부 및 운전원의 동작 수행 시점을 고려하여 물리모듈(110)에 의해 수집된 제어변수를 변경할 수 있다.
기기작동모듈(140)은 최종 최소단절집합이 분기지점까지 거쳐온 경로를 추적 가능함에 따라, 분기지점에서 특정 기기의 고장상태가 결정될 경우, 하위 시나리오에 상기 추적된 경로에 대한 정보를 누적 반영하여 제어변수를 변경하고, 기기 고장모드에 따른 고장모드 제어조건을 추가하여 상기 도출된 최종 최소단절집합을 변형함으로써 고장유무에 대한 사용자의 가정 사항 기반의 시나리오가 전개되도록 제어변수를 변경할 수 있다.
저장부(150)는 ROM(Read-Only Memory) 또는 명령을 저장할 수 있는 다른 유형의 정적 저장 장치, 또는 RAM(Random Access Memory) 또는 정보 및 명령을 저장할 수 있는 다른 유형의 동적 저장 장치일 수 있거나, 또는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory) 또는 다른 컴팩트 디스크 저장 장치 또는 광 디스크 저장 장치(압축 광 디스크, 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다용도 디스크, 블루 레이 디스크 등을 포함함), 자기 디스크 저장 매체 또는 다른 자기 저장 장치, 또는 명령 또는 데이터 구조의 형태로 예상 프로그램 코드를 운반하거나 저장할 수 있으면서 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체일 수 있으며, 이것은 제한되지 않는다.
예를 들어, 저장부(150)는 물리모듈(110)에서 수집된 각종 감시변수 및 제어변수, 각종 분기규칙, 진단모듈(130)에서 결정된 분기규칙, 스케쥴러(120)에서 생성된 분기지점(예를 들어, 분기지점에 대응하는 분기명), 물리모델에 대한 시뮬레이션 결과로 생성된 동적이산사건수목 등을 저장한다. 이외에도, 본 발명의 실시예에서 사용되는 항목에 대해 필요한 경우 추가로 저장될 수 있다.
시뮬레이션 제어부(160)는 분석 처리부(200)에서 설정된 작동 모드의 정보를 수신하고, 수신된 작동 모드의 정보에 포함된 작동 모드, 예를 들어 제1 작동 모드 또는 제2 작동 모드에 따라 물리모듈(110), 스케쥴러(120), 진단모듈(130) 및 기기작동모듈(140)을 제어하여 시뮬레이션이 수행되도록 한다.
시뮬레이션 제어부(160)는 분석 처리부(200)에게 시뮬레이션 결과인 동적이산사건수목에 대한 정보를 제공하고, 분석 처리부(200)의 제어에 따라, 스케쥴러(110)가 동적이산사건수목을 사용한 시뮬레이션을 재수행하도록 하는 제어를 수행한다. 또한, 이러한 시뮬레이션 재수행시 시뮬레이션 수행 중인 정보를 스케쥴러(110)를 통해 전달받아서 분석 처리부(200)로 전달한다.
이와 같이, 시뮬레이션부(100)는 물리모델에서 감시변수와 제어변수를 획득하거나 변경할 수 있고, 제어변수의 상태에 따라서 동적이산사건수목 방법으로 분기하여 관찰하고 싶은 분야에서는 제한 사항 없이 적용이 가능한 동적이산사건수목에 기반한 공정 안전성 평가를 시뮬레이션할 수 있으며, 또한, 이미 수행된 시뮬레이션에 의해 생성된 동적이산사건수목에 기반하여 시뮬레이션을 수행하면서 각종의 사건시퀀스에 대한 분석이 수행될 수 있도록 한다. 특히, 본 발명의 실시예에서는 신뢰도 문제 해결을 위해 다중분기 방식인 제1 작동 모드와 단일분기 방식인 제2 작동 모드를 적절하게 선택하여 시뮬레이션을 실행시킴으로써 보다 정확하고 효율적인 신뢰도 문제 해결이 가능하다.
한편, 전술한 제1 작동 모드의 경우, 물리모듈(110)의 감시변수가 진단모듈(130)로 전달되어, 만족되는 분기규칙이 있는지가 확인되며, 만약 만족되는 분기규칙이 자동 또는 수동 진단에서 발견되면 이미 등록되어 있는 분기로 나뉠 준비가 된다. 이 때, 실제로 작동시켜야 할 기기가 고장이 발생하거나 고장난 기기를 복구하는 상황이 있다면, 다중분기의 가능성이 1차로 조정될 수 있다. 그 후, 분기시 수정해야 할 제어변수의 상태가 기존의 상태와 중복이 되면 분기를 할 필요가 없으므로, 이런 점을 반영하여 다중분기의 가능성이 2차로 조정될 수 있다. 이와 같이, 실제로 유의미한 분기만을 남기고 정량화가 수행된 다음, 여기에서 다시 한 번 시나리오 확률이 매우 낮은 경우에는 해당되는 분기가 제거되는 3차 조정이 선택적으로 수행될 수 있다. 그 후, 개연성이 있는 분기만을 대상으로 해당 분기의 시나리오를 전개하는데 필요한 제어변수가 물리모듈(110)로 전달된다.
