99久久久成人国产精品-99久久久-99久久精品一区二区成人-99久久精品一区二区-欧美日韩a级片-欧美日韩aaa

  • 手機站
  • 微信
  • 搜索
    搜新聞
    您的位置:首頁 > 企業(yè)觀察

    TUV南德發(fā)布“自適應(yīng)物理安全與信息安全系統(tǒng)”場景解析(上篇)

    實現(xiàn)智能制造安全性的動態(tài)方法

     

    T U V 南德意志集團(以下簡稱“ TUV 南德”)近期發(fā)布的 自適應(yīng)物理安全與信息安全系統(tǒng)” (AS3) ,提出了面向智能制造的動態(tài)風(fēng)險評估方法,實現(xiàn) 工業(yè) 4.0 系統(tǒng)的運行時監(jiān)控,同時實現(xiàn) 安全措施自動驗證和系統(tǒng)變化的動態(tài)確認(rèn)。本文將由 TUV 南德專家介紹并分析 AS3 在幾種含有 AGV/AMR 的典型工業(yè)場景的應(yīng)用。

     

    隨著工業(yè)4.0生產(chǎn)設(shè)施的復(fù)雜化,傳統(tǒng)的靜態(tài)風(fēng)險評估方法難以適應(yīng)快速進化的生產(chǎn)系統(tǒng),企業(yè)需要能夠?qū)崿F(xiàn)“動態(tài)安全”的全新風(fēng)險管理方法。TUV南德通過受專利保護的“自適應(yīng)物理安全和信息安全系統(tǒng)”(Adaptive Safety & Security System,簡稱AS3),實現(xiàn)對以大量交互和數(shù)據(jù)流為特征的動態(tài)工業(yè)4.0系統(tǒng)的運行時“@Run-time”監(jiān)控,同時實現(xiàn)安全措施的自動驗證和系統(tǒng)變化的動態(tài)確認(rèn)。

     

    AS3成功的關(guān)鍵在于嵌入了實際制造系統(tǒng)的數(shù)字表示(Digital Representation)--數(shù)字孿生(Digital Twin/DT)。AS3為數(shù)字孿生配備了定制化的物理安全檔案(Safety Profile)和信息安全檔案(Security Profile)。物理安全檔案的建模可從一般和特定的應(yīng)用角度來說明資產(chǎn)的安全屬性。這可以認(rèn)為是工業(yè)資產(chǎn)的“安全孿生”或者“安全子模型”,其中危險和風(fēng)險屬性以數(shù)字形式定義。然后,推理引擎會根據(jù)實際應(yīng)用的約束來處理這些檔案。這一步相當(dāng)于在虛擬世界定義了現(xiàn)實世界中工業(yè)應(yīng)用的環(huán)境邊界和風(fēng)險抑制能力,從而在運行時進行自動的風(fēng)險評估。

     

    AS3解決方案與整個系統(tǒng)生命周期相關(guān),跨越計劃,設(shè)計、調(diào)試、運行和維護過程。

     

    AS3的工作原理 (*資產(chǎn)管理殼Asset Administration Shell/AAS:工業(yè)4.0語境下的數(shù)字孿生)

    工業(yè)機械及機器人在現(xiàn)代的制造、倉儲、物流、巡檢、特種危險工作場所中越來越不可或缺。然而,“機-機”數(shù)字交互在為我們提供生產(chǎn)和生活便利的同時,也伴隨著一系列的安全風(fēng)險,存在人員傷害及財產(chǎn)損失的隱患。除了傳統(tǒng)的危險場景造成的潛在機械傷害,電氣傷害,火災(zāi),電池爆炸等風(fēng)險,由于機-機交互,機械-環(huán)境交互以及人機交互產(chǎn)生的附加風(fēng)險也必須考慮,此外,機械的嵌入式系統(tǒng)也必須考慮數(shù)字接口的信息安全。

     

