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(dāng)它不存在時(shí)人們才會(huì)真正注意到它：保護(hù)人員、機(jī)器以及環(huán)境是安全性的主要作用。過(guò)去，安全性和自動(dòng)化通常被認(rèn)為是兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，至少有部分目標(biāo)相互沖突。實(shí)踐證明，將安全功能與自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合起來(lái)明顯帶來(lái)了更好的開(kāi)端。從而能夠更輕松地解決自動(dòng)化難題。
      現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)的特點(diǎn)包括生活水平不斷提高，產(chǎn)品豐富多樣且更具個(gè)性化，從而導(dǎo)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(dòng)化的任務(wù)是使人們的日常生活更輕松，在個(gè)人及產(chǎn)業(yè)環(huán)境中對(duì)其給予支持，并協(xié)助他們控制其身邊的流程復(fù)雜性。自動(dòng)化正越來(lái)越多地支配著現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)的發(fā)展步伐。工業(yè)生產(chǎn)的可靠性及效率與自動(dòng)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(shí)間及質(zhì)量這個(gè)“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(yīng)對(duì)以下自動(dòng)化趨勢(shì)：首先，數(shù)字化使生產(chǎn)和技術(shù)更有效、更靈活；其次是國(guó)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(shì)中起著顯著的作用。如果對(duì)安全問(wèn)題視而不見(jiàn)或一味地亡羊補(bǔ)牢，那么其實(shí)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(dāng)然
      當(dāng)埃德蒙·卡特賴特于1787年推出了第一臺(tái)織布機(jī)時(shí)，便預(yù)示著第一次機(jī)械化工業(yè)革命的來(lái)臨。當(dāng)時(shí)，主要的動(dòng)機(jī)是提高生產(chǎn)效率，幾乎無(wú)人關(guān)心織工的安全。而現(xiàn)在，人們對(duì)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(dòng)化安全問(wèn)題的起點(diǎn)：它規(guī)定了個(gè)人身體完整權(quán)神圣不可侵犯。而且，至少在歐盟機(jī)械指令范圍內(nèi)，對(duì)機(jī)器整個(gè)生命周期的安全要求已經(jīng)獲得了準(zhǔn)法定性質(zhì)。然而，在許多國(guó)家，機(jī)器與工作條件的安全性仍然不是理所應(yīng)當(dāng)?shù)氖?。即使在德?guó)和歐洲，就我們所知，安全自動(dòng)化同樣處于起步階段。
      直到上世紀(jì)80年代末，安全才被特指為人類與機(jī)器工作區(qū)域的嚴(yán)格機(jī)械隔離。 1987年，自織機(jī)發(fā)明的200年后，Pilz推出了首款能在發(fā)生危險(xiǎn)情況時(shí)可靠停止機(jī)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(chǎng)時(shí)，才使電氣控制電路用于安全技術(shù)成為可能。這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的歐洲法律和標(biāo)準(zhǔn)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(guó)經(jīng)濟(jì)、勞動(dòng)和社會(huì)事務(wù)部以及相關(guān)的歐盟委員會(huì)在布魯塞爾進(jìn)行了艱難的談判后，才對(duì)相應(yīng)法規(guī)進(jìn)行了修改。現(xiàn)如今，作為公認(rèn)的先進(jìn)技術(shù)，基于軟件的安全功能得到廣泛應(yīng)用。
數(shù)字化：連通生產(chǎn)力的標(biāo)桿
      互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用在日常生活中已經(jīng)司空見(jiàn)慣。我們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)上購(gòu)物、存錢、訪問(wèn)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(lái)的發(fā)展方向。在德國(guó)，我們已經(jīng)為生產(chǎn)中無(wú)縫使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提出了一個(gè)有趣的名稱：Industrie 4.0.我們的目標(biāo)是打造智能型工廠，這種工廠可輕松適應(yīng)靈活的流程，隨時(shí)改變生產(chǎn)條件以及各批次的參數(shù)。
