功能安全是现代产品开发的关键要素。随着传统机械系统逐渐被数字接口和互联电子自动化设备取代,制造商需要采用更新的安全策略来应对风险。

当前自动化设备普遍采用互联子系统、智能传感器和可编程逻辑控制器(PLC)。这些技术提升了操作效率与灵活性,但也带来了新的故障隐患。功能安全原则通过及时检测故障并切换到安全状态,有效管理这些风险。
即使是指示灯、按钮或自动化执行器等基础部件,若未经妥善评估也可能引发安全问题。功能安全通过风险分析、系统设计和故障应对措施,将风险降至合理范围。
实现功能安全需遵循国际标准,例如针对机械的EN ISO 13849和跨行业通用标准IEC 61508。这些标准通过定义安全完整性等级(SIL)和性能等级(PL)等分类,建立了系统化的安全评估体系。
每个组件和子系统都需评估故障的严重程度、发生概率和可控性。例如汽车制动系统因故障后果严重,需比车厢照明系统采用更高的安全等级。完成风险评估后,制造商将设定安全目标,指导控制自动化设备选择、故障检测和错误响应机制的建立。
对于自主或远程操作的自动化设备,人机界面(HMI)在保障操作认知和控制方面作用显著。从触摸屏、控制面板到悬挂式遥控器和无线急停系统,直观的界面设计既支持实时监控,也便于必要时的人工干预。这些系统需符合人体工学、具备耐用性,并能清晰传达系统状态,从而减少操作失误和人员疲劳。
虽然全自动化技术日益普及,但人工监督和手动控制机制仍不可或缺。急停装置、视觉指示器和手动超控等冗余安全功能,对于维持安全运行至关重要,特别是在系统故障或模式切换期间。
自动化与安全系统的成效很大程度上取决于人机交互的整合质量。设计欠佳的界面可能导致操作员困惑、安全规程被规避或关键响应延迟。直观的控制设计和清晰的反馈机制能提升系统可用性,进而促进安全目标的实现。
将功能安全融入产品开发流程的制造商不仅能满足合规要求,还能减少召回损失、降低责任风险并维护企业声誉。同时,这也有助于提高自动化设备可靠性、改善产品质量,增强最终用户和系统集成商的信任度。