    在進入具體場景分析之前先簡單介紹一下AGV的現(xiàn)行安全標(biāo)準(zhǔn)及其風(fēng)險評估。AGV的國際機械安全標(biāo)準(zhǔn)ISO 3691-4:2020中定義了AGV存在的機械傷害風(fēng)險,并規(guī)定了機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求和功能安全保護方面的要求。隨著AGV型式和功能的不斷增多,北美工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ANSI RIA R15.08:2020進一步將AGV細(xì)分為AGV(Automated Guided Vehicle,自動導(dǎo)向車),AMR(Autonomous Mobile Robot,自主移動機器人)和IMR(Industrial Mobile Robot,即裝備有協(xié)作機械手的AGV或AMR)。

     

    值得注意的是ISO 3691-4和ANSI RIA R15.08都只是機械安全標(biāo)準(zhǔn),并未對AGV的其他風(fēng)險,例如信息安全,做出規(guī)范,也不涉及應(yīng)用于存在爆炸風(fēng)險的危險場地的特種AGV。而且,即使是機械安全的評估,標(biāo)準(zhǔn)的要求也是基于現(xiàn)場應(yīng)用條件或范圍的諸多“假設(shè)”。這就帶了三個基本問題,一是經(jīng)過以上工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的AGV的安全性并不全面,無法覆蓋AGV存在的各類風(fēng)險;二是AGV依賴自身的機電結(jié)構(gòu)設(shè)計及嵌入式安全功能的安全性不是“無條件”的,而必須依賴于場地和環(huán)境的額外保護,需要在系統(tǒng)集成時進行整體的驗證與確認(rèn),這可能會給終端企業(yè)造成安全隱患。特別是在系統(tǒng)變更時,需要重新對系統(tǒng)的安全完整性進行風(fēng)險評估,其中大部分的工作是重復(fù)的。三是AGV的保護設(shè)定是基于“最壞可能”,而具體應(yīng)用往往并不會出現(xiàn)“最壞可能”的情況,這會導(dǎo)致生產(chǎn)效率的下降并增加不必要的停機時間。

     

    在工業(yè)4.0時代,企業(yè)需要為客戶提供更多定制化的選擇,產(chǎn)品的生命周期也不斷縮短,因此要求生產(chǎn)設(shè)施有更高的靈活性,以上三個問題也就變得更加突出。特別是智能制造大大增加了機械、人、企業(yè)系統(tǒng)和云之間的交互性和數(shù)據(jù)交換的需求,生產(chǎn)設(shè)施的復(fù)雜度也相應(yīng)大大增加。傳統(tǒng)的,生產(chǎn)設(shè)施的任何變更都必須由安全專家現(xiàn)場評估,經(jīng)過手工安全確認(rèn)才能重新運行的靜態(tài)評估方法已經(jīng)無法適應(yīng)工業(yè)4.0企業(yè)。

     

    通過以下的多個場景的分析,讀者可以了解AS3的潛在應(yīng)用。

     

    示例 1 :流程優(yōu)化

     

    自動導(dǎo)引車(AGV)在有人操作區(qū)域內(nèi)駛向機械,存在“碰撞風(fēng)險”。該風(fēng)險可以通過在AGV的設(shè)計中使用三種安全措施進行抑制(根據(jù)《ISO 3691-4-工業(yè)車輛-安全要求和驗證-第四部分:無人駕駛工業(yè)車輛及其系統(tǒng)》):1. 人員檢測系統(tǒng),2. 速度控制系統(tǒng),3. 制動控制系統(tǒng)。此外,基于安全一體化原則,也可以依據(jù)《ISO 12100-機械安全-一般設(shè)計原則-風(fēng)險評估和風(fēng)險降低》通過對智能工廠的整體保護來實現(xiàn)AGV“碰撞風(fēng)險”的抑制。

     

    在當(dāng)前實踐中,對于復(fù)雜場景會考慮人的可能存在而限速,即使在很多時刻操作區(qū)域?qū)嶋H并沒有人,這會造成生產(chǎn)(物流)效率的下降。

     

