“Her skal der en afskærmning på.”
Den sætning kommer hurtigt ved en konstruktionsgennemgang. Der er en bevægelig del, en mulig klemning, et punkt hvor noget kan gribes, og så føles svaret oplagt: afskærmning, låseanordning eller lysgitter. Måske bliver det også nødvendigt. Men ved vi det allerede? Nej. Risikoreduktion ved maskiner starter ikke med at vælge den pæneste tekniske beskyttelsesforanstaltning. Den starter med selve maskinen.
ISO 12100 tvinger os til at se på konstruktionen først. Kan delene placeres anderledes, så klempunktet ikke opstår? Kan en skarp kant afrundes eller ombukkes? Skal den bevægelige del virkelig have den masse, hastighed og energi? Kan vi sænke kraft, tryk, temperatur eller støjniveau? Kan et andet materiale eller en anden proces reducere vibrationer, støv eller antændelsesrisiko?
Og nogle gange ligger problemet ikke i én komponent. Det ligger i hele maskinkonceptet. Måske skal massefordelingen ændres, så stabiliteten bliver bedre. Måske skal drivteknikken vælges om. Måske skal betjeningselementerne flyttes. Måske skal smørepunkter og indstillingspunkter ud af farezonen. Måske skal restenergi i systemet fjernes automatisk efter afbrydelse.
Det er iboende sikre konstruktionsmæssige foranstaltninger. Første og vigtigste trin i ISO 12100. Fælles for dem er enkelt: De prøver ikke bare at skille mennesket fra en eksisterende fare. De ændrer maskinen, dens parametre eller samspillet med operatøren, så faren forsvinder – eller risikoen bliver lavere.
Risikoreduktion ved maskiner begynder ikke med afskærmningen
Den første fejl ligger ofte i sproget. Vi siger: Vi har designet en afskærmning. Vi har tilføjet en låseanordning. Vi har sat et lysgitter på. Vi bruger en sikkerhedsstyring.
Alt det kan være rigtigt. Det kan være projekteret ind fra første 3D-model. Det kan også være nødvendigt for at opnå et acceptabelt sikkerhedsniveau. Men det gør det ikke automatisk til trin 1 i risikoreduktionen.
En afskærmning bliver ikke en iboende sikker konstruktionsmæssig foranstaltning, bare fordi den blev tegnet samtidig med maskinen.
ISO 12100 skelner skarpt. En iboende sikker konstruktionsmæssig foranstaltning eliminerer en fare eller reducerer risiko ved at ændre maskinens konstruktive eller driftsmæssige egenskaber. En afskærmning eller beskyttelsesanordning reducerer derimod risikoen ved en fare, som ikke kunne fjernes eller begrænses tilstrækkeligt gennem konstruktionen.
Forskellen handler altså ikke om, hvornår løsningen kom ind i projektet. Heller ikke om prisen. Den handler om, hvad der faktisk blev ændret i maskinen.
Forsvandt klempunktet? Blev energien i den bevægelige del lavere? Blev den skarpe kant fjernet? Blev emissionen reduceret ved kilden? Opfører systemet sig sikkert ved energisvigt? Skal operatøren stadig udføre den farlige handling?
Hvis faren er uændret, og løsningen kun forhindrer eller kontrollerer adgang til den, er vi typisk allerede i trin 2.
Tag en enkel mekanisme med to dele, der skaber et klempunkt. Vi kan bygge en afskærmning omkring mekanismen og overvåge afskærmningens position. Men vi kan også først undersøge, om delene kan placeres anderledes, så åbningen enten er sikker for den relevante kropsdel, eller så kropsdelen slet ikke kan komme ind. I første tilfælde beskytter vi mennesket mod et eksisterende klempunkt. I andet tilfælde fjerner vi klempunktet med geometri.
Det samme gælder bevægelse. Vi kan registrere en person og stoppe den farlige del. Men først bør vi spørge: Skal delen virkelig bevæge sig så hurtigt? Skal den være så tung? Skal den lagre så meget energi?
Det betyder ikke, at afskærmning eller sikkerhedsfunktioner aldrig bliver nødvendige. Trin 1 reducerer ikke altid risikoen nok. ISO 12100 kræver ikke, at vi for enhver pris undgår tekniske beskyttelsesforanstaltninger. Men standarden kræver rækkefølgen.
Det rigtige spørgsmål er derfor ikke: Hvilken sikring har vi tilføjet?
Spørg først: Hvilken farlig egenskab ved maskinen har vi faktisk ændret?
Hvis svaret er: ingen, så har vi sandsynligvis ikke udført trin 1 endnu.
