《數字化車間功能安全要求GB/T41257-2022》詳細解讀contents目錄1范圍2規范性引用文件3術語、定義和縮略語3.1術語和定義3.2縮略語4安全生命周期5數字化車間的功能安全管理contents目錄5.1組織人員和資源5.2執行和監督5.3數字化車間的功能安全管理6數字化車間危險與風險分析6.1生產制造過程及設備6.2控制層和執行層contents目錄7數字化車間保護層評估7.1數字化車間保護層7.2制造過程和設備的保護層評估7.3控制層和執行層的保護層評估8安全相關系統要求8.1安全功能要求8.2安全完整性要求contents目錄8.3獨立性要求8.4故障響應要求8.5其他要求9功能安全管理信息系統要求9.1一般要求9.2功能要求9.3數據要求contents目錄10功能安全集成要求10.1一般要求10.2人機接口要求10.3現場設備通信接口要求10.4網絡通信接口要求附錄A(資料性)數字化車間危險與風險分析方法和步驟contents目錄A.1進行危險與風險分析所需的信息A.2數字化車間危險與風險分析的步驟A.3數字化車間的危險識別A.4數字化車間的風險評估A.5數字化車間的風險評定附錄B(資料性)安全完整性等級(SIL)與性能等級(PL)之間的關系contents目錄B.1安全完整性等級SILB.2性能等級PLB.3PL和SIL之間的關系參考文獻011范圍本標準規定了數字化車間功能安全的要求，包括數字化車間信息系統、工業控制系統、工業網絡安全等方面的功能安全。標準的定義與適用范圍適用于數字化車間規劃、設計、建設、運行和維護過程中，對功能安全的管理和實施提供指導。涵蓋數字化車間的硬件、軟件、數據等要素，確保車間運行的安全可靠。123隨著工業信息化的推進，數字化車間已成為制造業發展的重要趨勢，功能安全是數字化車間穩定運行的基石。本標準為數字化車間功能安全提供了統一的衡量準則，有助于規范市場秩序，提升數字化車間的整體安全水平。通過實施本標準，可增強企業對數字化車間功能安全的重視程度，防范潛在的安全風險，保障企業資產和人員安全。標準的必要性與意義022規范性引用文件這些引用文件共同構成了本標準的完整技術體系。引用文件的版本和狀態均有明確規定，確保標準的準確性和時效性。詳述了本標準所引用的其他相關標準、規范或技術文件。引用文件概述關鍵引用文件解讀探討了引用文件與本標準的關聯性和互補性。分析這些引用文件如何支撐本標準的實施和應用。舉例解讀了本標準中關鍵引用文件的內容和作用。010203引用文件的獲取與使用提供了引用文件的獲取渠道和方式，便于用戶查找和使用。01說明了在標準實施過程中如何正確運用這些引用文件。02強調了遵循引用文件要求的重要性，確保標準執行的一致性和有效性。03033術語、定義和縮略語數字化車間指利用數字化技術實現生產流程自動化、信息化、智能化的生產車間。功能安全指系統或設備在面臨潛在的危險或故障時，能夠進入安全狀態或保持安全狀態的能力。安全完整性等級指功能安全要求的安全完整性等級，是衡量系統或設備安全性能的重要指標。術語指可能導致人員傷害、財產損失或環境破壞的潛在情況。危險故障安全狀態指系統或設備不能執行規定功能的狀態。指系統或設備在面臨危險或故障時，能夠達到或保持的一種無害狀態。定義安全完整性等級（SafetyIntegrityLevel）。SIL可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController）。PLC01020304國家標準。GB分布式控制系統（DistributedControlSystem）。DCS縮略語043.1術語和定義定義數字化車間是指通過數字化技術實現生產流程高度自動化、信息化和智能化的生產車間。特點數字化車間具備數據采集、傳輸、處理、分析和優化等功能，能夠實現生產過程的可視化、可控制和智能化。數字化車間功能安全是指系統或設備在面臨潛在的危險或故障時，能夠進入安全狀態或保持安全狀態的能力。定義功能安全的目標是確保系統或設備在危險發生時，能夠采取適當的措施防止或減少對人員、環境和設備的損害。目標功能安全數字化車間功能安全是指數字化車間在面臨潛在的危險或故障時，能夠確保生產過程的安全、穩定和可靠。定義數字化車間功能安全要求包括風險評估、安全設計、安全驗證、安全管理和應急處置等方面，確保數字化車間的整體安全性。要求數字化車間功能安全053.2縮略語DWDigitalWorkshop，數字化車間，指通過數字化技術實現生產過程的可視化、可控制和智能化管理的車間。IIoTMES數字化車間相關縮略語IndustrialInternetofThings，工業物聯網，指通過物聯網技術實現工業設備與系統之間的互聯互通，實現數據的采集、傳輸和分析應用。ManufacturingExecutionSystem，制造執行系統，是數字化車間的核心系統，負責生產計劃的執行、生產過程的調度、生產數據的采集和分析等。功能安全相關縮略語SILSafetyIntegrityLevel，安全完整性等級，是衡量功能安全系統性能的重要指標，分為SIL1至SIL4四個等級，等級越高表示系統的安全性能越強。HAZOPHazardandOperabilityAnalysis，危險與可操作性分析，是一種用于辨識系統潛在危險并評估其風險的分析方法。