http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 16:37:59 來源:中國機電一體化技術協會專家委員會
對工業安全的重視,是近年來國內工業領域的關注熱點,因此有必要對這個話題展開討論。
工業安全本身就是一個內涵寬泛的概念,涉及工業行為的方方麵麵,按現代工程學的理解,安全本身就是一係列不斷演進的目標。
工業安全現在多數停留在微觀層麵的決策,例如係統故障的診斷與排除、基於人為意外事故的防範與應急處理領域,我認為這是非常初級的認識。
現在,國際、國內對工業領域的要求,概括地講就是尋找經濟(Economy)、環境(Environment)、能量(Energy)三者的交集,這與經典的“投入-產出”結構完全不同。通俗地講就是3E優化問題,換成科學術語就是三重約束條件下,半自主行為的可持續選擇問題。
工業目標的進步本身就是工業成長的主要評價,支撐以上3E的基礎就是廣義的工業安全體係。
現在的問題是,今天的自動化技術能不能適應這種新工業需求的演進?
筆者個人認為,今天的自動化技術有本征的缺陷,因此,需要進行根本性的變革才能跟上工業進步的節奏。理由如下:
以邏輯過程為基礎的自動化行為已經過時。大家知道FA|PA(工業自動化儀表和控製係統)的基礎就是PLC (可編程邏輯控製器)係統,而今天的PLC 係(xi)統(tong)本(ben)質(zhi)上(shang)是(shi)基(ji)於(yu)預(yu)設(she)的(de)邏(luo)輯(ji)過(guo)程(cheng),遺(yi)憾(han)的(de)是(shi),這(zhe)種(zhong)麵(mian)向(xiang)確(que)定(ding)的(de)邏(luo)輯(ji)過(guo)程(cheng)的(de)思(si)考(kao)是(shi)與(yu)實(shi)際(ji)脫(tuo)離(li)的(de),超(chao)越(yue)邏(luo)輯(ji)的(de)行(xing)為(wei)隨(sui)處(chu)可(ke)見(jian),未(wei)來(lai)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)行(xing)為(wei)應(ying)該(gai)是(shi)麵(mian)向(xiang)協(xie)調(tiao),發(fa)展(zhan)基(ji)於(yu)協(xie)調(tiao)的(de)自(zi)主(zhu)行(xing)為(wei)係(xi)統(tong)是(shi)當(dang)前(qian)自(zi)動(dong)化(hua)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu)應(ying)著(zhe)力(li)參(can)與(yu)的(de)大(da)變(bian)革(ge)。
單(dan)一(yi)網(wang)絡(luo)演(yan)進(jin)是(shi)短(duan)期(qi)行(xing)為(wei),現(xian)在(zai)自(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域(yu)失(shi)去(qu)了(le)自(zi)己(ji)的(de)工(gong)業(ye)特(te)質(zhi),企(qi)圖(tu)以(yi)信(xin)息(xi)領(ling)域(yu)的(de)以(yi)太(tai)網(wang)構(gou)造(zao)單(dan)一(yi)的(de)網(wang)絡(luo)結(jie)構(gou),將(jiang)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)直(zhi)接(jie)演(yan)化(hua)為(wei)數(shu)據(ju)網(wang)絡(luo)。這(zhe)種(zhong)想(xiang)法(fa),非(fei)常(chang)幼(you)稚(zhi),原(yuan)因(yin)有(you)二(er):一是以太網的非實時性;二是以態網是以地址為基礎的通信結構,固然具有大的節點容量,但在信息領域,節點本身是相對靜態、均質的結構,如計算機、交換機等,但工業網絡所需要管理的是彼此互相影響的“動作、行為與事件”,如運動行為、傳感與激勵行為等,這些動作與行為本身不可以完全地被地址標簽捕獲,勢必有大量的行為與事件逃逸。
廣義的機器行為與人智行為的管理困境,現在記錄一個機器的行為是容易的,但實時記錄人智行為(影像記錄除外)是相對困難的事。CNC(計算機數字控製機床)在加工過程中,有限的數據可以指導一係列的加工動作,但如何反映被加工材料的內在結構與性能的變化就是困難的事。有趣的是,CNC主zhu要yao麵mian向xiang剛gang性xing材cai料liao設she計ji的de機ji器qi結jie構gou,對dui複fu合he材cai料liao的de加jia工gong能neng力li非fei常chang有you限xian。而er複fu合he材cai料liao的de製zhi備bei卻que與yu操cao作zuo者zhe的de人ren智zhi行xing為wei高gao度du相xiang關guan,即ji使shi是shi民min用yong航hang空kong最zui先xian進jin的de空kong客ke380的複合材料機翼,也需要現場操作者的自主行為。
基於芯片和數據鏈路的自動化技術強烈地受到環境製約,傳感器的工作範圍也非常有限。首先是工作溫度、粉塵等影響,能在極限條件下工作的自動化係統基本不存在,必須花費巨大的成本來保障工作環境的一致性,防護諸如電磁、太陽風等侵害。發展非芯片的自動化技術迫在眉睫。誇張一點講,現在整個工業結構中,受環境影響最大的就是自動化係統本身。
安(an)全(quan)算(suan)法(fa)沒(mei)有(you)引(yin)起(qi)關(guan)注(zhu),現(xian)在(zai)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)領(ling)域(yu)隻(zhi)有(you)麵(mian)向(xiang)功(gong)能(neng)的(de)算(suan)法(fa),沒(mei)有(you)支(zhi)撐(cheng)功(gong)能(neng)的(de)安(an)全(quan)算(suan)法(fa)平(ping)台(tai)。我(wo)這(zhe)裏(li)指(zhi)的(de)安(an)全(quan)算(suan)法(fa)不(bu)是(shi)信(xin)息(xi)領(ling)域(yu)中(zhong)的(de)加(jia)密(mi)、解jie密mi技ji術shu,而er是shi指zhi為wei了le保bao障zhang功gong能neng集ji合he的de安an全quan結jie構gou。舉ju例li而er言yan,現xian在zai可ke以yi用yong一yi個ge紅hong外wai探tan測ce裝zhuang置zhi發fa現xian一yi個ge控kong製zhi單dan元yuan異yi常chang的de宏hong觀guan表biao現xian,如ru運yun行xing溫wen度du的de異yi常chang,但dan管guan理li這zhe個ge控kong製zhi單dan元yuan的de功gong能neng算suan法fa並bing不bu能neng反fan映ying出chu這zhe個ge功gong能neng算suan法fa的de變bian異yi性xing。
yishangzhishijiandantishiyixia,zidonghualingyudexianzhuangyugongyefazhanxuqiuzhijiandechayixing。renleiduizidonghuajishukuangjiazhiyoubuduanfansi,cainenggengjiajijiyingduigezhongxindegongyexuqiu。
現xian在zai自zi動dong化hua領ling域yu基ji本ben構gou架jia正zheng在zai經jing曆li前qian所suo未wei有you的de轉zhuan變bian,自zi動dong化hua企qi業ye的de長chang期qi贏ying利li困kun境jing,也ye反fan映ying出chu了le這zhe一yi大da變bian革ge態tai勢shi。在zai經jing濟ji刺ci激ji政zheng策ce下xia的de短duan暫zan繁fan榮rong,如ru果guo沒mei有you堅jian實shi的de技ji術shu體ti係xi演yan進jin是shi不bu可ke能neng持chi續xu的de。
這是世界性的挑戰。對有遠見的企業家,更是前所未有的機會。
(作者係中國機電一體化技術協會專家委員會主任、北京含弘天工科技有限公司董事長)