SIS ยิ่ง Test บ่อยๆ ยิ่งดี ???
จริงหรือไม่? ที่ว่าระบบ SIS นั้น หากเราอยากให้มี Reliability หรือ Safety Integrity เพิ่มมากขึ้น เราก็แค่ทำ Proof test ให้มากขึ้น บ่อยขึ้น ถ้ายังไม่ดีอีก (บังเอิญอุปกรณ์ที่เลือกมาใช้ มีค่า Failure rate แย่มาก) ก็เพิ่มความถี่ของการ test ขึ้นไปอีกเพิ่มไปเรื่อยๆจนกว่าจะได้ค่า Reliability เป็นที่พอใจ เรียกได้ว่ามีแรงก็ทำกันไป ……
คำตอบของคำถามนี้ คือ ……… ไม่จริง
หากเรามองโดยผิวเผินจะพบว่า Reliability ของระบบนั้น เกิดจากตัวแปรหลักๆ 2 ตัว คือ Failure Rate หรืออัตราการทำงานผิดพลาดของอุปกรณ์ และ ความถี่ในการทำ Proof Test ดังตัวอย่างของระบบ 1oo1 จะมีการคำนวน ดังนี้ (แสดงด้วยสมการแบบย่อ)
PFDavg = 1 - e-(Failure rate x Test interval/2) หรือ;
PFDavg = Failure rate x Test interval/2 เมื่อ Failure rate มีค่าต่ำมากๆ
PFDavg - Average Probability of Failure on Demand หรือ ค่า Unreliability ของระบบ
จากสมการข้างต้น จึงทำให้ผู้ออกแบบระบบ SIS ส่วนใหญ่ มักจะพยายามลดค่า Test interval (เพิ่มความถี่ในการ test) เพื่อให้ค่า PFDavg ของระบบนั้นต่ำลง หรือก็คือปรับปรุง Reliability ให้สูงขึ้นนั่นเอง (Reliability = 1 – PFDavg)
อย่างไรก็ตาม ในความพยายามเพิ่มความถี่ของการทดสอบระบบนั้น สิ่งที่มักจะถูกมองข้ามไปก็คือ Availability ของระบบที่ลดลง อันเนื่องมาจากการที่ระบบต้องถูก Test บ่อยๆนั่นเอง จากกราฟด้านล่างนี้ จะแสดงความสัมพันธ์ของ Test Interval ที่ถูกลดลง กับค่า Availability, ช่วงเวลา Downtime (หรือช่วงที่ Safety Integrity ลดลง) ของระบบ และ ค่า PFDavg
จากกราฟจะเห็นได้ว่า ระบบเริ่มจะไม่ได้ประโยชน์จากการ Test ตั้งแต่ช่วงต่ำกว่า 6 เดือนมาแล้ว อีกทั้งค่า Availability ของระบบก็ลดลงอย่างมีนัยยะสำคัญในช่วงหลังจากนั้นด้วย
อันที่จริงแล้ว อีกความหมายหนึ่งของ Test Interval ที่ผู้ออกแบบระบบ SIS ควรจะเข้าใจก็คือ Test Interval นั้นเป็นระยะเวลาที่เราสนใจในการประเมิน Reliability ของระบบ กล่าวคือ การลด Time Interval ของการทำ Proof test นั้นทำให้ค่า PFDavg ลดลงได้ (Reliability ดีขึ้น) เนื่องจาก เราลดความคาดหวังในระยะเวลาการทำงานของระบบลง นั่นเอง (จากเดิมคิดว่าระบบจะทำงานในระดับที่เราพอใจได้สัก 5 ปี ก็ลดความคาดหวังลงมาเหลือแค่ 2 ปี อะไรประมาณนี้ครับ)
ผู้ออกแบบระบบ SIS สามารถตั้งเป้าหมาย Availability ของระบบ ให้สอดคล้องกับระดับ SIL ที่ต้องการ โดยพิจารณา ตารางจากด้านล่างนี้ครับ
จากบทความนี้ จะเห็นได้ว่า ยิ่งเราออกแบบระบบที่ต้องการระดับ SIL สูงขึ้น เรายิ่งมีข้อจำกัดในการกำหนดความถี่ในการ Test มากขึ้นด้วย เราไม่สามารถลด Time Interval ของการทำ Proof test ลงมาได้สั้นมากนัก จนในบางครั้งการเพิ่ม Reliability (Safety Integrity) ของระบบโดยการเพิ่มจำนวนอุปกรณ์ (Hardware Fault Tolerance, HFT) จึงเป็นทางเลือกที่ดีกว่าการเพิ่มความถี่ในการทำ Proof test
คราวหน้าหากเราจำเป็นต้องออกแบบระบบ SIS ที่อุปกรณ์ในระบบมีค่า Failure Rate ค่อนข้างสูง อย่าลืมพิจารณา Availability ของระบบ (หรือ Function) ควบคู่ไปกับการเพิ่มความถี่ของการทำ Proof Test ด้วยนะครับ