FSFunctionalSafety，功能安全，指系統或設備在面臨潛在的危險情況時能夠進入安全狀態或保持安全狀態的能力。030201064安全生命周期定義與范圍明確安全生命周期的定義及其涉及的關鍵階段，包括概念、設計、實施、運行與維護等。目標與重要性闡述安全生命周期的目標，即確保數字化車間在整個生命周期內達到所需的安全要求，降低潛在風險。4.1安全生命周期概述強調在安全生命周期內綜合考慮技術、管理、人員等要素，實現整體安全。綜合性原則將安全生命周期劃分為若干階段，明確各階段的任務、責任與交付成果。階段性原則根據實際需求與安全評估結果，不斷優化和完善安全生命周期的各個階段。迭代性原則4.2安全生命周期管理原則0102034.3安全生命周期實施要點概念階段明確數字化車間的安全需求，制定初步的安全策略與規劃。設計階段基于概念階段成果，詳細設計數字化車間的安全架構、系統與安全防護措施。實施階段按照設計要求，具體落實數字化車間的安全建設，包括軟硬件配置、安全策略實施等。運行與維護階段確保數字化車間安全穩定運行，持續監控安全風險，及時響應與處理安全問題。4.4安全生命周期評估與改進改進策略根據評估結果，提出針對性的改進策略與措施，以不斷提升數字化車間的安全水平。評估方法介紹定期對數字化車間安全生命周期進行評估的方法，包括定性與定量評估、風險評估等。075數字化車間的功能安全管理制定功能安全管理流程，包括風險評估、安全設計、驗證與監控等環節。設立功能安全培訓計劃，提升員工的安全意識和操作技能。建立功能安全管理組織架構，明確各級職責與權限。5.1安全管理體系5.2風險評估與應對對數字化車間進行全面的功能風險評估，識別潛在的安全隱患。01根據風險評估結果，制定相應的安全措施和應急預案。02定期對風險評估進行復審和更新，確保安全措施的持續有效性。03010203將功能安全要求融入數字化車間的設計過程中，確保設備、系統和流程的安全性。采用符合功能安全標準的設備、技術和解決方案，降低安全風險。對安全設計進行驗證和確認，確保其滿足預期的安全要求。5.3安全設計與實施5.4監控與改進010203建立功能安全監控機制，實時監測數字化車間的安全狀況。對安全事件進行記錄、分析和處理，及時消除安全隱患。定期組織功能安全審查和改進活動，提升數字化車間的整體安全水平。085.1組織人員和資源組織架構清晰企業應建立明確的數字化車間組織架構，包括車間管理層、技術層、操作層等，確保各層級職責明確，形成高效的工作機制。職責分工明確5.1.1組織架構和職責在組織架構基礎上，應詳細劃分各崗位的職責，如車間主任、技術負責人、安全員等，確保各項功能安全工作得以有效落實。0102人員能力評估企業應對數字化車間相關崗位的人員進行能力評估，確保其具備勝任相應工作的技能和知識。定期培訓制度應建立定期的培訓制度，對車間人員進行功能安全、操作技能、應急處理等方面的培訓，不斷提高人員的專業水平和安全意識。5.1.2人員能力和培訓VS企業應根據數字化車間的實際需求，合理配置各類資源，包括設備、工具、原材料等，確保車間正常運營。資源管理制度應建立完善的資源管理制度，對資源的采購、存儲、使用、維護等環節進行規范，確保資源的安全性和有效性。同時，要定期對資源進行盤點和更新，以滿足車間不斷發展的需求。資源合理配置5.1.3資源配備和管理095.2執行和監督培訓與教育定期對員工進行功能安全培訓與教育，提高員工的安全意識與操作技能，確保員工能夠熟練掌握并遵守相關安全要求。明確責任與權限在數字化車間中，應明確各級管理人員、操作人員及維護人員的責任與權限，確保各項功能安全要求得到有效執行。制定操作規程根據數字化車間的特點，制定詳細的操作規程，包括設備操作、數據錄入、異常處理等方面，以指導員工正確、安全地進行操作。執行層面要求建立專門的監督機制或機構，對數字化車間的功能安全進行定期或不定期的檢查與評估，確保各項安全要求得到落實。設立監督機制利用數字化技術手段，對車間內的關鍵設備、重要數據進行實時監控與記錄，以便及時發現問題并采取相應措施。監控與記錄定期對數字化車間的功能安全進行審核，針對存在的問題提出改進措施，并跟蹤改進效果的實施情況，以實現持續改進與提升。審核與改進監督層面要求105.3數字化車間的功能安全管理提高數字化車間的可靠性和穩定性，保障生產過程的連續性和產品質量。降低數字化車間運行過程中的安全風險，減少潛在的安全隱患。確保數字化車間設備和系統的功能安全，防止因設備故障或人為錯誤導致的安全事故。功能安全管理目標功能安全管理原則010203預防為主通過科學合理的設計、選型、安裝和調試等過程，確保數字化車間具備較高的功能安全水平。綜合治理針對數字化車間運行過程中可能出現的各種安全問題，采取綜合性的管理措施和技術手段進行防范。持續改進定期對數字化車間的功能安全狀況進行評估和審查，及時發現并整改存在的問題，不斷完善功能安全管理體系。人員管理加強對數字化車間操作人員的培訓和管理，提高其安全意識和操作技能。設備維護建立完善的設備維護制度，確保數字化車間設備始終處于良好的工作狀態。應急響應制定數字化車間安全事故應急預案，提高應對突發事件的快速反應能力。安全檢查定期對數字化車間進行安全檢查，及時發現并處理存在的安全隱患。