SYSTEM SAFETY ENGINEERING

Ingegneria Informatica SYSTEM SAFETY ENGINEERING

0622700105
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE ED ELETTRICA E MATEMATICA APPLICATA
EQF7
COMPUTER ENGINEERING
2022/2023



YEAR OF COURSE 2
YEAR OF DIDACTIC SYSTEM 2017
SPRING SEMESTER
CFUHOURSACTIVITY
1SYSTEM SAFETY ENGINEERING MOD. 1
216LESSONS
18EXERCISES
2SYSTEM SAFETY ENGINEERING MOD.2
18LESSONS
216LAB
Objectives
L’INSEGNAMENTO HA CARATTERE SIA METODOLOGICO CHE APPLICATIVO/PROGETTUALE.
IL CORSO MIRA AD ILLUSTRARE DAPPRIMA LE PRINCIPALI METODOLOGIE STOCASTICHE E STATISTICHE PER LA VALUTAZIONE DELL’AFFIDABILITÀ E DELLA SICUREZZA PER SINGOLI COMPONENTI SOGGETTI A GUASTI E AD OPERAZIONI DI RIPRISTINO. SUCCESSIVAMENTE, SI PRESENTANO LE TECNICHE PER VALUTARE L’AFFIDABILITÀ DI SISTEMI COMPLESSI E DI SISTEMI CRITICI IN CUI I GUASTI POSSONO METTERE A RISCHIO L’UOMO E L’AMBIENTE. LE METODOLOGIE PRESENTATE VENGONO INFINE APPLICATE A SISTEMI CRITICI PER LA SICUREZZA DI INTERESSE PRATICO.


CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE.
METODOLOGIE PER LA VALUTAZIONE DELL’AFFIDABILITÀ DEI SISTEMI TECNOLOGICI. DIAGRAMMA A BLOCCHI E STRUTTURE RIDONDANTI. ALBERO DEI GUASTI. UNITÀ RIPARABILI E METODI STOCASTICI PER VALUTARNE LA DISPONIBILITÀ. MODELLI MARKOVIANI PER SISTEMI COMPLESSI. CONCETTI DI DEPENDABILITY E SAFETY IN SISTEMI CRITICI.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE.
DESCRIZIONE DI SISTEMI COMPLESSI MEDIANTE SCHEMI A BLOCCHI DI AFFIDABILITÀ PER LA VALUTAZIONE DELL’AFFIDABILITÀ E DELLA DISPONIBILITÀ. SIMULARE, UTILIZZANDO I PRINCIPALI SOFTWARE PER LA VALUTAZIONE DELL’AFFIDABILITÀ (ES., SHARPE, TIMENET), COMPORTAMENTI STOCASTICI DI GUASTO E RIPRISTINO DI SISTEMI TECNOLOGICI. CONOSCENZA DEI PRINCIPALI STANDARD PER L’AFFIDABILITÀ E LA SAFETY DEI SISTEMI TECNOLOGICI (ES., STANDARD IEC, ETSI).
Prerequisites
CONOSCENZE DI BASE DI PROBABILITÀ E PROGRAMMAZIONE.
Contents
Unità didattica 1: Introduzione al corso e concetti generali (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 6/0/2)
- 1 (ore lezione 2): Introduzione al corso. Il concetto di qualità. Definizione di dependability e suoi attributi (affidabilità, disponibilità, safety).
- 2 (ore lezione 2): Definizione di affidabilità. Funzioni di affidabilità, inaffidabilità, tasso di guasto. Vita media e vita media residua.
- 3 (ore lezione 2): Modelli di affidabilità: Esponenziale, Weibull, Lognormale.
- 4 (ore laboratorio 2): Esempi di calcolo con diversi modelli di affidabilità.

Conoscenze e capacità di comprensione:
Concetti generali di dependability, affidabilità e safety. Modelli probabilistici di affidabilità.
Conoscenze e capacità di comprensione applicate:
Valutare l’affidabilità, al variare del tempo di missione, e la vita utile di un componente tecnologico.


Unità didattica 2: Affidabilità di sistemi e disponibilità (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 12/0/4)
- 5 (ore lezione 2): Metodi per l'analisi dell'affidabilità dei sistemi. Diagramma a blocchi di affidabilità (Reliability Block Diagram - RBD). Sistema a struttura serie. Sistemi a struttura parallelo, serie-parallelo, parallelo parziale.
- 6 (ore lezione 2): Sistemi con ridondanza in attesa. Affidabilità dei sistemi a struttura complessa: metodo delle probabilità condizionate. Albero dei Guasti (Fault Tree).
- 7 (ore laboratorio 2): Esempi di RBD e Fault Tree Analysis.
- 8 (ore lezione 2): Concetti generali sui processi stocastici: definizione e principali proprietà. Esempi di modelli di processo stocastico. Processi stocastici puntuali (PSP): processo di conteggio degli eventi, tempi di arrivo degli eventi, tempi di interarrivo. Tassi di guasto.
- 9 (ore lezione 2): Processo di Poisson Omogeneo: caratteristiche ed impiego.
- 10 (ore lezione 2): Processi di Poisson non omogenei: caratteristiche, campi di impiego ed esempi. Catene Markoviane: introduzione, probabilità di transizione e tempi di permanenza in uno stato.
- 11 (ore lezione 2): Processi Markoviani a stato discreto e tempo continuo per l'affidabilità. Definizione di disponibilità, disponibilità a regime e disponibilità media. Disponibilità di sistemi complessi.
- 12 (ore laboratorio 2): Esercizi sui processi stocastici per l'affidabilità e sui sistemi riparabili

