多くの機械メーカーにとって、機能安全は依然として制約のように感じられています。 多くの場合、プロジェクトの後半になるまでこの点について考慮されることはなく、その結果、検証、文書化、ｺﾐｯｼｮﾆﾝｸﾞの面で複雑さが増し、プレッシャーが生じることになります。
そのアプローチは、もはや通用しなくなっています。
自動車生産、特にe-モビリティ分野においては、機械加工は高い処理能力と柔軟なレイアウト、そして人と可動部との安全な相互作用を兼ね備えている必要があります。 同時に、規制面での圧力も高まっている。 機械、サイバーセキュリティ、および安全性の統合に関する新たな要件が、優れた機械ﾃﾞｻﾞｲﾝのあり方を変えつつあります。
課題は明白です：安全性を生産の障害に変えることなく、どのようにしてより高い安全基準を満たしますか？
答えは、考え方の転換から始まります。 機能安全はリスクを低減するだけではありません。 初期段階で適切にﾃﾞｻﾞｲﾝおよび統合されていれば、エンジニアリングのスピード、機械の稼働率、エネルギー効率、そして将来への対応力の向上にも寄与します。
多くの安全対策は、依然として後付けで策定されています。 リスクはプロセスの後半で評価され、保護対策はその後追加され、安全機能は機械の他のﾃﾞｻﾞｲﾝから切り離されています。
それにより通常、回避可能な問題が発生します:
これらの問題に対処する必要があるため、多くの自動車OEMや機械メーカーは時間を失っています。 安全が必要であることは理解しているものの、安全が十分早い段階でアーキテクチャに組み込まれていなかったため、苦労しています。
機能安全は、機械コンセプトの統合された一部であり、後から付け加えられるべきものではありません。
より良いアプローチは、より早い段階で安全性を機械のﾃﾞｻﾞｲﾝに直接統合することです。
それは、最初から次の3つのポイントを考慮することを含みます:
1. 実際の適用を念頭に置いたリスク評価
堅固な安全性のコンセプトは、どのプロセス部分がリスクをもたらすかを理解することから始まります。 自動車やﾊﾞｯﾃﾘ生産において、制御された動作、手作業による介入、そして高付加価値な工程は、常に密接に結びついています。 それにより正確なリスク評価の重要性が高まります。
リスクが明確になれば、必要な安全レベルも明確になります。 これにより後の推測を減少することができます。
2. 機械アーキテクチャに適合した安全機能
次のステップは、必要な安全機能と、それらをｼｽﾃﾑのどこに組み込むべきかを定義することです。 多くのチームが、保護、複雑さ、柔軟性の間でトレードオフに直面するのは、まさにこの点です。
最善の方法は、最初から安全機能を用途、動作プロファイル、および機械のレイアウトに合わせて選定することです。 これにより、エンジニアリングチームはｼｽﾃﾑの挙動をより細かく制御できるようになり、過剰な仕様設定を回避できます。
3. パフォーマンスをｻﾎﾟｰﾄｽﾙ実装
回路ﾃﾞｻﾞｲﾝと部品選択は、安全性が実際にどのように機能するかを決定します。 応答時間、診断、再起動動作、および障害処理はすべて、生産性に影響を与えます。
優れた安全ﾃﾞｻﾞｲﾝは人々を保護します。 また、生産量も保護します。
現代の機械ﾃﾞｻﾞｲﾝにおける最大の変化の一つは、集中型安全コンセプトから駆動部に近い安全機能への移行です。
これが重要なのは、安全に関わる動作がより近い位置で行われるほど、ｼｽﾃﾑがより速く、かつ正確に応答できるようになるからです。 また、これによりﾓｼﾞｭｰﾙ化された機械セクションでアーキテクチャを簡素化し、不必要なエネルギー消費を削減することができます。
これにより、実際のメリットが得られます：
これが多くのチームが見落としているポイントです。 安全性は機械の動作を遅くする必要はありません。 適切に統合されることで、機械の性能が向上します。
安全性の向上が常にエネルギー消費の増大と可用性の低下を招くという見方が、広く浸透しています。 実際には、その逆であることが多いです。 安全機能が適切に選択・統合されると、無駄を回避し、機械の全体的な効率を向上させるのに役立ちます。 定義された安全戦略とインテリジェントなモーション管理により、不必要な空気消費を削減し、損失を抑え、サイクルタイムを短縮することが可能です。これらはすべて、高効率な機械コンセプトに貢献します。 これは、品質やコンプライアンス要件に加え、効率性の目標も絶えず高まっている自動車生産において、特に重要です。 機能安全は効率に関する意思決定と切り離して考えるべきではありません。 それは、それらの意思決定の一部であるべきです。
e-モビリティの生産分野では、そのプレッシャーはさらに大きくなっています。 ﾊﾞｯﾃﾘ製造には、繊細なプロセス、貴重な材料、高い安全性の期待が組み合わさっています。 そのため、堅牢で適切に統合された安全コンセプトを持つことが一層重要です。
しかし、この原則はﾊﾞｯﾃﾘ製造に限ったものではありません。
ﾊﾞｯﾃﾘ組立、電動パワートレインの生産、あるいはより広範な自動車業界の自動化のいずれの用途においても、機械メーカーには、安全な動作、設計の簡素化、そして信頼性の高い稼働をｻﾎﾟｰﾄするソリューションが求められています。 機械は、生産性が高いだけでなく、現行および新たに生まれる基準にも対応しなければなりません。
それが、技術中立的なアプローチが重要である理由です。 電気式および空気圧式の安全機能は、それぞれ重要な役割を果たしており、多くの用途において、両者を適切に組み合わせることでメリットが得られます。
すべての機械をゼロから再設計する必要はありません。 多くのメーカーや機械製造者は、新しい安全規制や更新された内部基準を満たすために既存の設備を改造する必要があります。
そこで、拡張性の高い安全コンセプトや、既存ｼｽﾃﾑに組み込む形式のアップグレードが役立ちます。 ｼｽﾃﾑ全体を再設計するよりも、特定の安全機能を最新化したり、診断機能を改善したり、機械の各部を現在の要件に合わせて調整したりするほうが容易です。
改造作業が大規模な再構築に発展すべきではありません。
適切な安全アーキテクチャを採用することで、既存の投資を保護しつつ、機械の適応性を高めることができます。
Festoは、エンジニアリング、安全性、生産性を組み合わせた機能安全ソリューションで機械製造者をｻﾎﾟｰﾄします。
それには以下のためのｻﾎﾟｰﾄが含まれます：
これは、機械メーカーが自動車やe-モビリティ用途向けの個別部品を必要とすることはほとんどないためです。 彼らには、実際の機械の要件を満たし、リスク分析から実装へと、よりスムーズに移行できる安全コンセプトが必要です。
最も競争力のある機械コンセプトにとって、機能安全は現在、機械性能の一部となっています。
それがすべてを変えるのです。
ｼｽﾃﾑを過度に複雑にすることなく、より安全な動作を実現するﾃﾞｻﾞｲﾝが可能です。 不要なエンジニアリングの工数を発生させることなく、現在の規格に対応することができます。 人々およびプロセスを保護しながら、効率性と可用性を向上させることができます。
これこそが本当の変革です。
機能安全はもはや最終的なチェック項目ではありません。 機能安全は、もはや最後にチェックを入れるだけの項目でなくなります。
新しい機械コンセプトの検討や既存の自動車アプリケーションのアップグレードを行っている場合は、統合された機能安全がどのように複雑さを軽減し、より効率的な機械ﾃﾞｻﾞｲﾝをｻﾎﾟｰﾄできるかをご確認ください。