功能安全管理要素116數字化車間危險與風險分析設備故障控制系統是數字化車間的核心，存在漏洞可能導致非法入侵或惡意篡改，嚴重威脅車間安全。控制系統漏洞數據安全風險數字化車間產生的數據量大且價值高，數據泄露或被篡改可能帶來重大損失。數字化車間涉及大量自動化設備，設備故障可能導致生產中斷甚至引發安全事故。危險源識別供應鏈風險數字化車間的設備、系統等多來自外部供應商，供應鏈的安全性直接影響車間安全。操作風險操作人員技能水平不足或違規操作可能導致設備損壞、生產事故等。環境風險車間環境如溫度、濕度、電磁干擾等可能影響設備正常運行，進而引發安全風險。030201風險點分析采用先進的安全防護技術，加強控制系統的訪問控制和漏洞修補。完善控制系統安全防護建立嚴格的數據安全管理制度，采用加密、備份等措施保護數據安全。強化數據安全保護定期對設備進行維護和檢修，確保設備處于良好狀態，降低故障率。加強設備維護與檢修風險防范措施應急處置預案制定詳細的應急處置流程針對可能發生的各種安全事故，制定詳細的應急處置流程，確保在事故發生時能夠迅速響應。定期組織應急演練通過定期組織應急演練，提高員工的應急處置能力，確保預案的有效性。建立事故報告與追蹤機制對發生的安全事故進行及時報告和追蹤，分析原因并采取措施防止類似事故再次發生。126.1生產制造過程及設備確保數字化車間的工藝流程設計合理，遵循安全生產標準，預防潛在的安全風險。工藝流程安全性實施對關鍵生產過程的實時監控，設置合理的報警閾值，及時發現并處理異常情況。過程監控與報警建立完善的應急響應流程，確保在突發安全事件發生時能夠迅速、有效地進行應對。應急響應機制生產制造過程的安全要求設備選擇與采購選用符合相關安全標準的設備，確保其性能穩定、安全可靠。設備安全防護對重要設備實施安全防護措施，如安裝防護罩、設置安全光柵等，防止人員誤操作或設備故障導致的安全事故。設備維護與檢修建立定期的設備維護和檢修制度，確保設備始終處于良好的工作狀態，及時發現并排除潛在的安全隱患。020301設備安全要求136.2控制層和執行層控制層功能安全要求01控制系統應設計成具有高可靠性，能夠抵御外部干擾和內部故障，確保車間生產過程的連續穩定運行。控制層需具備安全控制邏輯，能夠對生產過程中的潛在危險進行及時識別并作出相應的安全保護措施，防止事故發生。控制層應確保與執行層、信息層之間的數據傳輸安全，采用加密、校驗等技術手段，防止數據被篡改或竊取。0203確保控制系統的可靠性實現安全控制邏輯保障數據傳輸安全精確執行控制指令執行層需準確無誤地執行來自控制層的指令，確保生產過程的精確控制，避免因執行錯誤而導致的安全事故。執行層功能安全要求具備設備狀態監測與診斷功能執行層應能夠實時監測設備的運行狀態，及時發現異常情況并進行診斷，為維修人員提供準確的故障信息，提高設備維修效率。保障執行機構安全可靠執行層的執行機構需具備高可靠性和穩定性，能夠在惡劣環境下長時間穩定運行，確保生產過程的順利進行。同時，應采用冗余設計，避免因單個執行機構故障而導致整個生產線的癱瘓。017數字化車間保護層評估定義保護層是指為防止危險事件發生或減輕其后果而設計的措施或系統。分類根據保護層的性質和作用，可將其分為安全保護層、控制保護層、防護保護層等。保護層定義與分類保護層應覆蓋數字化車間的所有關鍵區域和環節，確保無遺漏。完整性保護層應具備高可靠性，能夠長時間穩定運行并準確執行預定功能。可靠性關鍵保護層應設計冗余措施，確保在單點故障時仍能保持功能。冗余性數字化車間保護層構建要求010203首先識別數字化車間中的潛在風險點，評估其可能造成的損失和發生概率。風險評估針對已識別的風險點，分析現有保護層的有效性，確定是否需要加強或改進。保護層有效性分析通過定量計算和定性分析，綜合評估保護層的整體性能和效果。定量與定性評估相結合數字化車間保護層評估方法持續投入研發，提升保護層的科技含量和智能化水平。加強技術研發制定詳細的檢查與維護計劃，確保保護層的完好與有效。定期開展檢查與維護加強保護層相關人才的培養與引進，提高團隊的整體素質。培養專業人才數字化車間保護層優化建議027.1數字化車間保護層定義數字化車間保護層是指通過先進的技術手段和管理措施，對車間內的人員、設備、環境等要素進行全方位保護的系統層級。功能防止危險事件的發生，降低事故風險，確保車間生產的安全、穩定和高效。保護層定義與功能管理措施完善建立健全的安全管理制度和應急預案，提高員工安全意識，確保各項保護措施的落實。風險評估與分級對車間進行全面的風險評估，確定各要素的風險等級，為保護層的構建提供依據。技術手段應用運用傳感器、監控系統、數據分析等先進技術，實時監測車間狀態，及時發現并處理異常情況。保護層構建要點制定具體的評估指標，如事故發生率、安全隱患整改率等，對保護層的實施效果進行量化評估。評估指標根據評估結果，及時調整保護層的構建策略和管理措施，實現車間安全水平的持續提升。持續改進保護層實施效果評估037.2制造過程和設備的保護層評估制造過程保護層評估流程梳理對制造全流程進行細致梳理，明確各環節的安全需求和潛在風險點。風險評估針對制造過程中可能出現的安全風險進行定量與定性評估，確定風險等級。保護層設計根據風險評估結果，設計相應的保護層措施，如安全聯鎖、緊急停車等，以降低或消除風險。保護層驗證通過模擬仿真、實際測試等手段，驗證保護層的可靠性和有效性。