Conoscenze e capacità di comprensione
Metodi per la valutazione dell’affidabilità dei sistemi complessi. Ridondanza di sottosistemi. Processi di guasto di comune impiego nell’Ingegneria. Modelli stocastici di sistemi riparabili per il calcolo della disponibilità dei sistemi.

Conoscenze e capacità di comprensione applicate
Progettare e realizzare modelli per la valutazione dell’affidabilità e la disponibilità di sistemi complessi. Configurazioni utili per incrementare affidabilità e disponibilità delle soluzioni ingegneristiche.


Unità didattica 3: Affidabilità/disponibilità di sistemi tecnologici e sistemi safety-critical (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 12/0/12)
- 13 (ore lezione 2): Panoramica di sistemi safety-critical con esempi (es., centrali nucleari, sistemi di emergenza, data center).
- 14 (ore lezione 2): Standard e linee guida per la safety dei sistemi tecnologici.
- 15 (ore lezione 2): Richiami tecnologici di alcuni sistemi complessi.
- 16 (ore lezione 2): Standard ETSI e requisiti di high availability nei sistemi tecnologici.
- 17 (ore laboratorio 2): Fault Tree per sistemi complessi.
- 18 (ore lezione 2): Metodologie utili alla valutazione della disponibilità dei sistemi (es., Reti di Petri stocastiche) con esempi.
- 19 (ore laboratorio 2): Framework per lo sviluppo e l’analisi di modelli di affidabilità/disponibilità e safety: SHARPE. Esempi
- 20 (ore laboratorio 2): Framework per lo sviluppo e l’analisi di modelli di affidabilità/disponibilità e safety: TimeNet. Esempi
- 21 (ore laboratorio 2): Valutazione dell’affidabilità e disponibilità di sistemi complessi simulati tramite SHARPE e Timenet.
- 22 (ore lezione 2): Analisi di sensitività per modelli di affidabilità/disponibilità e safety e importance measures.
- 23 (ore laboratorio 2): Esempi di valutazione di sistemi safety-critical.
- 24 (ore laboratorio 2): Esempi di valutazione di sistemi safety-critical.

Conoscenze e capacità di comprensione
Sistemi critici per la sicurezza (safety). Reti di Petri stocastiche per la valutazione della disponibilità di sistemi complessi.

Conoscenze e capacità di comprensione applicate
Standard per la safety di sistemi. Requisiti di high availability di sistemi mission-critical. Framework di sviluppo e di valutazione di modelli di affidabilità/disponibilità e safety di sistemi complessi.


TOTALE ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 30/0/18
Teaching Methods
L'INSEGNAMENTO PREVEDE LEZIONI TEORICHE, ESERCITAZIONI IN CLASSE, E UTILIZZO DI STRUMENTI SOFTWARE PER LA VALUTAZIONE DELL’AFFIDABILITÀ, DELLA DISPONIBILITÀ E DELLA SAFETY.
Verification of learning
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE LA REALIZZAZIONE DI UN PROGETTO CHE VERTERÀ SULLA VALUTAZIONE DELL’AFFIDABILITÀ DI UN SISTEMA CRITICO PER LA SICUREZZA.
Texts
- K.S. TRIVEDI, A. BOBBIO. RELIABILITY AND AVAILABILITY ENGINEERING MODELING, ANALYSIS, AND APPLICATIONS. CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS, 2017
- M. RAUSAND. RELIABILITY OF SAFETY-CRITICAL SYSTEMS THEORY AND APPLICATIONS. WILEY, 2014
- B.S. DHILLON. ENGINEERING SYSTEMS RELIABILITY, SAFETY, AND MAINTENANCE. TAYLOR & FRANCIS - CRC PRESS, 2017

MATERIALE DIDATTICO INTEGRATIVO SARÀ DISPONIBILE NELLA SEZIONE DEDICATA DELL'INSEGNAMENTO ALL'INTERNO DELLA PIATTAFORMA E-LEARNING DI ATENEO (HTTP://ELEARNING.UNISA.IT) ACCESSIBILE AGLI STUDENTI DEL CORSO TRAMITE LE CREDENZIALI UNICHE DI ATENEO.
More Information
LA LINGUA DELL’INSEGNAMENTO È L’INGLESE.
  BETA VERSION Data source ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2022-09-16]