隨著(zhù)工業(yè)4.0時(shí)代的來(lái)臨，高度網(wǎng)絡(luò )化的系統結構開(kāi)始出現，其中囊括了各行各業(yè)的人員、各種各樣的IT系統、自動(dòng)化組件和機器。安全、保障和控制智能分配之間的相互作用成為工業(yè)4.0獲得成功的主要因素。

    工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)或智能工廠(chǎng)，這些術(shù)語(yǔ)都在說(shuō)明工廠(chǎng)和機械的網(wǎng)絡(luò )化趨勢方興未艾。信息科技（IT）和自動(dòng)化（AUT）緊密相連。這就意味著(zhù)，憑借未來(lái)產(chǎn)業(yè)的高度網(wǎng)絡(luò )化，公司可以提升附加值，同時(shí)削減成本。

    工業(yè)4.0可謂第四次工業(yè)革命的代名詞，但其所帶來(lái)的遠不止發(fā)展進(jìn)化那么簡(jiǎn)單。因為工業(yè)4.0的基礎是假定所有參與者均有意愿進(jìn)行變革。這并不是指采用眾多全新技術(shù)，或者只是最近才將其用于生產(chǎn)活動(dòng)。RFID和WLAN等技術(shù)的使用早已不是什么新鮮事，可以通過(guò)這些技術(shù)對數據進(jìn)行記錄和評估，并將其傳輸至實(shí)時(shí)生產(chǎn)控制系統內。

    隨著(zhù)復雜程度的提升，對安全的理解也在發(fā)生變化

    實(shí)際的挑戰是如何將自動(dòng)化和IT這兩個(gè)領(lǐng)域結合起來(lái)，形成切實(shí)可行的解決方案。下面這個(gè)安全相關(guān)的實(shí)例足以表明其復雜程度：如果對所有通信進(jìn)行分散化處理，安全通信需求便會(huì )上升，后者在安全方面（機械安全）和保障方面（操作安全）均有要求，需要等量齊觀(guān)予以考慮。

    安全領(lǐng)域現已具有相當充分的投資保障和法律確定性特征。其中部分原因在于需要遵循規范和標準：安全完整性等級（SIL）等各種術(shù)語(yǔ)現已明確規定，還可對危險等級進(jìn)行分類(lèi)，執行風(fēng)險評估。自動(dòng)化組件的網(wǎng)絡(luò )化增加了系統復雜性，也因此增加了未經(jīng)授權的訪(fǎng)問(wèn)風(fēng)險。

    保障問(wèn)題，亦即防止未經(jīng)授權訪(fǎng)問(wèn)機器及其數據，尚未得到適當解決；此外還需對產(chǎn)品和專(zhuān)業(yè)知識進(jìn)行保護。這就需要制定通用標準；需要開(kāi)發(fā)出一些方法來(lái)創(chuàng )建安全架構和安全準則，滿(mǎn)足安全和保障要求。

    整體安全理念有賴(lài)于安全和保障的相互配合，同時(shí)逐漸調整系統架構進(jìn)行促進(jìn)，期間遵循開(kāi)放標準，并且考慮到存在多個(gè)不同的制造商。核心問(wèn)題包括：對產(chǎn)品、工藝和機器進(jìn)行明確、安全的身份驗證，以及在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行安全的信息交換。至于安全方面，需要檢查保障問(wèn)題對功能安全的影響程度。

    沒(méi)有付諸實(shí)施的保障措施，即使再好也毫無(wú)價(jià)值；或者更糟糕的是，如果保障措施因耗時(shí)過(guò)多、缺乏了解或未能知情而人為落空，即使再好也無(wú)濟于事。這里給出一些與功能安全類(lèi)似的情況：安全措施不得對工廠(chǎng)和機械的可用性造成負面影響。因此安全領(lǐng)域內的各項原則可以一一對應地遷移至保障領(lǐng)域。

    模塊化工廠(chǎng)要求分布式智能

    客戶(hù)產(chǎn)品要求個(gè)性化、單位式產(chǎn)品數量更大、產(chǎn)品生命周期日益縮短，這些都是驅動(dòng)工業(yè)4.0發(fā)展的因素，它們導致生產(chǎn)系統批次變得更小，重新配置變得更加頻繁。因此，在通往未來(lái)自動(dòng)化制造的道路上，模塊化和分散化是兩個(gè)關(guān)鍵的成功因素。能以用戶(hù)友好型方式對分布式智能進(jìn)行控制的自動(dòng)化系統則是實(shí)現這一目標的先決條件。屆時(shí)便可將工廠(chǎng)分解為若干個(gè)獨立運行的可管理單元。

