سیستم‌های هشدار به عنوان یکی از لایه‌های حفاظتی، نقش مهمی در ایمنی فرآیند دارند. عملکرد اینسیستم‌ها با چالش‌های مختلفی در صنایع فرآیندی نظیر هشدارهای نادرست، هشدارهای از دست رفته، هشدارهای تکراری و تأخیر در آشکارسازی مواجه است. در این رساله، هدف ارائه الگوریتم‌هایی برای بهبود عملکرد سیستم هشدار برای یکی از انواع عیب، تحت عنوان عیب لحظه‌ای است. این عیب بازه زمانی کوتاهی دارد و می‎تواند به‌صورت تکی، متناوب و تصادفی ظاهر شود. آشکارسازی این عیب با چالش‌های مختلفی روبه رو است. پدیده‌هایی چون داده پرت، نویز و لرزش نوسانی می‌تواند تصمیم‌گیری سیستم هشدار را با چالش‌هایی مواجه کند. برای بهبود عملکرد سیستم هشدار برای آشکارسازی عیب لحظه‌ای، در این رساله به ارائه الگوریتم شمارنده افزایشی- کاهشی برای عیب لحظه‌ای تکی و الگوریتم شمارنده و نگه‌دارنده برای عیب لحظه‌ای متناوب پرداخته می‌شود. در آشکارسازی عیب لحظه‌ای تکی، نشان داده می‌شود که الگوریتم شمارنده افزایشی- کاهشی نسبت به دو روش پرکاربرد در سیستم‌های هشدار، یعنی فیلتر و تایمر به ترتیب دقت بیشتر و تأخیر کمتری دارد. در آشکارسازی عیب لحظه‌ای متناوب به کمک الگوریتم شمارنده و نگه‌دارنده، با توجه به رفتار تناوبی عیب، از ترکیب شمارنده افزایشی-کاهشی برای داشتن تأخیر کم، و نگه‌دارنده برای پیوستگی سیگنال هشدار استفاده شده است. از جمله ویژگی‌های مشترک هر دو الگوریتم، سادگی در طراحی و پیاده سازی است. روش آشکارسازی عیب در الگوریتم‌های ارائه شده، استفاده از تغییر در توزیع داده‌ها است. در این روش‎ها فرض می‎شود که داده ‎های دریافتی از سیستم در حالت سالم و معیوب دارای یک توزیعمشخص هستند که با بروز عیب، توزیع داده ‎ها از حالت سالم به معیوب تغییر می‎کند. توصیف ریاضی الگوریتم‌های پیش گفته با استفاده از تئوری زنجیره مارکوف ارائه شده و روابط تحلیلی معیارهای ارزیابی عملکرد سیستم هشدار، شامل نرخ هشدار نادرست، نرخ هشدار از دست رفته و تأخیر در آشکارسازی برای آن‌ها استخراج شده است. روابط به دست آمده به کمک شبیه‌سازی مونت کارلو صحت سنجی شده و روند طراحی پارامترهای هریک از الگوریتم‌ها، با مثال ارائه شده است. بهبود عملکرد سیستم هشدار با استفاده از الگوریتم‌های مطرح شده، نسبت به برخی از روش‌های موجود نشان داده شده است.