本文為皮爾磁產(chǎn)品副總裁撰寫的文章。
皮爾磁產(chǎn)品副總裁 阿明 格萊澤
人們總是希望有安全保障，但只有當它不存在時人們才會真正注意到它：保護人員、機器以及環(huán)境是安全性的主要作用。過去，安全性和自動化通常被認為是兩個獨立的系統(tǒng)，至少有部分目標相互沖突。實踐證明，將安全功能與自動化技術(shù)結(jié)合起來明顯帶來了更好的開端。從而能夠更輕松地解決自動化難題。
現(xiàn)代工業(yè)社會的特點包括生活水平不斷提高，產(chǎn)品豐富多樣且更具個性化，從而導致了不斷縮短產(chǎn)品生命周期的各種變化形式。這些發(fā)展向制造業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，即：必須以更靈活、更快捷、更高效、更節(jié)約資源的方式制造產(chǎn)品。
自動化的任務是使人們的日常生活更輕松，在個人及產(chǎn)業(yè)環(huán)境中對其給予支持，并協(xié)助他們控制其身邊的流程復雜性。自動化正越來越多地支配著現(xiàn)代工業(yè)社會的發(fā)展步伐。工業(yè)生產(chǎn)的可靠性及效率與自動化之間存在著密不可分的聯(lián)系。它是批量生產(chǎn)的技術(shù)基礎(chǔ)。但是，努力優(yōu)化生產(chǎn)卻受到成本、時間及質(zhì)量這個“神奇三角”法則的左右。
成功優(yōu)化神奇三角的關(guān)鍵取決于如何應對以下自動化趨勢：首先，數(shù)字化使生產(chǎn)和技術(shù)更有效、更靈活;其次是國際化，覆蓋全球需求并在全球成立制造企業(yè);最后，提高人員因素在生產(chǎn)廠中的重要作用。
安全性在塑造此類趨勢中起著顯著的作用。如果對安全問題視而不見或一味地亡羊補牢，那么其實際執(zhí)行情況將變得更加困難或幾乎不可能。
安全不能被視為理所當然
當埃德蒙·卡特賴特于1787年推出了第一臺織布機時，便預示著第一次機械化工業(yè)革命的來臨。當時，主要的動機是提高生產(chǎn)效率，幾乎無人關(guān)心織工的安全。而現(xiàn)在，人們對生產(chǎn)流程的效率和工人的安全給予了同樣的關(guān)注度。
我們的憲法是充分考慮自動化安全問題的起點：它規(guī)定了個人身體完整權(quán)神圣不可侵犯。而且，至少在歐盟機械指令范圍內(nèi)，對機器整個生命周期的安全要求已經(jīng)獲得了準法定性質(zhì)。然而，在許多國家，機器與工作條件的安全性仍然不是理所應當?shù)氖隆＜词乖诘聡蜌W洲，就我們所知，安全自動化同樣處于起步階段。
直到上世紀80年代末，安全才被特指為人類與機器工作區(qū)域的嚴格機械隔離。1987年，自織機發(fā)明的200年后，Pilz推出了首款能在發(fā)生危險情況時可靠停止機械設(shè)備的安全繼電器——PNOZ。直到1995年，Pilz將第一套可自由編程的安全系統(tǒng)PSS 3000推向市場時，才使電氣控制電路用于安全技術(shù)成為可能。這是因為當時的歐洲法律和標準明令禁止在安全技術(shù)中采用純電子控制系統(tǒng)。聯(lián)邦德國經(jīng)濟、勞動和社會事務部以及相關(guān)的歐盟委員會在布魯塞爾進行了艱難的談判后，才對相應法規(guī)進行了修改?，F(xiàn)如今，作為公認的先進技術(shù)，基于軟件的安全功能得到廣泛應用。
數(shù)字化：連通生產(chǎn)力的標桿
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用在日常生活中已經(jīng)司空見慣。我們在互聯(lián)網(wǎng)上購物、存錢、訪問政府部門并將照片上傳至云盤。要做到這一切，我們需要數(shù)字形式的相關(guān)數(shù)據(jù)。第四次工業(yè)革命——或“物聯(lián)網(wǎng)” ——將成為接下來的發(fā)展方向。在德國，我們已經(jīng)為生產(chǎn)中無縫使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提出了一個有趣的名稱：Industrie 4.0.我們的目標是打造智能型工廠，這種工廠可輕松適應靈活的流程，隨時改變生產(chǎn)條件以及各批次的參數(shù)。
