【編者按】隨著工業(yè)4.0時代的來臨衔侯，高度網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)缤纽，其中囊括了各行各業(yè)的人員页本、各種各樣的IT系統(tǒng)狼隶、自動化組件和機器早斯。安全啥寇、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脸学、物聯(lián)網(wǎng)或智能工廠口箭，這些術(shù)語都在說明工廠和機械的網(wǎng)絡(luò)化趨勢方興未艾固弥。信息科技（IT）和自動化（AUT）緊密相連。這就意味著念秧，憑借未來產(chǎn)業(yè)的高度網(wǎng)絡(luò)化淤井，公司可以提升附加值，同時削減成本摊趾。

工業(yè)4.0可謂第四次工業(yè)革命的代名詞币狠，但其所帶來的遠(yuǎn)不止發(fā)展進化那么簡單。因為工業(yè)4.0的基礎(chǔ)是假定所有參與者均有意愿進行變革砾层。這并不是指采用眾多全新技術(shù)漩绵，或者只是最近才將其用于生產(chǎn)活動。RFID和WLAN等技術(shù)的使用早已不是什么新鮮事肛炮，可以通過這些技術(shù)對數(shù)據(jù)進行記錄和評估渐行，并將其傳輸至實時生產(chǎn)控制系統(tǒng)內(nèi)。

隨著復(fù)雜程度的提升铸董，對安全的理解也在發(fā)生變化

實際的挑戰(zhàn)是如何將自動化和IT這兩個領(lǐng)域結(jié)合起來祟印，形成切實可行的解決方案。下面這個安全相關(guān)的實例足以表明其復(fù)雜程度：如果對所有通信進行分散化處理粟害，安全通信需求便會上升蕴忆，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脏貌。

安全領(lǐng)域現(xiàn)已具有相當(dāng)充分的投資保障和法律確定性特征泡煌。其中部分原因在于需要遵循規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：安全完整性等級（SIL）等各種術(shù)語現(xiàn)已明確規(guī)定，還可對危險等級進行分類站绑，執(zhí)行風(fēng)險評估焦莉。自動化組件的網(wǎng)絡(luò)化增加了系統(tǒng)復(fù)雜性澄锉，也因此增加了未經(jīng)授權(quán)的訪問風(fēng)險。

保障問題份帮，亦即防止未經(jīng)授權(quán)訪問機器及其數(shù)據(jù)驮屑，尚未得到適當(dāng)解決；此外還需對產(chǎn)品和專業(yè)知識進行保護手财。這就需要制定通用標(biāo)準(zhǔn)论稠；需要開發(fā)出一些方法來創(chuàng)建安全架構(gòu)和安全準(zhǔn)則，滿足安全和保障要求徐扯。

整體安全理念有賴于安全和保障的相互配合经融，同時逐漸調(diào)整系統(tǒng)架構(gòu)進行促進，期間遵循開放標(biāo)準(zhǔn)苫馏，并且考慮到存在多個不同的制造商雏节。核心問題包括：對產(chǎn)品、工藝和機器進行明確高职、安全的身份驗證钩乍，以及在整個生產(chǎn)過程中進行安全的信息交換。至于安全方面初厚，需要檢查保障問題對功能安全的影響程度件蚕。

沒有付諸實施的保障措施孙技，即使再好也毫無價值产禾；或者更糟糕的是，如果保障措施因耗時過多牵啦、缺乏了解或未能知情而人為落空亚情，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(fù)面影響哈雏。因此安全領(lǐng)域內(nèi)的各項原則可以一一對應(yīng)地遷移至保障領(lǐng)域楞件。

模塊化工廠要求分布式智能

客戶產(chǎn)品要求個性化、單位式產(chǎn)品數(shù)量更大裳瘪、產(chǎn)品生命周期日益縮短土浸，這些都是驅(qū)動工業(yè)4.0發(fā)展的因素，它們導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)批次變得更小熟央，重新配置變得更加頻繁交豪。因此，在通往未來自動化制造的道路上冗宠，模塊化和分散化是兩個關(guān)鍵的成功因素善占。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(tǒng)則是實現(xiàn)這一目標(biāo)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抄蔬。

模塊化工廠結(jié)構(gòu)遵循機電學(xué)方法遮英。其基本原理是將機器開發(fā)過程中涉及的所有學(xué)科（機械焊槐、電子和自動化技術(shù)）整體融合起來。通用化規(guī)定如何將多種獨特的自動化技術(shù)組件和相應(yīng)的軟件工具集成在一起厅瘩，形成自動化解決方案斗液。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、運行層級选畴、控制層級和現(xiàn)場層級）啊沟。機電學(xué)方法甚至要求能將控制功能“遷移”至單個機電模塊內(nèi)∽髅椋可支持該方法的控制系統(tǒng)將發(fā)揮核心作用茶宵。

這就是目前系統(tǒng)的局限所在。您可以創(chuàng)建軟件模塊宗挥，但當(dāng)功能強大的中心控制系統(tǒng)執(zhí)行這些軟件模塊時乌庶，單個模塊的調(diào)試就會變得復(fù)雜。本地控制系統(tǒng)可以用于實現(xiàn)模塊自動化契耿，但在建立模塊之間的通信時瞒大，這將會增加所需的工作量。

正是出于這一原因搪桂，體現(xiàn)工業(yè)4.0精神的自動化所需的解決方案應(yīng)能對控制智能進行分配透敌，同時保證多個控制系統(tǒng)經(jīng)過必要的聯(lián)網(wǎng)后，仍便于用戶進行處理踢械。憑借兼容工業(yè)4.0的自動化系統(tǒng)PSS 4000酗电，Pilz不斷努力尋求始終模塊化的、可分配化的方法内列。通過這種方式撵术，就能從分散控制結(jié)構(gòu)中獲益，同時不必承擔(dān)將程序分配給多個不同控制系統(tǒng)時通常會造成的復(fù)雜性增加的情況话瞧。

從根本上說邪盼，我們應(yīng)將工業(yè)4.0視為一種愿景，一種讓德國作為工業(yè)國家鹅媒，可以實現(xiàn)更強競爭力目標(biāo)的愿景梗擅。因此，每一家制造公司均應(yīng)參與到工業(yè)4.0中來矛郁，這一點非常重要意苞。將問題限制在純粹技術(shù)層面是非常缺乏遠(yuǎn)見的行為。若要持續(xù)性地獲得市場認(rèn)可膛画，需要奉行的原則之一就是創(chuàng)建機器間和機器內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)通信機制酥盼。只有當(dāng)兼顧這兩個方面的要求時，才能獲得用戶認(rèn)可的癞亩、切實可行的解決方案传等。

工業(yè)4.0需要標(biāo)準(zhǔn)化

除了技術(shù)剥跃，工業(yè)4.0安全解決方案仍舊面臨來自商業(yè)層面、心理層面和培訓(xùn)層面的挑戰(zhàn)鹉奸。例如笙寻，目前仍舊缺乏合適、通用骂铁、標(biāo)準(zhǔn)化吹零、可用于執(zhí)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的作用下拉庵，網(wǎng)絡(luò)化趨勢方興未艾灿椅，同時價值網(wǎng)絡(luò)內(nèi)多個合作伙伴間隨后展開了合作，這些都迫切需要對經(jīng)驗和認(rèn)可流程做出比較钞支。

各種協(xié)會和研究項目（例如“智能工廠KL”研究平臺）發(fā)揮了重要的作用茫蛹；在此行業(yè)內(nèi)，業(yè)務(wù)和研究并舉烁挟，逐漸產(chǎn)生了創(chuàng)新工廠系統(tǒng)婴洼，集中形成了模范工廠。此類平臺的重要任務(wù)之一便是制定標(biāo)準(zhǔn)撼嗓。因為需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)柬采，以便將工業(yè)4.0的首創(chuàng)精神落實到企業(yè)中。屆時用戶便可使用多個供應(yīng)商提供的組件來裝配生產(chǎn)線且警，靈活粉捻、快速地適應(yīng)不斷變化的各種情況。這樣便可在整個價值鏈內(nèi)普遍實現(xiàn)多家公司之間的合作胚僧。

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