Geometrien er færdig – nu lægger vi sikkerhed på
Det er et af de mest almindelige tidspunkter, hvor et projekt begynder at glide af sporet. Den mekaniske model er godkendt. Bevægelsesområderne er låst. Cylindre og motorer er valgt. Konstruktionen er sendt til tilbud. Først derefter analyserer nogen menneskers adgang og finder klempunkter, skæresteder, slagfare eller steder, hvor tøj eller kropsdele kan gribes.
Geometrien vil vi helst ikke ændre. Så vi begynder at lægge sikkerhed på. Afskærmning. Indhegning. Låseanordning. Lysgitter.
ISO 12100 foreslår den modsatte rækkefølge. I punkt 6.2.2.1 nævnes maskinens form og den indbyrdes placering af dens dele som nogle af de første områder, designeren skal bruge til at eliminere farer.
Hvis to bevægelige dele danner et klempunkt, skal konstruktøren først undersøge, om deres indbyrdes placering kan ændres. Den mindste afstand kan øges, så den relevante kropsdel kan befinde sig mellem delene uden klemningsrisiko. Eller afstanden kan mindskes, så kropsdelen ikke kan komme ind.
Det handler ikke om at flytte mennesket væk fra en eksisterende fare ved hjælp af indhegning eller sikkerhedsafstand. Det handler om at forme maskindelene, så klempunktet ophører med at eksistere.
Det er en grundlæggende forskel. I første tilfælde bliver faren stående, og adgangen begrænses. I andet tilfælde ændres mekanismen, så den pågældende bevægelse ikke kan forårsage den skade, vi vurderer.
Se også på skarpe kanter, hjørner, fremspring, ru overflader og åbninger, hvor kropsdele eller tøj kan sætte sig fast. Hvis en kant kan afrundes, ombukkes eller udjævnes, er det svært at forsvare, at den bliver i konstruktionen, mens problemet flyttes til brugsanvisningen.
“Pas på skarp kant” er ikke et svar, hvis kanten ikke behøver at være skarp.
Maskinens geometri afgør også udsyn. Hvis sikker betjening kræver, at operatøren overvåger et arbejdsområde eller en farezone, skal området faktisk kunne ses fra betjeningspladsen. Et dødt område bliver ikke sikkert af en instruktion om at være ekstra forsigtig før start.
Først undersøges formen, betjeningspladsens placering og komponenternes layout. Kun når direkte udsyn ikke er muligt, peger standarden på indirekte udsyn, for eksempel korrekt placerede spejle.
Maskinens form bestemmer også menneskets position. Kan operatøren nå betjeningselementerne uden at læne sig ind over farezonen? Tvinger adgang til et indstillingspunkt hånden ind mellem mekanismer? Placerer konstruktionen medarbejderen i en kropsstilling, hvor det er sværere at bevæge sig sikkert eller trække sig hurtigt tilbage?
Det er ikke bare komfort. Det er risikoreduktion gennem konstruktion.
Ja, en geometrisk ændring kan påvirke funktion, mål, cyklustid og produktionspris. Ikke alle ændringer er mulige. Ikke alle reducerer risikoen nok. Men den konklusion må ikke tages på forskud, bare fordi modellen allerede er godkendt.
Før vi spørger, hvor afskærmningen skal monteres, bør vi spørge: Hvorfor er maskindelene placeret på en måde, der skaber denne fare?
Svaret viser, om en teknisk beskyttelsesforanstaltning virkelig er nødvendig – eller om den bare gør det bekvemt at undgå en ændring i en færdig geometri.
Risikoreduktion ved maskiner: fjern opgaven før du sikrer den
Punkt 5.4 i ISO 12100 kræver, at vi identificerer maskinens operationer og menneskets opgaver gennem hele maskinens livscyklus. I praksis får vi en liste: materialetilførsel, udtagning af emner, indstilling, rengøring, afhjælpning af blokeringer, fejlfinding, omstilling og vedligehold.
Her begås en klassiker. Når opgaven står på listen, begynder vi straks at lede efter en sikker måde for operatøren at udføre den på. Vi vælger driftstilstand, afskærmning, tvangskobling, hold-to-run, aktiveringsanordning eller procedure.
Men opgavelisten beskriver ikke nødvendigvis den endelige maskine. Den beskriver kun, hvordan mennesket interagerer med den konstruktion, vi analyserer lige nu.
Derfor skal hver opgave have et ekstra spørgsmål: Skal denne opgave stadig eksistere i den endelige maskine?
