不斷提升的產(chǎn)品個性化使單件產(chǎn)品生產(chǎn)批次在未來愈發(fā)受到歡迎。因此，必須重塑制造流程以應對。這一方面意味著必須將生產(chǎn)流程靈活化，另一至關(guān)重要的方面是還要針對新的生產(chǎn)情況制定新的安全理念。

固定不變的生產(chǎn)線和按照時間順序而定的生產(chǎn)流程已成為歷史。未來，靈活吞吐生產(chǎn)貨物的加工單元將在大型生產(chǎn)車間中更為常見。以“單件批次”為關(guān)鍵詞的多種工件制造亟需進行結(jié)構(gòu)改造。由此，工件可直接傳遞至適配的下一工作步驟。在已聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)4.0工廠中，生產(chǎn)流程自動控制下一個空閑的加工單元，繼而實現(xiàn)最為快速的生產(chǎn)運行。

動態(tài)的生產(chǎn)流程不僅意味著對各個單元進行靈活設定式管控，同時代表著加工本身的靈活性。自動化生產(chǎn)環(huán)境具有局限性：盡管機器人能夠精確生產(chǎn)，不眠不休，但靈活性并非其優(yōu)勢所在。如沒有已學習過的模式和參數(shù)，機器人無法執(zhí)行操作。為確保靈活性，需要有創(chuàng)造性的數(shù)據(jù)處理中心——即人腦。

因此，人機協(xié)作(HRC)逐漸居于生產(chǎn)區(qū)域規(guī)劃的核心位置。每個協(xié)作方的優(yōu)勢可以在半自動化加工單元中得到最佳利用。當機器人安裝例如固定式重型部件時，工人可輔助裝配所謂的“公差工件”。例如對于機器人而言，安裝管道和電纜是一項困難甚至無法完成的任務，因為這些管線不具備可清晰識別和抓取的輪廓。

為使HRC經(jīng)濟高效，需要采取極具前瞻性的準備工作：對所有可能的工作步驟以及可能的甚至有意的操作錯誤進行全面的風險評估，遵守各國不同的標準與安全規(guī)范，同時針對所有涉及對象采取安全措施。

辨識風險——排除危險？

就單件批次而言，另一挑戰(zhàn)是每個單元加工的不同工件以及由此產(chǎn)生的高風險操作。鑒于協(xié)作區(qū)的劃分與加工單元布局，會形成差異。循序加工防止例如人員與機器人同時逗留在工作區(qū)域內(nèi)，因此需要較少的明顯安全措施。與之相對，同步加工則同時加工同一對象，因此需要更為全面的安全措施，畢竟互動可能性大幅增加。然而，加工單元之間同樣存在差異：在這里，有必要區(qū)分機器人與人員是在獨立區(qū)域同時作業(yè)，還是人員與機器人直接進行互動，即人機協(xié)作。

規(guī)劃中不可低估“人”的因素。我們往往會對工作流程采取假設性的“情境式效率提升”：我們選擇最短的路徑，因為機器人正在另一角落進行作業(yè)。我們“快速”將手伸入箱內(nèi)，這樣我們就無需等待整個流程完成。我們將保持安全屏障是開放的，畢竟我們還需通行三次……只有當已更改的工作流程得到接受時，人機協(xié)作才能正常運行。除所有的技術(shù)計算外，同工作人員建立交流同樣是未來關(guān)鍵性的成功要素。必須消除對于接觸的恐懼，同時從內(nèi)心接受以安全性為主導的行為方式。HRC的規(guī)劃成本高，這一點毋庸置疑，但其對于未來生產(chǎn)方案的經(jīng)濟性與所獲成就而言是不可或缺的。

網(wǎng)絡化生產(chǎn)的新要求

工業(yè)4.0場景對HRC提出了更多挑戰(zhàn)。機器人內(nèi)置的傳感裝置不斷改進，而這些不斷進化的機器人功能自然會造就新的安全方案。在已聯(lián)網(wǎng)的工廠中，由數(shù)據(jù)控制的流程變化同樣影響著其他生產(chǎn)步驟。每個加工對象的數(shù)字孿生模型能夠優(yōu)化各生產(chǎn)流程的可追溯性，同時靈活應對單個加工單元的變化。

當然，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡化同樣會引發(fā)安全問題，其將貫穿整個人機協(xié)作過程。數(shù)據(jù)安全是工業(yè)4.0的一大課題，確切而言是一項決定性課題。我們將對此加以探究，敬請期待。