An toàn Chức năng là gì?
Khi ngày càng nhiều công ty trong các ngành tích hợp công nghệ rô bốt hợp tác và tự động hóa vào hoạt động kinh doanh của họ, và khi rô bốt trở nên tiên tiến và có năng lực hơn, thì tầm quan trọng của việc đáp ứng các yêu cầu về an toàn chức năng (FuSa) sẽ tăng lên rất nhiều.
Nói một cách đơn giản, an toàn chức năng là khái niệm mà mọi người nên được bảo vệ một cách vật lý khỏi tác động từ công nghệ. Khái niệm này dựa trên một tập hợp các tiêu chuẩn và hệ thống an toàn tự động được triển khai vào các hệ thống máy móc lớn hơn. Các hệ thống an toàn tự động tích hợp đó cho phép phát hiện và giảm thiểu trục trặc trong công nghệ. Tiêu chuẩn 26262 của Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO 26262) định nghĩa FuSa là “trường hợp không xuất hiện rủi ro nào bất hợp lý gây ra do trục trặc từ hệ thống điện và/hoặc điện tử (E/E).”
An toàn chức năng có thể đạt được ở một số phương diện khác nhau, bao gồm:
- Tự động hóa và kiểm soát công nghiệp
- Năng lượng và tiện ích
- Đối tượng vật thể tự động và thông minh
- Xe ô tô
- Vận tải và đội ngũ vận tải
Bất kể ngành công nghiệp nào, mục tiêu chính của FuSa là đảm bảo có một hệ thống bảo vệ tự động nhằm giảm thiểu các lỗi có hệ thống. Thông thường, những hư hỏng này là do sai sót trong thiết kế, chế tạo, quy trình hoặc tài liệu. Chúng cũng có thể là kết quả của các lỗi phần cứng đột ngột, không thể đoán trước.
"FuSa đạt được khi không xuất hiện rủi ro nào bất hợp lý gây ra do trục trặc từ hệ thống điện và/hoặc điện tử (E/E).”"
Lợi ích của An toàn Chức năng là gì?
Áp dụng phương pháp tiếp cận an toàn theo chức năng mang lại cho doanh nghiệp một số lợi ích:
| Lợi ích | |
|---|---|
| Cung cấp khả năng ngăn ngừa nguy cơ từ sớm | Phân tích FuSa giúp doanh nghiệp xác định các mối nguy tiềm ẩn ở giai đoạn đầu trong thiết kế hệ thống khi phương tiện hiện thực hóa các chức năng chưa được xác định (ví dụ: phần cứng, phần mềm hoặc hành động của con người). |
| Cho phép tập trung vào các lĩnh vực phát triển quan trọng | Phân tích FuSa tập trung nỗ lực của nhà phát triển vào các lĩnh vực quan trọng của sự phát triển hệ thống. |
| Cho phép khắc phục sớm các sai sót và lỗi vận hành có thể xảy ra | FuSa giúp các nhà phát triển phát hiện sớm các lỗi khái niệm và lỗi hoạt động cũng như các lỗi phần cứng và phần mềm trong quá trình này. |
| Giữ khả năng kiểm soát cả phần cứng và phần mềm với các tiêu chuẩn bắt buộc | Việc áp dụng phân tích FuSa cho cả giải pháp phần mềm và phần cứng giúp đảm bảo chúng hoạt động cùng nhau một cách an toàn. |
| Hoàn thành các tiêu chuẩn an toàn trước khi phát triển | Các đánh giá an toàn chức năng đảm bảo rằng các yêu cầu và tiêu chuẩn đã được đáp ứng. Việc này tiết kiệm thời gian và tiền bạc bằng cách cho phép các nhà sản xuất hợp lý hóa các nỗ lực phát triển an toàn. |
An toàn chức năng và người máy học
Khi công nghệ tiến bộ, rô bốt và con người làm việc gần nhau hơn, nhu cầu về an toàn của rô bốt công nghiệp càng trở nên thiết yếu hơn. Xem cách vai trò và sự cần thiết của FuSa phát triển như thế nào dựa trên mức độ tương tác giữa người máy và con người trong hình bên dưới:
Tại sao an toàn rô bốt quan trọng
Công việc hợp tác giữa con người và rô bốt ngày càng phổ biến. Điều này thúc đẩy nhu cầu rô bốt phải hoạt động an toàn để tránh bị tổn hại nghiêm trọng, bao gồm cả thiệt hại về tính mạng con người.
