セキュリティ・インテグリティレベルに関するSIL技術基礎と評価方法の理解

2025-08-25

SIL を理解する: 安全完全性レベルの技術的基礎と評価方法

産業自動化では,安全は贅沢品ではなく義務です.化学反応炉の圧力制御であれ,陶器炉の流量監視であれ,安全システムの信頼性は,スムーズな動作と壊滅的な故障の違いを意味しますセキュリティ・インテグリティ・レベル (SIL) は,安全機器機能 (SIF) の信頼性を定量化するための世界的に認められた枠組みです.

このブログでは,SILの背後にある技術的論理と,SILの評価に使用される構造的方法について説明します.

SIL とは?

SILは安全性の整合性レベルIEC 61508 と IEC 61511 規格で定義されている.要求上の障害の確率 (PFD)電気・電子・プログラム可能なシステムにおける安全機能

4つのSILレベルがあります.

SILレベル	PFD 範囲	リスク削減要因	典型的な応用
SIL 1	10−2から10−1	10から100	基本的なプロセス安全性
SIL 2	10−3 から 10−2	100対1で000	中間リスクシステム
SIL 3	10−4 から 10−3	11000から10まで000	高リスク環境
SIL 4	10−5 から 10−4	101000から100まで000	希少でリスクが高いシステム (核など)

SILの技術的基礎

SILは厳格なエンジニアリングの原則に基づいています

1.信頼性エンジニアリング

危険な故障の可能性を最小限に抑える
失敗までの平均時間 (MTTF) と失敗率 (λ) のようなメトリックを使用します.

2.冗長性と建築

SILレベルが高くなる場合,冗長なシステム (例えば,1oo2,2oo3アーキテクチャ) が必要です.
欠陥耐性は,部品が故障してもシステムが機能し続けなければならない鍵です.

3.診断対象

スマートトランスミッターとコントローラにはしばしば自己診断機能が含まれます
より高い診断範囲は,検出されていない障害を減らすことでSIL評価を改善します.

SIL 評価方法

SIL 格付けを達成するには,構造化された分析と文書化が必要です.主な方法は以下の通りです.

✅ 1.リスクグラフ

結果,頻度,回避の可能性を評価する定性的なツールです
安全機能に必要なSILレベルを決定するのに役立ちます.

✅ 2保護層分析 (LOPA)

独立した保護層を評価する半量的な方法.
リスク削減を計算し,追加の安全機能が必要かどうかを判断する.

✅ 3欠陥樹分析 (FTA)

上から下へと演算的な方法で失敗の経路を映し出します
危機的な故障点を特定し,システム全体の信頼性を計算します.

✅ 4FMEDA (失敗モード,効果,診断分析)

製造者が個々の成分を評価するために使用する定量的な方法.
送信機,センサー,論理解答器のPFD値と診断カバーを提供します.

哲学としてのSIL:信頼のための設計

SILは数字以上のもので信頼性へのコミットメントです中国哲学では信頼は完璧ではなく回復力に基づいていますSIL評価システムでは失敗はゼロではなく失敗は稀です予測可能で抑えられる

スマートトランスミッター,認証されたセンサー,そして強力な制御アーキテクチャがこの信頼の骨組みです.

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