반면에, 전술한 제2 작동 모드의 경우, 물리모듈(110)의 감시변수가 진단모듈(130)로 전달되는 것은 동일하지만, 진단모듈(130)에서는 자동동작이 수행될 필요가 있거나 수동동작이 취해지는 상황이 되는지가 점검되고, 만일 분기에 대한 수요가 발생해도, 제2 작동 모드에서는 분기가 생성되지 않고, 단일분기가 유지된다. 여기서, 분기가 유지된다는 의미는 물리모델에 변화가 생겨야 하는 시점에서 미리 설정된 모든 가능성(예컨대 제어변수를 수정할 수 있는 가능성과 수정할 수 없는 가능성)을 고려한다는 의미가 아니라, 그 당시의 기기 상태를 점검하여 있는 그대로 물리모델의 제어변수에 반영한다는 의미이다. 이를 통해 단일분기의 제어변수가 1차로 조정될 수 있다. 다음으로, 수정해야 할 제어변수의 상태가 기존의 상태와 동일하면 제어변수가 수정될 필요가 없으므로, 그런 점을 반영하여 2차 조정이 수행될 수 있다. 이와 같이, 제2 작동 모드에서는 단일한 시나리오, 즉 단일분기만을 유지하므로 정량화의 결과로 나오는 확률이 작다고 하더라도 해당 분기가 제거되지 않는다. 다만, 사용자의 설정에 따라 시뮬레이션이 종료될 수는 있다.
도 5는 도 1에 도시된 분석 처리부(200)의 구체적인 구성 블록도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 분석 처리부(200)는 입출력부(210), 저장부(220), 사건시퀀스 구성부(230), 트리뷰 처리부(240) 및 분석 제어부(250)를 포함한다.
입출력부(210)는 구체적으로는 입력 장치(212)와 출력장치(214)로 구성되며, 입력 장치(212)는 복수의 방식으로 사용자의 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(212)는 사용자 또는 운영자로부터 신뢰도 문제 해결을 위한 작동 모드, 예를 들어, 제1 작동 모드 또는 제2 작동 모드의 정보를 입력받을 수 있다. 이러한 입력 장치(212)는 마우스, 키보드, 터치 스크린, 마이크, 센싱 장치 등일 수 있다. 출력 장치(214)는 복수의 방식으로 정보를 디스플레이하거나 음성을 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력 장치(214)는 LCD(Liquid Crystal Display, LCD), LED(Light Emitting Diode, LED) 디스플레이, OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, 스피커 등일 수 있다.
저장부(220)는 시뮬레이션부(100)에서 전달되는 동적이산사건수목, 사건시퀀스 구성부(230)에서 구성된 사건시퀀스 정보, 트리뷰 처리부(240)에서 생성되는 트리뷰 정보, 동적이산사건수목의 시뮬레이션을 위한 초기 설정값, 등록변수 등의 정보를 저장할 수 있다. 이외에도, 본 발명의 실시예에 따른 분석 처리부(200)에서 사용되는 각종의 변수, 단절 값, 제어 값 등에 대해 필요한 경우 저장부(220)에 추가로 저장될 수 있다.
사건시퀀스 구성부(230)는 동적이산사건수목을 사용하여 개별 사건시퀀스를 식별하여 전체 사건시퀀스를 구성하고, 구성된 사건시퀀스 정보를 저장부(220)에 저장한다. 이러한 사건시퀀스는 전술한 바와 같이, 다중분기 방식인 제1 작동 모드의 경우, 정상종료 사건시퀀스, 사고종료 사건시퀀스, 컷오프종료 사건시퀀스 및 미확인종료 사건시퀀스로 구분될 수 있다.
사건시퀀스 구성부(230)는 사건시퀀스를 구성하는 분기들의 분기명을 사용하여 구성될 수 있다. 사건시퀀스를 구성하는 각각의 분기들은 공정의 상태 발생확률 등과 같은 다양한 정보를 갖고 있다. 각각의 분기들은 자동 수동 분기규칙 번호와 해당 분기규칙으로 발생된 분기 번호를 분기명으로 둔다. 따라서, 해당 분기지점까지 거쳐온 분기명을 누적하면 사건시퀀스의 형태를 알 수 있다. 또한, 각각의 분기는 누적 분기명에 대한 정보를 포함하여 사건시퀀스의 흐름을 알 수 있도록 해 준다. 또한, 각각의 분기는 분기지점에서 분기시각을 기록하며 이 시간은 물리모듈(110)의 시뮬레이션 시간을 기준으로 한다.
한편, 조건부 분기확률은 분기지점에서 해당 분기의 발생확률을 의미하며 해당 분기지점까지의 총 분기확률은 사건시퀀스의 발생 확률을 의미하는 것으로, 절삭값과 비교하여 종료 조건을 만족하는지 점검된다. 각각의 분기는 해당 분기지점에서 분기규칙을 구성하는 진단 조건의 충족 현황을 제시하며 이러한 조건들이 만족된 결과로 활성화된 자동 또는 수동 분기규칙 작동현황도 제시할 수 있다.
또한, 모든 분기는 물리모듈(110)의 기기작동 상태를 달리 갖추기 때문에 분기별 물리모듈(110)의 기기 작동 및 고장 여부를 알 수 있는 현황 정보를 포함하고 있다. 마지막으로, 등록변수의 값이 포함되며, 이를 통해 사건시퀀스별로 사용자가 원하는 등록변수의 양상을 파악할 수 있다.