    智能工廠布局之一

    在上圖所示的智能工廠車間內(nèi)布置有多種機械,AGV與操作人員在同一空間工作,有多種方法可以通過傳統(tǒng)的靜態(tài)安全評估。方法一是通過安全圍欄將操作員與AGV完全分隔,AGV工作在限定區(qū)域,無需限速,也不需要配置以上提到的安全功能,按該方法車間現(xiàn)場需要被分割成很多空間,空間利用率低,不同空間之間的物料傳送會很不方便,安全圍欄不宜改動,車間的布局也難以動態(tài)調(diào)整。方法二將所有AGV的速度限定在最低安全限速0.3m/s以下,AGV與操作員可以協(xié)同工作,AGV也無需配置人員檢測功能,但是生產(chǎn)效率降低。方法三是選擇具有以上提到的安全功能,且通過ISO 3691-4認(rèn)證的AGV,并基于現(xiàn)場情況,比如AGV到通道兩側(cè)的障礙物的安全間隙,通道終端是否配置急停開關(guān),是否有逃生通道等,設(shè)置一定的安全限速(高于方法二的最低安全限速),再配以其他現(xiàn)場防護措施,比如部分區(qū)域設(shè)置門禁,只允許有授權(quán)人員進入等,綜合的進行安全防護。方法三相對前兩種方法更加靈活,但也存在防護方案復(fù)雜,難以動態(tài)調(diào)整的缺點。AS3的動態(tài)監(jiān)控可以有效的提升方法三的靈活性和安全性,從而促進其在智能制造工廠的應(yīng)用。對于廣泛采用方法一和方法二的傳統(tǒng)工廠,通過引入AS3并進行相應(yīng)改造也可以實現(xiàn)流程優(yōu)化。

     

    對于上圖的場景,應(yīng)用AS3系統(tǒng)可以有以下幾方面(不限于)的優(yōu)勢:

     

    減少安全圍欄的設(shè)置,布局更加靈活

     

    提高AGV的運行速度,提升生產(chǎn)效率

     

    生產(chǎn)設(shè)施的變更更加容易,動態(tài)確認(rèn),減少停機時間

     

    提升物理安全性,特別是涉及人與機器以及機器之間的動態(tài)交互的場景

     

    增加了信息安全的監(jiān)控

     

    示例 2 :系統(tǒng)變化的動態(tài)確認(rèn)

     

    在圖三所示的爆炸風(fēng)危險場地與普通安全場地混合分布的智能工廠車間中,因擴產(chǎn)需求企業(yè)要增加一臺自主移動機器人AMR,這臺AMR能進入哪些作業(yè)區(qū)域?

     

    智能工廠布局之二

    在上圖布局二這個系統(tǒng)變化中,分別需要對機械風(fēng)險和防爆風(fēng)險進行風(fēng)險評估和安全確認(rèn)。從規(guī)格書中可以獲知該AMR經(jīng)過ISO 3491-4的認(rèn)證,具有人員檢測,速度控制和制動控制且達(dá)到相應(yīng)的的PL等級,這臺AMR具有ATEX防爆認(rèn)證,防爆標(biāo)志為II 3G Ex IIB T3 Gc。此外,風(fēng)險評估還需要知道和場地相關(guān)的安全信息,包括各工作區(qū)域的區(qū)域劃分和場地安全措施。

     

    對于區(qū)域劃分,ISO 3691-4中規(guī)定了四種機械風(fēng)險區(qū)域,包括操作區(qū) (Operating Zones),

     

    操作危險區(qū) (Operating Hazard Zone),限入?yún)^(qū)(Restricted Zone),封閉區(qū) (Confined Zone)。IEC 60079-10中定義了6種危險區(qū)域氣體危險區(qū)域0區(qū),1區(qū),2區(qū)和粉塵危險區(qū)域20區(qū),21區(qū),22區(qū)。

     

    其他場地相關(guān)的安全信息包括機械傷害的識別與風(fēng)險評估,機械防護措施,安全回路及其中的安全器件,SIL等級,各工作區(qū)域內(nèi)部的空間,布局,狹窄通道的安全間隙等等;各爆炸危險區(qū)域的分區(qū),涉及爆炸性氣體的氣體組別和溫度等級等。

     

