Đối với nhiều nhà sản xuất máy móc, an toàn chức năng vẫn mang lại cảm giác ràng buộc. Điều này thường không được bận tâm cho đến giai đoạn muộn của dự án, làm tăng thêm độ phức tạp và tạo áp lực đối với việc xác thực, làm tài liệu và vận hành thử.
Cách tiếp cận đó giờ không còn hiệu quả nữa.
Trong sản xuất ô tô, đặc biệt là trong các ứng dụng di chuyển bằng điện, máy móc cần kết hợp được năng suất cao với bố trí linh hoạt và sự tương tác an toàn giữa con người và chuyển động. Đồng thời, áp lực từ các quy định pháp lý ngày càng gia tăng. Các yêu cầu mới về máy móc, an ninh mạng và tích hợp an toàn đang thay đổi cách nhìn về một thiết kế máy đạt yêu cầu.
Thách thức rõ ràng: làm thế nào để đáp ứng các kỳ vọng cao hơn về an toàn mà không biến an toàn thành trở ngại cho sản xuất?
Câu trả lời bắt đầu bằng thay đổi trong tư duy. An toàn chức năng không chỉ là giảm thiểu rủi ro. Khi được thiết kế và lắp đặt đúng cách từ sớm, việc đó cũng giúp cải thiện tốc độ kỹ thuật, khả năng hoạt động của máy móc, hiệu quả năng lượng và đáp ứng cho tương lai.
Nhiều khái niệm an toàn vẫn được phát triển như một ý tưởng bổ sung về sau. Các rủi ro được đánh giá muộn trong quá trình, các biện pháp bảo vệ được thêm vào sau đó, và các chức năng an toàn được tách rời khỏi phần còn lại của thiết kế máy móc.
Điều đó thường tạo ra các vấn đề đáng lẽ có thể tránh được:
Xử lý những vấn đề này đồng nghĩa với việc nhiều Nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) ô tô và nhà chế tạo máy bị mất thời gian. Họ biết rằng an toàn là cần thiết, nhưng lại gặp khó khăn vì yếu tố an toàn không được tích hợp vào kiến trúc từ đầu.
Chức năng an toàn nên là một phần không thể thiếu của ý tưởng máy móc, chứ không phải là chỉ gắn thêm vào.
Phương pháp tiếp cận tốt hơn là bắt đầu từ sớm và tích hợp an toàn trực tiếp vào thiết kế máy móc.
Trong đó bao gồm việc cân nhắc ba yếu tố ngay từ đầu:
1. Đánh giá rủi ro dựa trên ứng dụng thực tế
Một ý tưởng an toàn đúng đắn bắt đầu từ việc hiểu rõ các phần nào của quy trình có thể gây rủi ro. Trong sản xuất ô tô và pin, chuyển động được kiểm soát, tương tác thủ công và các quy trình quan trọng thường gắn kết chặt chẽ với nhau. Điều đó càng làm tăng tầm quan trọng của việc phải có đánh giá rủi ro chính xác.
Khi rủi ro đãđược xác định rõ ràng, mức độ an toàn cần thiết cũng trở nên rõ ràng theo. Điều đó giảm bớt sự phỏng đoán về sau.
2. Các chức năng an toàn phù hợp với kiến trúc máy móc
Bước tiếp theo là xác định các chức năng an toàn nào cần thiết và nên được tích hợp vào vị trí nào trong hệ thống. Đây là lúc nhiều nhóm phải đối mặt với sự đánh đổi giữa khả năng bảo vệ, độ phức tạp và tính linh hoạt.
Cách tiếp cận tốt nhất là làm cho các chức năng an toàn phù hợp với ứng dụng, đặc tính chuyển động và bố trí máy ngay từ đầu. Điều này giúp các đội ngũ kỹ thuật kiểm soát hiệu quả hơn hành vi của hệ thống và tránh việc quy định quá chi tiết.
3. Triển khai hỗ trợ hiệu suất
Thiết kế mạch và lựa chọn linh kiện sẽ quyết định cách thức tính năng an toàn hoạt động trong thực tế. Thời gian phản hồi, khả năng chẩn đoán lỗi, cơ chế khởi động lại và xử lý lỗi đều ảnh hưởng đến năng suất.
Thiết kế tính năng an toàn tốt sẽ bảo vệ con người. Ngoài ra cũng bảo vệ sản lượng.
Một trong những thay đổi lớn nhất trong thiết kế máy hiện đại là chuyển từ các ý tưởng an toàn tập trung sang các chức năng an toàn được đặt gần hơn với cơ chế dẫn động.
Điều này quan trọng vì khi tính an toàn càng đặt gần với chuyển động thì hệ thống sẽ càng phản hồi nhanh và chính xác hơn. Thay đổi này cũng đơn giản hóa kiến trúc trong các phân đoạn máy dạng mô-đun và có thể giảm tiêu thụ năng lượng không cần thiết.