이와 같이, 사건시퀀스를 구성하는 각각의 분기에 대응하여 해당 분기에서의 상태 등을 알 수 있도록 하는 각종의 정보가 함께 저장부(220)에 저장될 수 있다.
사건시퀀스 구성부(230)는 구성된 사건시퀀스 정보를 사용하여, 분석 제어부(250)로부터의 요청에 따라, 특정 사건시퀀스, 예를 들어, 미확인종료 사건시퀀스를 찾아서 해당 정보를 분석 제어부(250)로 제공할 수 있다.
또한, 사건시퀀스 구성부(230)는 구성된 사건시퀀스 정보를 사용하여, 분석 제어부(250)로부터의 요청에 따라, 특정 사건시퀀스에 포함된 특정 분기지점에 대한 정보를 분석 제어부(250)로 제공할 수 있다. 물론, 이러한 정보는 저장부(220)에 저장되어 있어 분석 제어부(250)가 특정 분기지점에 대한 정보를 획득할 수 있으나, 시뮬레이션 도중에 특정 분기지점에 대한 정보는 시뮬레이션 수행과 관련된 정보가 포함될 수 있으므로, 이러한 정보는 시뮬레이션 도중에 사건시퀀스 구성부(230)로부터 획득하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 사건시퀀스 구성부(230)는 구성된 사건시퀀스 정보를 사용하여, 분석 제어부(250)로부터의 요청에 따라, 특정 분기지점을 포함하는 상위 사건시퀀스 또는 하위 사건시퀀스 정보를 분석 제어부(250)로 제공할 수 있다.
트리뷰 처리부(240)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 동적이산사건수목을 트리 형태(수목 형태)로 구성된 트리뷰로서 분석 제어부(250)로 제공할 수 있다. 이 때, 트리뷰 처리부(240)는 사건시퀀스 구성부(230)에서 구성된 사건시퀀스 정보를 참조하여 트리뷰 내의 사건시퀀스별로 대응하는 정보를 함께 나타낼 수 있다. 예를 들어, 사건시퀀스 종류, 분기명 등이 표시될 수 있다.
트리뷰 처리부(240)는 분석 제어부(250)의 요청에 따라, 사용자에 의해 선택되거나 필터링된 특정 사건시퀀스를 트리뷰 내에 표시하거나, 또는 사용자에 의해 선택된 분기지점을 트리뷰 내에 표시하거나, 또는 사용자에 의해 선택된 분기지점과 관련된 정보를 트리뷰 내에 표시하거나, 또는 사용자에 의해 선택된 분기지점을 기준으로 상위 사건시퀀스 또는 하위 사건시퀀스를 서로 구별되도록 표시하거나, 또는 트리뷰 전체 또는 일부를 확대하거나 축소하여 표시할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 이것으로만 제한되지 않고, 전술한 작동들 외에 다양한 형태의 트리뷰 처리가 가능할 수 있다.
분석 제어부(250)는 입출력부(210), 구체적으로는 입력 장치(212)로부터 입력된 작동 모드의 정보, 즉 제1 작동 모드 또는 제2 작동 모드의 정보를 시뮬레이션부(100)로 전달하여, 미리 설정된 작동 모드에 따라 시뮬레이션이 수행될 수 있도록 한다.
분석 제어부(250)는 시뮬레이션부(100)에 의해 생성된 동적이산사건수목을 전달받아서 사건시퀀스 구성부(230)를 통해 사건시퀀스로 구성하고, 트리뷰 처리부(240)를 통해 대응하는 트리뷰로 구성하여 입출력부(210)를 통해 사용자에게 표시할 수 있다.
또한, 분석 제어부(250)는 입출력부(210)를 통한 사용자의 입력에 따라 트리뷰로 표시된 동적이산사건수목에 대해 시뮬레이션부(100)가 시뮬레이션을 재수행하도록 제어할 수 있다. 이 때, 분석 제어부(250)는 입출력부(210)를 통해 입력된 시뮬레이션 초기 설정값, 등록변수 등에 대한 정보를 동적이산사건수목 기반 시뮬레이션부(100)로 전달하여 시뮬레이션 재수행시 사용될 수 있도록 할 수 있다.
또한, 분석 제어부(250)는 입출력부(210)를 통해 사용자에게 표시된 트리뷰 상에서의 사용자의 처리 입력에 대응하는 처리를 사건시퀀스 구성부(230) 및 트리뷰 처리부(240)를 통해 수행한 후 그 결과를 입출력부(210)를 통해 표시할 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 선택되거나 필터링된 특정 사건시퀀스를 트리뷰 내에 표시하거나, 또는 사용자에 의해 선택된 분기지점을 트리뷰 내에 표시하거나, 또는 사용자에 의해 선택된 분기지점과 관련된 정보를 트리뷰 내에 표시하거나, 또는 사용자에 의해 선택된 분기지점을 기준으로 상위 사건시퀀스 또는 하위 사건시퀀스를 서로 구별되도록 표시하거나, 또는 트리뷰 전체 또는 일부를 확대하거나 축소하여 표시할 수 있다.
