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の理解：安全度水準の技術的基盤と評価方法

において産業オートメーション, 安全は贅沢品ではなく、義務です。化学反応器の圧力を制御する場合でも、セラミックキルンの流れを監視する場合でも、安全システムの信頼性は、円滑な操作と壊滅的な故障の分かれ目となる可能性があります。そこで、安全計装機能（SIF）の信頼性を定量化するための世界的に認められたフレームワークである安全度水準（SIL）が登場します。

このブログでは、SILの背後にある技術的な論理と、それを評価するために使用される構造化された方法について解説します。

SILとは？

SILは安全度水準の略で、IEC 61508およびIEC 61511規格で定義されています。これは、電気/電子/プログラマブルシステムにおける安全機能の要求時故障確率（PFD）を定量化します。

SILには4つのレベルがあります。

SILレベル	PFD範囲	リスク低減係数	一般的な用途
SIL 1	10⁻²～10⁻¹	10～100	基本的なプロセス安全
SIL 2	10⁻³～10⁻²	100～1,000	中程度の危険性のあるシステム
SIL 3	10⁻⁴～10⁻³	1,000～10,000	高リスク環境
SIL 4	10⁻⁵～10⁻⁴	10,000～100,000	まれな、極度のリスクのあるシステム（例：原子力）

SILの技術的基盤

SILは、厳格なエンジニアリング原則に基づいて構築されています。

1. 信頼性工学

危険な故障の確率を最小限に抑えることに焦点を当てています。
平均故障時間（MTTF）や故障率（λ）などの指標を使用します。

2. 冗長性とアーキテクチャ

SILレベルが高いほど、冗長システム（例：1oo2、2oo3アーキテクチャ）が必要になることがよくあります。
耐障害性が重要です。コンポーネントが故障した場合でも、システムは機能し続けなければなりません。

3. 診断カバレッジ

スマートトランスミッタとコントローラには、自己診断機能が組み込まれていることがよくあります。
診断カバレッジが高いほど、検出されない故障が減り、SIL評価が向上します。

SIL評価方法

SIL評価を達成するには、構造化された分析とドキュメント化が必要です。主な方法には以下が含まれます。

✅ 1. リスクグラフ

結果、頻度、回避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定量的な方法です。
リスク低減を計算し、追加の安全機能が必要かどうかを判断します。

✅ 3. フォールトツリー分析（FTA）

トップダウンの演繹的な方法で、故障経路をマッピングします。
重要な故障ポイントを特定し、システム全体の信頼性を計算します。

✅ 4. FMEDA（故障モード、影響、診断分析）

メーカーが個々のコンポーネントを評価するために使用する定量的な方法です。
トランスミッタ、センサー、ロジックソルバーのPFD値と診断カバレッジを提供します。

SILを哲学として：信頼のために設計する

SILは単なる数字ではなく、信頼へのコミットメントです。中国の哲学では、信頼は完璧さではなく、回復力に基づいて構築されます。SIL評価システムは、ゼロ故障を約束するものではなく、故障がまれで、予測可能で、抑制されていることを約束します。

スマートトランスミッタ、認定センサー、堅牢な制御アーキテクチャが、この信頼の基盤を形成しています。それらは単に測定するだけでなく、保護します。

問い合わせを直接私たちに送ってください.