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Previous issue date: 2013-01-21 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Ensuring the dependability requirements is essential for the industrial applications
since faults may cause failures whose consequences result in economic losses, environmental
damage or hurting people. Therefore, faced from the relevance of topic, this thesis
proposes a methodology for the dependability evaluation of industrial wireless networks
(WirelessHART, ISA100.11a, WIA-PA) on early design phase. However, the proposal
can be easily adapted to maintenance and expansion stages of network. The proposal uses
graph theory and fault tree formalism to create automatically an analytical model from
a given wireless industrial network topology, where the dependability can be evaluated.
The evaluation metrics supported are the reliability, availability, MTTF (mean time to failure),
importance measures of devices, redundancy aspects and common cause failures. It
must be emphasized that the proposal is independent of any tool to evaluate quantitatively
the target metrics. However, due to validation issues it was used a tool widely accepted
on academy for this purpose (SHARPE). In addition, an algorithm to generate the minimal
cut sets, originally applied on graph theory, was adapted to fault tree formalism
to guarantee the scalability of methodology in wireless industrial network environments
(< 100 devices). Finally, the proposed methodology was validate from typical scenarios
found in industrial environments, as star, line, cluster and mesh topologies. It was also
evaluated scenarios with common cause failures and best practices to guide the design
of an industrial wireless network. For guarantee scalability requirements, it was analyzed
the performance of methodology in different scenarios where the results shown the
applicability of proposal for networks typically found in industrial environments / Garantir os requisitos de dependabilidade ? fundamental para as aplica??es industriais,
onde falhas podem conduzir a defeitos cujas consequ?ncias impactam em preju?zos
econ?micos e principalmente danos ambientais e riscos aos operadores. Assim, diante da
relev?ncia do tema, esta tese prop?em uma metodologia para an?lise da dependabilidade
de redes industriais sem fio (WirelessHART, ISA100.11a, WIA-PA) ainda na fase de projeto.
Entretanto, a proposta pode ser facilmente estendida para as fases de manuten??o
e expans?o da rede. A proposta utiliza a teoria de grafos e o formalismo de ?rvores de
Falhas para criar automaticamente um modelo anal?tico a partir de uma dada topologia
de rede industrial sem fio, onde a dependabilidade possa ser avaliada. As m?tricas de
avalia??o suportadas compreendem confiabilidade, disponibilidade e MTTF (tempo m?dio
para falha) da rede, como tamb?m medidas de import?ncia dos dispositivos, aspectos
de redund?ncia e defeitos em modo comum. Ressalta-se que a proposta independe de
qualquer ferramenta para analisar quantitativamente as m?tricas visadas. Contudo, para
prop?sito de valida??o da proposta utilizou-se uma ferramenta amplamente aceita na academia
para esse fim (SHARPE). Adicionalmente, um algoritmo para gera??o dos cortes
m?nimos originalmente aplicado na teoria de grafos foi adaptado para o formalismo das
?rvores de Falhas com o objetivo de garantir escalabilidade da metodologia ?s redes industriais
sem fio (< 100 dispositivos). Finalmente, a metodologia proposta foi validada a
partir de cen?rios t?picos encontrados em ambientes industriais, como topologias estrela,
linha, cluster e mesh. Foram tamb?m avaliados cen?rios com defeitos em modo comum
e um conjunto de pol?ticas a serem seguidas na cria??o de uma rede industrial sem fio.
Para garantir aspectos de escalabilidade, uma an?lise de desempenho foi conduzida, onde
pode-se observar a aplicabilidade da metodologia para as redes tipicamente encontradas
em ambientes industriais
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/15210 |
| Date | 21 January 2013 |
| Creators | Silva, Ivanovitch Medeiros Dantas da |
| Contributors | CPF:21929564287, http://lattes.cnpq.br/7987212907837941, D?ria Neto, Adri?o Duarte, CPF:10749896434, http://lattes.cnpq.br/1987295209521433, Aloise, Daniel, CPF:03553729406, http://lattes.cnpq.br/5093210888872414, Carvalho, Francisco Vasques de, Portugal, Paulo, Oliveira, Luiz Affonso Henderson Guedes de |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia El?trica, UFRN, BR, Automa??o e Sistemas; Engenharia de Computa??o; Telecomunica??es |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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