또한, 분석 제어부(250)는 동적이산사건수목 기반 시뮬레이션부(100)에서 진행 중인 시뮬레이션에 대한 수치적인 현황을 제공받아서 입출력부(210)를 통해 상태 창 형태로 표시할 수 있다.
예를 들어, 분석 제어부(250)는 시뮬레이션의 시작부터 종료까지의 시간 표시, 시뮬레이션 초기에 설정한 종료 조건 표시, 분기 특성별 또는 종료 상태 유형에 따라 종류별로 생성된 분기 및 사건시퀀스의 개수 표시 등을 상태 창을 통해 제공할 수 있다. 여기서, 시뮬레이션 진행 달성도도 함께 표시될 수 있으며, 이러한 시뮬레이션 진행 달성도는 생성된 분기와 사건시퀀스의 개수를 통해 추정될 수 있다.
또한, 분석 제어부(250)는 전술한 상태 창을 통해 표시되는 정보 중 수정이 가능한 정보에 대해, 입출력부(210)를 통한 수정 입력을 받아서 동적이산사건수목 기반 시뮬레이션부(100)로 전달하여 진행 중인 시뮬레이션에 반영되도록 할 수 있다.
또한, 분석 제어부(250)는 진행중인 시뮬레이션의 사건시퀀스의 원인과 결과 그리고 특성을 파악할 수 있도록 하는 분기 정보를 전술한 상태 창 또는 다른 상태 창을 통해 제공할 수 있다. 이러한 분기 정보로는 감시변수, 분기규칙 진단, 분기 생성, 분기별 기기의 고장 유무 등의 정보를 제공하고 제공된 정보를 수정할 수 있도록 한다. 이 때, 수정된 정보에 대해서는 동적이산사건수목 기반 시뮬레이션부(100)로 전달하여 진행 중인 시뮬레이션에 반영될 수 있도록 할 수 있다.
따라서, 사용자는 분기 정보를 표시하는 상태 창을 통해, 특정 분기까지 누적된 데이터 정보를 확인할 수 있고, 이를 통해 충족된 조건이나 초기 입력과 달라진 항목에 대해 구분하여 알 수 있다.
선택적으로, 분석 제어부(250)는 사건시퀀스 및 감시변수들을 필터링 기능을 통해 선택적으로 확인할 수 있도록 할 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 스케쥴러(120)의 구체적인 구성 블록도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 스케쥴러(120)는 스케쥴링 제어부(121), 제1 스케쥴러(122) 및 제2 스케쥴러(123)를 포함한다.
스케쥴링 제어부(121)는 시뮬레이션 제어부(160)로부터 전달되는 작동 모드의 정보에 따라 제1 스케쥴러(122) 및 제2 스케쥴러(123) 중 어느 하나의 작동을 허용한다. 구체적으로, 스케쥴링 제어부(121)는 시뮬레이션 제어부(160)로부터 전달되는 작동 모드의 정보가 제1 작동 모드를 나타내면, 제1 스케쥴러(122)를 작동시키지만, 작동 모드의 정보가 제2 작동 모드를 나타내면, 제2 스케쥴러(123)를 작동시킨다.
제1 스케쥴러(122)는 물리모듈(110)로부터 감시변수를 수신하여 진단모듈(130)로 전달하고, 진단모듈(130)에서의 분기규칙의 진단 결과에 따라 다중분기를 생성한다. 구체적으로, 제1 스케쥴러(122)는 진단모듈(130)에서 결정된 분기규칙에 따라 분기지점에서 작동할 기기의 수, 단일 기기의 성능, 제어변수의 종류, 복수의 기기들의 동작과 관련된 물리적인 특징, 운전원의 판단에 따른 운전조건에서의 시간과 기기의 동작 또는 공정이 진행되는 동안에 발생될 수 있는 고장모드 중 어느 하나에 따라 분기지점의 개수를 결정하여 결정된 개수의 분기지점을 생성한다.
제2 스케쥴러(122)는 물리모듈(110)로부터 감시변수를 수신하여 진단모듈(130)로 전달하고, 진단모듈(130)에서의 분기규칙의 진단 결과에 따라 단일분기를 생성한다. 여기서, 단일분기를 생성한다는 것은 기존의 단일분기를 유지하는 것과 동일한 것으로 설명될 수 있다. 제2 스케쥴러(122)는 진단모듈(130)에서 결정된 분기규칙에 따라 복수의 기기들의 동작과 관련된 물리적인 특징을 반영한 기기 상태를 기반으로 하여 단일 분기로만 진행되도록 한다.
이외에 제1 스케쥴러(122)와 제2 스케쥴러(123)의 기본적인 기능 및 작동은 전술한 스케쥴러(120)의 기능 및 작동에 따르므로 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 동적이산사건수목 분석 방법에 대해 설명한다.
본 실시예 따른 동적이산사건수목의 분석 방법은 도 1 내지 도6을 참조하여 설명한 동적이산사건수목 분석 장치(10)에 의해 수행될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동적이산사건수목 분석 작동 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 먼저 시뮬레이션의 작동 모드가 설정된다(S100). 이러한 작동 모드는 사용자 또는 운영자의 입력에 의해 설정될 수 있다. 즉, 사용자 또는 운영자의 입력에 의해 작동 모드가 제1 작동 모드 또는 제2 작동 모드로 설정될 수 있다.