    布局二中簡單標(biāo)出了新AMR允許進入的區(qū)域及其許可條件(圖中限速值x (m/s)非固定值,須按照現(xiàn)場條件依ISO 3691-4的要求進行設(shè)定)。為了簡化分析,以上所列僅為最基本的安全信息,且僅考慮了物理安全。智能工廠往往涉及大量的機械,自動控制裝置和智能器件,除了物理安全,可能還涉及電氣安全,電磁兼容性,信息安全等,實際情況遠(yuǎn)較示例復(fù)雜。

     

    值得注意的是系統(tǒng)變化的安全確認(rèn)往往涉及多種領(lǐng)域知識,可能需要OT人員,如機械安全工程師,防爆安全工程師,信息安全工程師,工藝流程工程師,自動化工程師,系統(tǒng)集成人員,設(shè)備制造商/供應(yīng)商,運行人員,質(zhì)量管理人員等,與工廠信息化 (IT) 人員的協(xié)同工作,造成長時間的系統(tǒng)停機。通過AS3的動態(tài)管理功能,在系統(tǒng)變化的時刻,可以根據(jù)預(yù)先建立的該智能工廠的物理安全和信息安全檔案,由AS3的邏輯引擎在運行時動態(tài)執(zhí)行安全確認(rèn),或者快速給出安全建議。

     

    以上僅討論了部分案例,TUV南德將會持續(xù)探索更多的應(yīng)用領(lǐng)域。AS3已經(jīng)由TUV南德香港分公司申請專利保護。

     

    作者簡介

     

    Robert Puto

     

    TUV 南德意志集團大中華區(qū)商用產(chǎn)品和交通服務(wù)部高級副總裁

     

    Robert Puto先生是TUV南德意志集團大中華區(qū)商用產(chǎn)品和交通服務(wù)部高級副總裁,辦公地點在香港。Robert在其漫長的國際職業(yè)生涯中直接參與了工業(yè)產(chǎn)品/系統(tǒng),光伏,儲能系統(tǒng)的技術(shù)服務(wù)開發(fā)與推廣。他是AS3開發(fā)團隊的活躍成員,始終秉持“以設(shè)計來保障安全”的理念。他畢業(yè)于意大利都靈理工大學(xué)電子工程專業(yè),其畢業(yè)論文研究貝葉斯專家系統(tǒng)和不確定性傳播,其后畢業(yè)于中國中歐國際工商學(xué)院國際工商管理專業(yè)。在就任現(xiàn)職務(wù)之前,Robert還曾擔(dān)任TUV南德意志集團產(chǎn)品服務(wù)部技術(shù)簽證官和ISO 17025審核員。

     

    李太偉

     

    TUV 南德意志集團大中華區(qū)工業(yè)產(chǎn)品部高級經(jīng)理

     

    李太偉先生有超過15年的檢測認(rèn)證及相關(guān)行業(yè)經(jīng)驗,曾先后從事工業(yè)機械,風(fēng)電產(chǎn)品,工業(yè)自動化生產(chǎn)線,機器人,功能安全和信息安全的檢測認(rèn)證,具有覆蓋電氣安全,機械安全,功能安全和信息安全等多領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗。他是歐盟機械指令,低電壓指令和UKCA認(rèn)證體系的技術(shù)簽證官,噪聲指令的主任審核員,功能安全工廠自動化和過程自動化領(lǐng)域的高級專家。

     

    從2017年起,開始從事數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作,并赴位于凱澤斯勞騰DFKI的Smart Factory學(xué)習(xí),進行德國工業(yè)4.0的研究工作。并于同年加入“自適應(yīng)物理安全與信息安全”項目小組,加入TUV南德數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最高跨部門協(xié)調(diào)機構(gòu)“智能制造委員會 (SMC) ”,并獲得新加坡貿(mào)發(fā)局授權(quán)成為智能制造成熟度指數(shù) (SIRI) 評估師。李太偉先生畢業(yè)于中國農(nóng)業(yè)大學(xué),持有自動化工程工學(xué)碩士學(xué)位。

     

    Frank Zhu/ 朱海鋒

     

    TUV 南德意志集團大中華區(qū)商業(yè)產(chǎn)品部資深技術(shù)專家

     

