皮尔磁将功能安全与全生命周期风险工程相结合

在高度自动化工厂中，安全工程不仅影响合规结果，也直接关系到设备的稼动率、可维护性以及操作人员在全生命周期内对设备运行的信心。在此背景下，**皮尔磁（Pilz）**提出了一套功能安全方法：以结构化风险评估为起点，并通过基于标准的系统设计与安全自动化集成，实现面向生产现场的可靠防护。

安全应在设计阶段融入，而非事后补充
功能安全的最佳实践，是从设备概念设计阶段就作为系统工程的一部分进行规划。防护方案会影响关键架构决策，例如联锁策略、人员进入防护、使能功能、安全停止逻辑，以及安全控制与标准控制之间的协同方式。一旦设备完成安装与投产，这些架构层面的内容往往很难再修改，且改造成本高，尤其是在复杂的高度自动化产线中更为明显。

从早期纳入安全设计，还能将维护作业、故障恢复以及非正常工况纳入明确的工程假设，避免后期通过临时“绕过”方式处理问题，从而降低运行风险。

以风险评估作为工程决策基线
结构化风险评估是功能安全设计的技术基础。按照国际标准开展风险评估，可以把抽象的安全原则转化为明确的工程要求：危险源在哪里、可能造成多大伤害、发生概率如何，以及需要达到怎样的风险降低水平。

皮尔磁将风险评估服务与工具定位为支撑全生命周期场景分析的手段，通过对设备运行、维护、异常情况等场景进行系统化分析，实现防护策略的优先级排序。其工程目标在于“精准投入”：让防护措施、安全逻辑与经过验证的组件集中应用于风险暴露最高的环节，而不是在缺乏量化依据的情况下平均投入。

将 ISO 13849-1 性能等级落地为系统架构
安全标准为安全完整性提供可量化的目标。在机械安全中，通常需要把所需的性能等级（PL）（例如 ISO 13849-1）映射到具体的系统架构、元件选型与验证方法。

皮尔磁将其安全硬件产品线作为实现层的一部分，包括 PSEN 安全开关、安全光幕与模块化安全继电器等，这些产品基于明确的性能参数设计，便于工程师进行系统级计算与集成。对于可配置安全控制，文中提到 PNOZmulti 平台作为实现所需 PL 或 SIL 目标的认证路径，强调安全功能行为的可验证性与工程复用性。

安全与自动化深度融合，强化诊断与可用性
现代安全系统正逐步从独立的“安全岛”走向与自动化架构的深度融合。通过安全逻辑与标准控制之间的数据交互，可实现更协调的运行模式，并提升诊断效率。

皮尔磁以 PSS 4000 自动化系统为例，强调在同一硬件平台上融合标准控制与安全控制，实现统一的数据处理。其价值不仅体现在急停与安全门联锁上，更体现在诊断可视化：状态信息与故障数据可通过开放接口传递至上位系统，从而缩短排障时间。安全程序与标准程序之间的交互，也有助于柔性生产与预防性维护，提高设备可用性，并强化跨 数字供应链（digital supply chain） 的产线稳定运行能力。

人因工程：让安全规程“可执行、易执行”
安全效果也取决于操作人员能否在真实生产条件下稳定、无误地执行规程。若调试、维护或故障处置流程中防护机制不清晰或不便使用，人为误操作风险会显著上升。

皮尔磁提出的关键点是减少歧义并强制安全状态。PSENmlock 安全门锁集成锁定与监视功能，提供清晰的状态指示，并支持能量隔离流程。PITmode 模式选择开关则支持在权限管理下为调试、维护等任务选择匹配的安全等级，使操作需求与防护强度实现可控匹配，而无需通过旁路方式绕开安全逻辑。

安全也是全生命周期可靠性策略
系统化功能安全工程的作用不仅是避免事故，还能提升设备固有可靠性、减少非计划停机，并通过可预测的安全行为与更透明的诊断信息降低全生命周期维护成本。长期来看，这些能力会转化为对设备运行的持续信任，并支撑更具韧性的自动化生产体系。

www.pilz.com