Gefahren vermeiden

Marginale Spalte

März 2012

Funktionale Sicherheit von Maschinen beginnt bei der Konzeption. Der erste Schritt ist eine systematische Risikobeurteilung. Doch wie funktioniert die?

 
 

Jeder Hersteller ist verpflichtet, die Sicherheit seiner Maschinen nach dem Stand der Technik zu gewährleisten. Durch die verbindlichen Anforderungen der europäischen Maschinenrichtlinie 2006/42/EG ist das Thema allerdings stärker in den Fokus gerückt. Nach der systematischen Vorgehensweise von Rexroth ist der erste von zehn Schritten, um diese Anforderungen erfüllen zu können, die gründliche Risikobeurteilung, die die Richtlinie fordert.

Denn nur wer die Gefahren kennt, kann sie auch ver­mindern. Diese Risikobeurteilung bietet den Unternehmen aber auch Rechtssicherheit für Produkte, die nicht unter die Richtlinie fallen. Daher sollte während der Planung und Konstruktion generell eine dokumentierte Risikobeurteilung durchgeführt werden. Dieser Prozess vereint die Risikoanalyse, die Risikobewertung und die Risikominderung und lässt sich in fünf Arbeitspunkte untergliedern:

1. Festlegung der Grenzen der Maschine

2. Identifzierung der Gefährdung

3. Risikoeinschätzung

4. Risikobewertung

5. Risikominderung

Im Idealfall arbeitet ein interdisziplinäres Projektteam aus den Bereichen Konstruktion, Qualität, Vertrieb und Service diese Punkte ab. Wichtig ist der richtige Zeitpunkt: Erfolgt die Beurteilung zu früh, können eventuell noch nicht alle Maßnahmen überblickt werden. Erfolgt sie zu spät, lassen sich die besten Lösungsansätze möglicherweise nicht mehr oder nur mit Mehraufwand umsetzen.

1. Festlegung der Grenzen der Maschine

Hier legt das Projektteam die räumlichen, zeitlichen und externen Grenzen der Maschine sowie ihre bestimmungsgemäße Verwendung fest. Räumliche Grenzen berücksichtigen beispielsweise den Platzbedarf des Bearbeitungsraums aller Achsen einer Werkzeugmaschine. Der zeitliche Aspekt bezieht sich auf die Lebensdauer – vom Transport über den Betrieb bis zur Entsorgung – oder auf durch Normen festgelegte Gebrauchsdauern. So muss zum Beispiel eine sicherheitsbezogene Steuerung laut ISO 13849 nach 20 Jahren ausgetauscht werden. Umgebungsbedingungen und die Eigenschaften von zu verarbeitenden Materialien legen die externen Grenzen fest.

 

2. Identifzierung der Gefährdung

Beispiele für Gefährdungen (Auszug aus ISO 12100).

 

Dies ist der wichtigste Punkt bei jeder Risikobeurteilung: die systematische Identifizierung vorhersehbarer Gefährdungen in sämtlichen Phasen der Lebensdauer der Maschine. Sind die Lebensphasen analysiert, erfolgt die Identifizierung der Aufgaben, die die Benutzer bei den verschiedenen Arbeits­vorgängen ausführen.

So muss der Bediener zum Beispiel bei der Inbetriebnahme die Maschine einrichten, prüfen, umrüsten. Im Regelbetrieb lauten die Aufgaben dann aber Bestücken, Entnehmen, Stillsetzen, Neustarten. Für alle diese Aufgaben ist die Gefährdung zu identifizieren. Dabei muss das Projektteam folgende Aspekte berücksichtigen:

  • Welcher Personeneingriff erfolgt in welcher Phase?
  • Was sind die möglichen Betriebszustände? (Dazu zählt auch eine mögliche Fehlfunktion, bei der die Maschine nicht wie vorgesehen arbeitet.)
  • Wie können unbeabsichtigtes Verhalten des Bedieners oder eine vorhersehbare Fehlanwendung der Maschine aus­sehen?

Basis für diese Risikoidentifizierung ist eine Liste von Gefährdungstypen, -situationen und -ereignissen.

3. Risikoeinschätzung

Für die Bestimmung des wahrscheinlichen Ausmaßes eines Schadens und der Wahrscheinlichkeit seines Eintritts kann das Projektteam auf verschiedene Verfahren zurückgreifen. In der Regel unterscheiden diese zwischen dem Ausmaß des Schadens, der Häufigkeit und Dauer einer Gefährdungsexposition, der Eintrittswahrscheinlichkeit sowie der Möglichkeit zur Begrenzung oder Vermeidung des Schadens, um das Risiko zu quantifizieren.

 

4. Risikobewertung

Sobald das Projektteam die Risikoelemente quantifiziert hat, muss es beurteilen, ob eine Risikominderung durch geeignete Schutzmaßnahmen notwendig ist. Diese Maßnahmen sollen zu einer „hinreichenden Risikominimierung“ führen. Um diese zu erreichen, müssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein:

  • Alle Betriebsbedingungen und Benutzerinteraktionen wurden berücksichtigt.
  • Die Risiken wurden so weit wie möglich minimiert, beziehungsweise beseitigt.
  • Neue Gefährdungen, die aus ergriffenen Maßnahmen resultieren, wurden berücksichtigt.
  • Die Benutzer wurden ausreichend über Restrisiken informiert.
  • Die Schutzmaßnahmen sind miteinander vereinbar.
  • Vorhersehbare Fehlanwendungen wurden berücksichtigt.
  • Die Benutzerfreundlichkeit der Maschine wurde nicht beeinträchtigt.

5. Maßnahmen zur Risikominderung

Für einzelne Gefährdungen können mehrere Möglichkeiten zur Risikominderung infrage kommen. ISO 12100 beispielsweise kennt drei Arten von Schutzmaßnahmen, die in der Reihenfolge strikt einzuhalten sind, um die Norm zu erfüllen:

1. Inhärent (Konstruktions- oder Betriebseigenschaften der Maschine betreffend) sichere Konstruktion durch Verbesserung des Maschinendesigns.

2. Technische Schutzmaßnahmen und eventuell ergänzende Schutzmaßnahmen, wie zum Beispiel Benutzerinformationen und Datenblätter.

3. Benutzerinformation hinsichtlich des Restrisikos.

 

Nähere Informationen zur Risikobeurteilung (Beispiel für Formblätter, Hilfestellungen bei der Quantifizierung der Risikoelemente sowie bei der Risikobewertung, usw.) sowie die weiteren neun Schritte zur Maschinensicherheit finden Sie im Handbuch „10 Schritte zum Performance Level“ mit vielen praktischen Beispielen und Hinweisen für alle Steuerungstechnologien. Darüber hinaus bietet Rexroth individuelle Beratung, Service und Schulungen zum Thema funktionale Sicherheit von Maschinen.

 

10 Schritte zum Performance Level

Handbuch zur Umsetzung der funktionalen Sicherheit nach ISO 13849.

Bosch Rexroth AG

Juli 2011 – 264 Seiten – € 49,90

ISBN: 978-3-9814879-1-6