Eksempel 1: Operatøren retter bare materialet
Mellem en transportør og næste maskindel lægger materialet sig indimellem forkert. Operatøren ser det, går hen og retter materialet med hånden. Det tager få sekunder. Det kaldes ikke nedbrud. Det kaldes ikke formel omstilling. Han retter jo bare emnet.
Men i de få sekunder rækker et menneske ind et sted, hvor transportøren, en skubber eller en anden mekanisk del kan bevæge sig. I risikovurderingen optræder opgaven derfor som afhjælpning af blokeringer eller korrektion af materialets position.
Den oplagte reaktion? Luk adgangen. Tilføj låseanordning. Lav manuel drift. Beskriv en sikker metode til afhjælpning af blokeringer.
Noget af det kan stadig blive nødvendigt. Men først skal vi stille det mindre behagelige spørgsmål: Hvorfor lægger materialet sig forkert?
Er der et mellemrum eller en niveauforskel mellem transportørerne? Holder føringerne materialet i hele det forventede dimensionsområde? Er hastighederne synkroniseret? Får en brat hastighedsændring produktet til at dreje eller vælte? Kan materialet registreres og afvises automatisk, før det blokerer næste operation?
Hvis årsagen til indgrebet er for lav driftssikkerhed i tilførslen, skal designeren først arbejde med driftssikkerheden. Punkt 6.2.13 i ISO 12100 peger netop på, at højere pålidelighed reducerer antallet af hændelser, der kræver menneskelig indgriben – og dermed eksponeringen for farer.
En ændret overgangsgeometri, bedre materialeføring eller justerede bevægelsesparametre kan gøre, at en opgave, der før skete flere gange pr. skift, forsvinder fra normal drift.
Så har vi ikke designet en mere sikker måde at rette materialet på. Vi har fjernet årsagen til, at operatøren skulle rette det.
Eksempel 2: Sensoren skal indstilles inde i farezonen
Maskinen kører med flere materialetyper. Sensoren i projektet dækker ikke hele det nødvendige detektionsområde, eller den skal flyttes afhængigt af det aktuelle materiale. Under omstilling går operatøren derfor ind i farezonen og indstiller sensoren manuelt.
I risikovurderingen får vi en konkret opgave: indstilling af sensorens position ved skift af materialetype.
Vi kan selvfølgelig designe en sikker adgang. Stop maskinen. Forhindr genstart. Lav korrekt driftstilstand og procedure for omstilling.
Men er det virkelig første svar?
Hvis maskinen efter sin tilsigtede anvendelse skal håndtere et bestemt materialeområde, er materialernes egenskaber en del af maskinens begrænsninger. Detektionssystemet skal vælges til hele det forudsigelige arbejdsområde, ikke kun til én variant.
Første mulighed er derfor at vælge en sensor eller en anden detektionsteknik, der dækker alle forudsete materialer. Det hænger direkte sammen med punkt 6.2.4 i ISO 12100 om valg af passende teknologi.
Det betyder ikke, at vi altid skal vælge sensoren med størst mulig rækkevidde. Et større detektionsområde kan give falske signaler eller dårligere skelnen mellem materialer. Løsningen skal vælges og valideres til de reelle procesforhold.
Men hvis den rigtige sensor fjerner behovet for gentagen flytning, forsvinder også opgaven, der krævede adgang til farezonen.
Og hvis ét fast detektionsområde ikke er teknisk muligt? Så undersøger vi, om indstillingen virkelig skal ske ved selve sensoren. Indstillingsmekanismen kan føres ud af farezonen, så operatøren foretager ændringen fra et sikkert sted. Det følger direkte af punkt 6.2.15, som anbefaler at placere indstillings- og vedligeholdspunkter uden for farezoner.
I stedet for at designe sikker adgang til sensoren ændrer vi stedet, hvor indstillingen udføres.
Det er stadig en omstilling. Vi skal stadig tage højde for fejlindstilling, utilsigtet ændring og forkert detektion. Men operatøren skal ikke ind mellem maskindele bare for at tilpasse en sensor til næste produktvariant.
Mønsteret er det samme hver gang. Identificér menneskets opgave. Spørg ikke kun, hvordan den sikres. Spørg også hvorfor den opstår, om den skyldes maskinens nødvendige funktion eller en begrænsning i den valgte løsning, om årsagen kan fjernes, om maskinen kan overtage opgaven, og om opgaven kan flyttes ud af farezonen.
Nogle gange er den bedste risikoreduktion ved omstilling ikke en sikrere adgang til zonen. Det er, at der ikke længere er behov for at gå ind.
Før du tilføjer en sikring: hvad kan maskinen selv ændre?
