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(shí)人們才會(huì )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(guò)去，安全性和自動(dòng)化通常被認為是兩個(gè)獨立的系統，至少有部分目標相互沖突。實(shí)踐證明，將安全功能與自動(dòng)化技術(shù)結合起來(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，即：必須以更靈活、更快捷、更高效、更節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)境中對其給予支持，并協(xié)助他們控制其身邊的流程復雜性。自動(dòng)化正越來(lái)越多地支配著(zhù)現代工業(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(zhù)密不可分的聯(lián)系。它是批量生產(chǎn)的技術(shù)基礎。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)鍵取決于如何應對以下自動(dòng)化趨勢：首先，數字化使生產(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(chǎng)中的重要作用。

安全性在塑造此類(lèi)趨勢中起著(zhù)顯著(zhù)的作用。如果對安全問(wèn)題視而不見(jiàn)或一味地亡羊補牢，那么其實(shí)際執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(lài)特于1787年推出了第一臺織布機時(shí)，便預示著(zhù)第一次機械化工業(yè)革命的來(lái)臨。當時(shí)，主要的動(dòng)機是提高生產(chǎn)效率，幾乎無(wú)人關(guān)心織工的安全。而現在，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(dòng)化安全問(wèn)題的起點(diǎn)：它規定了個(gè)人身體完整權神圣不可侵犯。而且，至少在歐盟機械指令范圍內，對機器整個(gè)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的事。即使在德國和歐洲，就我們所知，安全自動(dòng)化同樣處于起步階段。

直到上世紀80年代末，安全才被特指為人類(lèi)與機器工作區域的嚴格機械隔離。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(shí)可靠停止機械設備的安全繼電器——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。這是因為當時(shí)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。聯(lián)邦德國經(jīng)濟、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，才對相應法規進(jìn)行了修改?，F如今，作為公認的先進(jìn)技術(shù)，基于軟件的安全功能得到廣泛應用。

數字化：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(jiàn)慣。我們在互聯(lián)網(wǎng)上購物、存錢(qián)、訪(fǎng)問(wèn)政府部門(mén)并將照片上傳至云盤(pán)。要做到這一切，我們需要數字形式的相關(guān)數據。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，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(chēng)：Industrie 4.0.我們的目標是打造智能型工廠(chǎng)，這種工廠(chǎng)可輕松適應靈活的流程，隨時(shí)改變生產(chǎn)條件以及各批次的參數。

對于未來(lái)每臺機器、每個(gè)設備部分、每件產(chǎn)品以及每間工廠(chǎng)實(shí)現一體化且所有必要數據在需要位置永久實(shí)時(shí)可用的可能性，我們仍然只能進(jìn)行大膽猜測。事實(shí)上，依據VDI的研究，德國40％的經(jīng)濟增長(cháng)歸功于數字化。因此，數字數據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。

在技術(shù)方面，數字化和一體化并不是工業(yè)環(huán)境中的問(wèn)題。但是，掌握集成系統的復雜性卻是一大挑戰。事情越復雜，決策失誤的風(fēng)險就會(huì )上升。因此，現代自動(dòng)化解決方案在未來(lái)的主要任務(wù)是盡可能采用戶(hù)友好的方式解決分布式、一體式機械及系統不斷增加的復雜性。

Pilz以軟件工具的形式對此提供必要支持，例如：可同時(shí)實(shí)現自動(dòng)化與安全性的編輯器。這些工具會(huì )引導用戶(hù)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)反饋且明顯區分。

如果所有通信都分散化，將出現安全通信需求。這同時(shí)包含安全性能（機械安全）及安全要求（操作安全）兩個(gè)方面。除現有要求外，新的保護目標包括生產(chǎn)數據保護、產(chǎn)品與剽竊保護、專(zhuān)有技術(shù)保護、訪(fǎng)問(wèn)保護以及完整性保護。Pilz了解機械工程及自動(dòng)化公司的安全要求及其終端用戶(hù)的要求。而且，必須對終端用戶(hù)及其安全要求予以認可。目前的挑戰是將自動(dòng)化與信息技術(shù)（IT）的兩個(gè)領(lǐng)域的要求規范為適當、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。

