Национальный стандарт РФ ГОСТ Р МЭК 61069-3-2017 "Измерение, управление и автоматизация промышленного процесса. Определение свойств системы с целью ее оценки. Часть 3. Оценка функциональности системы" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 ноября 2017 г. N 1651-ст)

Industrial-process measurement, control and automation. Evaluation of system properties for the purpose of system assessment. Part 3. Assessment of system functionality

ОКС 25.040.40IDT

Дата введения - 1 сентября 2018 г.
Взамен ГОСТ Р МЭК 61069-3-2012

Предисловие

1 Подготовлен Негосударственным образовательным частным учреждением дополнительного профессионального образования "Новая Инженерная Школа" (НОЧУ "НИШ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 4 стандарта, который выполнен Российской комиссией экспертов МЭК/ТК 65, и Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации" (ВНИИНМАШ)

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 306 "Измерения и управление в промышленных процессах"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 ноября 2017 г. N 1651-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61069-3:2016 "Измерение, управление и автоматизация промышленного процесса. Определение свойств системы с целью ее оценки. Часть 3. Оценка функциональности системы" (IEC 61069-3:2016 "Industrial-process measurement, control and automation - Evaluation of system properties for the purpose of system assessment - Part 3: Assessment of system functionality", IDT).

Международный стандарт разработан Техническим комитетом МЭК ТК 65 "Измерения и управление в промышленных процессах".

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 Взамен ГОСТ Р МЭК 61069-3-2012

Введение

В МЭК 61069 рассматривается метод, который следует использовать для оценки системных свойств основной системы управления (ОСУ). МЭК 61069 состоит из следующих частей:

часть 1. Терминология и основные концепции;

часть 2. Методология оценки;

часть 3. Оценка функциональности системы;

часть 4. Оценка производительности системы;

часть 5. Оценка надежности системы;

часть 6. Оценка эксплуатабельности системы;

часть 7. Оценка безопасности системы;

часть 8. Оценка других свойств системы.

Оценка системы - основанное на доказательстве суждение о пригодности системы для определенного целевого назначения или класса целевых назначений.

Для получения полного итогового доказательства потребовалось бы полное (т.е. при всех влияющих факторах) определение пригодности всех свойств системы для конкретного целевого назначения или класса целевых назначений.

Так как на практике это требуется редко, для оценки системы более рациональным будет:

- определить критичность соответствующих свойств системы;

- спланировать определение (оценку) соответствующих свойств системы на основе экономического принципа "цена - целесообразность" для усилий по реализации этих свойств.

При проведении оценки системы следует стремиться к получению максимальной обоснованности пригодности системы с учетом целесообразной стоимости и ограничений по времени.

Оценка может быть выполнена только в том случае, если целевое назначение (миссия) сформулировано (или задано), или если оно может быть представлено гипотетически. В случае отсутствия миссии оценка не может быть выполнена. Тем не менее, возможно определение свойств системы в части сбора и систематизации данных для последующей оценки, проводимой другими лицами. В таком случае настоящий стандарт может применяться как руководство для планирования, а также устанавливает процедуры определения свойств системы, являющееся неотъемлемой частью оценки системы.

При подготовке к оценке может быть установлено, что определение границ системы является слишком узким. Например, для средства с двумя или более версиями совместного пользования системы управления, например сети, необходимо учитывать вопросы сосуществования и функциональной совместимости. В этом случае система, подлежащая оценке, не должна ограничиваться "новыми" ОСУ. Такая система должна включать в себя как "новые", так и "старые" системы. То есть, система должна изменять свои границы, чтобы включать в себя достаточный объем другой системы для решения требуемых от нее задач.

Структура настоящей части и ее взаимосвязь с другими частями МЭК 61069 показаны на рисунке 1.

Рисунок 1 - Общий состав МЭК 61069

Некоторые примеры элементов оценки объединены в приложении С.

1 Область применения

Настоящий стандарт:

- устанавливает детальный метод оценки функциональности основной системы управления (ОСУ) на основании общих концепций, данных в МЭК 61069-1, и методологии оценки, приведенной в МЭК 61069-2;

- устанавливает основную классификацию свойств функциональности;

- описывает факторы, влияющие на функциональность, и которые необходимо учитывать при оценке функциональности; и

- предоставляет руководство по выбору методов из набора вариантов (с нормативными ссылками) для определения функциональности.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта. Для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного стандарта (включая все изменения к нему).