ISO 12100 giver ikke én løsning, der passer til alle farer. Men punkt 6.2 peger på konkrete områder, hvor konstruktøren skal lede efter muligheder for at eliminere farer eller reducere risiko gennem konstruktion.
Tabellen betyder ikke, at løsningerne i første kolonne er forkerte. Afskærmning, sikkerhedsfunktion eller procedure kan være nødvendige senere. Pointen er bare, at de ikke bør være første refleks.
| Før du straks... | Kontrollér i trin 1... | Konkret eksempel |
|---|---|---|
| beder operatøren overvåge området ekstra nøje | om konstruktionen giver reelt udsyn | ændret maskinform, ændret betjeningsplads, færre døde områder eller korrekt placeret spejl |
| afskærmer et klempunkt | om klempunktet kan fjernes med geometri | større afstand, så kropsdelen ikke klemmes, eller mindre afstand, så den ikke kan komme ind |
| mærker en skarp kant | om kanten overhovedet skal være skarp | afrunding, ombukning, udjævning eller lukning af åbne rørender |
| skriver en instruktion om sikker rækkeafstand | om maskinformen giver korrekt position og adgang | anden placering af betjeningselementer og ingen behov for at læne sig ind over mekanismen |
| begynder at beregne en beskyttelseszone omkring en bevægelig del | om kraft, masse, hastighed eller energi kan reduceres | mindre aktuator, lavere tryk, lettere bevægelig del eller hastighed begrænset til procesbehovet |
| indkapsler en støjkilde eller udleverer høreværn | om støjen kan reduceres ved kilden | ændret drivteknik, hastighed, stivhed, samling eller procesparameter |
| isolerer operatøren mod vibrationer | om vibrationskilden kan ændres | afbalancering, ændret massefordeling, frekvens eller bevægelsesamplitude |
| designer ventilation for støv | om støvdannelsen kan begrænses | granulat i stedet for pulver eller fræsning i stedet for slibning |
| skærmer en strålingskilde | om kilden er nødvendig og skal have den effekt | fjernelse af kilden, reduceret effekt eller bedre fokusering på målet |
| tilføjer flere kontroller og eftersyn | om konstruktionen er korrekt beregnet og udført | korrekt dimensionering, forbindelser, overbelastningsbeskyttelse, træthedsberegning og afbalancering |
| beskytter personer mod brud på dele | om materiale og sikkerhedsfaktor er valgt rigtigt | hensyn til korrosion, ældning, slid, sprødhed, brandbarhed og cykliske belastninger |
| sikrer en farlig teknologi | om en anden teknologi kan vælges | elektrisk drev i stedet for pneumatisk, vandskæring i stedet for mekanisk skæring eller temperatur under flammepunkt |
| regner med, at en fjeder eller egenvægt frigør en del | om der kan bruges mekanisk tvangsføring | direkte eller stiv mekanisk påvirkning, for eksempel tvungen åbning af kontakter |
| skriver, at maskinen skal stå på plant underlag | om maskinen er stabil under forudsigelige forhold | ændret fundament, massefordeling, tyngdepunkt eller hensyn til dynamiske kræfter og vind |
| udarbejder en særlig serviceprocedure | om maskinen er servicevenlig | adgang tilpasset menneskets mål, beklædning og værktøj samt færre specialværktøjer |
| træner operatøren i ikke at lave fejl | om samspillet mellem menneske og maskine fremmer fejl | tydeligt HMI, entydige betjeningselementer, god arbejdsstilling og ingen urimelig rytme fra automatcyklus |
| nøjes med at markere elektrisk fare | om det elektriske udstyr er sikkerhedsmæssigt korrekt konstrueret | korrekt afbrydelse, kobling og beskyttelse mod elektrisk stød |
| tilføjer alarm for trykoverskridelse | om systemet kan forhindre farlig trykstigning | korrekt trykbegrænsning og konstruktion mod forudsigelige trykvariationer |
| advarer mod restenergi efter afbrydelse | om restenergien kan fjernes automatisk | automatisk tømning af beholder eller akkumulator og kontrolleret udledning af resttryk |
| bruger nødstop som svar på uforudsigelig opførsel | om styresystemet opfører sig sikkert | ingen bevægelse ved energitilslutning, ingen automatisk genstart, fastholdt stop og fastholdt last ved energisvigt |
| fokuserer kun på sikkerhedsstyringen | om alle dele af sikkerhedsfunktionen har passende pålidelighed | forudsigelig fejladfærd, redundans, fejldetektion og diversitet i de valgte løsninger |
| forbereder en procedure for hyppig fejlafhjælpning | om antallet af hændelser kan reduceres | bedre materialeføring, færre blokeringer, mere robuste komponenter og diagnose uden omgåelse af sikringer |
| sikrer manuel indføring eller udtagning af materiale | om handlingen kan mekaniseres eller automatiseres | transportør, manipulator, skubber, sliske eller automatisk afvisning af forkert placeret materiale |
| designer sikker adgang til en justerbar komponent | om indstillingen kan fjernes eller udføres uden for farezonen | sensor, der dækker alle forudsete materialer, eller indstillingsmekanisme ført ud af farezonen |
| sikrer adgang til et smørepunkt | om smørepunktet skal ligge inde i farezonen | smøreledning, centralsmøring eller servicepunkt tilgængeligt udefra |
Tabellen er ikke en afkrydsningsliste, der mekanisk skal bruges på hver fare. Ikke alle metoder er mulige. Nogle ændringer skaber nye farer eller påvirker maskinens hovedfunktion. Men spørgsmålene skal stilles, før vi går videre til trin 2.
