【摘要】本文介紹了SISTEMA的產生背景，基本功能和使用方法。
【關鍵詞】EN ISO 13849-1   德國社會事故保險職業安全和健康研究所  機械安全控制
Abstract: The article introduces birth background of SISTEMA. It also explains basic functions and usage of this tool.
Key word:  EN ISO 13849-1 BGIA SISTEMA

1 背景

       十幾年來，機械控制安全相關部件的設計和評估都遵從EN 954-1安全標準。這個標準的修改版本使用了很多新技術，諸如：硬件、軟件，以及更多更細的考慮。新修訂的標準，EN ISO 13849-1:2006，類別的確定和失效概率（元件的服務時間，測試的質量）的新需求也納入了實施方法。早在90年代中期，BGIA（德國社會事故保險職業安全和健康研究所）已具有備相關的知識和量化的經驗，并成功應用于安全組件的測試，如參與了歐洲的STSARCES項目（安全相關復雜電子系統的標準）。這個專用工具對使用標準的修改版本，提供了簡化的分析方法和關鍵參數輸入。

       在機械控制的設計中，上述分析方法和可靠性數據的處理仍然有一些未知性。盡管簡化了方法，在實踐中仍顯復雜。在標準修改期間，由于BGIA已經有了使用的背景知識，通過這個免費的設計工具，有利地支持了新標準的推廣和應用。工具之一就是PC版的SISTEMA軟件，用于機械的安全控制。SISTEMA是德語“機械安全控制”的縮寫。基本說來，SISTEMA的目標是使控制系統的失效概率有效，通過快速而簡單地分析，判斷計劃和實施是否成功。除了增強對新方法的接收程度，用戶指南也確保完整、無差錯地遵從 EN ISO 13849-1標準。使用一致性檢查和三層指示器系統，SISTEMA防止了用戶的錯誤發生。這個工具在設計、集成和評估機械控制的安全相關部件方面幫助了機械制造商、控制系統制造商和測試機構。它可以針對所有相關的控制技術。

       程序要求按照定義的標準，對它的最后形式做系統檢查，并與原先獲得經驗的原型相結合。標準中列舉了不同方法，在軟件的模型中，用戶需要按照輸入對話框輸入他們的數據，然后就會得到一系列計算結果。另外的要求是要把數據庫按照不同的用戶界面，如項目、安全功能和元件進行拆分。除了可靠的計算功能，SISTEMA還有對用戶有益的功能，諸如使用標準元件和控制系統對數據庫分析而預知結果。軟件還增強了服務功能，如：報告的文件生成和軟件使用時的“向導”功能等。

       SISTEMA現在的版本只有德文和英文版，以后還準備開發其他語言的版本，使得該軟件具有國際化的市場。BGIA的測試員通過對真實控制系統的案例分析，實現了對程序的考核。另外，還對多個例舉的電路進行了分析，已在2008年2月的BGIA報告中發布。

2 SISTEMA怎樣工作

       SISTEMA軟件工具為開發者和測試者提供了關于機械控制相關安全方面的支持，遵從EN ISO 13849-1標準的分析。這個工具運行在Windows環境下，允許用戶按照指定的體系結構，建立安全相關控制元件的模型，最后可以在不同層次自動分析可靠性數值，包括達到的性能等級（PL）和每小時的平均失效概率（PFH）。

       輸入對話框用于逐步地輸入相關的參數，諸如所需的性能等級（PLr），控制系統類別（Cat.），多通道系統的公因失效（CCF），平均元件質量（平均危險失效時間，MTTFd）和元件/模塊平均測量質量（平均診斷覆蓋率，DCavg )。一旦把需要的數據輸入到SISTEMA中，結果會馬上計算出來，并顯示在屏幕上。對用戶而言，一個最實際的好處是：每個參數的變化對整個系統的影響，會馬上在用戶界面上顯示出來。用戶為此可以節省大量的查表和計算時間（用“元件計數”計算MTTFd，對每個通道計算MTTFd，估算DCavg，PFH和PL的計算等）。這使得軟件可對參數進行“實驗”，得到變化后對全局影響的評估，而不需要費很大的力氣。最后結果會總結成報告，隨時可以打印輸出。

       雖然有SISTEMA這樣好的分析工具，用戶仍會面對一定的挑戰，這需要用實踐和經驗去克服。在使用SISTEMA之前，必須首先指定安全功能，然后建立安全相關控制系統的實際結構模型。這個模型必須是一種安全相關的模塊圖。在實踐中，真實的結構不總是按照標準的體系結構搭建的。有了模型之后，第二個挑戰是得到所有必要的、相關于元件的失效概率數據。合理的診斷覆蓋率（DC）也需要適當地估計，它的變化是巨大的（過程的失效檢測：DC = 0－99%）。

3 SISTEMA的使用

       SISTEMA從頭到尾有6個不同的層次處理基本元素：項目（PR），安全功能（SF），子系統（SB），通道（CH）/測試通道（TE），模塊（BL）和元件（EL）。他們不同層次之間的內部關系由下圖總結出來（見圖1）。

 
圖1：在SISTEMA中不同的層次關系