    朱海鋒先生有近二十年的檢測認(rèn)證及相關(guān)行業(yè)經(jīng)驗,曾先后從事家用電器,光伏產(chǎn)品,工業(yè)自動化設(shè)備,測量設(shè)備,電動車充電設(shè)施,工業(yè)機械和防爆產(chǎn)品的檢測認(rèn)證,具有覆蓋電氣安全,機械安全,防爆安全及功能安全等多領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗。他是歐盟低電壓指令,機械指令,防爆指令,IECEE和IECEx兩大國際體系,以及NRTL,和UKCA認(rèn)證體系的技術(shù)簽證官,以及防爆產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量體系的主任審核員。至2019年起,他開始從事數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作,先后加入“自適應(yīng)物理安全與信息安全”項目小組,加入TUV南德數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最高跨部門協(xié)調(diào)機構(gòu)“智能制造委員會(SMC)”,并獲得新加坡貿(mào)發(fā)局授權(quán)成為智能制造成熟度指數(shù)(SIRI)評估師。朱海鋒先生畢業(yè)于中山大學(xué),持有自動化工程工學(xué)碩士學(xué)位。

     

    關(guān)于TUV南德意志集團

     

    TUV南德意志集團成立于1866年,前身為蒸汽鍋爐檢驗協(xié)會。發(fā)展至今,已成為了全球化的機構(gòu)。TUV南德意志集團在50個國家設(shè)立了1,000多個分支機構(gòu),擁有25,000多名員工,致力于不斷地提高自身的技術(shù)、體系及專業(yè)知識。集團的技術(shù)專家在工業(yè)4.0、自動駕駛及可再生能源的安全與可靠性方面均作出了顯著的技術(shù)創(chuàng)新。

    (新媒體責(zé)編:pl0902)

    聲明:

    1、凡本網(wǎng)注明“人民交通雜志”/人民交通網(wǎng),所有自采新聞(含圖片),如需授權(quán)轉(zhuǎn)載應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明來源。

    2、部分內(nèi)容轉(zhuǎn)自其他媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)。

    3、如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其他問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的,請在30日內(nèi)進行。電話:010-67683008

    時政 | 交通 | 交警 | 公路 | 鐵路 | 民航 | 物流 | 水運 | 汽車 | 財經(jīng) | 輿情 | 郵局

    人民交通24小時值班手機:17801261553 商務(wù)合作:010-67683008轉(zhuǎn)602 E-mail:zzs@rmjtzz.com

    Copyright 人民交通雜志 All Rights Reserved 版權(quán)所有 復(fù)制必究 百度統(tǒng)計 地址:北京市豐臺區(qū)南三環(huán)東路6號A座四層

    增值電信業(yè)務(wù)經(jīng)營許可證號:京B2-20201704 本刊法律顧問:北京京師(蘭州)律師事務(wù)所 李大偉

    京公網(wǎng)安備 11010602130064號 京ICP備18014261號-2  廣播電視節(jié)目制作經(jīng)營許可證:(京)字第16597號

    主站蜘蛛池模板: 谍变1939电视剧剧情介绍| 舞蹈生踩胯魔鬼训练视频| 二年级下册数学期末考试试卷可打印| 洛兵| 我的老婆是鬼王| abo血型鉴定实验报告| 郑艳丽曹查理主演的影片| 孙嘉欣| 房兵| 艳窟神探| 穆总的天价小新娘短剧在线观看| 四大纸飞机的折法| 艳女十八式无删减版| 娄际成| 日记100字简单| 纽贝尔| 彭程| 电影《迷雾》| 奇爱博士| 亚洲成a人片在线观看| 白洁少妇董汐星空传媒影视| 非常外父| 徐宝麟| 只园| 黄鹂鸟儿歌| 俺去也电影网| 没有下巴| 第一财经直播电视直播| 牛油果营养价值| 陈薇薇简介 个人资料| 电影《salawahan》| 无声无息电影| cctv五+频道在线直播节目单| 无声无息电影| 屁屁视频| 纵情欲海电影| 七令诡事录 电影| 看黄在线| 2024韩国三级电影| sexo| 日韩免费观看视频|