그 후, 시뮬레이션 수행시 사용될 시뮬레이션 초기값이 설정된다(S110). 이 때, 초기값 또한 사용자 또는 운영자의 입력에 의해 설정될 수 있으며, 초기값에는 시뮬레이션 종료 조건이 포함될 수 있다.
다음, 감시변수의 등록이 있는지가 판단된다(S120). 즉, 물리모델의 감시변수 중에서 시뮬레이션 수행 중에 계속 감시될 감시변수의 등록이 있는지가 판단된다.
만약 감시변수의 등록이 있는 것으로 판단되면, 사용자 또는 운영자에 의해 입력되거나 선택된 감시변수가 등록변수로 설정된다(S130).
이와 같이, 감시변수의 등록이 있거나 또는 등록이 없는 경우, 상기 단계(S100)에서 설정된 작동 모드에 따라 시뮬레이션이 수행된다.
구체적으로, 작동 모드가 제1 작동 모드인지가 판단되고(S140), 만약 작동 모드가 제1 작동 모드이면, 제1 작동 모드에 따른, 즉 다중분기 방식에 따른 시뮬레이션이 수행된다(S150).
그러나, 작동 모드가 제1 작동 모드가 아니면, 즉 작동 모드가 제2 작동 모드이면, 제2 작동 모드에 따른, 즉 단일분기 방식에 따른 시뮬레이션이 수행된다(S160).
이와 같이, 제1 작동 모드 또는 제2 작동 모드에 따른 시뮬레이션이 진행되면, 진행되는 시뮬레이션에 대응하는 트리뷰가 표시된다(S170). 즉, 시뮬레이션이 진행되는 경과를 알 수 있도록 다양한 방식을 통해 트리뷰가 표시될 수 있다. 이 때, 표시되는 트리뷰, 특히 트리부 내의 분기지점에는 분기지점에 대한 정보, 예를 들어, 분기명, 분기시간, 분기확률 등의 정보가 함께 표시될 수 있다. 또한, 트리뷰와 함께 시뮬레이션의 진행 상태를 알 수 있도록 하는 상태 창, 등록변수의 상태를 확인할 수 있는 상태 창, 감시변수의 변화를 확인할 수 있는 이력 그래프 등이 표시될 수 있다.
그 후, 시뮬레이션의 종료 조건이 판단되고(S180), 만약 종료 조건이 충족되지 않으면, 종료 조건이 충족될 때까지 시뮬레이션 정보, 예를 들어 분기지점 정보 등이 저장된 후(S190), 시뮬레이션을 계속 진행하기 위해 제1 작동 모드가 판단되는 단계(S140)부터 반복 수행한다.
그 후, 상기 단계(S180)에서 시뮬레이션의 종료 조건이 충족되면, 시뮬레이션 수행의 결과로 생성된 동적이산사건수목의 정보가 저장되고, 시뮬레이션의 수행이 최종적으로 종료된다(S200).
이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 신뢰도 문제를 풀기 위해 동적이산사건수목 기반의 시뮬레이션을 수행하는 경우, 해결되어야 할 신뢰도 문제의 종류에 따라 다중분기 방식인 제1 작동 모드와 단일분기 방식인 제2 작동 모드 중 적절한 모드를 선택하여 시뮬레이션을 수행시킴으로써, 보다 효율적이고 보다 정확한 신뢰도 문제 해결이 가능해진다.
예를 들어, 운전절차서의 적용범위 평가의 경우, 운전절차서가 이미 준비되어 있는 자료이므로, 사전에 고장과 관련된 분기를 상상할 수 있으므로, 다중분기 방식인 제1 작동 모드에 기반한 시뮬레이션이 적용될 수 있다.
다르게는, 인위적 조작에 따른 분석의 경우, 운전원이 운전절차서에 명시되지 않은 독자적인 조치를 선의든 악의에 의해서 수행할 수 있어서, 운전원이 어떤 조치를 취할지 그 조합이 워낙 방대하므로 사전에 분기를 상상하기 어렵기 때문에, 단일분기 방식인 제2 작동 모드에 기반한 시뮬레이션이 적용되는 것이 바람직하다.
다르게는, 특정 사건 시나리오의 상세 분석의 경우, 이미 알려진 정보에 의해 특정한 사건 시나리오가 심각한 결말을 초래하는 것을 안다면, 이를 제외한 수많은 다른 분기는 자세하게 분석할 필요가 적을 것이다. 따라서, 특정 사건 시나리오가 시작되는 곳까지는 분기를 만들지 말고 단일분기 방식인 제2 작동 모드에 기반하여 진행하도록 구성하고, 특정 사건 시나리오가 시작되는 부분부터 상세한 분기가 발생할 수 있도록 구성할 수 있다. 이 때에는 다중분기 방식인 제1 작동 모드로 가동을 하지만, 초반에는 일부러 분기를 만들지 않으므로 단일 분기로 진행되는 것처럼 보이다가, 일정 시점을 지나면 분기가 확장되는 것을 볼 수 있다.