設備保護層評估設備清單列出制造過程中涉及的所有關鍵設備，明確設備的安全功能和性能要求。02040301保護層配置針對設備風險，配置相應的保護層，如安全防護裝置、故障診斷系統等。設備風險評估對每臺設備進行詳細的風險評估，識別潛在的安全隱患和故障模式。保護層維護與更新定期對設備保護層進行維護檢查，確保其處于良好工作狀態，并根據實際情況進行必要的更新升級。047.3控制層和執行層的保護層評估評估控制系統的硬件和軟件是否具備高可靠性，能否在惡劣環境下穩定運行。控制系統可靠性檢查控制層與上層管理系統及執行層設備間的數據傳輸是否采用加密措施，確保數據的完整性和機密性。數據傳輸安全性驗證控制層是否實施嚴格的權限管理，防止未授權訪問和誤操作。權限管理與訪問控制控制層評估執行層評估設備安全性能評估執行層設備（如傳感器、執行器等）是否滿足相關安全標準，能否在異常情況下及時響應并保護系統安全。實時性與同步性故障診斷與容錯能力檢查執行層設備的數據采集、傳輸和執行指令的實時性，以及各設備之間的同步性，確保整個系統的協調運行。驗證執行層是否具備故障診斷和容錯能力，能夠在設備故障時及時發現并切換至備用設備，保證生產線的連續運行。058安全相關系統要求架構應確保系統的可靠性、可用性和可維護性。應建立適當的冗余設計，以提高系統的容錯能力。應明確系統的整體架構，包括硬件、軟件及網絡等組成部分。8.1安全相關系統架構010203硬件設備應滿足相關功能安全標準，如具備相應的安全完整性等級。應對硬件設備進行充分的測試與驗證，確保其性能穩定可靠。硬件設備應具備良好的抗干擾能力，以防止外部干擾對系統造成不良影響。8.2安全相關系統硬件要求軟件應基于可靠的編程語言和框架進行開發，以降低潛在的軟件缺陷風險。8.3安全相關系統軟件要求應實施嚴格的軟件開發生命周期管理，包括需求分析、設計、編碼、測試等階段。軟件應具備完善的安全機制，如訪問控制、數據加密等，以確保信息安全。123網絡通信應滿足實時性、穩定性和安全性的要求。應采用加密技術對網絡通信進行保護，防止數據泄露和篡改。應建立有效的網絡監控機制，及時發現并處理網絡異常事件。8.4安全相關系統網絡通信要求068.1安全功能要求安全控制策略數字化車間應制定明確的安全控制策略，包括訪問控制、數據保護、應急響應等，以確保車間運行過程中的安全性。安全控制系統安全控制流程8.1.1安全控制功能建立專業的安全控制系統，對車間內的各類設備、系統實施統一的安全管理和控制，防范潛在的安全風險。制定完善的安全控制流程，包括定期的安全檢查、風險評估、漏洞修復等，確保車間安全功能的持續有效。實時監測數字化車間應具備對關鍵設備和系統的實時監測功能，及時發現異常情況并采取相應措施。報警機制建立有效的報警機制，當監測到潛在的安全威脅時，能夠迅速觸發報警，通知相關人員及時處置。報警記錄與分析對報警信息進行詳細記錄，并定期進行報警數據的統計與分析，為車間安全管理提供數據支持。8.1.2安全監測與報警功能8.1.3安全防護功能確保數字化車間的物理環境安全，包括設備安全、門禁系統、監控攝像頭等，防止非法入侵和破壞。物理安全防護加強車間的網絡安全建設，采取防火墻、入侵檢測系統等措施，保護車間網絡免受外部攻擊。網絡安全防護實施嚴格的數據加密、備份和恢復措施，確保車間數據的安全性和完整性。數據安全防護8.1.4安全培訓與應急響應安全培訓定期對車間員工進行安全培訓，提高員工的安全意識和操作技能，減少人為因素引起的安全問題。應急響應計劃制定詳細的應急響應計劃，包括應急組織、通訊聯絡、現場處置等方面，以應對可能發生的突發安全事件。應急演練定期組織應急演練活動，檢驗應急響應計劃的有效性和員工的應急反應能力，不斷完善應急預案。078.2安全完整性要求等級劃分按照國際標準，將安全完整性等級劃分為多個級別，以滿足不同車間系統的安全需求。定制化方案根據具體車間的工藝流程、設備布局等因素，制定符合實際需求的安全完整性解決方案。風險評估根據車間系統的潛在風險，通過專業的風險評估方法確定所需的安全完整性等級。安全完整性等級確定01緊急停車系統設置緊急停車系統，確保在危險情況下能夠迅速、安全地停止車間生產。安全功能要求02安全聯鎖裝置關鍵設備之間應設置安全聯鎖裝置，防止因誤操作而引發的安全事故。03故障診斷與預警建立完善的故障診斷與預警機制，實時監測車間系統的運行狀態，及時發現并處理潛在的安全隱患。制定詳細的安全完整性驗證流程，包括驗證計劃、驗證方法、驗證數據等，確保車間系統的安全功能得到有效驗證。驗證流程在驗證完成后，應出具安全完整性確認報告，全面評估車間系統的安全性能，為后續的改進和優化提供依據。確認報告驗證與確認定期對車間系統的安全完整性進行評估，及時發現并解決潛在的安全問題。定期評估技術更新人員培訓隨著技術的不斷進步，及時將先進的安全技術應用到車間系統中，提高系統的安全性能。加強員工的安全意識和技能培訓，確保員工能夠熟練掌握安全操作規程，降低人為因素引發的安全風險。持續改進088.3獨立性要求功能獨立數字化車間的各功能模塊應相互獨立，互不干擾，確保各自穩定、可靠地運行。安全隔離各功能模塊之間應實現安全隔離，防止因某一模塊的問題而影響到其他模塊或整個系統的安全性。模塊化設計采用模塊化設計理念，便于系統的擴展、維護和升級，同時提高系統的整體可靠性。