Mặc dù sức khỏe và an toàn lao động luôn được đặt lên hàng đầu, nhưng các sự cố liên quan đến an toàn của rô bốt cũng có thể gây ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động kinh doanh. Việc tuân thủ các yêu cầu quy định về an toàn, tiền phạt từ Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (OSHA) ở Hoa Kỳ hoặc các tổ chức tương tự ở các quốc gia khác, thiệt hại cho danh tiếng công ty, các vụ kiện từ công nhân bị thương và thời gian ngừng hoạt động kéo dài là những cân nhắc bổ sung về an toàn rô bốt cần được thực hiện một cách nghiêm túc.
Tiêu chuẩn an toàn của FuSa và Rô bốt
FuSa và các tiêu chuẩn an toàn cho rô bốt được tạo ra bởi một số cơ quan quản lý toàn cầu gồm các đại diện từ các ngành, chính phủ, nhóm người tiêu dùng và ngành nghề khác nhau. Khi xây dựng các tiêu chuẩn an toàn, các nhóm này thường sử dụng phương pháp luận kỹ thuật an toàn dựa trên mối nguy, cho phép họ thực hiện phương pháp tiếp cận an toàn có hệ thống và phân tích“bằng cách xác định tất cả các nguồn nguy hiểm và thực hiện các biện pháp để giảm thiểu hoặc giảm thiểu năng lượng truyền sang cơ thể con người.”
Các tiêu chuẩn an toàn quốc tế được thiết lập bởi:
- Ủy ban Kỹ thuật điện Quốc tế (IEC)
- Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO)
Các quốc gia, chẳng hạn như Hoa Kỳ, Canada, Vương quốc Anh, và nhiều quốc gia khác, cũng có các cơ quan quản lý tiêu chuẩn riêng của họ. Một số tổ chức nổi tiếng bao gồm:
- Canada: Tập đoàn CSA Group
- Vương Quốc Anh: BSI
- Hoa Kỳ: ANSI
Khi thiết kế cụ thể các công nghệ rô bốt công nghiệp, ba tiêu chuẩn an toàn rô bốt chính cần phải được xem xét:
ISO 13849
Tiêu chuẩn an toàn hệ thống điều khiển máy móc ISO 13849 được Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế đặt ra, giúp khách hàng đạt được sự an toàn về chức năng khi thiết kế và tích hợp các bộ phận liên quan đến an toàn, bao gồm cả phần mềm. Tiêu chuẩn này áp dụng cho nhiều loại công nghệ, bao gồm điện, cơ khí, thủy lực, v.v., cũng như các bộ phận cụ thể được sử dụng trong hệ thống điều khiển máy móc. Khách hàng tuân thủ ISO 13849 có thể đảm bảo hệ thống kiểm soát sẽ có khả năng giảm thiểu các rủi ro đã xác định trong trường hợp có sự cố.
ISO 26262
Tiêu chuẩn an toàn hệ thống điện tử trên ô tô ISO 26262 được Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế đặt ra, giúp khách hàng tránh được các lỗi hệ thống, đồng thời phát hiện, kiểm soát và giảm thiểu bất kỳ sự cố phần cứng ngẫu nhiên nào có thể gây ra trục trặc hệ thống.
IEC 61508
IEC 61508 được Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế tạo ra, đưa ra các tiêu chuẩn an toàn chức năng cho “vòng đời của các hệ thống và sản phẩm điện, điện tử hoặc điện tử có thể lập trình (E/E/PE).” Tiêu chuẩn này yêu cầu khách hàng phân tích các rủi ro hoặc mối nguy tiềm ẩn của các thành phần của hệ thống hoặc thiết bị thực hiện các chức năng an toàn tự động. Trong phân tích này, khách hàng phải xác định khả năng xảy ra các mối nguy tiềm ẩn đã được xác định và hậu quả của chúng. IEC 61508 cũng cung cấp cho khách hàng bốn danh mục mức độ tích hợp an toàn (SIL) cho biết mức độ rủi ro sự cố hệ thống; số SIL càng cao thì khả năng hỏng hóc càng thấp.
Công nghệ Rô bốt FuSa của Intel
Các công nghệ có khả năng an toàn theo chức năng của Intel giúp khách hàng tăng tốc phát triển các ứng dụng quan trọng về an toàn, quy trình làm việc, rô bốt, hệ thống tự động và điều khiển công nghiệp, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế như IEC 61508 (công nghiệp) và ISO 13849 (bộ điều khiển rô bốt).
