Automated process for follow-up of safety instrumented systems

Standardized classification and machine-readable equipment description included in safety systems are prerequisites for digitization and automation. The project develops knowledge and specifications that simplify and automate design and operation of safety systems in the petroleum industry. The industry partners will, based on the R&D activities in the project, develop new solutions for collecting, analysing, and sharing failure data of safety systems during design and operation. To maintain a high safety level in the Norwegian petroleum activities, the technical condition of safety systems protecting the facilities, need to be closely monitored. As of today, monitoring of technical status requires considerable manual effort for extracting and interpreting data from different systems and sources. Digitalization and increased automation will contribute to improved data accuracy and control of safety system reliability as well as more cost-effective operations and resources to identify and implement long-term improvement measures. The industry project partners are: 1) suppliers of safety systems Kongsberg Maritime (Project Responsible) and Siemens, 2) consulting companies Safetec and Vysus Group, 3) engineering company Aker Solutions, 4) operating companies implementing the solutions Aker BP, ConocoPhillips, Equinor, Lundin, Repsol, and Altera, and 5) research institutions SINTEF (Project Manager) and NTNU that contribute with research-based methods and knowledge to the industry. Industry project partners plan to invest in technology that can increase the degree of automation in their service deliverables. The project develops a common framework for classifying equipment and associated detection methods, failure modes, failure causes and standardised definitions of safety critical failures, including example type libraries for SIS equipment groups based on the emerging communication technology OPC UA. A detailed method with associated formulas has been developed to estimate failure rates and recommend test intervals for safety equipment based on field data. An important innovation is the proposed modelling of the effect of reliability-enhancing measures which are implemented during the plant's operational period. The method is included in the guideline we have published for follow-up of safety equipment. We have prepared detailed data sheets for reliability of SIS equipment based on analysis of operational data from several oil companies. This is probably the world's best documented overview of failures in safety equipment in the petroleum industry. The data sheets provide important decision support for choosing design solutions and optimizing maintenance programs for SIS equipment. Following the publication of the data sheets, the industry requested that Norwegian Oil and Gas revise its guideline 070: Guidelines for the application of IEC 61508 and IEC 61511 in the petroleum activities on the continental shelf (recommended SIL requirements). The work is carried out by the PDS forum under the auspices of SINTEF. In relation to the analyzes carried out to prepare data sheets, we have also developed a semi-automated algorithm for the classification of failure notifications which saves time and makes the analysis and objective. Furthermore, we have prepared and implemented a specification for a standardized electronic Safety Requirement Specification (SRS), which documents all important information and integrity requirements for instrumented safety functions. This will be a useful tool to enable seamless transfer of the necessary information from design to operation, and at the same time make it easier to keep the information up to date.

Kongsberg Maritime, Siemens, Aker Solutions, Lloyd's Register og Safetec har utnyttet resultatene og brukt disse til utvikling av og tilrettelegging for nye digitale applikasjoner som er bedre tilpasset oljeselskapenes behov for SIS-oppfølging i design og drift (f.eks digital Safety Requirement Specification). Disse kan også overføres til andre bransjer både nasjonalt og internasjonalt. Basert på dette vil de også kunne tilby mer effektive tjenester basert på standardiserte spesifikasjoner. Aker BP, ConocoPhillips, Equinor, Lundin, Repsol og Teekay har implementert eller delvis implementert nye utstyrshierarker og med det tilrettelagt for økt produktivitet og bedre kontroll med sikkerhet gjennom: 1) automatisert datainnsamling og klassifisering av feildata, 2) sømløs overføring av analyser og dokumentasjon fra prosjekt til drift, og 3) optimalisering av vedlikehold gjennom frigjorte ressurser til identifikasjon og iverksetting av langsiktige tiltak.

Det høye sikkerhetsnivået i norsk petroleumsvirksomhet forutsetter god teknisk tilstand på sikkerhetssystemene som beskytter innretningene. Kontroll med den tekniske tilstanden krever i dag en betydelig manuell innsats gjennom å ekstrahere og tolke data fra ulike systemer og kilder. I dette innovasjonsprosjektet ønsker vi å automatisere prosessen med innsamling og analyse av data for instrumenterte sikkerhetssystemer. Dette krever at en allerede i designfasen må legge til rette for automatisert oppfølging gjennom tilpasset systemdesign og standardisert dokumentasjon. Prosjektet vil bidra til mer kostnadseffektiv drift, det vil gi bedre kontroll med tilstanden på sikkerhetssystemene og det vil frigjøre ressurser til å identifisere og iverksette mer langsiktige forbedringstiltak. Bedriftspartnerne i prosjektet vil utvikle nye applikasjoner for innsamling, analyse og deling av data for utstyr som inngår i sikkerhetssystemene. De vil i tillegg investere i teknologi som kan øke automatiseringsgraden i næringen. Hovedformålet med prosjektet er å utvikle og pilotere konsept og spesifikasjoner som gjør bedriftspartnerne i stand til å levere applikasjoner som automatiserer prosessen for oppfølging av sikkerhetssystemer. Dette innebærer automatisert innsamling og analyse av drifts- og vedlikeholdsdata og mer automatiserte og standardiserte analyser og beslutningsmodeller i både prosjektering og drift av sikkerhetssystemer. I prosjektet deltar sentrale bedriftspartnere som ønsker å gjennomføre dette prosjektet i tett samarbeid med pågående utviklingsprosjekter: 1) leverandøren av sikkerhetssystemer Kongsberg Maritime, 2) rådgivningsselskapene Vysus Norway og Safetec, 3) operatørselskapene Aker BP, Altera, ConocoPhillips, Equinor, Lundin, Repsol som etterspør og implementerer løsningene, 4) engineeringsselskapet Aker Solutions, og 5) forskningsinstitusjonene SINTEF og NTNU som bidrar med forskningsbaserte metoder og deling av kunnskap til næringen.