GB/T 18272.3-2000 工业过程测量和控制 系统评估中系统特性的评定 第3部分：系统功能性评估

前言

本标准是根据国际电工委员会标准工业过程测量和控制系统评估中系统特

性的评定第部分系统功能性评估制定的在技术内容和编写规则上与之等同

在工业过程测量和控制系统评估中系统特性的评定的总标题下包括以下个

部分

第部分总则和方法学

第部分评估方法学

第部分系统功能性评估

第部分系统性能评估待制定

第部分系统可信性评估

第部分系统可操作性评估待制定

第部分系统安全性评估待制定

第部分与任务无关的系统特性评估待制定

标准是其中的第部分

标准的附录附录和附录是提示的附录

标准由国家机械工业局提出

标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会归口

标准负责起草单位上海工业自动化仪表研究所

本标准参加起草单位重庆工业自动化仪表研究所上海自动化仪表股份有限公司重庆川仪股份

有限公司西仪集团有限责任公司中国航空工业总公司第研究所北京和利时系统工程股份有限

公司国家工业控制机及系统工程技术研中心

标准主要起草人吴庆祈徐晓燕李明华

标准参加起草人张春明刘铁椎刘慕尹于美梅李光沐苏伟辉刘鑫

标准委托上海工业自动化仪表研究所负责解释

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前言

国际电工委员会是一个由各个国家电工委员会国家委员会组成的世界性标准化组

织的目标是促进电工电子领域标准化问题的国际合作为此目的而出版国际标准并举办其

他各种活动国际标准的制定工作是委托技术委员会进行的对所制定标准感兴趣的任何一个国

家委员会都可以参与国际标准的制定工作与有联系的国际组织政府机构和非官方组织也可以

参与标准制定工作与国际标准化组织按照双方成的协议紧密合作

有关技术问题的正式决议或协议是由各技术委员会代表了对这些问题特别关切的所有国

家委员会提出的这些决议和协议尽可能地表达了对所涉及的问题在国际上的一致意见

这些决议或协议以标准技术报告或导则的形式出版并以推荐标准的形式供国际上使用并在

此意义上为各国家委员会所承认

为了促进国际上的统一各国家委员会承诺在其国家标准或地区标准中最大限度地采用

国际标准标准与相应的国家或地区标准之间如有不一致之处应在国家标准或地区标准中

明确指出

不提供表示其认可的标志程序对于某些装置声明符合某项标准不负任何责任

请注意本国际标准的某些原理可能涉及专利权对任何此类专利权的确认不负任何责任

国际标准由第技术委员会工业过程测量和控制的分委员会系统

制定

标准的文本以下列文件为依据

国际标准草案表决报告

有关表决批准标准的详细情况可参见上表指明的表决报告

整个标准由一系列出版物组成这是其中的第部分

第部分为总的导则因而作为一个独立的出版物

第部分详细论述了评估方法学

第部分至第部分为各类特性的评估指南

第部分至第部分对特性做了划分将各种相关特性归入同一类别

整个标准由以下各部分组成

第部分总则和方法学

第部分评估方法学

第部分系统功能性评估

第部分系统性能评估

第部分系统可信性评估

第部分系统可操作性评估

第部分系统安全性评估

第部分与任务无关的系统特性评估

附录附录和附录仅供参考

引言

的这一部分论述了在评估工业过程测量和控制系统的功能性时所采用的评估方法所

谓系统评估就是根据各种迹象判断该系统是否适用于某一特定使或者某一类使

要想获取所有迹象就需要全面地即在各种影响条件下评定与系统的特定使或一类使相关

的所有各种系统特性

但是这种做法不切实际因此系统评估所依据的基原理是

确定每一种相关系统特性的临界状态

通过对评定各种特性的成效益的研制定出评定系统相关特性的计划

在实施系统评估时关键是要考虑必需以有限的经费和时间最大限度地提高系统适用性的置信度

只有在明确或规定了系统的使或者能够假设系统使的情况下评估才能得以进行没有使就无

法进行评估但仍可以为其他部门开展的评估工作确定并实施各种评定如所规定的评估

工作

在这种情况下由于评定是评估的组成部分因此可以把标准作为制定评定计划的指南提供评

定的实施程序

的基轮廓如图所示

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图的基轮廓

中华人民共和国国家标准

工业过程测量和控制

系统评估中系统特性的评定

第部分系统功能性评估

范围

标准详细论述了系统地评估工业过程测量和控制系统的功能性所采用的评估方法

所述的评估方法学适用于制定功能性的评估方案

标准分析了功能性的子特性详细论述了在评估功能性时所要考虑的评判标准

引用标准

下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为标准的条文标准出版时所示版均

为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性

工业过程测量和控制系统评估中系统特性的评定第部分总则和方

法学

工业过程测量和控制系统评估中系统特性的评定第部分评估方法

学

定义

下列定义适用于标准

功能性

系统为执行工业过程测量和控制任务所提供的各种功能及其方便组合的程度

覆盖范围

系统为执行工业过程测量和控制任务提供功能的范围

配置性

系统选择确定和安排系统模块执行工业过程测量和控制任务的方便程度

适应性

系统的适用程度

功能性特性

概述

只要系统所提供的功能能够覆盖要求执行的工业过程测量和控制任务它就能够执行这些任务其

程度可以用覆盖范围来表示

对于一个专门执行固定任务的系统覆盖范围可以充分描述系统的功能性

在不同的应用场合要求系统执行的任务会有所不同工业过程的变化或控制策略安排上的变化也

国家质量技术监督局批准实施

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会改变系统的任务或者延长系统执行任务的时间要应付这些情况系统就必须提供选择和组合模块的

