【国家标准(GB)】 工业过程测量和控制 系统评估中系统特性的评定 第2部分：评估方法学

GB/T18272.2—2000
本标准是根据国际电工委员会标准IEC61069-2：1993《工业过程测量和控制系统评估中系统特性的评定第2部分：评估方法学》制定的，在技术内容和编写规则上与之等同。GB/T18272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8个部分：
第1部分：总则和方法学（GB/T18272.1idtIEC61069-1：1991)）第2部分：评估方法学（GB/T18272.2idtIEC61069-2：1993）第3部分：系统功能性评估（GB/T18272.3idtIEC61069-3：1996）第4部分：系统性能评估（待制定）第5部分：系统可信性评估（GB/T18272.5idtIEC61069-5：1994）第6部分：系统可操作性评估(待制定)第7部分：系统安全性评估（待制定）第8部分：与任务无关的系统特性评估（待制定）本标准是其中的第2部分。
本标准附录A是提示的附录。
本标准由国家机械工业局提出。本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会归口。本标准负责起草单位：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634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究中心。本标准主要起草人：吴庆祈、徐晓燕、李明华。本标准参加起草人：张春明、刘铁椎、刘慕尹、于美梅、李光沐、苏伟辉、刘鑫。本标准委托上海工业自动化仪表研究所负责解释。I
GB/T18272.2—2000
IEC前言
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1）IEC（国际电工委员会）是一个由各个国家电工委员会（IEC国家委员会）组成的世界性标准化组织。IEC的目标是促进电工电子领域标准化问题的国际合作。IEC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IEC国家委员会都可以参与国际标准的制定工作。与EC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。IEC与国际标准化组织(ISO)按照双方达成的协议紧密合作。2）IEC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。3）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。4）为了促进国际上的统一，IEC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IEC国际标准。IEC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。
国际标准IEC61069-2由IEC第65技术委员会“工业过程测量和控制”的65A分委员会：“系统方面”制定。
IEC61069-2的文本以下列文件为依据：国际标准草案
65A(CO)30
表决报告
65A(CO)35
有关表决批准本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2部分。第1部分为总的导则，因而作为一个“独立”的出版物。第2部分详细论述了评估方法学。第3部分至第8部分为各类特性的评估指南。第3部分至第8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1部分：总则和方法学；
第2部分：评估方法学；
第3部分：系统功能性评估；
第4部分：系统性能评估；
第5部分：系统可信性评估；
第6部分：系统可操作性评估，
第7部分：系统安全性评估；
第8部分：与任务无关的系统特性评估。附录A 仅供参考。
GB/T18272.2—2000
IEC引言
IEC61069的这一部分论述了在评估工业过程测量和控制系统时所需的方法学。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命或者某一类使命。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命或一类使命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本原理是：一确定每一种相关系统特性的临界状态；一通过对评定各种特性的成本效益的研究，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）了系统的使命或者能够假设系统使命的情况下，评估才能得以进行。没有使命就无法进行评估，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IEC61069-1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，因此可以把本标准作为制定评定计划的指南，提供评定的实施程序。
