Erweiterung des Methodenspektrums zur automatisierten Modifikation von PSA-Modellen

Abstract

Das Softwarewerkzeug pyRiskRobot der GRS wurde für die automatisierte Erzeugung, Duplikation und Modifikation von Fehlerbäumen für probabilistische Sicherheitsanalysen (PSA) entwickelt. In mehreren Anwendungen hat sich bereits der Nutzen von pyRiskRobot gezeigt, da dieses es erlaubt PSA-Anlagenmodelle konsistent und effizient zu erweitern und anzupassen, was insbesondere bei der Modellierung übergreifender Einzeleinwirkungen und Einwirkungskombinationen von Bedeutung ist. Ursprünglich wurde pyRiskRobot ausschließlich für die Modifikation von PSA-Modellen verwandt, die mit der kommerziellen PSA-Software RiskSpectrum® erstellt wurden. Im Forschungs- und Entwicklungsvorhaben RS1596 wurde pyRiskRobot überarbeitet und erweitert. So wurde pyRiskRobot, das verschiedene open-source Python-Bibliotheken nutzt, zum einen so angepasst, dass es mit den Weiterentwicklungen dieser Bibliotheken Schritt hält. Dadurch profitiert auch pyRiskRobot von den Verbesserungen dieser Bibliotheken. Zum anderen wurde pyRiskRobot erweitert, um neben PSA-Modellen in RiskSpectrum® auch Fehlerbäume in Anlagenmodellen mit dem PSA-Code SAPHIRE bearbeiten zu können. Dies lockert zum einen die Beschränkung in der Wahl der genutzten PSA-Modellierungswerkzeuge, zum anderen erlaubt es, SAPHIRE-basierte Fehlerbäume zu untersuchen und zu adaptieren, was von erheblicher Bedeutung ist, da SAPHIRE insbesondere in den Vereinigten Staaten ein bevorzugtes Werkzeug zur PSA-Modellierung ist. Des Weiteren wurde pyRiskRobot um Funktionsgruppen zur Untersuchung von gemeinsam verursachten Ausfällen erweitert. Bereits in der Vergangenheit wurde pyRiskRobot um ein Modul für die Netzwerkanalyse erweitert. Dieses Modul ist vor allem für die Vorbereitung einer PSA für übergreifende Einwirkungen von Bedeutung, da sich dabei oftmals komplizierte Raumabhängigkeiten bei der Modellierung der Ausbreitung solcher Einwirkungen ergeben, die sich über die Methoden der Netzwerkanalyse visualisieren und analysieren lassen. Des Weiteren wurde die Anbindung von pyRiskRobot an das Netzwerkanalysemodul verbessert, um die Ergebnisse einer Netzwerkanalyse bei der automatisierten Erweiterung eines PSA-Modells um übergreifende Einwirkungen besser nutzen zu können. Außerdem erfolgte eine exemplarische Anwendung dieser Verbindung von pyRiskRobot und der Netzwerkanalyse. Das Netzwerkanalysemodul wurde zudem um Analysemethoden für verschiedene, gleichzeitig auftretende übergreifende Einwirkungen ergänzt, dabei wurde auf die Python-Bibliothek Py3plex zurückgegriffen. Diese erlaubt es, multiplexe Netzwerke zu visualisieren und zu analysieren. Dabei entspricht jede Dimension einer bestimmten übergreifenden Einwirkung. Datei-Upload durch TIB The software tool pyRiskRobot developed by GRS was designed for an automated generation, duplication and modification of fault trees for probabilistic safety assessment (PSA). The added value of pyRiskRobot has already been demonstrated in several applications as it allows to extend and adapt PSA plant models consistently and efficiently: That is particularly important for modelling individual single hazards or hazard combinations. Originally, pyRiskRobot was exclusively used for the modification of PSA models generated with the commercial PSA software RiskSpectrum®. In the frame of the research and development project RS1596, pyRiskRobot has been further enhanced and extended. In particular, pyRiskRobot using various open-source python libraries has e.g. been adapted in line with the advancements of these libraries. As a result, pyRiskRobot also benefits from the improvements to these libraries. Moreover, pyRiskRobot has been extended to be able to process fault trees in PSA plant models with the PSA code SAPHIRE in addition to RiskSpectrum® PSA models. This eases the restrictions in the choice of PSA modelling tools used and allows to analyse and adapt SAPHIRE-based fault trees, which is highly important as SAPHIRE is one of the preferred tools for PSA modelling, particularly in the United States. Furthermore, pyRiskRobot has been extended to include function groups for analysing common cause failures. A module for network analysis has already been added to pyRiskRobot in the past. This module is particularly important for preparing a PSA for hazards as these often result in complicated spatial dependencies in the modelling of the spreading of such hazards, which can be analysed and visualised using network analysis methods. In addition, the connection of pyRiskRobot to the network analysis module has been further improved to better utilise the results of a network analysis in the automated expansion of a PSA model to consider hazards. The network analysis module has also been expanded to include analysis methods for different, simultaneously occurring hazards using the python library Py3plex. This allows multiplex networks to be visualised and analysed, with each dimension corresponding to a specific hazard.