http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 00:58:18 來源:皮爾磁中國
隨著工業4.0時代的來臨,高度網絡化的係統結構開始出現,其中囊括了各行各業的人員、各種各樣的IT係統、自動化組件和機器。安全、保障和控製智能分配之間的相互作用成為工業4.0獲得成功的主要因素。
工業4.0、物聯網或智能工廠,這些術語都在說明工廠和機械的網絡化趨勢方興未艾。信息科技(IT)和自動化(AUT)緊密相連。這就意味著,憑借未來產業的高度網絡化,公司可以提升附加值,同時削減成本。
工業4.0可謂第四次工業革命的代名詞,但其所帶來的遠不止發展進化那麼簡單。因為工業4.0的基礎是假定所有參與者均有意願進行變革。這並不是指采用眾多全新技術,或者隻是最近才將其用於生產活動。RFID和WLAN等技術的使用早已不是什麼新鮮事,可以通過這些技術對數據進行記錄和評估,並將其傳輸至實時生產控製係統內。

隨著複雜程度的提升,對安全的理解也在發生變化
實際的挑戰是如何將自動化和IT這兩個領域結合起來,形成切實可行的解決方案。下麵這個安全相關的實例足以表明其複雜程度:如果對所有通信進行分散化處理,安全通信需求便會上升,後者在安全方麵(機械安全)和保障方麵(操作安全)均有要求,需要等量齊觀予以考慮。
安全領域現已具有相當充分的投資保障和法律確定性特征。其中部分原因在於需要遵循規範和標準:安全完整性等級(SIL)等(deng)各(ge)種(zhong)術(shu)語(yu)現(xian)已(yi)明(ming)確(que)規(gui)定(ding),還(hai)可(ke)對(dui)危(wei)險(xian)等(deng)級(ji)進(jin)行(xing)分(fen)類(lei),執(zhi)行(xing)風(feng)險(xian)評(ping)估(gu)。自(zi)動(dong)化(hua)組(zu)件(jian)的(de)網(wang)絡(luo)化(hua)增(zeng)加(jia)了(le)係(xi)統(tong)複(fu)雜(za)性(xing),也(ye)因(yin)此(ci)增(zeng)加(jia)了(le)未(wei)經(jing)授(shou)權(quan)的(de)訪(fang)問(wen)風(feng)險(xian)。
保障問題,亦即防止未經授權訪問機器及其數據,尚未得到適當解決;此外還需對產品和專業知識進行保護。這就需要製定通用標準;需要開發出一些方法來創建安全架構和安全準則,滿足安全和保障要求。
整(zheng)體(ti)安(an)全(quan)理(li)念(nian)有(you)賴(lai)於(yu)安(an)全(quan)和(he)保(bao)障(zhang)的(de)相(xiang)互(hu)配(pei)合(he),同(tong)時(shi)逐(zhu)漸(jian)調(tiao)整(zheng)係(xi)統(tong)架(jia)構(gou)進(jin)行(xing)促(cu)進(jin),期(qi)間(jian)遵(zun)循(xun)開(kai)放(fang)標(biao)準(zhun),並(bing)且(qie)考(kao)慮(lv)到(dao)存(cun)在(zai)多(duo)個(ge)不(bu)同(tong)的(de)製(zhi)造(zao)商(shang)。核(he)心(xin)問(wen)題(ti)包(bao)括(kuo):對產品、工藝和機器進行明確、安全的身份驗證,以及在整個生產過程中進行安全的信息交換。至於安全方麵,需要檢查保障問題對功能安全的影響程度。
沒有付諸實施的保障措施,即使再好也毫無價值;或者更糟糕的是,如果保障措施因耗時過多、缺乏了解或未能知情而人為落空,即使再好也無濟於事。這裏給出一些與功能安全類似的情況:安全措施不得對工廠和機械的可用性造成負麵影響。因此安全領域內的各項原則可以一一對應地遷移至保障領域。
模塊化工廠要求分布式智能
客戶產品要求個性化、單位式產品數量更大、產品生命周期日益縮短,這些都是驅動工業4.0發fa展zhan的de因yin素su,它ta們men導dao致zhi生sheng產chan係xi統tong批pi次ci變bian得de更geng小xiao,重zhong新xin配pei置zhi變bian得de更geng加jia頻pin繁fan。因yin此ci,在zai通tong往wang未wei來lai自zi動dong化hua製zhi造zao的de道dao路lu上shang,模mo塊kuai化hua和he分fen散san化hua是shi兩liang個ge關guan鍵jian的de成cheng功gong因yin素su。能neng以yi用yong戶hu友you好hao型xing方fang式shi對dui分fen布bu式shi智zhi能neng進jin行xing控kong製zhi的de自zi動dong化hua係xi統tong則ze是shi實shi現xian這zhe一yi目mu標biao的de先xian決jue條tiao件jian。屆jie時shi便bian可ke將jiang工gong廠chang分fen解jie為wei若ruo幹gan個ge獨du立li運yun行xing的de可ke管guan理li單dan元yuan。
