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工業(yè)4.0革命對(duì)自動(dòng)化的重大影響

作者: 時(shí)間:2016-07-12 來(lái)源:機(jī)器人圈 收藏
編者按:今天全世界幾乎四分之一的產(chǎn)品都是在中國(guó)制造,中國(guó)的經(jīng)濟(jì)奇跡可以直接歸因于制造業(yè),但是在最近幾年,中國(guó)的制造引擎開(kāi)始放慢腳步,中國(guó)制造業(yè)緊縮的前景已經(jīng)開(kāi)始讓全球金融市場(chǎng)緊張,現(xiàn)在工業(yè)4.0提供了一個(gè)很誘人的解決方案擺在中國(guó)制造業(yè)面前,中國(guó)制造業(yè)的騰飛就在這里。

  模塊化工廠的特征

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201607/293900.htm

  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面,模塊化工廠具有一系列工廠結(jié)構(gòu)化和操作方面的特征,重要的特征和說(shuō)明見(jiàn)表5。必須把模塊化工廠作為整體來(lái)看,全局觀念是操作者的責(zé)任,且這個(gè)責(zé)任不能委派給他人。

  功能安全和模塊化工廠

  基本功能安全任務(wù)和傳統(tǒng)工廠并沒(méi)有很大差別,只是在細(xì)節(jié)上有所不同。

  A)防爆分級(jí)

  如果每個(gè)模塊中危險(xiǎn)物質(zhì)數(shù)量越少,對(duì)工廠的造成損壞風(fēng)險(xiǎn)就越低。限制區(qū)域意味著危險(xiǎn)區(qū)域不易分離,并且會(huì)相互影響。

  B)模塊化等級(jí)

  根據(jù)IEC-61511,工廠完整性對(duì)于安全性來(lái)說(shuō)非常重要,子模塊并不影響工廠完整性。文檔必須建立在單個(gè)模塊文檔之上,如果模塊有SIS(廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)),我們就必須將它集成到控制系統(tǒng)中,可采用總線的方式,同時(shí)還要考慮在各種模塊中如何實(shí)現(xiàn)SIS的兼容性。在整個(gè)工廠建成后,SIS要盡快完成安裝。

  C)標(biāo)準(zhǔn)化

  在模塊標(biāo)準(zhǔn)化的情況下,工廠的一致性會(huì)使功能安全性能更高。從安全角度出發(fā),PEA可作為一個(gè)單元,高度標(biāo)準(zhǔn)化也需要如此。

  D)審批/驗(yàn)收

  一個(gè)模塊的文檔盡可能和大綱文檔相似,可以避免很多不必要的工作。如需改動(dòng),應(yīng)盡可能少。不清晰的文檔會(huì)導(dǎo)致工作成本的增加,文檔必須是可追溯且一致的。模塊供應(yīng)商必須提供一個(gè)準(zhǔn)確的模塊描述,模塊的安全手冊(cè)應(yīng)該能給用戶(hù)清晰的使用指導(dǎo)。

  GAMP指南

  加工生產(chǎn)需要GAMP5指南或采用PAT記錄的工序。就加工流程而言,模塊化工廠的加工類(lèi)型和與傳統(tǒng)工廠大致相同。審批是否通過(guò),對(duì)于運(yùn)營(yíng)者來(lái)說(shuō)具有決定性作用。

  如果審批沒(méi)有通過(guò),工廠便不允許開(kāi)辦,因此,審批也是全部成本中相當(dāng)重要的一部分。

  對(duì)于傳統(tǒng)工廠,文檔從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(如執(zhí)行器、傳感器)開(kāi)始編寫(xiě)。當(dāng)把具有標(biāo)準(zhǔn)化模塊的模塊化工廠視為技術(shù)設(shè)備時(shí),工廠就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了文檔化。只有當(dāng)交互文檔丟失時(shí),模塊化工廠的每一個(gè)零部件才需要重新確認(rèn)配置。

  文檔的簡(jiǎn)化

  為了簡(jiǎn)化冗余的文檔,模塊化工廠工程化的目標(biāo)應(yīng)被提升一個(gè)等級(jí),表述模塊化工廠的文檔要足夠完整,并且格式有一定要求,這些都是被相關(guān)機(jī)構(gòu)(EMEA或FDA)審批成功的必要條件。

  文檔的需求

  為了審計(jì)員查看,PCS文檔應(yīng)具有易讀性,且能夠完整一致地描述系統(tǒng)的實(shí)施過(guò)程。出于經(jīng)濟(jì)效率的考慮,文檔應(yīng)簡(jiǎn)潔明了。除了技術(shù)內(nèi)容外,它還要符合ISO9000標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)定義了文檔的結(jié)構(gòu),包括可追溯性、責(zé)任等。為了確保設(shè)備不工作時(shí)可得到必要的信息,一般情況下,審計(jì)員都會(huì)審查模塊的細(xì)節(jié),這可能意味著模塊的細(xì)節(jié)不得不公開(kāi)。

  前景可期

  目前模塊化還處于研究階段,本文提出了滿(mǎn)足NE148標(biāo)準(zhǔn)的模塊化的技術(shù)的概念,研究表明模塊自動(dòng)化是可以實(shí)現(xiàn)的。狀態(tài)模型是模塊化概念中非常重要的因素,用于自動(dòng)化技術(shù)的抽象描述和運(yùn)行。數(shù)據(jù)封裝采用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ⒛馨涯K無(wú)縫集成到高級(jí)別PCS中。本文也探討了模塊化工廠的工程化途徑,需要重點(diǎn)借鑒模塊工程化和控制系統(tǒng)工程化之間的關(guān)系。傳感器/執(zhí)行器和標(biāo)準(zhǔn)等章節(jié)分析了模塊化工廠的顯著特征。如果上述方法應(yīng)用到工廠規(guī)劃、工程化、自動(dòng)化系統(tǒng)中,就有可能實(shí)現(xiàn)Namur所提到的發(fā)展愿景。

  本文編譯自德國(guó)電子電氣制造商協(xié)會(huì)(ZVEI):《Module-Based Production in the Process Industry-Effect on Automation in the “Industrie 4.0”Environment》


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