Pilz: 未來始于想象——工業4.0的起航
http://www.debgrams.com 2015-06-08 15:04 來源：皮爾磁中國
隨著工業4.0時代的來臨，高度網絡化的系統結構開始出現，其中囊括了各行各業的人員、各種各樣的IT系統、自動化組件和機器。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么簡單。因為工業4.0的基礎是假定所有參與者均有意愿進行變革。這并不是指采用眾多全新技術，或者只是最近才將其用于生產活動。RFID和WLAN等技術的使用早已不是什么新鮮事，可以通過這些技術對數據進行記錄和評估，并將其傳輸至實時生產控制系統內。
隨著復雜程度的提升，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。下面這個安全相關的實例足以表明其復雜程度：如果對所有通信進行分散化處理，安全通信需求便會上升，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。其中部分原因在于需要遵循規范和標準：安全完整性等級（SIL）等各種術語現已明確規定，還可對危險等級進行分類，執行風險評估。自動化組件的網絡化增加了系統復雜性，也因此增加了未經授權的訪問風險。
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。這就需要制定通用標準；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。
整體安全理念有賴于安全和保障的相互配合，同時逐漸調整系統架構進行促進，期間遵循開放標準，并且考慮到存在多個不同的制造商。核心問題包括：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。至于安全方面，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，即使再好也無濟于事。這里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面影響。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發展的因素，它們導致生產系統批次變得更小，重新配置變得更加頻繁。因此，在通往未來自動化制造的道路上，模塊化和分散化是兩個關鍵的成功因素。能以用戶友好型方式對分布式智能進行控制的自動化系統則是實現這一目標的先決條件。屆時便可將工廠分解為若干個獨立運行的可管理單元。
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）整體融合起來。通用化規定如何將多種獨特的自動化技術組件和相應的軟件工具集成在一起，形成自動化解決方案。這種通用性延伸覆蓋自動化金字塔的全部四個層級（管理層級、運行層級、控制層級和現場層級）。機電學方法甚至要求能將控制功能“遷移”至單個機電模塊內。可支持該方法的控制系統將發揮核心作用。
這就是目前系統的局限所在。您可以創建軟件模塊，但當功能強大的中心控制系統執行這些軟件模塊時，單個模塊的調試就會變得復雜。本地控制系統可以用于實現模塊自動化，但在建立模塊之間的通信時，這將會增加所需的工作量。
正是出于這一原因，體現工業4.0精神的自動化所需的解決方案應能對控制智能進行分配，同時保證多個控制系統經過必要的聯網后，仍便于用戶進行處理。憑借兼容工業4.0的自動化系統PSS 4000，Pilz不斷努力尋求始終模塊化的、可分配化的方法。通過這種方式，就能從分散控制結構中獲益，同時不必承擔將程序分配給多個不同控制系統時通常會造成的復雜性增加的情況。
從根本上說，我們應將工業4.0視為一種愿景，一種讓德國作為工業國家，可以實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4.0中來，這一點非常重要。將問題限制在純粹技術層面是非常缺乏遠見的行為。若要持續性地獲得市場認可，需要奉行的原則之一就是創建機器間和機器內標準通信機制。只有當兼顧這兩個方面的要求時，才能獲得用戶認可的、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安全解決方案仍舊面臨來自商業層面、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操作平臺。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伙伴間隨后展開了合作，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”研究平臺）發揮了重要的作用；在此行業內，業務和研究并舉，逐漸產生了創新工廠系統，集中形成了模范工廠。此類平臺的重要任務之一便是制定標準。因為需要統一標準，以便將工業4.0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。
編輯精選