Các giải pháp có khả năng FuSa của chúng tôi được xây dựng bằng cách tiếp cận bốn trụ cột:
- Đội ngũ kỹ sư nội bộ tận tâm và chuyên môn của FuSa
- Quy trình vòng đời an toàn chức năng của Intel đã được một bên bên ngoài chứng nhận cho tối đa SIL 3 theo IEC 61508 và lên đến ASIL D theo ISO 26262
- Các công cụ và phương pháp phần mềm chuẩn hóa và tự động hóa việc phân tích an toàn của các hệ thống trên chip
- Tài liệu kỹ thuật, thư viện phần mềm và chẩn đoán dựa trên phần cứng giúp khách hàng tạo ra các hệ thống tuân thủ an toàn chức năng, hiệu suất cao theo cách có thể mở rộng, giá cả phải chăng
Công nghệ của chúng tôi được thiết kế để không chỉ đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn chức năng nghiêm ngặt mà khách hàng công nghiệp của chúng tôi yêu cầu, mà còn giúp họ giảm chi phí và đẩy nhanh thời gian đưa ra thị trường.
Bộ xử lý Intel Atom® x6000E giúp đơn giản hóa và đẩy nhanh quá trình phát triển và triển khai các ứng dụng cho bộ điều khiển rô bốt cố định và AMR. Các SKU chọn lọc trong loạt bộ xử lý Intel Atom® x6000E đã đạt được chứng nhận IEC 61508 SIL 2 và ISO 13849 từ TÜV SÜD, một cơ quan chứng nhận. Ngoài ra, bộ xử lý của chúng tôi cung cấp cho khách hàng một bộ tài liệu kỹ thuật hoàn chỉnh — sổ tay an toàn, phân tích an toàn và hướng dẫn sử dụng.
Bộ xử lý Intel® Core™ thế hệ thứ 11 được cải tiến với Intel® Functional Safety Essential Design Package để giúp tăng tốc độ phát triển và chứng nhận các ứng dụng quan trọng phải tuân thủ các tiêu chuẩn FuSa.
Để hợp lý hóa hơn nữa việc phát triển, giảm rủi ro chứng nhận và đẩy nhanh thời gian đưa ra thị trường, chúng tôi đã hợp tác chặt chẽ với các cơ quan quản lý tiêu chuẩn quốc tế để đạt được chứng nhận FuSa cho Intel® FPGA.
Những câu chuyện thành công của khách hàng
Các doanh nghiệp trong các ngành đang tận dụng các công nghệ và giải pháp hỗ trợ FuSa của Intel để cải thiện và đẩy nhanh quá trình nhận được chứng nhận về người máy và công nghệ tự động để triển khai.
Ví dụ: nhà sản xuất máy tính và nhà phát triển phần mềm SECO đã phát triển mô-đun SM-C93 SMARC để giúp các OEM phát triển các giải pháp được chứng nhận mới một cách nhanh chóng. SECO đã xây dựng SM-C93 trên bộ vi xử lý Intel Atom® x6427FE và x6200FE — là nền tảng đầu tiên của Intel được cải tiến cho IoT với khả năng FuSa tích hợp — để mang công nghệ FuSa dạng mô-đun, linh hoạt và dạng nhỏ vào triển khai Smart Mobility ARChitecture (SMARC).
NexCOBOT cũng đã chuyển sang Intel để đẩy nhanh việc triển khai rô bốt với bo mạch máy tính công nghiệp SCB 100 (IPC) được trang bị công nghệ Intel, hỗ trợ kết hợp FuSa. Việc cung cấp SCB 100 cung cấp cho các nhà chế tạo rô bốt và khách hàng của họ sự hỗ trợ và tài liệu mà họ cần để đẩy nhanh quá trình chứng nhận cấp hệ thống cho Cat 3 PLd.
Intel giúp các doanh nghiệp bảo vệ con người, sản phẩm và môi trường làm việc tốt hơn
Tầm quan trọng của an toàn chức năng trong kỹ thuật rô bốt là không hề bị phóng đại. Các tiêu chuẩn liên tục thay đổi, nhu cầu ngày càng cao về an toàn và vai trò ngày càng quan trọng của máy tính trong rô bốt và tự động hóa, khiến các doanh nghiệp đang tìm kiếm các giải pháp linh hoạt, đáng tin cậy và sáng tạo. Công nghệ FuSa, chuyên môn, phương pháp luận và tài liệu kỹ thuật được thiết lập của Intel có thể đáp ứng nhu cầu của các công ty này và đẩy nhanh sự phát triển của các ứng dụng và quy trình làm việc liên quan đến an toàn cho rô bốt và hệ thống tự động, đồng thời đáp ứng — và vượt — các yêu cầu an toàn.