IEC 61069-1 ¹⁾, Industrial-process measurement, control and automation - Evaluation of system properties for the purpose of system assessment - Part 1: Terminology and basic concepts (Измерение, управление и автоматизация промышленного процесса. Определение свойств системы с целью ее оценки. Часть 1. Терминология и базовые концепции)

IEC 61069-2 ¹⁾, Industrial process measurement, control and automation - Evaluation of system properties for the purpose of system assessment - Part 2: Assessment methodology (Измерение, управление и автоматизация промышленного процесса. Определение свойств системы с целью ее оценки. Часть 2. Методология оценки)

------------------------------

¹⁾ _{Второе издание стандарта подлежит публикации одновременно с настоящим стандартом.}

------------------------------

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по МЭК 61069-1.

3.2 Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены обозначения и сокращения по МЭК 61069-1.

4 Основы оценки, связанные с функциональностью

4.1 Свойства функциональности

4.1.1 Общие положения

Система в состоянии выполнить требуемое целевое назначение (миссию), если функции системы охватывают такое целевое назначение. Степень, с которой это может быть осуществлено, определяется, как полнота свойств системы.

При проектировании системы с набором жестко установленных и фиксированных задач полнота свойств может полностью определить функциональность системы.

Тем не менее, требуемые задачи могут различаться в зависимости от конкретного применения системы, или ее целевое назначение может со временем изменяться или расширяться из-за изменений в промышленном процессе или методах стратегии управления. В таких случаях следует обеспечить систему средствами для выбора конфигурации и схемы компоновки модулей, а также предусмотреть конфигурацию системы, обеспечивающую гибкость для выполнения дополнительных задач и модификаций.

Для обеспечения полной оценки функциональности системы необходимо, прежде всего, классифицировать свойства в иерархическом порядке.

Функциональные свойства должны классифицироваться в соответствии с рисунком 2.

Рисунок 2 - Функциональность

Функциональность системы не может быть оценена непосредственно по одному свойству. Функциональность системы может быть определена только при помощи анализа и испытания каждого ее свойства по отдельности.

Некоторые из свойств функциональности могут быть выражены в абсолютном или относительном количественных значениях, другие могут быть описаны только в качественном виде с некоторыми количественными элементами.

При оценке функциональности системы, следует учитывать готовность соответствующих средств для функционирования системы.

4.1.2 Полнота

Полнота определяется:

- совокупностью четко определенных функций, каждая из которых различается по типу, частоте выполнения, объему данных, и т.д.;

- диапазоном способов, которыми функции объединяются в соответствии с конфигурацией системы для выполнения требуемых задач;

- числом копий, предусмотренных для каждой функции, определяемых способом, которым модули системы обеспечивают реализацию данных функций, а также, каким образом данные функции распределены внутри модулей.

Способ, которым отдельные функции определяются и объединяются для выполнения задач, может накладывать независимые ограничения на каждую функцию. Также могут устанавливаться ограничения для одновременного выполнения отдельных функций при разделении ресурсов системы.

Полноту системы следует определять количественно в виде показателя полноты, который является соотношением задач, выполняемых системой, к суммарному числу задач, требуемых для реализации целевого назначения (миссии) системы. В соответствующих случаях факторы недостаточной полноты следует определять для каждой отдельной задачи.

Целевое назначение (миссия) системы = n задач;

Коэффициент полноты (КП) = выполняемые задачи/n задач.

4.1.3 Конфигурируемость

Конфигурируемость зависит от архитектуры системы и удобства, с которым модули могут быть выбраны, настроены, скомпонованы и объединены в комплекс функций, выполняющих задачи, требуемые целевым назначением (миссией) системы.

Элементы конфигурации могут находиться на любом уровне системы. Методы конфигурации систем приведены на рисунке 3. Метод может быть реализован как техническими, так и программными средствами.

Рисунок 3 - Методы конфигурирования

Очень важно помнить, что изменения конфигурации могут изменить свойства системы самым неожиданным образом.

Средства конфигурирования являются частью системы и рассматриваются как "функции поддержки", если они полностью описаны в документе спецификация системы (ДСС).

На практике выполнение конфигурирования системы в некоторых случаях требует глубоких знаний об архитектуре системы, поведении модулей и интерфейсах модулей. Потребность в данных знаниях может быть снижена с помощью средств конфигурации.

В зависимости от режима функционирования системы (онлайновый режим, автономный режим и др.) некоторые действия по конфигурированию могут быть разрешены или запрещены. Некоторые действия (такие как настройка модуля, изменение связей модуля, установка или удаление модуля) возможны только в том случае, если система отключена от управления процессом. Конфигурируемость не может определяться количественно, как число. Она может быть определена качественно посредством подробного описания действий по изменению конфигурации, а также технических средств с определенными для каждого из них требуемыми знаниями, навыками и нормами времени.