      對(duì)于未來(lái)每臺(tái)機(jī)器、每個(gè)設(shè)備部分、每件產(chǎn)品以及每間工廠實(shí)現(xiàn)一體化且所有必要數(shù)據(jù)在需要位置永久實(shí)時(shí)可用的可能性，我們?nèi)匀恢荒苓M(jìn)行大膽猜測(cè)。事實(shí)上，依據(jù)VDI的研究，德國(guó)40％的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)歸功于數(shù)字化。因此，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)及其有效交換將定義未來(lái)的生產(chǎn)過(guò)程并代表在這個(gè)過(guò)程鏈中的實(shí)際價(jià)值。這不僅會(huì)提高一體化水平；還會(huì)成為生產(chǎn)力進(jìn)步的基準(zhǔn)。
      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(wèn)題。但是，掌握集成系統(tǒng)的復(fù)雜性卻是一大挑戰(zhàn)。事情越復(fù)雜，決策失誤的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)上升。因此，現(xiàn)代自動(dòng)化解決方案在未來(lái)的主要任務(wù)是盡可能采用戶友好的方式解決分布式、一體式機(jī)械及系統(tǒng)不斷增加的復(fù)雜性。
      Pilz以軟件工具的形式對(duì)此提供必要支持，例如：可同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與安全性的編輯器。這些工具會(huì)引導(dǎo)用戶不斷檢查自己的輸入。因此，故障在開(kāi)始時(shí)就可以被排除。其結(jié)果是，自動(dòng)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(wú)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(shí)包含安全性能（機(jī)械安全）及安全要求（操作安全）兩個(gè)方面。除現(xiàn)有要求外，新的保護(hù)目標(biāo)包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)保護(hù)、產(chǎn)品與剽竊保護(hù)、專有技術(shù)保護(hù)、訪問(wèn)保護(hù)以及完整性保護(hù)。Pilz了解機(jī)械工程及自動(dòng)化公司的安全要求及其終端用戶的要求。而且，必須對(duì)終端用戶及其安全要求予以認(rèn)可。目前的挑戰(zhàn)是將自動(dòng)化與信息技術(shù)（IT）的兩個(gè)領(lǐng)域的要求規(guī)范為適當(dāng)、可行的解決方案。今后，兩個(gè)領(lǐng)域的安全將緊密相連：無(wú)保障的安全不可想象，反之亦然。
國(guó)際性：自動(dòng)化超越國(guó)界
      信息與通信技術(shù)的高成熟度還促進(jìn)了工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在全世界的應(yīng)用。
      一方面，本土企業(yè)正在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，以便取得更高的經(jīng)濟(jì)效益。生產(chǎn)流程的自動(dòng)化水平越高，對(duì)工人的要求就越具挑戰(zhàn)性。
      另一方面，跨國(guó)公司在本地進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)時(shí)，遵循的是全球相同的標(biāo)準(zhǔn)化流程。其目的是將需要管理與實(shí)施的不同機(jī)器設(shè)計(jì)的數(shù)量降至最低，從而減少企業(yè)投入及成本。跨國(guó)企業(yè)具備的優(yōu)勢(shì)：它們可以在不同地點(diǎn)部署員工或機(jī)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(biāo)地區(qū)—— 甚至是只在當(dāng)?shù)貞?yīng)用較低安全要求或可能無(wú)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(yīng)商，正逐步調(diào)整著地方標(biāo)準(zhǔn)——這是一個(gè)至今被廣泛忽視的全球一體化優(yōu)勢(shì)。
      安全標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵要求是在談及安全機(jī)器或安全流程時(shí)對(duì)安全的具體內(nèi)容以及何時(shí)立法的國(guó)際性統(tǒng)一理解。Pilz針對(duì)CMSE? - Certified Machinery Safety Expert資質(zhì)認(rèn)證的培訓(xùn)與進(jìn)步制定了一項(xiàng)國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)。2013年，Pilz通過(guò)與TüVNORD合作，對(duì)該國(guó)際資質(zhì)進(jìn)行了定義。此資質(zhì)認(rèn)證目前計(jì)劃在全球22個(gè)國(guó)家/地區(qū)傳授機(jī)械生命周期的各種知識(shí)。
人類的新角色
      DIN V19233[1972]將自動(dòng)化定義為“裝備一種裝置，以便在無(wú)人干預(yù)的情況下完全或部分按預(yù)期進(jìn)行操作”。