配置手段系统的结构应能适应扩容和改造的需要

要全面评估一个系统的功能性首先需要确定并且评估决定系统功能性的子特性

功能性与其子特性的相互关系如图所示

图功能性的层次

功能性

功能性不能直接评估也不能只用一种方法加以描述必须分别评估每一种子特性

功能性的某些子特性可以量化以绝对或相对表示其他一些子特性则只能利用一些量化参数

以定性的方式加以描述事实上起决定性作用的恰恰是这些子特性

在评估一个系统的功能性时还必须考虑支持子特性的那些必要设备的可用性

覆盖范围

覆盖范围取决于下列因素

系统提供各种功能的范围每一种功能的类型执行频率数据容量等都是各不相同的

由系统的结构所决定的各种功能合作完成规定任务的方式

每一种功能的可复现次数这是由系统模块提供这些功能的方式以及这些功能在模块中的分

配状况所决定的

确定每一种功能并将这些功能组合起来执行任务的方式会造成各种功能之间相互牵制在共享系

统资源的情况下还会使同时使用各种独立的功能受到限制

根据系统使要求完成任务的总量系统的覆盖范围可以量化为覆盖系数如有可能应分别表示

出每一项任务的覆盖系数

配置性

配置性取决于系统的结构以及选择确定安排和组合各种模块集成各种功能完成工业过程测量

和控制任务的便利程度

实际配置一个系统需要对系统的结构模块的性能和模块的边界有深入的了解如果有配置工具

则可以降低掌握这些知识的要求

系统的任何一个层次都可以采用配置工具支持这些工具的方法如图所示

图配置方法

配置工具是系统的组成部分如果系统规范文件对配置工具有详细说明可看作为支持功能

某些配置操作能否被允许这取决于系统的工作状态在线离线等有些操作可能需要在系

统不工作时进行

还应引起重视的是改变配置会造成系统的性能发生意想不到的变化

配置性无法以数字表示而只能通过详细描述配置操作和配置工具说明其诀窍和技能及所需的时

间从性质上加以描述

适应性

概述

系统的适应性取决于扩展延伸和增强系统的方式

只要能增减改变和或重组系统模块就存在适应性

系统的适应性不能仅以一种尺度来表示

可调节性

系统可以设计得能够通过诸如增减系统模块的方式调节其规模

通过分析系统的结构通信功能和共享资源就可以对系统的可调节程度做出评估

可调节性可以用包含部分量化参数的定性描述来表示

可变性

系统可以设计得能够改变可执行任务的范围

通过分析系统的结构模块化程度模块间接口的定义以及每一个模块所提供功能的数量和范围

就能对系统的可变性做出评估

可变性可以用包含部分量化参数的定性描述来表示

可增强性

系统可以设计得能够使某些系统性能得到增强

通过分析系统的结构和性能可变模块的范围就能对可增强性做出评估

部分实例如下所示

具有较大主存储器的模块由于减少了数据传输因而能缩短响应时间

为提高计算的精确度而允许增加数学运算过程重复次数的模块

使用具有良好的抗电噪声能力的输入输出卡以提高系统的安全性或增强系统在爆炸性场所

的适用性

改善这些性能的潜力可超出系统要求文件提出的要求

可增强性可以用包含部分量化参数的定性描述来表示

复查系统要求文件

复查系统要求文件核对文件是否按的规定写明并列出需要由系统执行的全部任

务以及功能性要求

功能性评估是否有效完全取决于对有关要求的说明是否详尽

特别要注意应根据每一项具体任务以及系统总的使核对文件是否已指明并适当地估量所需的

配置工具和对系统的进一步要求

附录提示的附录列出了系统要求文件应提供的各类信息以保证功能性特性的评估能正常

进行

复查系统规范文件

复查系统规范文件的目的是检查文件是否按规定的方法列出执行规定任务的系统

功能

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应特别注意检查文件是否提供下列内容

支持每一项功能的系统模块和元件包括硬件和软件

这些模块和元件性能的定量和或定性数据以及是否具备不同性能的模块和元件

有关配置工具的详细情况其使用方法及其对系统操作的制约影响

成套操作系统中由系统提供支持功能性特性分析的工具例如

列出全部内装程序支持模块和元件的工具

计算存储装置剩容量的工具等

统计分析系统资源利用率的工具等

列出因系统变动而对其他任何系统特性产生副作用的工具

评估程序

概述

评估应按中第章规定的程序进行

应明确说明评估的目的中的对此有详细说明

为保证功能性评估的正常进行系统要求文件和系统规范文件提供的信息必须完整

和准确

无论评估进行到哪一阶段若有信息丢失或信息不完整的情况发生应就有关