• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제8권3호
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• pp.262-276
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• 2016

Generally, the Safety Integrity Level (SIL) of a subsea Blowout Preventer (BOP) is evaluated by determining the Probability of Failure on Demand (PFD), a low demand mode evaluation indicator. However, some SIL results are above the PFD's effective area despite the subsea BOP's demand rate being within the PFD's effective range. Determining a Hazardous Event Frequency (HEF) that can cover all demand rates could be useful when establishing the effective BOP SIL. This study focused on subsea BOP functions that follow guideline 070 of the Norwegian Oil and Gas. Events that control subsea well kicks are defined. The HEF of each BOP function is analyzed and compared with the PFD by investigating the frequency for each event and the demand rate for the components. In addition, risk control options related to PFD and HEF improvements are compared, and the effectiveness of HEF as a SIL verification for subsea BOP is assessed.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1934-1935
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• 2007

본 논문은 원자력발전소 안전계통인 비상전원 공급용 디젤발전기의 여자시스템에 대해서 신뢰성 불럭선도를 이용하여 시스템을 모델링하고, 신뢰성 분석을 수행하고 그 결과 기동요구시 실패확률을 산출하는 방법과 결과를 기술하였다. 비상디젤발 전기 여자시스템을 구성하는 모든 부품의 고장률을 Telcordia SR-332 기준서의 부품수 방법을 이용하여 분석하고 FMEA (Failure Mode Effect Analysis)를 수행하며 IEC 61508에서 제시하고 있는 기동요구 시 실패확률(Probability of Failure on Demand, PFD)을 산출하였다.

• 산업공학
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• 제25권4호
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• pp.422-430
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• 2012

In this article, we introduced the estimation method by 'Safety Integrity Level'(SIL) for the criterion of safety assurance and performed a case study on a flame scanner. SIL requires probabilistic evaluation of each set of equipment used to reduce risk in a safety related system. FMEDA(Failure Modes, Effects and Diagnostic Analysis) method is widely used to evaluate the safety levels and provides information on the failure rates and failure mode distributions necessary to calculate a diagnostic coverage factor for a part or a component. Basically, two parameters resulting from FMEDA are used for SIL classification of the device : SFF(Safe Failure Fraction) and PFD(Probability of Failure on Demand). In this case study, it is concluded that the flame scanner is designed to fulfill the condition of SIL 3 in the aspect of SFF and PFD.

• 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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• 제16권3호
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• pp.231-237
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• 2016

Purpose: It is not easy to suggest a quantitative data related to safety analysis. The objective of this paper is to propose a method of Safety Integrity Level (SIL) analysis and to suggest a SIL analysis result for single station controller in nuclear power plant based on IEC 61508. Methods: The Failure Modes and Effects Diagnostic Analysis (FMEDA) and average probability of failure on demand (PFD) are used for SIL assessment. Results: A SIL of single station controller is evaluated 4 by a reliability analysis results and PFD. Conclusion: A SIL analysis method and result for single station controller based on IEC 61508 are proposed in this paper. It can applicable for a manufacturer data in safety-related system.

• 산업공학
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• 제25권4호
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• pp.405-415
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• 2012

The reliability performance measures for low and high or continuous demand modes of operation of safety instrumented systems(SISs) are examined and compared by analyzing the official definitions in IEC 61508 standard. This paper also presents a status of common cause factor(CCF) models used in IEC 61508 and problems relating CCF modelling are discussed and ideas to solve these ones are suggested. An example with mixed M-out-of-N architecture is carried out to illustrate the proposed methods.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.76-85
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• 2003

본 논문에서는 공통원인고장의 이론적 고찰로서 정의와 그 원인, 분석방법을 기술하고 대표적인 소방설비의 하나인 소방펌프에 대해 공통원인고장을 고려한 신뢰도분석에 적용함으로써 공통원인고장의 중요성과 그 한계성을 규명하고자 한다. 공통원인고장을 고려한 소방수 공급설비에 대한 신뢰도분석 결과 알 수 있듯이 펌프의 운전고장이 계통실패의 가장 큰 요인으로 나타났으며 특히 두 펌프의 공통원인고장이 지배적이다. 다시 말하면 공통원인고장을 고려하지 않을 경우에 계통신뢰도를 실제보다 2배 이상 초과하여 평가할 수 있다는 것이다. 이로서 계통 신뢰도분석에서 공통원인고장의 중요성을 인식할 수 있으며 분석결과는 공통원인고장의 변수인자의 값에 크게 의존하는 것을 알 수 있다. 그리고 소방수 공급설비설계에 계통설계 시 다중성을 반영하면 신뢰도가 증가하는 것은 사실이나 공통원인고장 요인 때문에 다중기기 설치대수에 비례하는 정도의 신뢰도 향상을 얻지 못할 수도 있다. 또한 공통원인고장의 한계성으로는 분석모델의 차이로 인한 차이는 미미한 수준이었으나 각각 다른 데이터 원을 사용했을 경우 그 결과는 큰 차이를 나타내었다. 따라서 공통원인고장 분석에 사용되는 모델보다는 이용 가능한 경험데이터의 품질이 그 분석결과의 신뢰성에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 결과적으로 다중기기의 공통원인고장을 방지하기 위한 기본적이고 공학적인 방안으로는 설계시 요구되는 적정 신뢰도를 유지하는 것이므로 적어도 소방펌프에 요구되는 신뢰도수준으로 설계되어야 한다. 즉 SIS(Safety Instrumented system)에 요구되는 신뢰도수준인 안전건전성수준(SIL; Safety integrity level)에 적합한가의 유무를 PFD를 활용하여 정량적으로 파악하는 것이다. 공통원인고장을 고려한 소방수 공급설비에 대한 신뢰도분석 결과 계통작동요구시 실패확률(PFD: Probability of failure on demand), 즉 계통 이용 불능도는 3.80E-3이므로 규정목표인 SIL5의 범주 안에 들어있지 않아 안전건전성수준으로 설계되어 있지 않다고 판단되며, 만일 공통원인고장을 고려하지 않았을 경우인 계통 이용불능도 또한 1.82E-3으로 계산되는데, 이 또한 SIL5의 범주 안에 들어있지 않으므로 단전건전성수준으로 설계되어 있지 않다고 판단된다.