模塊化工廠結構遵循機電學方法。其基本原理是將機器開發過程中涉及的所有學科(機械、電子和自動化技術)整(zheng)體(ti)融(rong)合(he)起(qi)來(lai)。通(tong)用(yong)化(hua)規(gui)定(ding)如(ru)何(he)將(jiang)多(duo)種(zhong)獨(du)特(te)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)組(zu)件(jian)和(he)相(xiang)應(ying)的(de)軟(ruan)件(jian)工(gong)具(ju)集(ji)成(cheng)在(zai)一(yi)起(qi),形(xing)成(cheng)自(zi)動(dong)化(hua)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。這(zhe)種(zhong)通(tong)用(yong)性(xing)延(yan)伸(shen)覆(fu)蓋(gai)自(zi)動(dong)化(hua)金(jin)字(zi)塔(ta)的(de)全(quan)部(bu)四(si)個(ge)層(ceng)級(ji)(管理層級、運行層級、控製層級和現場層級)。機電學方法甚至要求能將控製功能“遷移”至單個機電模塊內。可支持該方法的控製係統將發揮核心作用。
這zhe就jiu是shi目mu前qian係xi統tong的de局ju限xian所suo在zai。您nin可ke以yi創chuang建jian軟ruan件jian模mo塊kuai,但dan當dang功gong能neng強qiang大da的de中zhong心xin控kong製zhi係xi統tong執zhi行xing這zhe些xie軟ruan件jian模mo塊kuai時shi,單dan個ge模mo塊kuai的de調tiao試shi就jiu會hui變bian得de複fu雜za。本ben地di控kong製zhi係xi統tong可ke以yi用yong於yu實shi現xian模mo塊kuai自zi動dong化hua,但dan在zai建jian立li模mo塊kuai之zhi間jian的de通tong信xin時shi,這zhe將jiang會hui增zeng加jia所suo需xu的de工gong作zuo量liang。

正是出於這一原因,體現工業4.0精(jing)神(shen)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)所(suo)需(xu)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)應(ying)能(neng)對(dui)控(kong)製(zhi)智(zhi)能(neng)進(jin)行(xing)分(fen)配(pei),同(tong)時(shi)保(bao)證(zheng)多(duo)個(ge)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)經(jing)過(guo)必(bi)要(yao)的(de)聯(lian)網(wang)後(hou),仍(reng)便(bian)於(yu)用(yong)戶(hu)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)。憑(ping)借(jie)兼(jian)容(rong)工(gong)業(ye)4.0的自動化係統PSS 4000,Pilz不斷努力尋求始終模塊化的、kefenpeihuadefangfa。tongguozhezhongfangshi,jiunengcongfensankongzhijiegouzhonghuoyi,tongshibubichengdanjiangchengxufenpeigeiduogebutongkongzhixitongshitongchanghuizaochengdefuzaxingzengjiadeqingkuang。
從根本上說,我們應將工業4.0視為一種願景,一種讓德國作為工業國家,可以實現更強競爭力目標的願景。因此,每一家製造公司均應參與到工業4.0中zhong來lai,這zhe一yi點dian非fei常chang重zhong要yao。將jiang問wen題ti限xian製zhi在zai純chun粹cui技ji術shu層ceng麵mian是shi非fei常chang缺que乏fa遠yuan見jian的de行xing為wei。若ruo要yao持chi續xu性xing地di獲huo得de市shi場chang認ren可ke,需xu要yao奉feng行xing的de原yuan則ze之zhi一yi就jiu是shi創chuang建jian機ji器qi間jian和he機ji器qi內nei標biao準zhun通tong信xin機ji製zhi。隻zhi有you當dang兼jian顧gu這zhe兩liang個ge方fang麵mian的de要yao求qiu時shi,才cai能neng獲huo得de用yong戶hu認ren可ke的de、切實可行的解決方案。
工業4.0需要標準化
除了技術,工業4.0安全解決方案仍舊麵臨來自商業層麵、心理層麵和培訓層麵的挑戰。例如,目前仍舊缺乏合適、通用、標準化、可用於執行合乎要求的安全解決方案的行業操作平台。尤其是在工業4.0的作用下,網絡化趨勢方興未艾,同時價值網絡內多個合作夥伴間隨後展開了合作,這些都迫切需要對經驗和認可流程做出比較。
各種協會和研究項目(例如“智能工廠KL”研究平台)發揮了重要的作用;在zai此ci行xing業ye內nei,業ye務wu和he研yan究jiu並bing舉ju,逐zhu漸jian產chan生sheng了le創chuang新xin工gong廠chang係xi統tong,集ji中zhong形xing成cheng了le模mo範fan工gong廠chang。此ci類lei平ping台tai的de重zhong要yao任ren務wu之zhi一yi便bian是shi製zhi定ding標biao準zhun。因yin為wei需xu要yao統tong一yi標biao準zhun,以yi便bian將jiang工gong業ye4.0的首創精神落實到企業中。屆時用戶便可使用多個供應商提供的組件來裝配生產線,靈活、快速地適應不斷變化的各種情況。這樣便可在整個價值鏈內普遍實現多家公司之間的合作。