CAFTA v11 تحلیل پیشرفته ریسک و قابلیت اطمینان

CAFTA مخفف Computer Aided Fault Tree Analysis و یک نرم افزار تخصصی توسعه یافته توسط EPRI برای مدل سازی، کمی سازی و تحلیل قابلیت اطمینان و ریسک سیستم های پیچیده است. این نرم افزار با استفاده از Fault Tree و Event Tree، ارتباط میان خرابی تجهیزات، رویدادهای آغازگر، اقدامات اپراتوری و توالی های حادثه را مدل میکند و احتمال وقوع رویدادهای نامطلوب در سطح سیستم را محاسبه میکند. CAFTA به طور گسترده در تحلیل های Probabilistic Risk Assessment (PRA) نیروگاه های هسته ای استفاده میشود.

CAFTA امکان ایجاد و ویرایش مدل های درخت خطا، تعریف Basic Event ها و Gate ها، ساخت Event Tree و تعیین Success Criteria را فراهم میکند. پس از تشکیل مدل، نرم افزار میتواند Cut Set ها را تولید و تحلیل کرده و احتمال وقوع Top Event را محاسبه کند. در کاربردهای هسته ای، این ساختار برای مدل سازی PRA سطح 1 و سطح 2 و محاسبه شاخص هایی مانند Core Damage Frequency (CDF) و Large Early Release Frequency (LERF) مورد استفاده قرار میگیرد.

یکی از نقاط قوت CAFTA توانایی تحلیل کمی مدل های بسیار بزرگ و پیچیده است. خروجی های تحلیل میتوانند برای شناسایی رویدادهای با بیشترین سهم در ریسک، بررسی اثر تغییرات مدل، انجام تحلیل حساسیت و ارزیابی اهمیت تجهیزات و سیستم های ایمنی مورد استفاده قرار گیرند. CAFTA همچنین در محیط Risk & Reliability Workstation با ابزارهایی مانند PRAQuant، FRANX، SysImp و ACUBE برای توسعه و کمی سازی مدل های جامع PRA به کار گرفته میشود.

CAFTA صرفاً به ترسیم نمودار Fault Tree محدود نیست و قابلیت های تحلیلی آن برای مدل های قابلیت اطمینان و ریسک در مقیاس بزرگ طراحی شده است. تولید Minimal Cut Set، رتبه بندی ریسک، تحلیل اهمیت و حساسیت و بررسی اثر خرابی های وابسته از جمله کاربردهای مهم آن هستند. EPRI این نرم افزار را در چارچوب برنامه تضمین کیفیت نگهداری میکند و اعلام کرده است که توسعه و نگهداری CAFTA تحت برنامه ای منطبق با الزامات 10 CFR 50 Appendix B و الزامات تضمین کیفیت ISO 9001 انجام میشود.

قابلیت های نرم افزار CAFTA

• مدل سازی درخت خطا | Fault Tree Modeling
  ایجاد و ویرایش مدل های Fault Tree برای نمایش منطقی ارتباط میان خرابی اجزا، رویدادهای پایه و رویداد نامطلوب نهایی.
• مدل سازی درخت رویداد | Event Tree Modeling
  مدل سازی توالی های حادثه از رویداد آغازگر تا پیامدهای نهایی بر اساس Success Criteria و پاسخ سیستم ها و اپراتورها.
• کمی سازی ریسک | Risk Quantification
  محاسبه احتمال وقوع Top Event و شاخص های ریسک بر اساس مدل های منطقی، داده های خرابی و توالی های حادثه.
• تولید مجموعه برش حداقل | Minimal Cut Set Generation
  شناسایی ترکیب های حداقلی از رویدادها که میتوانند موجب وقوع رویداد نهایی شوند و استفاده از آنها در تحلیل ریسک.
• تحلیل اهمیت رویدادها | Importance Analysis
  تعیین میزان تأثیر رویدادهای پایه و اجزای سیستم بر شاخص های قابلیت اطمینان و ریسک.
• تحلیل حساسیت | Sensitivity Analysis
  بررسی تغییر نتایج PRA در اثر تغییر پارامترهای مدل، داده های خرابی، فرضیات و شرایط تحلیل.
• تحلیل خرابی های علت مشترک | Common Cause Failure Analysis
  مدل سازی و ارزیابی خرابی های ناشی از یک علت مشترک و بررسی اثر آنها بر قابلیت اطمینان سیستم های وابسته.
• تحلیل توالی های حادثه | Accident Sequence Analysis
  ترکیب Event Tree و Fault Tree برای ارزیابی توالی های حادثه و تعیین احتمال پیامدهای مختلف.
• تحلیل ریسک سیستم های پیچیده | Complex System Risk Analysis
  ساخت و کمی سازی مدل های بزرگ PRA برای بررسی رفتار سیستم ها، تجهیزات و عملکردهای ایمنی در شرایط مختلف.
• مقایسه و ارزیابی مدل های ریسک | Risk Model Evaluation
  بررسی ساختار مدل، نتایج Cut Set و خروجی های کمی برای کنترل تغییرات و اعتبارسنجی مدل های PRA.