다르게는, 다중 설비에 대한 상호연계성을 고려한 분석의 경우, 물리모듈(110)은 감시변수와 제어변수를 주고 받는 약속만 맞으면, 다른 종류의 시뮬레이션 코드도 2개 이상 차례로 돌릴 수 있다. 스케쥴러(120)는 다수의 물리모듈(110)을 장착하고 시뮬레이션 코드를 하나씩 돌아가면서 감시변수를 수집하며, 진단모듈(130)과 기기작동모듈(140)에서 결정된 제어변수를 시뮬레이션 코드에 차례대로 입력한다. 이때 진단모듈(130)에 입력된 분기규칙이 서로 다른 시뮬레이션 코드의 감시변수를 조합하여 구성이 되면, 다중 설비에 대한 상호연계성을 고려한 동적이산사건수목이 가능하다. 이는 자동동작모듈(132)이나 수동동작모듈(134)에서도 동일하게 적용된다.
다르게는, 자연재해 등 설비 외적인 요인에 따른 분석의 경우, 작동 모드와는 상관이 없으며, 진단모듈(130)과 기기작동모듈(140)에 추가적으로 필요한 모델에 대해 설명한다. 지진이나 화재, 홍수와 같은 자연재해의 발생 등, 설비의 외부로부터 넓은 범위에서 발생하는 원인으로 인해 기기 또는 운전원 조치가 영향을 받을 수 있다. 따라서, 기기작동모듈(140)에서 우연적인 요소에 의한 고장 이외에도 외적인 요인에 따른 고장 효과를 반영해야 한다. 즉, 기기작동모듈(140)에 모델을 추가하여 외적인 요인에 의해서 영향을 받는 고장모드를 설정하거나, 기본적으로 있는 고장수목모델에 외적인 요인에 의한 기본사건을 추가해야 한다. 수동작동모듈(134) 역시 자연재해 또는 외적인 요인에 따라 운전원의 심리적인 영향을 반영할 수 있는 모델을 보강하는 것이 필요하다.
다르게는, 신호의 오작동에 따른 분석의 경우, 작동 모드와는 상관없이 스케쥴러(120)와 물리모듈(110) 사이에 추가적으로 필요한 모델에 대해 설명한다. 스케쥴러(120) 및 모든 모듈은 정상적으로 작동하도록 하는 반면, 감시변수를 물리모듈(110)에서 진단모듈(130)로 전달하는 과정에서 값을 일부 왜곡하거나, 제어변수를 기기작동모듈(140)에서 물리모듈(110)로 전달하는 과정에서 왜곡하는 방법으로 신호의 오작동을 시뮬레이션할 수 있다. 신호의 왜곡을 확률적 과정을 통해 시뮬레이션한다면 단일분기 방식인 제2 작동 모드를 통해 실행이 가능하다. 이렇게 하면, 사이버 보안에 따른 영향을 점검하거나, 기기 또는 센서 자체의 문제가 아닌 신호의 품질에 대한 분석이 가능하다. 만일 신호의 오작동에 대한 분기를 사전에 설정할 수 있다면 다중분기 방식인 제1 작동 모드가 가능하고, 그렇지 않다면 단일분기 방식인 제2 작동 모드를 적용한다.
다르게는, 유지보수에 대한 분석의 경우, 사건 시나리오가 진행됨에 따라 늘 기기가 정상상태에서 고장으로 가는 것은 아니며, 적절한 조치를 통해 복구가 되는 유지보수 상황을 가정할 수 있다. 이러한 상황이 신뢰도 분석에서 다루어져야 한다면, 운전원모델과 함께 특히 현장에서 기기를 유지보수하는 모델을 추가할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (16)

  1. 동적이산사건수목 분석 장치로서,
    복수의 기기들 및 운전원 동작 수행 시점을 포함하는 물리모델의 시뮬레이션을 수행하면서 감시변수 및 제어변수를 수집하고, 수집된 감시변수를 사용하여 분기규칙을 결정하며, 결정된 분기규칙에 기반하여 미리 설정된 작동 모드에 따라 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하여, 상기 물리모델에 대한 동적 신뢰도 평가의 결과인 동적이산사건수목을 생성하는 시뮬레이션부 ― 상기 작동 모드는 제1 작동 모드 및 제2 작동 모드를 포함하고, 상기 제1 작동 모드는 상기 분기 규칙에 기반하여 다중분기를 생성하고, 상기 다중분기에 기반하여 분기확률 계산 및 상기 제어변수를 변경하며, 계산된 분기확률 및 변경된 제어변수를 이용하여 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하는 모드이고, 상기 제2 작동 모드는 상기 분기 규칙에 기반하여 단일분기를 생성하고, 상기 단일분기에서 상기 제어변수를 변경하며, 변경된 제어변수를 이용하여 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하는 모드임 ―, 그리고
    사용자에 의해 미리 설정되는 작동 모드를 상기 시뮬레이션부로 전달하여 상기 작동 모드에 따른 상기 물리모델의 시뮬레이션이 수행되도록 하고, 상기 시뮬레이션부에서 생성된 동적이산사건수목을 사용하여 상기 시뮬레이션부를 통해 상기 물리모델에 대한 시뮬레이션을 재수행하면서 상기 생성된 동적이산사건수목에 대한 분석을 수행할 수 있도록 하는 분석 처리부
    를 포함하는 동적이산사건수목 분석 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부는,