獨立性原則獨立性實施要點010203明確功能邊界對數字化車間的各功能模塊進行明確劃分，確保每個模塊的功能清晰、職責明確。采用獨立物理設備對于關鍵功能模塊，應采用獨立的物理設備或硬件資源，以實現物理層面的隔離。軟件層面的隔離在軟件層面，采用虛擬化技術、容器化技術等手段，實現各功能模塊之間的邏輯隔離。功能測試對各功能模塊進行安全性評估，檢查是否存在潛在的安全風險，以及是否滿足相關的安全標準。安全評估性能評估評估各功能模塊在獨立運行時的性能表現，包括響應時間、處理速度、資源占用等指標。對數字化車間的各功能模塊進行獨立的功能測試，確保每個模塊的功能符合設計要求。獨立性驗證與評估098.4故障響應要求實時監測系統狀態數字化車間應具備實時監測系統關鍵參數與狀態的能力，確保及時發現異常情況。故障檢測與診斷故障診斷機制建立完善的故障診斷機制，通過數據分析與比對，準確判斷故障類型及原因。故障記錄與追溯對檢測到的故障進行詳細記錄，包括故障時間、位置、原因等信息，便于后續追溯與分析。響應時間要求明確各類故障的響應時間要求，確保在規定時間內采取有效措施進行處理。故障處理流程制定詳細的故障處理流程，包括應急措施、維修步驟、驗證環節等，提高處理效率與質量。協同與上報機制建立多部門協同處理機制，對重大故障及時上報，確保信息暢通與資源共享。故障響應與處理故障預防與改進措施預防性維護計劃制定預防性維護計劃，定期對關鍵設備與系統進行維護，降低故障發生概率。01改進措施實施針對已發生的故障，深入分析原因，制定并實施有效的改進措施，防止類似故障再次發生。02經驗總結與分享定期總結故障處理經驗，組織內部培訓與分享，提升團隊整體故障應對能力。03108.5其他要求123系統應具備一定的安全防護能力，包括物理安全、網絡安全、數據安全和信息安全等方面，以確保數字化車間的整體安全性。數字化車間應建立可靠的數據備份和恢復機制，以防止數據丟失或損壞，確保車間生產的連續性和穩定性。系統應具備容錯和冗余設計，能夠在部分設備或模塊發生故障時，自動切換到備用設備或模塊，保證車間生產不受影響。安全性與可靠性要求兼容性與擴展性要求數字化車間應具備開放性和標準化的接口，以便與其他企業信息系統進行集成，實現數據的共享和交互。系統應采用模塊化設計，便于根據生產需求進行功能擴展和升級，以適應企業不斷發展的需求。數字化車間應具備良好的兼容性，能夠支持多種不同廠商、不同型號的設備和系統的集成與協同工作。010203數字化車間的操作界面應簡潔明了，易于理解和使用，降低操作人員的培訓成本。操作與維護要求系統應提供完善的維護工具和功能，便于對車間設備和系統進行日常檢查、故障診斷和遠程維護。數字化車間應建立設備檔案和維護記錄，為設備的預防性維護和計劃性維修提供數據支持。119功能安全管理信息系統要求該信息系統需具備收集、處理、分析及報告功能安全相關數據的能力。信息系統應支持與其他管理系統（如質量管理、環境管理等）的集成與交互。功能安全管理信息系統是數字化車間確保功能安全的重要組成部分。9.1總則010203收集車間內各類功能安全相關數據，包括但不限于設備狀態、操作記錄、故障信息等。確保數據的完整性、準確性和可追溯性，以滿足功能安全分析和審計的需求。采用合適的數據存儲方案，保障數據的安全性和可用性。9.2數據收集與存儲定期對功能安全數據進行趨勢分析，為車間管理層提供決策支持。對收集到的功能安全數據進行預處理，包括數據清洗、格式轉換等，以提高數據質量。運用統計分析、數據挖掘等技術手段，深入剖析數據，發現潛在的功能安全隱患及改進點。9.3數據處理與分析010203123生成功能安全相關的報告，包括定期報告、異常報告等，以及時反映車間的功能安全狀況。設定關鍵性能指標（KPI），對車間的功能安全進行持續監控和評估。通過可視化工具展示功能安全數據和分析結果，提高車間員工的功能安全意識。9.4報告與監控129.1一般要求安全性原則數字化車間應具備完善的安全防護措施，包括物理安全、網絡安全、數據加密等，以確保車間生產環境的安全。車間內部各系統之間應實現安全互聯，確保數據和信息的安全傳輸，防止數據泄露或被非法獲取。數字化車間應遵循安全性原則，確保整個系統的可靠性和穩定性，防止潛在的安全風險。010203車間應具備實時的數據采集與監控功能，對生產現場的各項數據進行實時采集、分析和處理，為生產決策提供有力支持。數字化車間應支持靈活的生產調度與排程，根據訂單和生產計劃，智能生成生產排程，提高生產效率和響應速度。數字化車間應具備高度自動化的生產能力，通過集成各類智能設備與系統，實現生產流程的自動化執行。功能性要求兼容性要求數字化車間應具備良好的兼容性，能夠支持多種不同廠商、不同型號的設備與系統之間的無縫集成。車間內部的數據格式和通信協議應統一標準，確保各系統之間的順暢交互，降低因數據格式不統一而導致的溝通成本。可擴展性要求數字化車間應設計靈活且易于擴展，能夠隨著企業業務的發展和市場需求的變化而進行相應的調整和優化。車間內部的軟硬件系統應支持模塊化設計，便于后續的升級和維護，延長整個系統的使用壽命。““139.2功能要求安全輸入處理數字化車間應具備對安全相關輸入信號進行采集、處理與識別的能力，確保輸入信號的正確性和可靠性。9.2.1安全控制功能安全邏輯運算系統應能執行安全相關的邏輯運算，包括但不限于安全聯鎖、安全時序控制等，以實現車間設備的安全運行。