• 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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• 제14권1호
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• pp.81-91
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• 2014

The IEC 61508 standard was established to specify the functional safety of E/E/PE safety-related systems. Safety life cycle to provide the framework and direction for the application of IEC 61508 is included in this standard. In this paper, we describe overviews, objects, scopes, requirements and activities of each phase in safety life cycle. In addition, we introduce safety integrity level(SIL) which is used for verifying the safety integrity requirements of E/E/PE system and perform a case study to estimate hardware SIL by FMEDA. The SIL is evaluated by two criteria. One of them is the architectural constraints which restrict the maximum SIL by combination of SFF and HFT. The other is the probability of failure which is classified into PFD and PFH based on frequency of demand and calculated by safe or dangerous failure rates.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.1-8
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• 2006

본 논문의 목적은 Ethyl Benzene 플랜트의 공정에서 과압 현상이 Column 상부의 반응폭주 및 화재 폭발의 원인이 되기 때문에 안전장치시스템의 신뢰도가 압력방출밸브가 요구하는 안전건전성수준으로 설계되어 있는지를 정량적으로 분석한 것이다. 압력방출밸브의 요구시 실패확률은 일반신뢰도 자료 조사결과를 근거로 하여 안전장치시스템에 대한 안전건전성수준의 목표등급을 SIL3으로 설정하였고, 이에 대한 PFD를 1.00E-3에서 1.00E-4로 결정하였다. 신뢰도 모델의 구축 및 결함수 분석기법을 이용하여 SIS의 요구시 실패확률에 대한 정량화를 수행한 결과 SIS에 대한 PFD는 Benzene Prefractionator Column, Benzene Column, EB Column에 대해 각각 8.97E-04, 5.37E-04, 5.37E-04로 계산되었다. 따라서 SIS의 신뢰도가 SIL3 등급에 요구되는 안전건전성수준으로 설계되어 있다고 판단되며 컨트롤밸브에 대한 6개월 주기의 Partial Stroke Test가 수행될 경우 각 Column의 SIS는 약 $22{\sim}27%$의 신뢰도 향상이 기대된다.

• 한국안전학회지
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• 제35권6호
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• pp.1-8
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• 2020

In recent years, hydrogen has received much attention as an alternative energy source to fossil fuels. In order to ensure safety from the increasing number of hydrogen refueling stations, prevention methods have been required. In this regard, this study suggested an approach to reduce the risk of hydrogen refueling station by increasing Safety Integrity Level (SIL) for a Steam Methane Reformer (SMR) in On-Site Hydrogen Refueling Station. The worst scenario in the SMR was selected by HAZOP and the required SIL for the worst scenario was identified by LOPA. To verify the required SIL, the PFDavg.(1/RRF) of Safety Instrumented System (SIS) in SMR was calculated by using realistic failure rate data of SIS. Next, several conditions were tested by varying the sensor redundancy and proof test interval reduction and their effects on risk reduction factor were investigated. Consequently, an improved condition, which were the redundancy of two-out-of-three and the proof test interval of twelve months, achieved the tolerable risk resulting in the magnitude of risk reduction factor ten times greater than that of the baseline condition.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권5호
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• pp.467-478
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• 2024

국제해사기구는 국제해운의 온실가스 배출을 줄이기 위한 전략을 채택하였으며, 선박 기인 온실가스 배출을 줄이기 위해 보다 강화된 목표를 설정하고 있다. 액체수소를 기화시켜 연료로 사용하는 고분자 전해질 연료전지는 이러한 규제를 준수하기 위한 유망한 기술 중 하나로 평가받고 있다. 일반적으로 선박시스템 설계는 선급의 규정에 따라야 하지만 환경규제가 강화됨에 따라 새로운 연료와 시스템의 도입이 가속화되고 있으며, 이로 인해 규정개발이 기술의 도입을 따라가지 못하는 경우도 발생하고 있다. 이러한 격차를 해소하기 위해, 본 연구에서는 수소 연료가스공급 시스템을 대상으로 위험요소 및 운전분석 기법(HAZOP)과 보호계층분석 기법(LOPA)을 결합하여 신기술의 안전성을 검증하는 방법을 제시하였다. 먼저 HAZOP을 통해 위험 시나리오를 식별하고, LOPA를 통해 정성적인 HAZOP 결과를 정량적으로 보완하였다. 초기사건의 빈도와 독립보호계층(IPL)들의 작동 요구시 고장 확률(PFD)을 계산하였다. 기존 IPL의 적절성을 결정하기 위해, 예상되는 완화 정도를 가정한 허용기준과 비교하였으며, 필요한 경우, 추가 IPL을 권장하였다. 본 연구를 통해서 HAZOP-LOPA 기법이 조선해양 분야에서 신기술의 안전성을 평가할 수 있는 잠재력을 가지고 있음을 확인하였다.