    상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하면서 상기 감시변수 및 상기 제어변수를 수집하는 물리모듈,
    상기 감시변수를 이용하여 상기 시뮬레이션의 분기를 결정하기 위한 분기규칙을 결정하는 진단모듈,
    상기 제1 작동 모드인 경우, 상기 분기규칙에 기반하여 다중분기를 생성하거나, 또는 상기 제2 작동 모드인 경우, 상기 분기규칙에 기반하여 단일분기를 생성하는 스케쥴러 ― 상기 단일분기는 이전의 단일분기를 유지하는 형태로 생성됨 ―,
    상기 제1 작동 모드인 경우, 상기 스케쥴러에 의해 생성된 다중분기 중 적어도 하나의 분기에 기반하여 상기 복수의 기기들의 고장 여부 및 상기 운전원 동작 수행 시점과 관련된 분기확률을 계산하고, 상기 제어변수를 변경하거나, 또는 상기 제2 작동 모드인 경우, 상기 복수의 기기들의 작동과 관련된 물리적인 특징을 반영한 기기 상태를 기반으로 하여 상기 제어변수를 변경하는 기기작동모듈, 그리고
    상기 분석 처리부로부터 전달되는 작동 모드에 따라 상기 물리모듈, 상기 진단모듈, 상기 스케쥴러 및 상기 기기작동모듈을 제어하여 시뮬레이션이 수행되도록 하고, 상기 분석 처리부에게 시뮬레이션 결과인 동적이산사건수목에 대한 정보를 제공하며, 상기 분석 처리부의 제어에 따라, 상기 스케쥴러가 동적이산사건수목을 사용한 시뮬레이션을 수행하도록 하는 제어를 수행하고, 상기 시뮬레이션 재수행시 시뮬레이션 수행 중인 정보를 상기 스케쥴러를 통해 전달받아서 상기 분석 처리부로 전달하는 시뮬레이션 제어부
    를 포함하며,
    상기 스케쥴러는, 상기 분기확률 및 변경된 제어 변수를 상기 물리모듈로 전달하여 상기 물리모듈이 상기 시뮬레이션을 수행하여 상기 시뮬레이션 결과인 동적이산사건수목을 생성하도록 지원하는,
    동적이산사건수목 분석 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분석 처리부는,
    상기 동적이산사건수목을 구성하는 개별 사건시퀀스를 식별하여 전체 사건시퀀스를 구성하는 사건시퀀스 구성부,
    상기 사건시퀀스 구성부에 의해 구성되는 전체 사건시퀀스를 트리뷰로 구성하여 표시하는 트리뷰 처리부, 그리고
    사용자에 의해 미리 설정되는 작동 모드를 상기 시뮬레이션부로 전달하고, 상기 시뮬레이션부로부터 동적이산사건수목을 전달받아서 상기 사건시퀀스 구성부로 전달하여 사건시퀀스를 구성하며, 구성된 사건시퀀스에 대해 상기 트리뷰 처리부를 통해 대응하는 트리뷰로 구성하여 표시되도록 한 후, 상기 트리뷰를 통한 사용자의 선택에 따라 상기 시뮬레이션부를 제어하여 대응하는 시뮬레이션을 재수행시키는 분석 제어부
    를 포함하는, 동적이산사건수목 분석 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부는,
    상기 제1 작동 모드에서, 상기 다중분기의 가능성을 조정하고,
    상기 제2 작동 모드에서, 상기 단일분기의 제어변수를 조정하는,
    동적이산사건수목 분석 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다중분기의 가능성의 조정은,
    실제로 작동시켜야 할 기기 고장이 발생하거나 고장난 기기의 복구 상황이 있는 경우의 조정,
    분기시 수정해야 할 제어변수의 상태가 기존의 상태와 중복이 되는지의 여부에 따른 조정, 및
    시나리오 확률이 상대적으로 낮은 경우에 해당되는 분기의 제거에 따른 조정
    중 적어도 하나를 포함하는, 동적이산사건수목 분석 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 단일분기의 제어변수의 조정은,
    상기 단일분기 시점의 기기 상태의 점검 결과에 따른 제어변수의 조정, 및
    분기시 수정해야 할 제어변수의 상태가 기존의 상태와 동일한 지의 여부에 따른 조정
    중 적어도 하나를 포함하는, 동적이산사건수목 분석 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단일분기 시점의 기기 상태의 점검 결과는,
    고장 확률 모델이 이항분포를 따르는 경우, 0에서 1사이의 난수를 발생하여, 미리 설정된 확률보다 작은 경우 고장으로 결정되거나, 또는 상기 미리 설정된 확률 이상인 경우 복구 성공으로 결정되는,
    동적이산사건수목 분석 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단일분기 시점의 기기 상태의 점검 결과는,
    고장 확률 모델이 포아송분포를 따르는 경우, 0에서 1사이의 난수를 발생하여, 미리 설정된 고장률과 현재의 시뮬레이션 시간의 곱보다 작으면 고장으로 결정되거나, 또는 상기 미리 설정된 고장률과 현재의 시뮬레이션 시간의 곱 이상이면 복구 성공으로 결정되는,
    동적이산사건수목 분석 장치.