    模塊化工廠(chǎng)結構遵循機電學(xué)方法。其基本原理是將機器開(kāi)發(fā)過(guò)程中涉及的所有學(xué)科（機械、電子和自動(dòng)化技術(shù)）整體融合起來(lái)。通用化規定如何將多種獨特的自動(dòng)化技術(shù)組件和相應的軟件工具集成在一起，形成自動(dòng)化解決方案。這種通用性延伸覆蓋自動(dòng)化金字塔的全部四個(gè)層級（管理層級、運行層級、控制層級和現場(chǎng)層級）。機電學(xué)方法甚至要求能將控制功能“遷移”至單個(gè)機電模塊內?？芍С衷摲椒ǖ目刂葡到y將發(fā)揮核心作用。

    這就是目前系統的局限所在。您可以創(chuàng )建軟件模塊，但當功能強大的中心控制系統執行這些軟件模塊時(shí)，單個(gè)模塊的調試就會(huì )變得復雜。本地控制系統可以用于實(shí)現模塊自動(dòng)化，但在建立模塊之間的通信時(shí)，這將會(huì )增加所需的工作量。

    正是出于這一原因，體現工業(yè)4.0精神的自動(dòng)化所需的解決方案應能對控制智能進(jìn)行分配，同時(shí)保證多個(gè)控制系統經(jīng)過(guò)必要的聯(lián)網(wǎng)后，仍便于用戶(hù)進(jìn)行處理。憑借兼容工業(yè)4.0的自動(dòng)化系統PSS 4000，Pilz不斷努力尋求始終模塊化的、可分配化的方法。通過(guò)這種方式，就能從分散控制結構中獲益，同時(shí)不必承擔將程序分配給多個(gè)不同控制系統時(shí)通常會(huì )造成的復雜性增加的情況。

    從根本上說(shuō)，我們應將工業(yè)4.0視為一種愿景，一種讓德國作為工業(yè)國家，可以實(shí)現更強競爭力目標的愿景。因此，每一家制造公司均應參與到工業(yè)4.0中來(lái)，這一點(diǎn)非常重要。將問(wèn)題限制在純粹技術(shù)層面是非常缺乏遠見(jiàn)的行為。若要持續性地獲得市場(chǎng)認可，需要奉行的原則之一就是創(chuàng )建機器間和機器內標準通信機制。只有當兼顧這兩個(gè)方面的要求時(shí)，才能獲得用戶(hù)認可的、切實(shí)可行的解決方案。

    工業(yè)4.0需要標準化

    除了技術(shù)，工業(yè)4.0安全解決方案仍舊面臨來(lái)自商業(yè)層面、心理層面和培訓層面的挑戰。例如，目前仍舊缺乏合適、通用、標準化、可用于執行合乎要求的安全解決方案的行業(yè)操作平臺。尤其是在工業(yè)4.0的作用下，網(wǎng)絡(luò )化趨勢方興未艾，同時(shí)價(jià)值網(wǎng)絡(luò )內多個(gè)合作伙伴間隨后展開(kāi)了合作，這些都迫切需要對經(jīng)驗和認可流程做出比較。

    各種協(xié)會(huì )和研究項目（例如“智能工廠(chǎng)KL”研究平臺）發(fā)揮了重要的作用；在此行業(yè)內，業(yè)務(wù)和研究并舉，逐漸產(chǎn)生了創(chuàng )新工廠(chǎng)系統，集中形成了模范工廠(chǎng)。此類(lèi)平臺的重要任務(wù)之一便是制定標準。因為需要統一標準，以便將工業(yè)4.0的首創(chuàng )精神落實(shí)到企業(yè)中。屆時(shí)用戶(hù)便可使用多個(gè)供應商提供的組件來(lái)裝配生產(chǎn)線(xiàn)，靈活、快速地適應不斷變化的各種情況。這樣便可在整個(gè)價(jià)值鏈內普遍實(shí)現多家公司之間的合作。

    皮爾磁中國
    銷(xiāo)售咨詢(xún)熱線(xiàn)：4006 4006 50 網(wǎng)址： www.pilz.com.cn