4.1.4 Гибкость

4.1.4.1 Общие положения

Гибкость системы зависит от способа адаптации системы.

Система обладает большей гибкостью при наличии дополнительных возможностей для добавления, удаления, изменения и/или перестройки модулей системы.

Гибкость не может определяться простым измерением системного свойства.

4.1.4.2 Масштабирование

Система может быть спроектирована с возможностью изменения ее масштабирования. Например, система может иметь возможность увеличения размера (увеличение точек ввода/вывода) или коммуникационных мощностей (увеличение сетевых интерфейсов) или числа поддерживаемых рабочих станций оператора или изменена любым другим значимым/измеряемым способом.

Степень, до которой может быть изменен масштаб системы, может быть оценена с использованием анализа конфигурации системы, коммуникационных функций и разделяемых ресурсов.

Масштабирование может быть выражено в виде качественного описания с добавлением некоторых количественных данных.

4.1.4.3 Изменяемость

Система может быть спроектирована с возможностью изменения диапазона выполняемых задач.

Изменяемость может быть оценена в результате анализа конфигурации системы, степени ее структурирования на модули, спецификации интерфейса между модулями, числом и областью распространения функций, реализуемых каждым модулем.

Изменяемость может быть выражена в виде качественного описания, с добавлением некоторых количественных элементов.

4.1.4.4 Совершенствование

Система может быть спроектирована таким образом, чтобы имелась возможность совершенствовать определенные свойства системы.

Совершенствование может быть оценено в результате анализа конфигурации системы и диапазона имеющихся модулей с альтернативными значениями свойства. Некоторые примеры реализации, которые способствуют совершенствованию:

- модули с большей собственной памятью, позволяющей сократить время отклика посредством уменьшения времени передачи данных;

- модули, позволяющие увеличить число итераций математических процедур для увеличения точности значений расчетов;

- применение плат вводов или выводов, защищенных от электрических помех для увеличения защищенности системы, или для увеличения применимости системы в областях, где наблюдается взрывоопасная атмосфера.

Потенциальная возможность улучшения этих свойств может расширить пределы требований, установленных в документе о требованиях к системе (ДТС).

Совершенствование может быть выражено в виде качественного описания, с добавлением некоторых количественных элементов.

4.2 Факторы, влияющие на функциональность

На функциональность системы могут оказывать воздействие влияющие факторы, приведенные в 5.3 МЭК 610069-1.

Для каждого из свойств функциональности системы, приведенных в подразделе 4.1, основными влияющими факторами являются:

a) на полноту могут воздействовать:

- отсутствие влияющих факторов;

b) на конфигурируемость могут влиять:

1) лицензирование особой функциональности,

2) установка, например, всех модулей и элементов на месте;

c) эксплуатационные правила, устанавливаемые целевым назначением (миссией), обучение персонала и неточности в документации, руководствах и технических инструкциях могут негативно сказаться на применении функциональности системы в полной мере.

5 Процедура оценки

5.1 Общие положения

Оценку следует проводить в соответствии с методологией, приведенной в разделе 5 МЭК 61069-2.

5.2 Определение цели оценки

Определение цели оценки следует проводить в соответствии с процедурами, приведенными в подразделе 5.2 МЭК 61069-2.

5.3 Проектирование и схема оценки

Проектирование и схему оценки следует выполнять в соответствии с процедурами, приведенными в подразделе 5.3 МЭК 61069-2.

Определение объема оценки следует проводить в соответствии с 5.3.1 МЭК 61069-2.

Сопоставление документированной информации следует проводить в соответствии с 5.3.3 МЭК 61069-2.

Заключения, сформулированные в соответствии с 5.3.3 МЭК 61069-2, должны содержать следующую информацию в дополнение к пунктам, перечисленным в 5.3.3 МЭК 61069-2:

- дополнительные пункты не были отмечены.

Документирование информации для сопоставления следует проводить в соответствии с 5.3.4 МЭК 61069-2.

Выбор элементов оценки следует проводить в соответствии с 5.3.5 МЭК 61069-2.

Спецификацию оценки следует разрабатывать в соответствии с 5.3.6 МЭК 61069-2.

Сравнение ДТС и ДСС следует проводить в соответствии с подразделом 5.3 МЭК 61069-2.

Примечание 1 - Контрольный перечень ДТС для функциональности системы приведен в приложении А.

Примечание 2 - Контрольный перечень ДСС для функциональности системы приведен в приложении В.

5.4 Планирование программы проведения оценки

Планирование программы проведения оценки следует выполнять в соответствии с процедурами, приведенными в подразделе 5.4 МЭК 61069-2.