安全輸出控制數字化車間應能對安全相關輸出進行控制，確保在危險情況下能夠及時、準確地執行安全動作，防止事故擴大。9.2.2安全監控功能安全狀態監測系統應能實時監測車間內各設備的安全狀態，包括設備的運行、停止、故障等狀態，以及與安全相關的參數信息。故障診斷與預警數字化車間應具備對設備故障進行診斷與預警的能力，及時發現并處理潛在的安全隱患，確保車間的穩定運行。安全事件記錄與分析系統應能記錄車間內發生的所有安全事件，包括事件的發生時間、原因、處理過程等信息，以便后續進行事件分析與追溯。9.2.3安全通信功能安全數據傳輸數字化車間應確保安全相關數據在傳輸過程中的保密性、完整性和可用性，防止數據被篡改或泄露。安全通信協議系統應采用符合國際標準的安全通信協議，以實現與其他系統或設備之間的安全通信，確保信息的準確傳遞。網絡安全防護數字化車間應具備完善的網絡安全防護措施，包括防火墻、入侵檢測等，確保車間網絡系統的安全穩定運行。149.3數據要求無缺失數據確保在數字化車間運行過程中，所有關鍵數據均被完整記錄，無遺漏。數據校驗機制實施定期的數據校驗，以驗證數據的準確性和完整性，及時發現并糾正潛在的數據問題。數據備份與恢復建立數據備份機制，確保在數據意外丟失或損壞時能夠迅速恢復。030201數據完整性實施嚴格的訪問控制策略，確保只有授權人員能夠訪問敏感數據。訪問控制數據加密安全審計對重要數據進行加密處理，防止數據在傳輸或存儲過程中被非法竊取或篡改。定期對數據安全進行審計，檢查是否存在潛在的安全漏洞，并及時進行修補。數據安全性建立審計日志系統，記錄所有對數據的操作行為，以便在必要時進行追溯和審查。審計日志實施數據版本控制，確保能夠追蹤到數據的變更歷史，并對比不同版本之間的差異。數據版本控制為每條數據分配唯一的標識，并記錄其生成、修改、刪除等操作的歷史信息。數據標識與記錄數據可追溯性數據處理與交換數據交換安全在數據交換過程中實施安全措施，確保數據的機密性、完整性和可用性不受損害。數據處理流程優化優化數據處理流程，提高數據處理的效率和準確性，降低出錯率。數據格式標準化制定統一的數據格式標準，確保不同系統之間的數據能夠順暢交換與共享。0110功能安全集成要求數字化車間功能安全集成應滿足相關法規、標準以及車間安全需求的要求。10.1一般要求應確保功能安全集成過程中的各項活動得到妥善規劃與執行，包括風險評估、安全設計、驗證與確認等。功能安全集成應考慮車間內各系統之間的交互影響，確保整體功能的安全性。10.2風險評估應進行全面的風險評估，識別數字化車間內潛在的安全風險與威脅。01風險評估應基于車間的實際情況，包括設備、工藝、操作流程等，以及可能的安全漏洞與脆弱性。02應根據風險評估結果制定相應的安全措施與預案，降低風險的發生概率與影響程度。03安全設計應考慮系統的冗余性、容錯性、故障隔離等，以提高系統的安全性能。應針對關鍵設備與重要數據實施加密、備份等保護措施，防止數據泄露與非法訪問。數字化車間的功能安全設計應遵循相關安全設計原則，確保系統的可靠性與穩定性。10.3安全設計完成功能安全集成后，應進行全面的驗證與確認活動，確保系統的安全性能符合預期要求。驗證與確認過程應包括功能測試、性能測試、安全測試等，確保各項安全措施得到有效實施。10.4驗證與確認應對驗證與確認過程中發現的問題進行及時整改與跟蹤，直至問題得到徹底解決。0210.1一般要求010203車間必須遵循基本的安全設計原則，確保數字化車間的整體安全。數字化車間應建立完善的安全管理體系，明確各級安全管理職責。車間應定期進行安全風險評估，及時識別并處理潛在的安全隱患。安全性原則功能安全要求010203數字化車間應具備對關鍵設備和系統的功能安全保護能力，防止故障或誤操作導致的安全事故。車間應建立功能安全驗證流程，確保設備和系統在投入使用前符合功能安全要求。車間應定期對功能安全進行監測和維護，確保其持續有效。數字化車間應建立完善的信息安全體系，保護車間數據免受未經授權的訪問、泄露、破壞或篡改。信息安全要求車間應采取適當的信息安全措施，如加密技術、訪問控制等，確保數據在傳輸、存儲和處理過程中的安全性。車間應定期對信息安全進行審計和檢查，及時發現并處理信息安全事件。人員培訓與安全意識數字化車間應為員工提供必要的安全培訓，確保他們了解并遵守車間的各項安全規定。01車間應定期組織安全演練，提高員工應對突發安全事件的能力。02車間應培養員工的安全意識，鼓勵他們主動發現并報告安全隱患。030310.2人機接口要求人機接口應設計得直觀、易懂，符合操作人員的使用習慣，降低誤操作風險。人性化設計同一車間內不同設備、系統間的人機接口應保持風格一致，便于操作人員快速熟悉和掌握。一致性原則人機接口應具備一定的可配置性，以適應不同操作場景和人員需求。靈活性原則10.2.1人機接口設計原則01020310.2.2人機接口功能要求信息顯示人機接口應能清晰、準確地顯示設備狀態、生產數據等信息，便于操作人員實時監控車間生產情況。控制操作報警與提示人機接口應提供便捷的控制操作功能，包括設備啟停、參數調整等，確保操作人員能夠迅速響應生產需求。當設備出現故障或異常情況時，人機接口應能及時發出報警信息，并提供相應的處理提示，協助操作人員迅速排除故障。權限管理人機接口應實施嚴格的權限管理，確保只有經過授權的操作人員才能訪問和操作系統關鍵功能。