5.3 人機(jī)協(xié)作新范例

3.德國(guó)案例研究：英飛凌科技公司——協(xié)作機(jī)器人

(接上)

安全和安保這兩個(gè)詞乍聽(tīng)起來(lái)很相似，但二者有一個(gè)明顯的區(qū)別：安全指對(duì)人的保護(hù)，但安保則包含對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)，因此安保的目的在于保護(hù)機(jī)器人免受網(wǎng)絡(luò)攻擊。在工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)的背景下，數(shù)據(jù)安全的重要性日益攀升——只有數(shù)據(jù)安全性良好的系統(tǒng)，才能保證其功能的安全性。加密系統(tǒng)可以保護(hù)發(fā)送給機(jī)器人的指令，避免指令被他人操縱，而授權(quán)機(jī)制則可以避免機(jī)器人執(zhí)行錯(cuò)誤指令。機(jī)器人是為生產(chǎn)過(guò)程的一部分，安全機(jī)制可以防止其在有線或遠(yuǎn)程軟件更新期間被操縱。用戶和新增組件也需要進(jìn)行安全認(rèn)證，以阻攔未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)。

機(jī)器人必須經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，如果攻擊者操縱了校準(zhǔn)，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍將有可能超出編程設(shè)置。

這就是安全和安保的交匯之處——沒(méi)有有效的安保保護(hù)，功能安全就不存在。這是未來(lái)系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵要求，當(dāng)前的解決方式是采用具有硬件安全模塊(HSM)等功能的特殊安全控制器或微控制器。由于安全功能是在硬件中實(shí)現(xiàn)的，用戶只需掌握極少的加密技術(shù)知識(shí)。此外，這對(duì)現(xiàn)有軟件的影響極小。

自動(dòng)化設(shè)備和機(jī)器人只有在功能良好的情況下才能順利完成工作，因此需要定期維護(hù)。但關(guān)閉機(jī)器、進(jìn)行維護(hù)會(huì)占用寶貴的生產(chǎn)時(shí)間。此外，鑒于生產(chǎn)過(guò)程中的具體負(fù)載配置要求，自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)可能會(huì)更換掉仍能正常工作的部件，造成大量本可避免的損失。

機(jī)器人能發(fā)出多種信號(hào)，供我們?cè)\斷其“健康狀況”。例如機(jī)器人運(yùn)轉(zhuǎn)聲音發(fā)生變化或出現(xiàn)輕微震動(dòng)是電機(jī)、齒輪箱或軸承需要維修保養(yǎng)的跡象。例如，功率消耗輕微且有規(guī)律地上升，可能是機(jī)械阻力增加的跡象?？赡苁怯捎谳S承即將失效，導(dǎo)致電力系統(tǒng)比平時(shí)消耗更多的電流。半導(dǎo)體行業(yè)已有利用性質(zhì)獨(dú)特的硅制出的、價(jià)格低廉的微型傳感器，用于測(cè)量各種各樣的信號(hào)。擁有了低成本但高質(zhì)量的傳感器，我們勢(shì)必要在機(jī)器人上搭載一系列傳感器，來(lái)監(jiān)測(cè)其健康狀況。例如，溫度、振動(dòng)、噪音、定位和運(yùn)動(dòng)、加速度和測(cè)力傳感器可集成于機(jī)器人的關(guān)節(jié)中。其中許多傳感器已經(jīng)可以在機(jī)器人內(nèi)部找到，因?yàn)樗鼈兪菍?shí)現(xiàn)機(jī)器人及其他機(jī)器的預(yù)期功能所必需的。但除此之外，共同監(jiān)測(cè)所有傳感器，就可以像擁有直覺(jué)的人類一樣，識(shí)別潛在的早期故障跡象。

(未完待續(xù))