Efter hver valgt metode bør der stilles ét kontrolspørgsmål: Hvad har vi faktisk ændret – faren, risikoniveauet eller kun menneskets adgang til det farlige sted?
Hvis svaret kun er, at vi har tilføjet afskærmning og sikkerhedsfunktion, har vi beskrevet en beskyttelsesforanstaltning. Vi har ikke nødvendigvis dokumenteret trin 1.
Hvornår må man gå videre til tekniske beskyttelsesforanstaltninger?
Efter en grundig gennemgang af punkt 6.2 kan man falde i den modsatte grøft: Hvis iboende sikker konstruktion er første og vigtigste trin, må enhver afskærmning være tegn på dårligt design.
Nej.
Der findes farer, som ikke kan fjernes uden at fjerne maskinens funktion. Et skæreværktøj skal være skarpt. En presse skal skabe den kraft, processen kræver. En arbejdende del skal bevæge sig. Materialet kan kræve en bearbejdning, der giver støj, støv eller høj temperatur.
Trin 1 fjerner altså ikke altid faren. Men det skal reducere risikoen så langt, som det er praktisk muligt.
Vi kan reducere bevægelsesenergi, men ikke til et niveau, hvor maskinen ikke længere kan udføre processen. Vi kan ændre geometri, men ikke altid fjerne alle farlige steder. Vi kan reducere antallet af indgreb, men rengøring, vedligehold og uforudsete procesforstyrrelser kan stadig være tilbage.
Det er præcis her, ISO 12100 åbner for trin 2.
Men trin 2 starter ikke, når afskærmningen er den letteste løsning. Punkt 6.1 taler om tekniske og supplerende beskyttelsesforanstaltninger, når eliminering af faren eller tilstrækkelig risikoreduktion gennem konstruktion ikke er praktisk gennemførlig.
Der er stor forskel på “det kan ikke lade sig gøre” og “vi vil ikke ændre projektet”.
Før trin 2 bør vi derfor kontrollere, om alle maskinens driftsformer er vurderet, om alle menneskelige indgreb er analyseret, om geometri, energi, materiale og teknologi er udfordret, om antallet af blokeringer og fejlindgreb er reduceret, om indstillings- og vedligeholdspunkter kan flyttes ud af farezonen, og om de valgte ændringer har skabt nye farer.
Det sidste punkt er vigtigt. En løsning, der gør normal drift vanskelig, forlænger omstilling eller gør typiske forstyrrelser bøvlede, inviterer til omgåelse. Sikkerhed, der spænder ben for arbejdet, holder sjældent længe i produktionen.
Vurderingen stopper heller ikke, når en løsning er valgt. Ifølge punkt 5.6 skal risikoen vurderes igen efter hvert trin. Er risikoen reduceret nok? Er der opstået nye farer? Har vi gjort vedligehold vanskeligere? Har vi fjernet en manuel opgave, men skabt et nyt klempunkt i den automatiske løsning? Har vi flyttet indstillingen ud af farezonen, men gjort det for let at ændre en kritisk parameter ved et uheld?
Hvert svar skaber nye spørgsmål. Det er ikke en fejl i metoden. Det er metoden.
Afskærmning er ikke bevis på et dårligt projekt. Den kan være korrekt og nødvendig. Problemet opstår først, når afskærmningen erstatter analysen af, hvad der kunne ændres i selve maskinen.
Trin 2 begynder ikke, når konstruktøren løber tør for idéer. Det begynder, når mulighederne i trin 1 reelt er undersøgt – og risikoen stadig ikke er reduceret tilstrækkeligt.