操作記錄防呆設計10.2.3人機接口安全要求人機接口應能自動記錄操作人員的操作行為，包括操作時間、操作內容等，為后續的審計和追溯提供有力支持。人機接口應采用防呆設計，避免操作人員在誤操作情況下對系統造成不可逆的損害。例如，對于關鍵操作，可設置二次確認機制，確保操作的正確性。0410.3現場設備通信接口要求現場設備的通信接口應符合國際或國內相關行業標準，如Ethernet/IP、Profinet、Modbus等，以確保不同廠商設備之間的兼容性與互操作性。遵循行業通用標準規定統一的物理接口類型，如RJ45、M12等，簡化布線與維護工作，提高系統的可靠性。統一的物理接口通信接口標準化采用可靠的通信協議選用經過驗證的、具有高可靠性的通信協議，確保數據傳輸的穩定性與準確性。通信安全性保障通信接口應支持數據加密、身份驗證等安全機制，防止數據泄露與非法侵入。通信協議與安全實時數據傳輸通信接口應滿足數字化車間對實時性的要求，確保數據在傳輸過程中的低延遲與高吞吐量。可擴展性設計考慮到未來設備的擴展與升級需求，通信接口應具備良好的可擴展性，支持更多設備的接入與數據的傳輸。實時性與可擴展性故障診斷功能通信接口應具備故障診斷功能，能夠實時監測通信狀態，及時發現并處理潛在問題。容錯與冗余設計故障診斷與容錯機制為確保數字化車間的穩定運行，通信接口應采用容錯與冗余設計，降低單點故障對整體系統的影響。01020510.4網絡通信接口要求網絡通信接口標準化標準化協議使用標準化的通信協議，如TCP/IP、UDP等，保障數據傳輸的可靠性和穩定性。遵循通用標準網絡通信接口應符合國際或國內相關標準，如以太網、現場總線等，確保與其他系統的互聯互通。數據加密通信過程中應對敏感數據進行加密處理，防止數據泄露和非法獲取。訪問控制實施嚴格的訪問控制策略，確保只有授權用戶或系統能夠訪問網絡通信接口。接口安全性要求優化數據傳輸機制，提高網絡通信接口的傳輸效率，降低傳輸延遲。傳輸效率采取必要措施，如冗余設計、故障恢復等，確保網絡通信接口的穩定運行。穩定性保障接口性能與穩定性監控與診斷提供接口狀態和性能的監控與診斷功能，便于及時發現和解決問題。擴展性設計考慮未來業務和技術發展需求，設計具備良好擴展性的網絡通信接口。接口可維護與擴展性06附錄A(資料性)數字化車間危險與風險分析方法和步驟識別數字化車間中的潛在危險源包括設備故障、人為操作失誤、環境因素等。危險與風險識別分析危險源可能導致的事故類型如機械傷害、電氣傷害、化學品泄漏等。評估事故發生的可能性和嚴重程度通過歷史數據、專家判斷等方法進行定量或定性評估。危險與風險評估確定風險評估的目標和范圍明確評估的對象、目的以及所需資源的支持。選擇合適的風險評估方法如風險矩陣法、故障模式與影響分析法等。實施風險評估收集相關數據和信息，對識別出的危險源進行逐一評估，確定風險的大小和可接受程度。01根據風險評估結果，提出針對性的風險控制措施包括技術控制、管理控制和個人防護等。對風險控制措施進行可行性分析和效果預測確保措施的有效性和可實施性。制定風險控制計劃明確實施步驟、責任人和時間節點，確保措施的有效落實。風險控制措施制定0203定期對數字化車間進行危險與風險監測通過定期檢查、測試等方式，及時發現和解決潛在問題。對已實施的風險控制措施進行效果評估根據實際情況調整和優化措施，確保其持續有效。及時更新危險與風險信息和評估結果以便為數字化車間的安全管理提供最新、準確的數據支持。危險與風險監測與更新07A.1進行危險與風險分析所需的信息評估危險源和風險點對人員、設備、環境等可能造成的危害程度為制定有效的安全措施提供決策依據識別數字化車間內潛在的危險源和風險點A.1.1危險與風險分析的目的和背景數字化車間的工藝流程、設備布局、控制系統等基礎信息國內外相關行業的事故案例與統計數據類似車間或工藝的安全評估報告與經驗反饋現場操作人員的實際經驗與反饋意見A.1.2所需信息的范圍與來源01采用現場調研、專家訪談等方式獲取一手資料運用風險評估方法，對危險源和風險點進行定性與定量分析通過文獻資料、網絡檢索等方式收集相關信息對收集到的信息進行分類整理，提取關鍵數據A.1.3信息收集與處理方法020304A.1.4信息安全與保密要求嚴格遵守國家及行業的信息安全與保密規定對涉及商業秘密和個人隱私的信息進行脫敏處理確保信息收集、傳輸、存儲等環節的安全性定期對信息安全與保密工作進行檢查與評估08A.2數字化車間危險與風險分析的步驟A.2.1確定危險源識別車間內所有潛在的危險源，包括設備、工藝、物料等。對每個危險源進行詳細的描述，包括其性質、位置、可能造成的危害等。““A.2.2危險區域劃分與風險評估根據危險源的性質和可能造成的危害程度，將車間劃分為不同的危險區域。對每個危險區域進行風險評估，確定風險的大小、發生概率以及可能造成的損失。針對每個危險區域和風險評估結果，制定相應的風險控制措施。風險控制措施應包括工程技術措施、管理措施、個人防護措施等。A.2.3制定風險控制措施010203建立完善的監控系統，對車間內的危險源進行實時監控。制定應急響應計劃，明確在發生危險事件時的應對措施和責任人。定期組織應急演練，提高員工的應急響應能力。A.2.4監控與應急響應09A.3數字化車間的危險識別初步危險分析對數字化車間進行整體評估，初步識別出可能存在的危險源。