文科星
东华大学控制理论与控制工程专业硕士
在Technip工作6年+，仪表专业负责人
主要做过LNG项目，蛋氨酸项目和盐酸氧化回收项目, 多是外资在国内投资的项目。
“最近做的盐酸氧化回收项目中，正巧遇到了SIF计算和SIF验证，所以有很多想法和大家探讨一下。首先，工艺安全做PHA，一般会出个LOPA分析的文件，在这个文件中会对某些回路提出PFDavg的要求，给我们一个目标PFDavg，这是我们仪表设计的要求。在此前提下，我们会把回路上相关的设备都进SIS，这是个比较保守的做法。接下来在买阀门和仪表的时候，都需要买进行过SIL认证的。
然而，我们遇到了一些问题，比如分析仪，回路里有个分析仪（UV），它的信号用于2oo3停车，但是全世界都没有做过SIL认证的分析仪（UV）。为了设计能进行下去，经过和厂家协商，他们能够提供的只有MTBF的数据，但是如何确保数据可靠呢？。”
解说时间： SIL认证的流程
一般申请做SIL产品认证的，都是制造商。MTBF的值，需要制造商自己进行估计。仪表或者阀门在售出之后，都有个保修期，MTBF的值可以通过制造商的经验来估计。”
必维老郑：“要获取实际的MTBF值，最可靠的方法是从工厂业主那儿获取。但是目前的实际情况是：一来工厂的运维数据缺失，特别是仪表这一块的数据；二来越来越多的工厂实行检维修外包，不经手也不记录实际的运维数据。在无法获取工厂实际数据的情况下，我们只能选择相信制造商的估计，以及制造商做出的承诺。必维正在做的一项工作——可靠性数据手册的建立，就是希望能够最大程度的收集工厂业主的基础数据，更好的实现功能安全要求的落地。”
本期重点：Technip的工程师是如何做SIS相关仪表设计的？
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SIS相关仪表的设计流程
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业主的Spec.（企业设计规范）中对SIS的要求一般如何写呢？
文：首先，应用于SIS回路中的仪表设备，都需要做过SIL认证。其次，在进行SIL验算时，外资业主目前比较认可两种方式：一是通用数据（即数据库中的Generic data）；二是经使用证明（即proven-in-use）。
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直接只用通用数据的话，就不能区分不同厂家的区别了。为什么不直接使用证书上的数值呢？
文：虽然应用于SIS回路中的产品都需要做过SIL认证。但是业主的Spec中对于SIL验算的要求，比较倾向于使用数据库的通用数据。在找不到通用数据的情况下，外资业主的SIL规格书上会要求在证书上的数值基础上添加一个5～10的因子。其实如果注意看Exida的数据库，你会发现，同一个品牌的产品，数据库里的数值和Exida证书上的数值也是不一样的。
必维老郑：这样的要求是合理的，保守但更安全。做过SIL认证，说明有一个第三方针对制造商的安全管理体系进行过评估，产品的系统性能力（SC）是符合标准要求的。证书上列出来的失效率数值，是第三方进行可靠性分析的计算结果，这个数值是建立在一系列的假设条件之上的，给数值加权后再做验算，这个做法合乎安全的考虑。
04
那么，国内和国外的业主，他们针对SIS的要求有什么区别吗？
文：据我所了解的情况，主要在执行上有区别，国外的业主执行得比较彻底。举个例子，周期性测试（proof test）的执行，国外业主是严格执行的，他们内部有自己的一套管理流程。国内业主的执行情况就比较差了。
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SIL验证中，失效率数据库的选用？
文：工作时，常用的数据库是Exida，或者Oreda。这两个数据采集规则是不一样的：
1）Exida：三种数据来源，一是FMEDA分析，二是Exida综合分析，三是制造厂商收集的经验数据。数据库中的通用数据，就是来自于第二种方法——Exida综合分析。
2）Oreda：数据库来源是工厂实际的运行数据，通过可靠性分析，从而得出失效率的数值。
不论是Exida还是Oreda的数据库，针对的都是国外的品牌，国外的工厂经验数据。其实国内有很多的阀门以及仪表厂，本应该有很多基础数据的，如果中国能有自己的可靠性数据库就好了。我觉得首先在使用的时候比较方便；其次，如果能在数据的基础上，添加一些回路设计相关的改进建议，就更好了。
必维老郑：这也是我们正在做的事儿，不过关于改进建议，可能还要考虑到不同工况的问题。必维在今年6月份的时候，会举行一个功能安全峰会，会上的主题之一就是可靠性数据库手册的圆桌会议届时可以与业内其他专家一起讨论。
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如何考虑当验算值接近/超过工艺部门给的阈值时的处理方法？
文：只要验算的结果不超过工艺部门给出的PFDavg目标值，就没有问题。因为工艺部门在前期进行风险分析，分配保护层时，给出的目标值本身都是留有余量的。如果SIL验算时，可达到的最优PFDavg也不能满足工艺部门给出的要求时，会返回到洋葱模型（即保护层）重新分析，看看是否能通过增加其它保护层，来降低对SIF回路的要求。
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国产仪表的采购情况？
文：我做过大部分项目都是国外业主在国内投资的工厂。国内业主的项目主要是LNG项目。仪表选型取决于业主的要求。大多数情况下，进SIS的仪表，业主都要求用国外的品牌。而且，还要求原产地是国外，比如德国的或者美国的。之前有过一个项目，因为国外制造商的工期问题，我们建议业主采买国产仪表，但也仅限于一些不太关键的位置，比如说不需要信号反馈的压力表。虽然国产仪表已经有了很大进步，但是用在SIS里的话，还是需要进一步的锤炼。
我也希望国产仪表能越来越好，采买国外的仪表，一是工期可能出问题，例如遇到圣诞节就会往后延期；另外，运输时间成本高，比如说，遇到德国暴雪之类的问题，工期就又耽误了。”
行文至此，大家对于仪表工程师做SIS相关仪表设计的流程是否有一定的概念了呢？是否还有其它问题想跟文工交流呢？文科星工程师会在必维安全峰会跟大家分享更多项目经验，敬请期待！
必维功能安全专家简介
郑威
功能安全产品经理
“闲话功能安全”公众号发起人（微信号：Chitchat_SIL）
必维功能安全专家和IEC61511功能安全工程师资质课程授权讲师
必维授权TYPE A 产品SIL证书发证授权人
TUV功能安全工程师
HIMA机组SIL能力证书
等同采用IEC61508的中国国家标准GB/T20438起草工作组专家成员。
中国仪器仪表学会高级会员
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