Development, verification and validation of an industrialcommunication suite for usage on an oil rig environment

Abstract

Modern bilgisayar tabanlı denetim, kontrol ve veri toplama teknikleri, Endüstri 4.0, Endüstriyel Nesnelerin İnterneti, Tak ve Üret benzeri kavramlar hayata geçtikçe daha fazla ilgi görmektedir. Bazen, mekanik faaliyetler üzerine yapılan bu uygulamalar, insan isçilerin işbirliğini içerir. Onların güvenliği ve başarılı çalışması, güvendikleri yazılım ve donanım paketlerinin doğrulanması ve onaylanmasıyla sağlanabilir. Bir test etkinliği, tekrarlanabilir bir dizi eylem gerektirir. Normal koşullarda test amacıyla, yazılım veya insanlar için manuel talimat seti olarak bir test paketi hazırlanır. Hazırlanan paket ile sınama faaliyeti yürütülürken, ilk hata ile karşılaşıldığında durulabilir. Hata kontrollü olarak düzeltilerek, baştan başlanabilir. Diğer teknikte ise, paket sonuna kadar tamamen koşulabilir. Hatalar bu durumda, hep bir arada düzeltilecektir. Hazır test paketi verildiğinde, kontrollü deneylere dayalı test koşusunun, belirli güvenilirlik düzeyi elde etmek açısından, tamamen bu test paketini koşturmaktan genellikle daha hızlı olduğu bulunmuştur. Bununla birlikte, tam koşular, yazılımdaki hata sayısı gibi istatistiklerin belirlenebilmesi benzeri avantajlara sahiptir. Hem matematiksel analiz sonuçları, hem de Monte Carlo benzetimi sonuçları, her iki tekniğin de tamamen reddedilmesini desteklememektedir. Kontrollü deneyler yapmak, durumun gerektirdiği koşullarda zaman zaman tam test koşumu yapmak, çalışmamız tarafından en iyi eylem planı olarak görülmüştür. Bu fikirler, eldeki neticeleri ile petrol sondaj ile ilgili endüstriyel kontrol uygulamalarımızda uygulanmıştır. Hata varışları arası zamanlar için ortalama değerler, bunlara ilişkin güven aralıklarını ve altta yatan istatistiksel dağılımlarını belirleme çabası yararlı olarak bulunmuştur. Bu şekilde, elimizdeki verilerin daha iyi anlaşılmasını sağlayan seyrek görülen koşulların oluştuğu üzerine bazı gözlemler gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, sonuçların bağımsızlığına ve özdeşliğine dayanan veriler üzerinde istatistiksel testler, istatistiksel modellerin olası kullanımına ışık tutmuştur. Böyle bir sonuç, altta yatan koşullar hakkındaki belirsizlik bulutunu aralamaktadır. Verilerin Rassal bir değişkene göre dağıldığı bulunduğundan, sonuçların daha güvenilir olduğu söylenebilir.

The modern computer based supervisory, control and data acquisition techniques find more and more interest as Industrie 4.0, Industrial Internet of Things, Plug and Produce like concepts comes to life. Sometimes these applications on mechanical activities, involve human workers cooperations. Their safety and successful operation can be achieved by verification and validation of the software and hardware suites they rely on. A testing activity requires a repeatable series of actions. For this purpose a test suite is prepared either as a software, or a manual set of instruction for humans. Given a test suite, it is found that conducting a test based on controlled experiments is generally faster than completely running it to achieve a reliability level. However, complete runs have advantages like providing statistics such as the number of failures in a software. Both results of mathematical analysis and Monte Carlo Simulations results do not support complete rejection of either technique. Conducting controlled experiments, while time to time making full runs is found to be best course of action by the study. These ideas were implemented in our Industrial Control applications. Eort to identify means for the interarrival times, confidence intervals on them and underlying statistical distributions proved beneficient. Some observations on rare conditions took place giving better view of the data at hand. Also statistical tests on the data, based on independence and identicalness of results indicated possible usage of statistical models. Such a result removes a cloud of uncertainty about the underlying conditions. Since data is found according with a random variable, the outcomes can be expressed more dependably.