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» Laboratory of Signal and Risk Analysis

Reliability and Risk Analysis of Nuclear and Industrial Components and Systems

Referent: Zio Enrico

L’attivita’ del gruppo concerne lo studio e sviluppo di metodi e modelli di analisi di segnale, analisi di affidabilita’ ed analisi di rischio per applicazione alla diagnostica, prognostica, manutenzione, affidabilita’, sicurezza, vulnerabilita’, di componenti e sistemi nucleari e di sistemi industriali complessi in genere.
L’obiettivo e’ quello di saper identificare, modellare, valutare, prevedere e gestire il comportamento al guasto (con le relative incertezze) di componenti e sistemi, al fine di una loro piu’ affidabile progettazione, operazione e manutenzione.

Le principali problematiche che vengono affrontate sono:

- valutazione ed ottimizzazione dell’affidabilita’ e disponibilita’ di componenti e sistemi nucleari ed industriali;

- rivelazione, diagnostica e prognostica di malfunzionamenti ed incidenti in componenti e sistemi nucleari ed industriali;

- analisi dei rischi derivanti dall’operazione e gestione di depositi di rifiuti radioattivi;

- valutazione della vulnerabilita’ di infrastrutture a rete;

- rappresentazione ed analisi delle incertezze nelle analisi di affidabilita’ e rischio, con metodi probabilistici e possibilistici.

Le principali aree di applicazione riguardano la sicurezza e produzione nucleare ed industriale, i rischi e l’impatto ambientale da depositi di rifiuti radioattivi e gli studi di vulnerabilita’ di infrastrutture a rete quali quelle elettriche e di trasporto. Le principali metodiche utilizzate sono a carattere innovativo, basate sulle crescenti potenze di calcolo offerte dai moderni calcolatori. In particolare, si sviluppano ed impiegano metodi di campionamento e simulazione Monte Carlo (subset and line sampling, cross-entropy method, particle filtering) e le metodologie empiriche di classificazione, regressione e previsione basate su tecniche di soft computing (reti neurali, sistemi a logica fuzzy e neuro-fuzzy, fuzzy clustering, modelli ensemble e di bootstrap, support vector machines, algoritmi evolutivi e genetici di ottimizzazione).

Relazioni con enti esterni:

• Reliability, Availability and risk analysis

– Dynamic reliability (for I & C, Ohio State University)

– Passive systems reliability/uncertainty-sensitivity analysis of TH codes (MIT, Tsinghua University)

– Probabilistic safety margins (Universitad Politecnica de Valencia)

– Uncertainty analysis (EdF, University of Stavanger, Fondation Cultural pour une Securite’ Industielle – Toulouse)

– Performance assessment of radioactive waste repositories (ENEA)

• Maintenance, fault diagnostics and failure prognostics

– Degradation modeling and optimal condition-informed maintenance (EdF and CESI Ricerca)

– Fuzzy clustering for diagnostics (EdF)

– Ensemble of regression models for sensor validation (Halden Reactor Project)

– Particle filtering for prognostics

• Vulnerability Analysis of Complex Infrastructures

– Abstract modeling by complexity science, centrality measures and cascades (Fondation Cultural pour une Securite’ Industielle - Toulouse, Virginia Tech, ETHZ, Universitad Central de Venezuela)


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