對于未來每臺機器、每個設(shè)備部分、每件產(chǎn)品以及每間工廠實現(xiàn)一體化且所有必要數(shù)據(jù)在需要位置永久實時可用的可能性，我們?nèi)匀恢荒苓M行大膽猜測。事實上，依據(jù)VDI的研究，德國40%的經(jīng)濟增長歸功于數(shù)字化。因此，數(shù)字數(shù)據(jù)及其有效交換將定義未來的生產(chǎn)過程并代表在這個過程鏈中的實際價值。這不僅會提高一體化水平;還會成為生產(chǎn)力進步的基準。
在技術(shù)方面，數(shù)字化和一體化并不是工業(yè)環(huán)境中的問題。但是，掌握集成系統(tǒng)的復雜性卻是一大挑戰(zhàn)。事情越復雜，決策失誤的風險就會上升。因此，現(xiàn)代自動化解決方案在未來的主要任務是盡可能采用戶友好的方式解決分布式、一體式機械及系統(tǒng)不斷增加的復雜性。
Pilz以軟件工具的形式對此提供必要支持，例如：可同時實現(xiàn)自動化與安全性的編輯器。這些工具會引導用戶不斷檢查自己的輸入。因此，故障在開始時就可以被排除。其結(jié)果是，自動化和安全性合并提供一種單一的解決方案——物理混合，但邏輯方面無反饋且明顯區(qū)分。
如果所有通信都分散化，將出現(xiàn)安全通信需求。這同時包含安全性能(機械安全)及安全要求(操作安全)兩個方面。除現(xiàn)有要求外，新的保護目標包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)保護、產(chǎn)品與剽竊保護、專有技術(shù)保護、訪問保護以及完整性保護。Pilz了解機械工程及自動化公司的安全要求及其終端用戶的要求。而且，必須對終端用戶及其安全要求予以認可。目前的挑戰(zhàn)是將自動化與信息技術(shù)(IT)的兩個領(lǐng)域的要求規(guī)范為適當、可行的解決方案。今后，兩個領(lǐng)域的安全將緊密相連：無保障的安全不可想象，反之亦然。
國際性：自動化超越國界
信息與通信技術(shù)的高成熟度還促進了工業(yè)自動化技術(shù)在全世界的應用。
一方面，本土企業(yè)正在實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，以便取得更高的經(jīng)濟效益。生產(chǎn)流程的自動化水平越高，對工人的要求就越具挑戰(zhàn)性。
另一方面，跨國公司在本地進行生產(chǎn)經(jīng)營時，遵循的是全球相同的標準化流程。其目的是將需要管理與實施的不同機器設(shè)計的數(shù)量降至最低，從而減少企業(yè)投入及成本。跨國企業(yè)具備的優(yōu)勢：它們可以在不同地點部署員工或機器，依照相同的質(zhì)量及流程規(guī)范在全球范圍制造產(chǎn)品。從而將安全架構(gòu)輸出至目標地區(qū)—— 甚至是只在當?shù)貞幂^低安全要求或可能無安全要求的地區(qū)。活躍于全球的終端用戶、系統(tǒng)集成商及供應商，正逐步調(diào)整著地方標準——這是一個至今被廣泛忽視的全球一體化優(yōu)勢。
安全標準的關(guān)鍵要求是在談及安全機器或安全流程時對安全的具體內(nèi)容以及何時立法的國際性統(tǒng)一理解。Pilz針對CMSE? - Certified Machinery Safety Expert資質(zhì)認證的培訓與進步制定了一項國際安全標準。2013年，Pilz通過與TüVNORD合作，對該國際資質(zhì)進行了定義。此資質(zhì)認證目前計劃在全球22個國家/地區(qū)傳授機械生命周期的各種知識。
人類的新角色