國際性：自動(dòng)化超越國界

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)在全世界的應用。

一方面，本土企業(yè)正在實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)，以便取得更高的經(jīng)濟效益。生產(chǎn)流程的自動(dòng)化水平越高，對工人的要求就越具挑戰性。

另一方面，跨國公司在本地進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)時(shí)，遵循的是全球相同的標準化流程。其目的是將需要管理與實(shí)施的不同機器設計的數量降至最低，從而減少企業(yè)投入及成本?？鐕髽I(yè)具備的優(yōu)勢：它們可以在不同地點(diǎn)部署員工或機器，依照相同的質(zhì)量及流程規范在全球范圍制造產(chǎn)品。從而將安全架構輸出至目標地區—— 甚至是只在當地應用較低安全要求或可能無(wú)安全要求的地區?；钴S于全球的終端用戶(hù)、系統集成商及供應商，正逐步調整著(zhù)地方標準——這是一個(gè)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(shí)對安全的具體內容以及何時(shí)立法的國際性統一理解。Pilz針對CMSE? - Certified Machinery Safety Expert資質(zhì)認證的培訓與進(jìn)步制定了一項國際安全標準。2013年，Pilz通過(guò)與TüVNORD合作，對該國際資質(zhì)進(jìn)行了定義。此資質(zhì)認證目前計劃在全球22個(gè)國家/地區傳授機械生命周期的各種知識。

人類(lèi)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)人干預的情況下完全或部分按預期進(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(lèi)并將其從工廠(chǎng)大廳驅逐出去。任何試圖將人類(lèi)從工廠(chǎng)中驅逐的計劃現在已經(jīng)過(guò)時(shí)。隨著(zhù)復雜性的增加，人類(lèi)在各領(lǐng)域中都優(yōu)于機器的特點(diǎn)也越來(lái)越顯而易見(jiàn)。智能化生產(chǎn)離不開(kāi)人類(lèi)，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(lèi)繼續從事生產(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。以機器人為例，機器人可以通過(guò)與工人之間的密切合作，從事更多消耗體力或特別單調的工作任務(wù)，而人類(lèi)則可以執行更高級的活動(dòng)。介時(shí)，自動(dòng)化將會(huì )解決人口結構變化產(chǎn)生的諸多問(wèn)題。

自動(dòng)化會(huì )導致一種工作形式，在這種形式下，人類(lèi)不僅與機器一同工作，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(zhù)人類(lèi)向機器靠攏，或人類(lèi)與機器共同執行任務(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。人類(lèi)和機器的結合程度越緊密，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(lèi)才會(huì )準備與機器人“同事”合作執行工作任務(wù)。

這些新的合作形式與人類(lèi)全新的角色定義需要新的動(dòng)態(tài)安全機制。例如，當一個(gè)人進(jìn)入工作區域時(shí)，機器人可減速繼續工作（因此也更安全），而不是突然停機——未來(lái)，機器人甚至可以包含安全回避策略。在分布式系統中，智能傳感器與執行器將接管越來(lái)越多控制單元的功能，從而實(shí)現機器模塊之間以及人與機器之間更好的互動(dòng)。通過(guò)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)同步連接的安全運動(dòng)控制器已經(jīng)包含了本地控制與評估功能。智能系統，如：首套三維區域監控安全照相系統SafetyEYE以及基于照相機的PSENvip保護與測量系統，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(gè)機器人系統或安全技術(shù)的安全性進(jìn)行整體評估。每個(gè)應用程序都需要對其技術(shù)安全性進(jìn)行獨立評估。安全的人機合作最終是規范性框架條件、以此框架條件為依據的復雜風(fēng)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)單的規范性義務(wù)，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，如果對人類(lèi)、機械或數據的保護因為錯誤源頭而受到威脅，那么將無(wú)法被市場(chǎng)所接受。在研究聯(lián)盟向德國政府遞交的實(shí)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(diǎn)。沒(méi)有安全保障，Industrie 4.0將無(wú)法正常運轉。

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”保護目標的認可。全球化同樣推動(dòng)著(zhù)統一標準的建立。無(wú)論自動(dòng)化出現在何處，安全標準也要隨之提高。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(lèi)在智能工廠(chǎng)的作用最終被重新定義為實(shí)現所需質(zhì)量標準不可或缺的一部分。與機器取代人類(lèi)不同，如今的重點(diǎn)是在人類(lèi)被充分保護的前提下，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。