IEC 61508 안전 무결성 수준의 정량적 검증

안전 기능은 사고를 일으킬 수 있는 위험요인으로부터 사람의 목숨이나 재산 또는 환경을 지키는 안전 보호 시스템이다. 이와 같은 안전 기능은 가능한 고장 없이 동작해야 한다. 관련된 국제 표준 IEC 61508 에서는 안전 기능의 고장율을 안전 무결성 수준(SIL)으로 정의하고 있다. 따라서 안전 기능을 개발할 때에는, 고장율이 SIL을 만족하는지를 검증해야 한다. RBD, FTA로 검증하는 기존 연구들과는 다르게, 본 논문에서는 SIL 검증을 확률 모델 검증 문제로 간주한다. 개발할 안전 기능을 연속 시간 마코프 체인으로 모델링하고, 연속 확률 논리로 속성을 명세해서, 정량적인 SIL 검증을 수행한다. 본 논문의 유용성을 확인하기 위해서, 탱크 과류 방지를 수행하는 안전 기능에 적용하였다. 그 결과, IEC 61508 공식을 사용하는 것과 같은 결과를 얻었을 뿐만 아니라, RBD와 FTA에서 사용하는 정적 모델과는 달리, 연속 시간 마코프 체인은 동적 모델이기 때문에 시간의 흐름에 따른 고장율 등도 분석할 수 있었다.