ماژول ها و افزونه های مهم CAFTA

• CAFTA
  هسته اصلی ایجاد، ویرایش و تحلیل Fault Tree و Event Tree و مدیریت مدل های قابلیت اطمینان و ریسک.
• PRAQuant
  ابزار کمی سازی مدل های PRA و محاسبه نتایج ریسک و توالی های حادثه در کنار مدل های CAFTA.
• FRANX
  پایگاه داده و ابزار ارتباطی برای اتصال رویدادها، تجهیزات و اطلاعات سیستم به مدل های PRA و ایجاد ساختارهای قابل استفاده در تحلیل.
• SysImp
  تحلیل اهمیت سیستم ها و تجهیزات و شناسایی اجزایی که بیشترین تأثیر را بر شاخص های ریسک دارند.
• UNCERT
  ابزار تحلیل عدم قطعیت برای بررسی اثر عدم قطعیت پارامترها و داده های ورودی بر نتایج تحلیل ریسک.
• ACUBE
  ابزار کمی سازی مبتنی بر روش Binary Decision Diagram (BDD) برای تحلیل مدل های پیچیده و محاسبه شاخص های ریسک.
• CCFTool
  ابزار محاسبه و مدل سازی رویدادهای خرابی علت مشترک در مدل های PRA.
• CQUANT
  ابزار کمی سازی Fault Tree و تولید نتایج Cut Set برای استفاده در تحلیل های CAFTA.

کاربردهای تخصصی در صنایع

• نیروگاه ها
  توسعه PRA سطح 1 و 2، تحلیل قابلیت اطمینان سیستم های ایمنی و ارزیابی CDF و LERF.
• صنعت تولید برق
  تحلیل قابلیت اطمینان تجهیزات و سیستم های بحرانی و ارزیابی اثر خرابی ها بر ریسک عملیاتی.
• صنایع هوافضا
  مدل سازی Fault Tree و Event Tree برای تحلیل قابلیت اطمینان و ارزیابی ریسک سیستم های پیچیده هواپیما.
• صنایع انرژی و زیرساخت های حیاتی
  تحلیل احتمالاتی خرابی سیستم ها و شناسایی تجهیزات و ترکیب های خرابی مؤثر بر ریسک کلی زیرساخت.

استانداردها و الزامات تحلیل ریسک

CAFTA در حوزه تحلیل احتمالاتی ایمنی و قابلیت اطمینان، در پروژه های هسته ای در چارچوب روش ها و الزامات PRA مورد استفاده قرار میگیرد. EPRI استفاده از CAFTA را در بخش هایی از روش های PRA مرتبط با ASME/ANS PRA Standard مستند کرده است و ابزارهایی مانند CAFTA، PRAQuant و SysImp در فعالیت های کمی سازی، تحلیل اهمیت و عدم قطعیت به کار میروند. همچنین توسعه و نگهداری CAFTA تحت برنامه تضمین کیفیت منطبق با 10 CFR 50 Appendix B و ISO 9001 انجام میشود.

برای مشاهده اطلاعات کامل نرم افزار CAFTA جهت تحلیل درخت خطا و درخت رویداد که ارزیابی ریسک و قابلیت اطمینان سامانه‌های پیچیده به اینجا مراجعه کنید. در ادامه عکس هایی از این نرم افزار نشان خواهیم داد.