EC61069的基本轮廓如图1所示。GB/T18272.2—2000
第1部分
恐赐利方达学
评估的据
讲估劳虑风案
能明条件
详的是序
静定口的
设计规地
评性报告
详告力法学
评估目的的分析
系求的分研
要纯糖他的分析
设计评估出案
实脑迷估计到
监督利性理
弟郁分：扇统功能性
第1邪分：系统性留
第5部分：紧统印疫性
弱心部分：系统门颌作性
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了郡分，弱就安全性
第抑分：与在务无关的系就格性图1IEC61069的基本轮廊
1范围
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2部分：评估方法学
Industrial-process measurement and control-Evaluation of systemproperties forthe purpose of system assessment-Part 2:Assessment methodologyGB/T18272.2—2000
idtIEC61069-2:1993
本标准详细论述了工业过程测量和控制系统（以下称“系统”)的评估方法学。本标准阐述了分析评估目的、衡量各种系统特性和影响条件的相对重要性以及确定评估程序的各种方法。
2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本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。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。GB/T 18272.1—2000
工业过程测量和控制系统评估中系统特性的评定第1部分：总则和方法学（idtIEC61069-1：1991）
3定义
下列定义适用于本标准。
3.1系统评估assessmentofasystem根据各种数据，判断系统是否适用于某一种或者某一类特定使命。3.2系统特性的评定evaluatlonofasystemproporty赋予系统特性定性的说明和(或)定量的值。3.3系统使命missionofasystem
指定系统在规定的条件和时间内实现规定目标的活动总合。3.4任务task
构成系统使命一部分，符合逻辑的完整的操作。3.5功能function
由系统执行的基本操作。结合其他基本操作（系统功能），系统就能执行其任务。3.6模块module
能执行各自的功能，且易于与其他单元连接或组合的分立单元。3.7元件element
可以分别进行研究和测试、用于组成硬件和(或)软件的任何物理部件。国家质量技术监督局2000-12-11批准2001-08-01实施
4评估方法
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工业过程测量和控制系统是相当复杂的，因此若想对系统进行全面的评估，必然需要投入很大的力量和时间，这既不实际也不经济。因此，在设计评估计划前，认真分析和规定评估目的就显得十分重要。评估的目的可能各不相同，例如：确定系统对于某一特定使命的适应性；一确定系统对于某一类使命的适应性。系统的这一使命或一类使命还须分解成任务。系统执行的任务应该按所要求的特性加以确定。这样就能精确地规定系统应该具有的支持功能，以使使系统能够完成其任务。但有些特性，如文件资料、支持服务等，则与系统任务无关，应另行规定。确定了评估目的、系统要求和系统规范以后就可以设计评估计划了。通常，评估是分阶段实施的，各阶段如图2所示。如果不确定系统的某一种使命或某一类使命，就不能进行评估，当然仍然可以进行系统特性的评定，为今后的评估做准备。
在后一种情况下，只要确定了评定目的，规定了要评定的系统及其特性后就能设计合适的评定计划。
这时仍然可以使用图2所示的基本评估方案，但要简化成如图3的评定概要。按图中所示的方式确定使命分析、系统配置和评估或评定的框架，其优点是可以将评估或评定的过程局限于真正具有重要意义的那些特性上。这样就能有效地控制所需的费用和时间。2
要统使价的形尚
使帝好解好任奖
确定任务的相对正要性
系续要求（文件）
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系斑练述
现定能评后的系统
谢定系晓适界
系统规症（这件
图2评估概要
础定评估要统的边界
就症不一或风
指定系续楼比/元的功胎
决定模评估的特性和影响率什
确文一个优置危度等题
确定分互的评估技术
确定起一证评作下作的经素/时间确定计告的优机
输制评倍计划
实端许估
评报告
5系统使命的分析
5.1概述