      因此，過(guò)去的自動(dòng)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(jì)劃現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)時(shí)。隨著復(fù)雜性的增加，人類在各領(lǐng)域中都優(yōu)于機(jī)器的特點(diǎn)也越來(lái)越顯而易見(jiàn)。智能化生產(chǎn)離不開(kāi)人類，因?yàn)榕c機(jī)器不同，他們可以獨(dú)立評(píng)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(dòng)，那么工作場(chǎng)所就必須與每個(gè)工人的年齡及資質(zhì)相適應(yīng)。以機(jī)器人為例，機(jī)器人可以通過(guò)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(wù)，而人類則可以執(zhí)行更高級(jí)的活動(dòng)。介時(shí)，自動(dòng)化將會(huì)解決人口結(jié)構(gòu)變化產(chǎn)生的諸多問(wèn)題。
      自動(dòng)化會(huì)導(dǎo)致一種工作形式，在這種形式下，人類不僅與機(jī)器一同工作，而且還會(huì)越來(lái)越多地進(jìn)行協(xié)同合作。在許多領(lǐng)域中這意味著人類向機(jī)器靠攏，或人類與機(jī)器共同執(zhí)行任務(wù)，因此共享工作空間，從而使雙方都能發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。人類和機(jī)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(huì)準(zhǔn)備與機(jī)器人“同事”合作執(zhí)行工作任務(wù)。
      這些新的合作形式與人類全新的角色定義需要新的動(dòng)態(tài)安全機(jī)制。例如，當(dāng)一個(gè)人進(jìn)入工作區(qū)域時(shí)，機(jī)器人可減速繼續(xù)工作（因此也更安全），而不是突然停機(jī)——未來(lái)，機(jī)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(lái)越多控制單元的功能，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器模塊之間以及人與機(jī)器之間更好的互動(dòng)。通過(guò)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)同步連接的安全運(yùn)動(dòng)控制器已經(jīng)包含了本地控制與評(píng)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(jī)的PSENvip保護(hù)與測(cè)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(jī)合作的形式一樣豐富多樣。不可能對(duì)某個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)或安全技術(shù)的安全性進(jìn)行整體評(píng)估。每個(gè)應(yīng)用程序都需要對(duì)其技術(shù)安全性進(jìn)行獨(dú)立評(píng)估。安全的人機(jī)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(fù)雜風(fēng)險(xiǎn)分析、選擇具有適當(dāng)安全功能機(jī)器人，選擇正確的安全附件并最后驗(yàn)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(jiǎn)單的規(guī)范性義務(wù)，這與神奇三角的目標(biāo)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(dòng)化未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。但是，如果對(duì)人類、機(jī)械或數(shù)據(jù)的保護(hù)因?yàn)殄e(cuò)誤源頭而受到威脅，那么將無(wú)法被市場(chǎng)所接受。在研究聯(lián)盟向德國(guó)政府遞交的實(shí)施建議中，安全性已被確認(rèn)并定義為成功的關(guān)鍵因素。Pilz同樣強(qiáng)烈擁護(hù)這一點(diǎn)。沒(méi)有安全保障，Industrie 4.0將無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
      作為安全大使，Pilz正在全球范圍積極推動(dòng)“安全工作場(chǎng)所”保護(hù)目標(biāo)的認(rèn)可。全球化同樣推動(dòng)著統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的建立。無(wú)論自動(dòng)化出現(xiàn)在何處，安全標(biāo)準(zhǔn)也要隨之提高。將安全性提升至企業(yè)價(jià)值層面：企業(yè)可以通過(guò)自己的安全標(biāo)準(zhǔn)確保競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，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(shí)現(xiàn)所需質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不可或缺的一部分。與機(jī)器取代人類不同，如今的重點(diǎn)是在人類被充分保護(hù)的前提下，兩個(gè)方面如何協(xié)同合作。
      面向未來(lái)的自動(dòng)化解決方案需要從一開(kāi)始就考慮到安全性方面的問(wèn)題。因?yàn)榘踩圆粌H僅是硬件；它的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出單純的技術(shù)因素。

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