Действия по оценке должны быть разработаны в соответствии с 5.4.2 МЭК 61069-2.

В итоговой программе проведения оценки следует определить пункты, перечисленные в 5.4.3 МЭК 61069-2.

5.5 Проведение оценки

Оценку следует проводить в соответствии с подразделом 5.5 МЭК 61069-2.

5.6 Отчет об оценке

Отчет об оценке следует оформлять в соответствии с подразделом 5.6 МЭК 61069-2.

Отчет должен содержать информацию, приведенную в подразделе 5.6 МЭК 61069-2. Дополнительно отчет по оценке должен включать в себя следующие пункты:

- информацию, указанную в разделе 6.

6 Методы определения свойств

6.1 Общие положения

В настоящем стандарте приведено несколько методов определения свойств. Могут применяться и другие методы, однако в этом случае в отчете об оценке следует указать ссылки на документы, в которых описано применение таких методов.

Данные методы определения свойств сгруппированы согласно требованиям, установленным в разделе 6 МЭК 61069-2.

Следует учитывать факторы, влияющие на свойства функциональности системы в соответствии с подразделом 4.2.

Методы, указанные в подразделах 6.2, 6.3 и 6.4, рекомендованы для оценки свойств функциональности системы.

Невозможно оценить свойства функциональности системы как единого целого. Каждое свойство функциональности необходимо рассматривать по отдельности.

Функциональность, которая является неотъемлемой частью системы, но не была указана в ДТС, может не рассматриваться при проведении оценки, но подобные исключения должны быть зафиксированы в отчете.

Примечание - Пример перечня элементов оценки предоставлен в приложении С.

6.2 Аналитические методы определения свойств

6.2.1 Полнота

Полнота может быть определена на основе анализа числа и назначения модулей и элементов системы, указанных в ДСС для выполнения функций системы, требуемых для конкретных задач, указанных в ДТС.

В отчет следует включить следующую информацию:

- проанализированные задачи и функции, обеспечивающие решение этих задач;

- функции, которые не были предоставлены;

- обнаруженные нарушения выполнения функций.

6.2.2 Конфигурируемость

Конфигурируемость может быть определена по результатам выполнения ряда действий, предусмотренных предварительно составленным перечнем, в течение времени, необходимого для настройки, изменения или дополнения функции системы, предназначенной для выполнения задачи в определенных обстоятельствах, например:

- уровень знаний и навыков обслуживающего персонала;

- применяемые средства, предусмотренные системой или указанные в ДСС;

- режимы работы системы ("онлайновый режим", "автономный режим" и др.) для которых каждое действие по конфигурации разрешено.

6.2.3 Гибкость

Гибкость определяется на основе аналитического анализа:

- перечня максимального числа точных функциональных копий, до которых система может быть расширена без негативного влияния на выполнение функций, необходимых для выполнения задач целевого назначения (миссии);

- перечня числа различных функций, до которых система может быть расширена без негативного влияния на производительность функций, необходимых для выполнения задач целевого назначения (миссии);

- перечня альтернативных модулей и элементов, доступных системе для ее улучшения с помощью различных характеристик производительности, надежности, эксплуатабельности и безопасности, которые могут быть применены без негативного влияния для выполнения функций, предусмотренных задачами целевого назначения (миссии).

6.3 Эмпирические методы определения свойств

Также необходимо провести эмпирическое определение свойств для полноты, совместимости и гибкости.

Эмпирическое определение проводится для верификации результатов аналитического определения, приведенного в подразделе 6.2.

6.4 Дополнительные разделы методов определения свойств

Дополнительные разделы не были отмечены.

Библиография

[1]	IEC 60050 (all parts), International Electrotechnical Vocabulary (available at http://www.electropedia.org)
[2]	IEC 61069-53, Industrial-process measurement, control and automation - Evaluation of system properties for the purpose of system assessment - Part 5: Assessment of system dependability
[3]	IEC 61131-3, Programmable controllers - Part 3: Programming languages
[4]	IEC 61158 (all parts), Industrial communication networks - Fieldbus specifications
[5]	IEC 61297, Industrial-process control systems - Classification of adaptive controllers for the purpose of evaluation
[6]	IEC 61512 (all parts), Batch control
[7]	IEC 61784 (all parts), Industrial communication networks - Profiles
[8]	Dutch Standard Institute NPR 5269, Industrial-process measurement and control. Basic documentation set for process control installations
[9]	IEC TS 62603-1:2014, Industrial process control systems - Guideline for evaluating process control systems - Part 1: Specifications