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SICK 工業4.0|安全造就的人機協作
點擊次數：1269 發布時間：2018-4-20
SICK不斷提升的產品個性化使單件產品生產批次在未來愈發受到歡迎。因此，必須重塑制造流程以應對。這一方面意味著必須將生產流程靈活化，另一至關重要的方面是還要針對新的生產情況制定新的安全理念。
固定不變的生產線和按照時間順序而定的生產流程已成為歷史。未來，靈活吞吐生產貨物的加工單元將在大型生產車間中更為常見。以“單件批次”為關鍵詞的多種工件制造亟需進行結構改造。由此，工件可直接傳遞至適配的下一工作步驟。在已聯網的工業 4.0 工廠中，生產流程自動控制下一個空閑的加工單元，繼而實現zui為快速的生產運行。
動態的生產流程不僅意味著對各個單元進行靈活設定式管控，同時代表著加工本身的靈活性。自動化生產環境具有局限性：盡管機器人能夠生產，不眠不休，但靈活性并非其優勢所在。如沒有已學習過的模式和參數，機器人無法執行操作。為確保靈活性，需要有創造性的數據處理中心——即人腦。
因此，人機協作(HRC) 逐漸居于生產區域規劃的核心位置。每個協作方的優勢可以在半自動化加工單元中得到*利用。當機器人安裝例如固定式重型部件時，工人可輔助裝配所謂的“公差工件”。例如對于機器人而言，安裝管道和電纜是一項困難甚至無法完成的任務，因為這些管線不具備可清晰識別和抓取的輪廓。
為使 HRC 經濟，需要采取前瞻性的準備工作：對所有可能的工作步驟以及可能的甚至有意的操作錯誤進行全面的風險評估，遵守各國不同的標準與安全規范，同時針對所有涉及對象采取安全措施。
辨識風險——排除危險？
就單件批次而言，另一挑戰是每個單元加工的不同工件以及由此產生的高風險操作。鑒于協作區的劃分與加工單元布局，會形成差異。循序加工防止例如人員與機器人同時逗留在工作區域內，因此需要較少的明顯安全措施。與之相對，同步加工則同時加工同一對象，因此需要更為全面的安全措施，畢竟互動可能性大幅增加。然而，加工單元之間同樣存在差異：在這里，有必要區分機器人與人員是在獨立區域同時作業，還是人員與機器人直接進行互動，即人機協作。
規劃中不可低估“人”的因素。我們往往會對工作流程采取假設性的“情境式效率提升”：我們選擇zui短的路徑，因為機器人正在另一角落進行作業。我們“快速”將手伸入箱內，這樣我們就無需等待整個流程完成。我們將保持安全屏障是開放的，畢竟我們還需通行三次……只有當已更改的工作流程得到接受時，人機協作才能正常運行。除所有的技術計算外，同工作人員建立交流同樣是未來關鍵性的成功要素。必須消除對于接觸的恐懼，同時從內心接受以安全性為主導的行為方式。HRC 的規劃成本高，這一點毋庸置疑，但其對于未來生產方案的經濟性與所獲成就而言是*的。
網絡化生產的新要求
SICK工業 4.0 場景對 HRC 提出了更多挑戰。機器人內置的傳感裝置不斷改進，而這些不斷進化的機器人功能自然會造就新的安全方案。在已聯網的工廠中，由數據控制的流程變化同樣影響著其他生產步驟。每個加工對象的數字孿生模型能夠優化各生產流程的可追溯性，同時靈活應對單個加工單元的變化。
當然，數據網絡化同樣會引發安全問題，其將貫穿整個人機協作過程。數據安全是工業 4.0 的一大課題，確切而言是一項決定性課題。我們將對此加以探究，敬請期待。