Điều đó mang lại lợi ích thiết thực:
Đây là điểm mà nhiều đội ngũ bỏ sót. An toàn không nhất thiết phải làm chậm hoạt động của máy móc. Khi được tích hợp đúng cách sẽ giúp máy móc vận hành hiệu quả hơn.
Có một giả định phổ biến rằng cải thiện tính an toàn luôn dẫn đến tiêu thụ năng lượng cao hơn và giảm khả năng sẵn sàng hoạt động của máy. Trên thực tế, điều ngược lại thường mới là đúng. Khi các chức năng an toàn được lựa chọn và tích hợp đúng cách sẽ giúp tránh lãng phí và tăng hiệu suất tổng thể của máy móc. Các chiến lược an toàn được xác định và hệ thống quản lý chuyển động thông minh có thể giảm tiêu thụ khí không cần thiết, hạn chế tổn thất và rút ngắn thời gian chu trình — tất cả những yếu tố này đều góp phần tạo nên một ý tướng máy móc có hiệu quả cao. Điều này đặc biệt quan trọng trong sản xuất ô tô, nơi các mục tiêu hiệu suất không ngừng tăng lên cùng với các yêu cầu về chất lượng và tính tuân thủ. Không nên cân nhắc để tách an toàn chức năng khỏi các quyết định về hiệu suất. An toàn chức năng phải là một phần của những quyết định đó.
Trong sản xuất xe điện, áp lực này thậm chí còn lớn hơn nữa. Sản xuất pin bao gồm sự kết hợp giữa các quy trình nhạy cảm, vật liệu giá trị cao và kỳ vọng khắt khe về an toàn. Điều đó càng làm cho việc có các ý tưởng an toàn đúng đắn và được tích hợp hiệu quả trở nên quan trọng hơn.
Nhưng nguyên tắc này không chỉ giới hạn trong mỗi việc sản xuất pin.
Dù ứng dụng là trong lắp ráp pin, sản xuất hệ truyền động điện hay tự động hóa ô tô nói chúng, các nhà chế tạo máy đều cần giải pháp hỗ trợ chuyển động an toàn, kỹ thuật đơn giản hơn và vận hành đáng tin cậy. Máy móc phải đạt hiệu quả đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn hiện hành và mới nổi.
Đó là lý do tại sao cách tiếp cận trung lập về công nghệ lại quan trọng. Các chức năng an toàn điện và khí nén đều có vai trò của riêng mình, và nhiều ứng dụng được hưởng lợi từ sự kết hợp đúng đắn giữa cả hai loại này.
Không phải mọi máy móc đều phải được thiết kế lại từ đầu. Nhiều nhà sản xuất và nhà chế tạo máy cần cải tiến thiết bị hiện có để đáp ứng các quy định an toàn mới hơn hoặc các tiêu chuẩn nội bộ đã được cập nhật.
Đó là lúc các ý tưởng an toàn dễ dàng mở rộng và nâng cấp theo kiểu bổ sung phát huy tác dụng. Thay vì thiết kế lại toàn bộ hệ thống, việc nâng cao các chức năng an toàn được lựa chọn, cải thiện khả năng chẩn đoán lỗi hoặc điều chỉnh các phần của máy theo các yêu cầu hiện tại sẽ dễ dàng hơn.
Việc cải tạo không nên biến thành một cuộc đại tu quy mô lớn.
Kiến trúc an toàn phù hợp giúp bảo vệ các khoản đầu tư hiện có đồng thời làm cho máy móc dễ dàng thích nghi hơn.
Festo hỗ trợ các nhà sản xuất máy móc bằng các giải pháp an toàn chức năng kết hợp kỹ thuật, an toàn và năng suất.
Trong đó bao gồm việc hỗ trợ cho:
Điều này rất quan trọng vì các nhà sản xuất máy hiếm khi cần các linh kiện riêng lẻ cho ứng dụng ô tô và xe điện. Họ cần các ý tưởng an toàn đáp ứng các yêu cầu thực tế của máy móc và giúp họ chuyển từ phân tích rủi ro sang triển khai một cách dễ dàng hơn.
Đối với các ý tưởng về máy móc mang tính cạnh tranh nhất, an toàn chức năng hiện là một phần của hiệu suất máy.
Điều đó làm thay đổi mọi thứ.
Bạn có thể thiết kế chuyển động an toàn hơn mà không làm phức tạp hệ thống. Bạn có thể hỗ trợ các tiêu chuẩn hiện hành mà không cần tốn công sức vào khâu kỹ thuật. Và bạn có thể cải thiện hiệu suất và tính khả dụng đồng thời bảo vệ con người và quy trình.
Đó mới là thay đổi thực sự.
An toàn chức năng không còn chỉ là một bước tích chọn ở giai đoạn cuối cùng nữa. Đó là một phần của việc xây dựng các máy móc ô tô hiệu quả hơn ngay từ đầu.
Nếu bạn đang xem xét một ý tưởng máy mới hoặc nâng cấp một ứng dụng ô tô hiện có, hãy tìm hiểu cách an toàn chức năng được tích hợp có thể giảm độ phức tạp và hỗ trợ thiết kế máy hiệu quả hơn.