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糖定敏评定系统
耐定病统界
那蛛规范（文性）
图3评定概要
要想评估一个工业过程测量和控制系统，首先必须确定该系统的使命。-iiKAoNhiKAca-
缺定被评定出准
脂定系统键块/元件的项能
确定特肝定持性和影响举样
确·个预置信皮等
确定合活的评定技术
输定每一项评定工作断易费/时间确定呼定的比先校
缩制评定计划
安道评定
定报告
只有联系各种背景，即系统操作人员、与系统相关的那个过程、与本系统有关联的其他各个系统以及系统所处的工作环境来考虑这个系统，才能正确地确定系统的使命。5.2系统使命的形成
本阶段的目的是确定测量和控制系统的使命，而不是确定测量和控制系统所能发挥的作用。对系统使命的描述应该说明所要达到的目标，而不必说明为什么和如何达到此目标。应该详细地说明系统使命所涉及的每一个方面，其中包括：原始配置和整个设施（包括操作人员、工厂设备、过程测量和控制系统以及在完成系统使命的过程中需要使用的其他系统)的运行，一用于特定生产运行的配置；
生产，包括连续稳定操作和按预定顺序进行的子操作；-从一种生产运行变换到另一种生产运行；紧急关机或转换到安全保持状态，正常关机；
一为引入新的任务或功能，对系统进行的更新和改进；系统完成操作后的停止运行。
系统的生成、运行和停止运行是三个重要的阶段，可以作为系统使命的一部分，尽管其重要性有时并不显而易见。
5.3系统使命分解成任务的分析
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为了完成使命，测量和控制系统必须执行特定任务，和（或)必须具有与上述使命的每一阶段有关的特定的特性。应该通过检查这些阶段来确定要求系统执行的任务。各阶段的任务可以包括：
一监测和集中显示被监测值，其中可包括处理被测变量，从中推算出使命变量的值；-根据人工输入或自动指令启动过程中的特定阶段；一自动过程控制，例如自动控制各个过程变量；一过程变量间的联锁控制；
一各阶段的自动启动和执行。
可能会要求测量和控制系统完成任何一项特定任务的全部工作或其中的一部分工作，即与另一系统或操作人员共同承担此项任务。应该对每项任务做出最详尽的规定，明确指定由测量和控制系统完成的任务的内容。确定对每一项任务的功能性、性能、可信性、可操作性和安全性方面的要求以及对系统的与任务无关的特性，例如质量保证、售后服务等的基本要求。必须注意，此阶段的目的是确定系统的任务而不是确定系统的功能。5.4确定任务的相对重要性
本阶段应考虑使命对每一项任务的依赖性。按任务对于使命的重要性，应该至少将任务分成以下几类：
一基本任务：对完成使命来说是必不可少的任务一重要任务：并非必不可少，但对使命的成本效益有重要影响的任务，一期望任务：对于使命基本上没有定量影响的合乎需要的任务。5.5限定影响条件
为完成系统使命，系统必须按要求执行每一项任务，但其执行任务的正确性可能会受到系统执行任务时所处环境条件的影响。
在此阶段，有必要为每一项任务考虑可能影响到该项任务不能达到要求的条件。与任务无关的特性也同样应该考虑此问题。5.6系统要求文件
系统要求文件由5.2至5.5所述的工作产生。此文件应由评估发起人加以妥善管理。6系统实施规范
6.1概述
系统实施规范的出发点在于说明系统使命，就是将系统使命分解成任务，并确定每一项任务相对重要性的说明。
从这一点出发，把每项任务绘制在功能模型上（见5.3和GB/T18272.1一2000中图1），就能推知系统实施方案，根据系统实施方案提出系统要求。在评估阶段，推荐的系统将与系统要求文件中记载的关于使命的详细说明相对照。为了能有效地分析推荐的系统是否与系统要求相一致，由推荐系统的规范来确定各种关键问题，这很重要，6.2至6.5对此做了详细说明。6.2系统综述
综述的目的正如系统要求所反映出的那样，是将系统实施与系统使命有机结合。正如使命可以按层次分解成任务那样，被评估系统同样可以按层次分解成模块和元件。可以预计，通过分解可以产生综述图和补充说明。综述图和补充说明至少应包含下列主题的内容：5
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一与过程、操作人员、外部系统等接口的所有模块；一通信模块；
一应用处理模块；
一模块之间的相互作用；
一各模块的相对距离、绝对距离和位置。iiKAoNhiKAca-
就分解而言，重要的是要了解，在现代工业过程测量和控制系统中，绝大多数都采用综合结构，由分立的测量和控制装置与相关软件联合组成。6.3限定系统边界
一个系统有若干个截然不同的边界，它们分别为与过程、供电设施、系统所处的环境、连接的其他外部系统以及系统的使用者(操作、维修人员)的边界。应该通过区分哪些属于被评估系统、哪些不属于被评估系统，认真地确定系统的边界，同时至少考虑下列问题：