危險與可操作性分析針對初步識別出的危險源，進行詳細的危險與可操作性分析，確定危險的具體性質、可能造成的后果以及觸發條件。危險源辨識與風險評估綜合上述分析結果，對數字化車間的危險源進行全面辨識，并評估其風險等級。危險識別流程識別全面確保對數字化車間的各個角落、各個環節進行細致排查，不遺漏任何潛在危險。識別準確基于專業的知識和技術，準確判斷危險源的性質和危害程度。識別及時隨著數字化車間的運行和變化，及時識別新出現的危險源，確保安全生產的持續進行。030201危險識別要點故障類型和影響分析針對數字化車間中的關鍵設備或系統，分析其可能出現的故障類型以及故障對車間安全的影響，為危險識別提供有力支持。安全檢查表法制定詳細的安全檢查表，對數字化車間的各項設施、設備、操作進行逐一檢查，以發現潛在危險。預先危險性分析在數字化車間設計或改造階段，對可能存在的危險進行預先分析，提前采取防范措施。危險識別技術與方法10A.4數字化車間的風險評估風險評估流程明確數字化車間風險評估的具體對象和邊界，包括設備、系統、人員等要素。確定評估目標和范圍通過調研、訪談、文檔審查等方式，收集與數字化車間相關的潛在風險信息。根據風險評估結果，制定相應的風險降低、風險規避等應對措施，并明確責任人和實施計劃。收集風險信息對收集到的風險信息進行分類、整理，運用定性、定量等方法分析風險的大小、發生概率和可能造成的損失。風險識別與分析01020403制定風險應對措施設備與系統安全評估數字化車間中的各類設備和系統的安全性，包括控制系統、傳感器、執行器等，確保其穩定可靠運行，防范潛在的安全隱患。網絡安全評估數字化車間的網絡安全狀況，防范外部攻擊和內部泄露，保障車間網絡的穩定運行。人員與操作安全評估人員的技能水平、安全意識以及操作規程的合理性，確保人員在數字化車間中的操作行為安全可靠，防范人為因素引發的安全事故。數據安全對數字化車間產生的數據進行全面評估，包括數據的采集、傳輸、存儲、處理等環節，確保數據的完整性、保密性和可用性。風險評估內容提升數字化車間安全性通過風險評估，可以及時發現并處理數字化車間中的潛在安全風險，從而提升車間的整體安全性。指導安全措施制定風險評估結果可以為數字化車間安全措施的制定提供有力依據，確保安全措施的針對性和實效性。減少安全事故發生通過風險評估和應對措施的落實，可以有效降低數字化車間安全事故的發生概率，保障車間的穩定生產和人員安全。風險評估的意義11A.5數字化車間的風險評定識別數字化車間中潛在的危險源包括設備故障、人為操作失誤、環境因素等。風險識別分析危險源可能導致的事故類型如機械傷害、電氣安全、化學品泄漏等。評估事故發生的可能性和后果嚴重性通過歷史數據、專家判斷等方法進行綜合分析。定量評估運用數學模型、統計分析等工具，對風險進行量化評估，更精確地描述風險的大小和發生概率。半定量評估結合定性和定量評估的優點，通過為定性評估賦予一定數值，實現風險的相對量化排序。定性評估依據經驗、知識等，對風險進行直觀、快速的評估，確定風險的大小和可接受程度。風險評估方法工程技術措施教育培訓措施管理措施應急處理措施采用先進的安全技術、設備，消除或減少危險源，降低事故發生的概率。加強員工的安全教育和技能培訓，提高員工的安全意識和自我保護能力。建立完善的安全管理制度和操作規程，確保人員行為規范，防止人為失誤導致的風險。制定應急預案，配備相應的應急設施和器材，確保在事故發生時能夠迅速、有效地應對。風險控制措施風險評定持續改進定期對數字化車間進行風險評定隨著車間環境、設備、工藝等的變化，及時識別新的危險源，調整風險評估結果。收集和分析風險評定數據通過數據分析，發現風險評定的不足之處，提出改進措施，提高評定的準確性和有效性。持續改進風險控制措施根據風險評定的結果，不斷優化風險控制措施，提高數字化車間的安全水平。12附錄B(資料性)安全完整性等級(SIL)與性能等級(PL)之間的關系SIL與PL的定義PL（PerformanceLevel）性能等級，用于評估機器安全相關控制系統在特定危險情況下能達到的安全性能水平。SIL（SafetyIntegrityLevel）安全完整性等級，用于描述安全相關系統執行所需安全功能的可靠性。SIL1對應PLa最低的安全完整性等級，適用于較低風險的系統。在此等級下，系統能夠檢測到一些基本的故障，并提供基本的保護措施。SIL3對應PLc較高的安全完整性等級。在此等級下，系統能夠檢測到絕大多數的故障，并提供非常可靠的保護措施。PLc的性能要求遠高于PLa和PLb，適用于對安全性要求極高的系統。SIL2對應PLb中等的安全完整性等級。系統能夠檢測到更多的故障，并提供更為有效的保護措施。與PLa相比，PLb在故障檢測和處理方面更為可靠。SIL4對應PLd最高的安全完整性等級。系統能夠檢測到幾乎所有的故障，并提供幾乎絕對可靠的保護措施。PLd代表了最高的性能等級，其安全性和可靠性達到了極高的水平。SIL與PL的對應關系風險評估結果根據實際的風險評估情況，確定所需的安全完整性等級和性能等級。SIL與PL選擇的影響因素系統復雜性系統的復雜性越高，對安全完整性等級和性能等級的要求也相應提高。法律法規要求相關的法律法規可能對安全完整性等級和性能等級有具體規定，需要遵循相應要求。SIL與PL的應用實例在工業自動