  9. 분석 장치가 동적이산사건수목에 대한 분석을 수행하기 위한 작동 방법으로서,
    시뮬레이션을 수행하기 위한 작동 모드가 제1 작동 모드 또는 제2 작동 모드로 설정하는 단계,
    복수의 기기들 및 운전원 동작 수행 시점을 포함하는 물리모델의 시뮬레이션을 수행하여 상기 물리모델에 대한 동적 신뢰도 평가의 결과로서 생성된 동적이산사건수목에 대응하는 트리뷰를 표시하는 단계 ― 상기 동적이산사건수목은 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하면서 감시변수 및 제어변수를 수집하고, 수집된 감시변수를 사용하여 분기규칙을 결정하며, 결정된 분기규칙에 기반하여 미리 설정된 작동 모드에 따라 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행함으로써 생성되며, 상기 제1 작동 모드는 상기 분기 규칙에 기반하여 다중분기를 생성하고, 상기 다중분기에 기반하여 분기확률 계산 및 상기 제어변수를 변경하며, 계산된 분기확률 및 변경된 제어변수를 이용하여 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하는 모드이고, 상기 제2 작동 모드는 상기 분기 규칙에 기반하여 단일분기를 생성하고, 상기 단일분기에서 상기 제어변수를 변경하며, 변경된 제어변수를 이용하여 상기 물리모델의 시뮬레이션을 수행하는 모드임 ―, 그리고
    상기 트리뷰를 통한 사용자의 선택에 따라 상기 동적이산사건수목을 구성하는 전체 사건시퀀스 또는 일부 사건시퀀스에 대한 시뮬레이션을 재수행하는 단계
    를 포함하는 동적이산사건수목 분석 작동 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 트리뷰를 표시하는 단계는,
    상기 시뮬레이션의 초기값을 설정하는 단계,
    상기 작동 모드에 따라 시뮬레이션을 수행하는 단계, 그리고
    상기 시뮬레이션에 대응하는 트리뷰를 표시하는 단계
    를 포함하는, 동적이산사건수목 분석 작동 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 작동 모드에 따라 시뮬레이션을 수행하는 단계는,
    상기 작동 모드가 상기 제1 작동 모드인 경우, 상기 분기 규칙에 기반하여 다중분기를 생성하거나, 또는
    상기 작동 모드가 상기 제2 작동 모드인 경우, 상기 분기 규칙에 따라 단일분기를 생성하는 단계 ― 상기 단일분기는 이전의 단일분기를 유지하는 형태로 생성됨 ―
    를 포함하는, 동적이산사건수목 분석 작동 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 작동 모드에 따라 시뮬레이션을 수행하는 단계는,
    상기 제1 작동 모드에서, 상기 다중분기의 가능성을 조정하거나, 또는
    상기 제2 작동 모드에서, 상기 단일분기의 제어변수를 조정하는 단계
    를 포함하는, 동적이산사건수목 분석 작동 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 다중분기의 가능성의 조정은,
    실제로 작동시켜야 할 기기 고장이 발생하거나 고장난 기기의 복구 상황이 있는 경우의 조정,
    분기시 수정해야 할 제어변수의 상태가 기존의 상태와 중복이 되는지의 여부에 따른 조정, 및
    시나리오 확률이 상대적으로 낮은 경우에 해당되는 분기의 제거에 따른 조정
    중 적어도 하나를 포함하는, 동적이산사건수목 분석 작동 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 단일분기의 제어변수의 조정은,
    상기 단일분기 시점의 기기 상태의 점검 결과에 따른 제어변수의 조정, 및
    분기시 수정해야 할 제어변수의 상태가 기존의 상태와 동일한 지의 여부에 따른 조정
    중 적어도 하나를 포함하는, 동적이산사건수목 분석 작동 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 단일분기 시점의 기기 상태의 점검 결과는,
    고장 확률 모델이 이항분포를 따르는 경우, 0에서 1사이의 난수를 발생하여, 미리 설정된 확률보다 작은 경우 고장으로 결정되거나, 또는 상기 미리 설정된 확률 이상인 경우 복구 성공으로 결정되는,
    동적이산사건수목 분석 작동 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 단일분기 시점의 기기 상태의 점검 결과는,
    고장 확률 모델이 포아송분포를 따르는 경우, 0에서 1사이의 난수를 발생하여, 미리 설정된 고장률과 현재의 시뮬레이션 시간의 곱보다 작으면 고장으로 결정되거나, 또는 상기 미리 설정된 고장률과 현재의 시뮬레이션 시간의 곱 이상이면 복구 성공으로 결정되는,
    동적이산사건수목 분석 작동 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5692841B2 (ja) 2010-05-11 2015-04-01 独立行政法人海上技術安全研究所 状況を分類するツリー構造の自動生成プログラム及び状況を分類するツリー構造の自動生成装置
CN112507608A (zh) * 2020-11-13 2021-03-16 中国航天标准化研究所 空间人机交互系统的安全性仿真方法及装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5692841B2 (ja) 2010-05-11 2015-04-01 独立行政法人海上技術安全研究所 状況を分類するツリー構造の自動生成プログラム及び状況を分類するツリー構造の自動生成装置
CN112507608A (zh) * 2020-11-13 2021-03-16 中国航天标准化研究所 空间人机交互系统的安全性仿真方法及装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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