新的自由

皮尔磁夫人，根据CSC（IT服务供应商）进行的问卷调查，奥地利、德国、瑞士这三个国家的各个行业内受访的决策者中有一半人根本不知道“工业4.0”，有1/4的人搞不清它的意思，只有剩下1/4的人了解它的意思。您是不是也有这种体会？

皮尔磁女士:其实，在最初的时候，工业4.0这个概念非常抽象，内容也有点模糊。这就导致了概念乱用和滥用。不过归根结底，我们应该将工业4.0视为一个前瞻性的倡议，它所针对的是提升德国工业的普遍竞争力，特别是工业公司的个体竞争力。所以每一家制造公司和机器生产商都要参与到工业4.0中来，这样做非常重要。根据与客户和合作伙伴的交流，我们意识到这种想法越来越占主导。

如果将“工业4.0”这个口号进行剖析，就会发现“智能化”概念是伴随网络化而快速兴起的。对于皮尔磁来说，工业4.0意味着什么？

皮尔磁女士:皮尔磁从一开始就支持工业4.0。作为研究联盟及其相关工作组的成员，我们已经成功地发起了相关的活动，让人们意识到安全是这一倡议获得成功的关键因素。

格莱泽：在工业4.0影响下，出现了高度网络化的系统结构，这种结构融入多种人才、IT系统、自动化组件和机器。如果通信分散化，安全通信需求又会上升。这又涉及到安全（机械安全）和安保要求（操作安全）问题，而且两者至关重要。在模块化、网络化，以及控制功能子功能上，出现了各种特殊的挑战。

这一点我们细说一下。首先，在安全和安保之间的相互作用上，IT和自动化的出现意味着什么？

格莱泽：网络化程度更高时，自动化解决方案内各种通信关系也更加多样化。目前通信系统日益开放，内含多种通信关系。安保问题，或者换句话说，防止他人擅用机器和机器内数据这一问题并没有充分解决。单靠技术手段还不够，还要同时采取各种组织措施。

大规模投资的安全以及法律效力，都已成为安全领域的特征。其中部分原因就在于需要遵循规范和标准：IEC标准对安全完整性等级(SIL)进行了定义，如此便能在全球范围内对危险等级、风险预测和已达成安全目标验证进行有效的界定。

皮尔磁女士:我们致力于开发有关安全和安保的联合标准，包括广大制造商也要遵循的联合标准。这里的关键点包括对产品、工艺和机器的标识进行唯一、安全的证明，而且涵盖整个生产过程内的信息交换安全。

不付诸实施，再好的安全措施也毫无价值；更坏的情况是往往是选择性忽视、缺乏了解或耗时过长，那么安全措施再好也是徒劳。功能安全也是如此，其对于安全和安保也同样适用：那就是各种措施都不得损害设备和机器的使用性。在实施上，安全领域的很多流程和经验可以直接运用到安保领域。

您已经谈到了模块化问题。模块化在未来的工厂里将会发挥什么样的作用？

皮尔磁女士: 工业4.0的推动因素包括各别客户的产品需求、繁多的产品型号和逐渐缩短的产品生命周期。这就需要生产系统的批量规模更小、配置更加细致。设备采用模块化设计时，便可更加轻松、更有成效地满足这些需求。

   这样的话，机电化理念就是不断地将机器发展过程中涉及的所有学科（机械学、自动化技术和信息技术）融合在一起。通过这种方式，我们便可将设备分解成具有管理性、独立性的若干功能单元。机电化方法的要求是，即使是控制功能也可“迁移”到单个机电化模块内。

对于分散化概念和控制功能向周边设备的转移，采用皮尔磁所述的方法依旧奏效。这就是PSS 4000自动化系统背后的思想。请您在这方面更加详细地说明一下。

格莱泽：在经典自动化系统内，采用独立、集中的控制系统对设备、机器进行监控，对所有信号进行处理。采用这种集中配置的PLC控制器后，模块化优势无限：但对单个设备段进行更改需对控制层级做大量工作，在控制系统内各个集中点处需对程序结构和单个机器模块连接进行修改。皮尔磁通过PSS4000自动化系统，始终追求一种模块化、分布式的方法。通过这种方法，您能够获得分散式控制结构的各种优势，同时可避免分散式控制结构通常会导致的更高的复杂性。

皮尔磁女士:对我来说适用性是关键因素：如果应用变得更加复杂，保证用户友好性就会更加重要。因此PSS 4000是一个兼容工业4.0的自动化系统。

对于用户来说，这意味着什么？

格莱泽：PSS 4000背后的核心思想在于将安全性和自动化融合起来。各种自动化组件通过以太网对流程或控制数据、故障自动防止数据和故障诊断信息的交互或同步。因此，在各个程序段的处理位置、分布式自动化系统内过程数据的记录位置上，控制功能没有差别。主要功能是指：由于过程数据在整个系统内有效，针对控制系统任务和安全任务，可以首次等量齐观地对单个功能模块进行机电划分限制。

皮尔磁女士:与集中式控制系统不同，用户可以访问运行时分配的用户程序。然而在项目配置阶段，用户仍可以对系统进行集中式操作。这便是降低复杂性的方式之一。通过这个集中化项目对所有网络用户进行配置、编程和故障诊断。这样便能在整个项目内简单地进行标准化的处理。可以显著削减工程建设、调适和维护的成本。

在此背景下皮尔磁谈到了并行工程。并行工程主张同时进行分布式开发，换句话说，在不同地点同时执行大量事务，而不是单一的逐个执行事务，是这个意思吗？

皮尔磁女士:完全正确。为了支持机电化方法，PSS 4000允许对硬件独立编程。仅当机械学、电子学和自动化技术这三个学科互相融合后，才可决定用户程序的哪些部分运行在具有相关硬件的哪些模块内。

格莱泽：由于这种分离（硬件功能和软件功能）我们已在工程流程内创造出新的自由层级。放在过去，特别是在安全功能上，用户被迫首先对硬件进行配置，然后才可开始编程。由系统规定按顺序执行的任务序列。但是现在不一样了，可以边生成控制功能软件边进行软件设计，互相并行不悖。通过这个系统，用户可以选择什么时候对两个子过程进行融合。对于时间紧的用户来说，好处岂止这一条？

如果对机器进行可回溯式扩展，可以轻松地加入额外的控制系统。在此为例，可以重新对用户程序进行分配，从两个控制系统转为三个控制系统，并且无需太多精力。单个机器组件可以部分调适、部分运行，因此在运行期间创建整体程序时，用户具有灵活性、独立性。