undefined

Model checking reveals design issues leading to spurious actuation of nuclear instrumentation and control systems

Julkaisuvuosi

2021

Tekijät

Pakonen, Antti; Buzhinsky, Igor; Björkman, Kim

Tiivistelmä

A spurious actuation of an industrial instrumentation and control (I&C) system is a failure mode where the system or its component inadvertently produces an operation without a justified reason to do so. Design issues leading to spurious failures are difficult to analyse, but pose a high risk for safety. Model checking is a formal verification method that can be used for exhaustive analysis of I&C systems. In this paper, we explain how formal properties that address spurious failures can be specified, and how model checking can then be used to verify I&C application logic designs based on vendor-specific function block diagrams. Based on over ten years of successful practical projects in the Finnish nuclear industry, we present 21 real-world design issues (representing 37% of all detected issues), each involving a systemic failure that could lead to spurious actuation of nuclear safety I&C. We then describe how random failures of the underlying hardware architecture—another cause for spurious actuation—can also be included in the models. With an experimental evaluation based on real-world nuclear industry models, we demonstrate that our method can be effectively used for the verification of single failure tolerance.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Pakonen Antti Orcid -palvelun logo

Björkman Kim Orcid -palvelun logo

Aalto-yliopisto

Buzhinsky Igor

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

205

Artikkelinumero

107237

Julkaisu­foorumi

66031

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksu €

1235

Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksun vuosi

2021

Muut tiedot

Tieteenalat

Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet; Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka; Kone- ja valmistustekniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1016/j.ress.2020.107237

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä