皮尔磁:工业数字化时代的安全技术新趋势

文:传动网2022年第四期

  Pilz皮尔磁是全球著名的工业“安全大使”,以代表人类、机器和环境安全的形象而为客户所熟知,为各行各业提供自动化解决方案。2021财年,尽管面临众多外部挑战,皮尔磁集团的营业额仍然创下历史新高。在近期举办的新闻发布会上,Pilz公司的两位管理合伙人Thomas Pilz和Susanne Kunschert详细介绍了Pilz对于工业数字化时代安全技术发展的思考,以及应对当前市场供应挑战的具体措施。

皮尔磁

  机械安全——从需求到推动

  回顾机械安全技术的发展历程,Pilz公司管理合伙人Thomas Pilz表示道,机器安全可以追溯到40年前,在此之前,确保安全的最简单方法是使用物理分离,即通过设置障碍,只允许工人用指尖操作压机,虽然没有了受伤的风险,但员工满意度或人体工程学也荡然无存。 1948年成立于埃斯林根的Pilz,在当时主要为医疗技术设备提供玻璃吹制业务,之后改革成为了一家电子控制、监控设备以及可编程逻辑控制系统的供应商。1968年,Pilz推出了首个双手控制继电器,而首款急停继电器 PNOZ (PNOZ 是德语中“Pilz、急停、强制断开”的词语的首字母缩写)也于1987年正式面世,这款名称不同寻常的产品PNOZ 后来迅速发展成为了世界上应用最广泛的安全继电器。

  而今天人们所理解的安全自动化是从1995年开始出现的,当时Pilz推出了第一个可自由编程的安全控制器PSS 3000。从那时起,终于有可能在安全技术中使用电子控制器。而在此之前,这是明确禁止的!在与联邦各部和欧洲委员会进行了艰难的谈判后,法律的要求才发生了变化。

  当前,伴随着许多领域中人与机器之间的距离正逐步缩小,安全成为了人机协作的推动力,此外,机械安全还通过增加工厂和设备的可用性来提高生产效率,因此,工业数字化和工业信息安全等主题,为保护人和机器带来了新的挑战。对此,Thomas Pilz认为,只有采取全面的工业安全和信息安全措施,才能保护人和设备,绝对有必要直接对设备进行安全防护,且必须要考虑机器的整个生命周期,这也意味着安全要从开发阶段就开始考虑。

  以Pilz公司最新的技术开发动向为例,Thomas Pilz指出当前情况下,安全的机器应具有以下特点:首先,应当对访问过程进行保护。Pilz推出的操作模式选择和访问授权系统PITmode可用于防止现场未经授权的访问,操作员可使用带RFID的钥匙,根据他们自身的职责和要求,来获得对应该设备不同等级的控制和访问权限。其次,应实现整个控制过程的可视化,Pilz开发的操作终端PMI(Pilz人机界面)可监控和控制整个过程,并通过PASvisu为工厂和机械提供基于网络的可视化解决方案。

  此外,安全的设备应在员工进入时,为铰链门和可检修门提供流程保护。Pilz安全门系统通过隔离机器运动来防止危险运动以及设备和机器部件的弹出。它可以和安全控制技术,如安全继电器myPNOZ或可配置的安全小型控制器PNOZmulti 2搭配使用。远程访问人机界面和控制系统还应配置安全网桥防火墙来防止数据被篡改,在控制网络内,它保护诊断或配置工具与控制器之间的连接不受误操作和篡改,确保与外界安全连接,且数据传输几乎没有延迟。Pilz的工业安全和信息安全产品组合将在未来的工业信息安全服务系列进行全面推广。

  交付能力是最高优先级的!

  2022年是充满挑战的一年。尽管Pilz收到的订单持续保持创纪录的水平,但电子元件、金属和塑料颗粒的采购仍然是一大挑战;而随着乌克兰战争的爆发,预计资源和物质成本也将会进一步上涨。面对诸多考验,Pilz坚持自身发展道路,发挥集团整体优势,克服重重困难,产品产量比以往任何时候都要高。

  Pilz另一位管理合伙人Susanne Kunschert介绍道,2021财年,皮尔磁集团的营业额达到了3.484亿欧元,与上一年相比增长了21.7%,创下历史新高。从区域市场来看,中国、韩国和日本是Pilz营业额增长最快的国家,其中,电动汽车的电池生产是亚洲市场的一大热点,Pilz丰富的技术经验和自动化解决方案可以轻松满足这一领域的安全要求。此外内部物流是另一个新兴的行业市场,安全在其中起着至关重要的作用。

  之所以能够取得这些成绩,与Pilz在供应链方面的建设投入息息相关。Pilz在Ostfildern、金坛(中国)和 Betschdorf(法国)的生产工厂实现了联网,并且整个现场的生产流程都是标准化的,这使得Pilz能够灵活地转移生产,从而有效应对产品交付的问题。另一个原因是Pilz的“供应保障”发挥了作用。Pilz的“供应保障”团队包括采购、开发、生产技术、生产和销售部门,采购部门与供应商密切合作,进一步升级了“瓶颈原料”的“保供”,开发了更多的供货渠道。开发人员则确保替代组件和材料的合格性,生产技术人员控制原件尤其是稀缺原件的使用,生产人员根据物料供应情况灵活调整工作流程,在原件供货情况好的时候,加开班次,保证了较短的交货期,销售人员始终保持与客户的联系,并随时向客户通报当前任何的产品动态。

  Susanne Kunschert强调,交付能力是最高优先级的!这就要求Pilz “不走寻常路”。例如,为了解决绿色塑料颗粒供应的“瓶颈”,Pilz 的安全继电器自2021年9月中旬以来一直使用的是透明塑料外壳(这对客户而言没有任何技术限制)。同时,外壳的改变有记录可循,并且在变更时,Pilz还会与负责的认证机构 TÜV、UL、CQC、Kosha 和 EAC保持密切的合作。而一旦出现任何生产方面的问题时,Pilz都将第一时间通知受影响的客户,并想办法和用户一起开发替代方案。

  提供全面的工业安全服务

  一直以来,Pilz都致力于全球客户提供全面的工业安全服务,在与客户合作的过程中,Pilz会先进行风险评估,分析设备潜在的弱点,并将其影响由低到高分为几个级别,Pilz的专家会与客户分享结果并共同讨论解决方案。

  在常规机械安全防护的经验上,Pilz还创建了一套工业安防(工业信息安全)的理念,将管理网络和生产网络分离开来,还可以将网络细分为各个生产单元,制定对应的工作流程,从用户身份验证和物理保护措施到数据的备份恢复,在整个过程中检查哪些措施是符合逻辑的。在进行技术实施后,通过测试和审核进行的验证,可确保按照规范的要求实施相应的理念。

  在此之前,我们对机器的安全相关检查,侧重于功能安全方面,Pilz对工厂和机器的安防评估是对以往安全相关检查的补充,是实现工业安全和工业信息安全的整体方法。

  例如,在内部物流领域,安全的AGV自动导引车辆是安全内部物流应用的基本条件,但只考虑这些是远远不够的,必须要考虑整个应用的安全性,借助Pilz全面的工业安全解决方案,可以为AGV制造商和用户提供完善的服务体验。

  Susanne Kunschert进一步介绍道,Pilz帮助客户实施标准ISO 3691-4的规范,这是目前针对自动引导车辆和系统最重要的标准。在实践中,从确定法律框架,识别和评估危险,制定可能的措施以及在实施和验证过程中提供协助,并用必要的安全信息(如车辆标签或说明手册中的备注等)来对技术安全措施加以补充。

  在产品部分,Pilz 提供了全面的产品系列用于技术保护措施,其中关注的重点是传感器技术,这是 AGV 的感觉器官,用来检测人和物体的移动速度和方向。Pilz的安全激光扫描仪 PSENscan 可提供表面监控以及用于移动平台导航的数据。PSENscan 可检测车辆行进路径中的物体并确保安全(即使是在高速行驶的情况下),通过与模块化安全继电器 myPNOZ 以及控制和信号设备 PITestop和屏蔽指示灯相结合,Pilz可为AGV制造商提供完整的解决方案。此外,Pilz开发的Security Bridge防火墙能够确保在运行期间,任何人都无法在未经授权的情况下访问移动平台的内部 IT 网络。

  由此可见,Pilz为用户提供的服务从设计阶段的安全理念的建立,一直持续到调试,甚至包括人员培训(创办的Pilz学院)。这种全面的工业安全方案可以完美地协调安全和生产力。

  全球各地工业领域有关安全的法律规范正变得越来越严格,为了应对工业数字化和安全问题,急需调整现有的标准和指令,并制定新的工业安全标准。作为“安全大使”,数十年来,Pilz积极参与标准指令的制修订工作,来自Pilz的30多名专家活跃在近80个标准委员会中,帮助制定了大约100项产品和应用的标准,并在全球范围内参与制定安全标准。

  在中国,2004年,Pilz加入中国标准委员会“中国标准化管理局机械安全国家技术委员会SAC/TC 208”,成为了当时加入该组织的第一家外资企业,积极参与中国工业安全的标准化建设工作。

  展望未来,Thomas Pilz总结道,越来越多的公司开始认识到对安全的投入,除了能减轻人类的意外风险外,在经济上也是值得的,在现今生产和工业设备与信息技术紧密相连的趋势下,工业安全与安防齐头并进的需求更加紧迫,Pilz将在数字自动化安全精神的旗帜下,与全球客户一起携手向前,继续为机械安全技术的发展做出自己的贡献。

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