DIN V19233[1972]將自動化定義為“裝備一種裝置，以便在無人干預的情況下完全或部分按預期進行操作”。
因此，過去的自動化理念就是關(guān)于替代人類并將其從工廠大廳驅(qū)逐出去。任何試圖將人類從工廠中驅(qū)逐的計劃現(xiàn)在已經(jīng)過時。隨著復雜性的增加，人類在各領(lǐng)域中都優(yōu)于機器的特點也越來越顯而易見。智能化生產(chǎn)離不開人類，因為與機器不同，他們可以獨立評估情況并做出自主判斷，例如——做決策。
如果人類繼續(xù)從事生產(chǎn)活動，那么工作場所就必須與每個工人的年齡及資質(zhì)相適應。以機器人為例，機器人可以通過與工人之間的密切合作，從事更多消耗體力或特別單調(diào)的工作任務，而人類則可以執(zhí)行更高級的活動。介時，自動化將會解決人口結(jié)構(gòu)變化產(chǎn)生的諸多問題。
自動化會導致一種工作形式，在這種形式下，人類不僅與機器一同工作，而且還會越來越多地進行協(xié)同合作。在許多領(lǐng)域中這意味著人類向機器靠攏，或人類與機器共同執(zhí)行任務，因此共享工作空間，從而使雙方都能發(fā)揮各自的優(yōu)勢。人類和機器的結(jié)合程度越緊密，安全性就變得越重要。只有在安全始終得到保證的情況下，人類才會準備與機器人“同事”合作執(zhí)行工作任務。
這些新的合作形式與人類全新的角色定義需要新的動態(tài)安全機制。例如，當一個人進入工作區(qū)域時，機器人可減速繼續(xù)工作(因此也更安全)，而不是突然停機——未來，機器人甚至可以包含安全回避策略。在分布式系統(tǒng)中，智能傳感器與執(zhí)行器將接管越來越多控制單元的功能，從而實現(xiàn)機器模塊之間以及人與機器之間更好的互動。通過實時以太網(wǎng)同步連接的安全運動控制器已經(jīng)包含了本地控制與評估功能。智能系統(tǒng)，如：首套三維區(qū)域監(jiān)控安全照相系統(tǒng)SafetyEYE以及基于照相機的PSENvip保護與測量系統(tǒng)，明確了智能傳感器技術(shù)的發(fā)展方向。
安全解決方案的范圍與人機合作的形式一樣豐富多樣。不可能對某個機器人系統(tǒng)或安全技術(shù)的安全性進行整體評估。每個應用程序都需要對其技術(shù)安全性進行獨立評估。安全的人機合作最終是規(guī)范性框架條件、以此框架條件為依據(jù)的復雜風險分析、選擇具有適當安全功能機器人，選擇正確的安全附件并最后驗證之間相互作用的結(jié)果
寶貴的安全
安全的概念正在發(fā)生變化：安全性不再被視為簡單的規(guī)范性義務，這與神奇三角的目標不符。如今，成熟的安全概念是生產(chǎn)可行且高效的先決條件。
以數(shù)字化為例：安全是自動化未來發(fā)展的關(guān)鍵。但是，如果對人類、機械或數(shù)據(jù)的保護因為錯誤源頭而受到威脅，那么將無法被市場所接受。在研究聯(lián)盟向德國政府遞交的實施建議中，安全性已被確認并定義為成功的關(guān)鍵因素。Pilz同樣強烈擁護這一點。沒有安全保障，Industrie 4.0將無法正常運轉(zhuǎn)。
作為安全大使，Pilz正在全球范圍積極推動“安全工作場所”保護目標的認可。全球化同樣推動著統(tǒng)一標準的建立。無論自動化出現(xiàn)在何處，安全標準也要隨之提高。將安全性提升至企業(yè)價值層面：企業(yè)可以通過自己的安全標準確保競爭優(yōu)勢，突顯與眾不同之處。
為了改善生產(chǎn)、提高效率，人類在智能工廠的作用最終被重新定義為實現(xiàn)所需質(zhì)量標準不可或缺的一部分。與機器取代人類不同，如今的重點是在人類被充分保護的前提下，兩個方面如何協(xié)同合作。
面向未來的自動化解決方案需要從一開始就考慮到安全性方面的問題。因為安全性不僅僅是硬件;它的作用遠遠超出單純的技術(shù)因素。
皮爾磁中國
銷售咨詢熱線：021 60880878 網(wǎng)址：
（轉(zhuǎn)載）
