undefined

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

Publiceringsår

2021

Upphovspersoner

Pakonen, Antti; Buzhinsky, Igor; Björkman, Kim

Abstrakt

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.
Visa mer

Organisationer och upphovspersoner

Teknologiska forskningscentralen VTT Ab

Pakonen Antti Orcid -palvelun logo

Björkman Kim Orcid -palvelun logo

Aalto-universitetet

Buzhinsky Igor

Publikationstyp

Publikationsform

Artikel

Moderpublikationens typ

Tidning

Artikelstyp

En originalartikel

Målgrupp

Vetenskaplig

Kollegialt utvärderad

Kollegialt utvärderad

UKM:s publikationstyp

A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskrift

Publikationskanalens uppgifter

Volym

205

Artikelnummer

107237

Publikationsforum

66031

Publikationsforumsnivå

2

Öppen tillgång

Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst

Ja

Öppen tillgång till publikationskanalen

Delvis öppen publikationskanal

Licens för förläggarens version

CC BY

Parallellsparad

Ja

Publiceringsavgift för öppen tillgång €

1235

Betalningsår för den öppen tillgång publiceringsavgiften

2021

Övriga uppgifter

Vetenskapsområden

Data- och informationsvetenskap; El-, automations- och telekommunikationsteknik, elektronik; Maskin- och produktionsteknik

Nyckelord

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

Förlagets internationalitet

Internationell

Språk

engelska

Internationell sampublikation

Ja

Sampublikation med ett företag

Nej

DOI

10.1016/j.ress.2020.107237

Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling

Ja