可以设置与过程的边界，为的是包含或者不包含信号调制器、电气隔离、连接单元、电缆、输入/输出装置如传感器和执行器（最终控制元件）等。一应该确定与供电设施的边界，这样就能考虑采用不同制造厂生产的设备，例如不间断电源、电池、滤波器、稳压器等，这些设备都可以为整个系统或系统的部分包括传感器和最终控制元件供电。一与外部设备的边界应该考虑所需的接口、通信功能、电缆等。一与环境的边界应该考虑系统模块和元件的物理分布，这些模块和元件可能会放置在空调房间内、办公室内、过程区域内或者直接放置在过程装置上等。一在评估系统的可信性时，人机接口的边界就显得尤为重要，因为在完成预定使命的过程中，操作人员和维修人员将发挥重要作用。在控制层的若干个层次上都可能发生人与系统的相互作用，这完全取决于所考虑的操作模式，同时还涉及到系统的所有硬件和软件模块。一任务本身是在系统边界外的，尽管这一点并不明显。施加、改变和增加任务所造成的影响是评估系统的“灵活性和可扩展性”特性的重要方面。注：当评估的目的是“对不同的系统进行比较”时，如果这些系统的功能范围各不相同，就可能无法以完全相同的方法确定每一个被比较系统的边界。在此情况下，应增加被考虑系统外的其他装置，使比较得以顺利进行。对于增加的装置应专门记录。
6.4系统的规范
系统规范旨在为推荐的系统实施提供精确的数值、操作和关系数据。系统规范一般应包括：
一完整的模块和元件清单，
一各种模块和元件的产品规范，给出基本的功能和技术的规范（包括环境规范）；一详细的接线图，标明并进一步规定各个模块和元件之间（包括余通路）的相互连接和通信。6.5系统操作的说明
系统操作说明旨在系统地指明被评估的系统是如何完成每一项任务的。此系统说明应该逐一说明每一项任务，一般应包括：一为了执行每项任务而推荐采用的全部功能的清单；一指出推荐的系统模块和元件为每一项任务提供这些功能的方式的说明。描述任务执行过程的详细程度以及细分成模块和元件的范围应符合实际需要，只要能证明要求得到满足就可以了。
6.6系统实施基本原理的说明
就评估目的而言，系统实施方案的确定应该由关于基本原理的说明来支持。这种说明应该逐一说明与系统使命有关的每一种特性（见GB/T18272.1一2000的4.3)，提供更多6
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有关系统实施的基本原理与要求的系统特性的实现相结合的信息。说明可包含：一在各种可供选择的方案中选择解决办法的理由，一支持数据（例如现场经验)，计算等；支持试验报告
6.7符合系统要求的说明
应该明确说明推荐的系统不能满足的每一种系统要求，确定不符合要求的性质和程度，6.8系统规范文件
系统规范文件通过6.2至6.7所述的工作产生。此文件应由评估发起人加以妥善保管。7评估程序
7.1概述
评估的出发点是GB/T18272.12000第4章陈述的评估目的。评估计划的详细内容应按GB/T18272.1—2000第5章的规定，通过考虑评估目的和下列文件后得出：
系统要求文件；
一系统规范文件。
评估时需要将根据评估目的确定的系统要求文件的条目与系统规范文件相联系。7.2文件资料的收集
收集资料的目的是获取必要的信息，根据这些信息确定可能接受评估的功能及其特性及评估时将经受的影响条件。
原始文件应经过仔细的研究，通过研究后对下列问题做出确切拒要的说明：被评估系统的边界，
系统要求与系统规范之间的不一致之处，一提供执行每一项要求任务的功能一览表；这些功能在系统模块和元件上的分配；一上述每一种功能的需要评估的特性；-对上述每一种模块/元件的影响条件。由此获取的信息应该汇编成表格文件，以便供设计评估计划使用，这很重要。7.3设计评估计划
设计评估计划的目的是提高判断系统对系统使命的适应性的置信度。在时间和经费限定不变的情况下，评估工作应最大限度地提高置信度。为此，就有必要对一系列的评估工作进行筛选、精减。根据下列项目逐一筛选就能达到此目的：一特性和影响条件对于使命的重要性；基于以往经验基础上的置信度水平；评估工作中可供使用的设备；
一估计评估工作所需的费用和时间。最终的评估计划由一组评估工作组成，每一项评估工作都可能是：在系统这一层次上的观察；
在低层次上（如有必要，可以降低到每个系统元件这一层次），与系统层次相结合综合地观察。通过分析从系统元件的特性中推导系统特性的方法，就可以进一步进行后几项内容。各种工作的设计取决于系统特性。7
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确定了评估工作后，还需按有关标准所论述的方法做进一步分析，以便确定：与之相适应的评估技术和评估设施；实施每一项评估工作所需的时间和费用；一决定评估的先后秩序。
上述工作有些需要重复，依据这些工作就可以编制成评估计划文件。这个文件应取得评估各有关方面的同意。
关于决定评估计划文件的使用、评估的实施和评估结果报告的协议可参阅GB/T18272.1—2000的5.3。
7.4评估的实施和评估报告wwW.bzxz.Net
评估的实施应该按评估计划执行，并应符合协议的规定。评估报告应按照GB/T18272.1—2000的5.5的要求编写。8
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