崔 峰

（哈爾濱博實自動化股份有限公司制造分公司，哈爾濱 150001）

隨著時代的不斷發(fā)展，我國自動化設備也在不斷推進數字化進程。數字技術和信息技術推動著社會各個行業(yè)的迅速發(fā)展，這為自動化設備的發(fā)展帶來了前所未有的契機。本文將針對數字化自動化設備的可靠性進詳細分析。

1 軟件技術進步背景下自動化設備的可靠性

20世紀60年代，我國信息化技術便已得到完善，模擬技術是我國信息化設備的主要推動力。電子元器件以及自動化設備都是通過電子硬件所構成的。自動化設備所涵蓋的內容非常廣泛，例如，電動單元組合式儀表、繼電器組合邏輯控制器等內容，都是自動化設備的組成部分。自動化設備硬件的可靠性在一定程度上取決于實踐、環(huán)境以及機械電氣參數。傳統(tǒng)控制器一般都是利用機械聯動、繼電器組合、硬接線、電子元件等形式控制算法，導致自動化設備的可靠性，需要依靠每個外在環(huán)節(jié)共同作用。

隨著軟件技術的進步，自動化設備也在積極改革發(fā)展。其一，模擬技術控制器逐漸被處理技術控制器所取代。傳統(tǒng)的硬件原理控制算法也逐步被軟件算法所取代。軟件算法帶來的效用是無窮的，傳統(tǒng)硬件原理控制算法很難實現的復雜功能，在數字化軟件系統(tǒng)中可以輕易實現[1]。不僅解決了傳統(tǒng)控制算法中無法解決的問題，而且很大程度上增強了自動化設備運作的精準度。與此同時，軟件技術最主要的優(yōu)勢是軟件控制功能，能夠有效規(guī)避傳統(tǒng)硬件原理算法中的生產制造差異，只要自動化設備中的軟件程序正確，便可以保障自動化設備運行效率，且不受時間、環(huán)境等外在環(huán)節(jié)的影響。

例如，某家機械設計制造企業(yè)在運用虛擬化技術生產時，運用軟件技手段來檢測虛擬產品模型中可能存在的故障以及優(yōu)化方案，構建故障模擬和問題仿真軟件系統(tǒng)，并采取針對性的措施避免此種故障或問題產生。于是，在實際生產設計過程中，就可以有效排除或降低故障產生的幾率和可能性。通過對自動化設備中自動檢測系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、程序系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和數據處理系統(tǒng)等子系統(tǒng)構建出完整的軟件檢測內容，切實提高檢測的準確性，從而提高產品的核心競爭力。其實際效益如圖1所示，運用軟件自動化系統(tǒng)后，現代制造企業(yè)樣品發(fā)生故障率是直線下降的，綜合效益與自動檢測合格率不斷提升，切實為現代制造裝備企業(yè)帶來了實際經濟效益。

2 軟件正確性與容錯性背景下自動化設備的可靠性

所謂系統(tǒng)性失效是由于軟件缺陷而造成的問題，由于硬件缺陷所造成的問題叫做隨機失效。系統(tǒng)性失效與隨機失效存在固然區(qū)別，針對系統(tǒng)性失效來說，是一種特定運行狀態(tài)下的失效，針對隨機失效而是一種頻率上的失效，其失效概率可以利用浴盆曲線進行分析。

圖1 軟件技術應用自動化技術前后某企業(yè)效益變化情況

針對隨機失效的狀態(tài)，應從硬件層面進行考量[2]。針對硬件的設計裕度、抗干擾措施、電路保護層面進行分析。并且，在硬件試制階段，應積極利用型式試驗針對硬件的工藝以及效能進行檢驗。與此同時，還應在硬件制作過程中，對質量進行嚴格控制。嚴格開展出廠檢驗、工序檢驗等各種形式的檢測，保障硬件的實效性。積極利用防老化手段，切實保障硬件工藝、使用過程、生產過程等各個極端的安全與質量，確保交到用戶手中的產品質量合格。

針對系統(tǒng)性實效來說，需要全面把控針軟件設計環(huán)節(jié)。軟件設計環(huán)節(jié)是占用時間最長、占用資源最多的階段，更是保障自動化設備高效運行的重要階段。針對軟件設計階段應注重自動化設備工作的實際要求，且當前很多軟件設計環(huán)節(jié)出現問題的案例，是由于相對忽視了自動化設備的實際需求。雖然，在一般情況下自動化設備需求相對明確和簡單，看似只有一個明確定義，但在實際設計中，軟件必須考量自動化設備運行的各個層面，包括人機界面、操作條件、操作步驟等各個環(huán)節(jié)。若一個環(huán)節(jié)出現問題，便會牽連各個層面，甚至會導致運行期間的設備實效。當軟件設計完畢后，便需要進入軟件測驗階段[3]。軟件測驗階段可以看做是軟件的反驗證階段。其內容是按照代碼針對軟件進行測驗，并開展組合測驗、系統(tǒng)測驗等，在每個測試步驟都應該開展verification and validation。若在軟件檢測中任何一個步驟發(fā)現問題，都應及時返回上一設計步驟針，對設計的內容進行修改，若修改后還存在設計問題，就必須繼續(xù)上一步驟進行回溯，直到問題解決，必須嚴格保障軟件設計缺陷最小化。

3 網絡信息技術背景下自動化設備的可靠性

除軟件技術對自動化設備的影響較大外，網絡信息技術也對自動化設備起到了重要影響。改革開放以來，我國網絡技術得到了迅猛發(fā)展，并且，在科技技術人員的不斷努力下，我國自動化設備改頭換面。網絡信息技術能夠將傳統(tǒng)相對獨立的自動化設備改造為一個相對統(tǒng)一、完整的信息化自動系統(tǒng)，并且能夠針對自動化設備進行統(tǒng)一處理，在一定程度上提升了信息化設備的工作效率。網絡技術的覆蓋作用，對信息技術發(fā)展起到重要推動作用，但也帶來了一定的風險，最明顯的安全問題便是信息安全問題。在自動化設備運行過程中，網絡通信信號直接影響自動化設備的可靠性。這是由于在網絡環(huán)境下，自動化設備的可靠性不僅與網絡設施的硬件有緊密聯系，還與網絡運行的各個環(huán)節(jié)有不可分割的關聯。

4 結語

總而言之，在科技技術與網絡技術不斷進步的當下，自動化設備也在與時俱進。但隨之帶來了是更多自動化設備可靠性問題。近年來，我國相關領域日漸將自動化設備的可靠性問題作為一個重要研究對象，并取得了一定的研究進展。由于自動化設備涉及的行業(yè)相對較為廣泛，使得自動化設備在使用過程中，軟件設計的復雜性相對較高。那么，就需要高水平的自動化設備專業(yè)人員，實行軟件設計簡化和精準性，及時把控網絡信息系統(tǒng)，最大程度保障網絡的安全性，為滿足人們日益發(fā)展的需求，必須積極針對自動化設備進行改進和創(chuàng)新，切實增強自動化設備的可靠性。