Mašīnu drošība un atbilstība Eiropas Savienības prasībām nozīmē ne tikai tehnisku risinājumu izvēli, bet arī konsekventu pieeju risku novērtēšanai un dokumentēšanai visā iekārtas dzīves ciklā. Praktiski tas ietver bīstamību identificēšanu, risku novērtēšanu un atbilstošu risku samazināšanas pasākumu ieviešanu, kā arī pierādāmas atbilstības nodrošināšanu prasībām, kas izriet no piemērojamām ES normām.
Ražotājam vai personai, kas laiž mašīnu tirgū vai nodod ekspluatācijā, ir jānodrošina, ka iekārta ir projektēta un izgatavota atbilstoši būtiskajām veselības un drošības prasībām. Tas parasti nozīmē, ka drošības risinājumi tiek izvēlēti, balstoties uz risku novērtējuma rezultātiem, un tiek īstenoti tā, lai riski tiktu novērsti vai samazināti līdz pieņemamam līmenim, saglabājot paredzēto funkcionalitāti.
Risku mazināšana mašīnām praksē tiek īstenota secīgi: vispirms ar drošu konstrukciju (piemēram, bīstamības novēršanu jau projektēšanas posmā), pēc tam ar tehniskiem aizsardzības pasākumiem (piemēram, aizsargnožogojumiem, bloķēšanas risinājumiem), un visbeidzot ar informēšanas un lietošanas norādēm (piemēram, brīdinājumiem un instrukcijām). Šāda pieeja ļauj pamatoti argumentēt, ka drošība ir iebūvēta iekārtā, nevis paļauta tikai uz lietotāja rīcību.
Neatņemama atbilstības nodrošināšanas daļa ir tehniskā dokumentācija un lietošanas dokumenti, kas atspoguļo pieņemtos risinājumus, risku novērtējuma loģiku un pārbaudes rezultātus. Dokumentācijai jābūt pietiekami skaidrai un pilnīgai, lai pamatotu, ka identificētie riski ir novērtēti un mazināti ar atbilstošiem pasākumiem, un lai iekārtu varētu droši uzstādīt, lietot un apkalpot atbilstoši paredzētajam lietojumam.
Drošības prasību izpilde īpaši svarīga kļūst modernizācijas, pārbūves vai integrācijas gadījumos, kad mašīna tiek iekļauta līnijā vai sistēmā. Šādos gadījumos jāvērtē ne tikai atsevišķas iekārtas riski, bet arī mijiedarbība starp iekārtām, vadības signāliem un darba organizāciju, lai novērstu jaunas bīstamības, kas var rasties no kopējās sistēmas darbības.
Rezultātā mašīnu drošība ir process, kurā tehniskie risinājumi, organizatoriskie pasākumi un dokumentēta atbilstība veido vienotu sistēmu. Praktiska, konsekventa risku novērtēšana un pārdomāti riska samazināšanas pasākumi ir pamats drošai ekspluatācijai un atbilstības nodrošināšanai.
Visbīstamākie lēmumi mašīnu drošības jomā ir tie, kas tiek pieņemti ar pārliecību, ka jautājums ir “reiz un uz visiem laikiem” atrisināts.
Projektā parādās apdraudējums. Kāds piedāvā ātru risinājumu: uzliekam aizsargu, uzstādām gaismas aizkaru, realizējam drošības funkciju vadības sistēmā. Šķiet, ka jautājums ir slēgts. Dokumentācijā parādās aizsardzības pasākums, riska novērtējuma tabulā vērtība samazinās, un visi turpina tālāk.
Un pēc tam izrādās, ka:
- smags aizsargs izveido jaunu saspiešanas zonu,
- bloķētājs apgrūtina piekļuvi regulēšanai un provocē apiešanu,
- aizsargierīce ir uzstādīta bez reālas apstādināšanas laika pārbaudes,
- papildu elements drošības ķēdē ir mainījis sistēmas dinamiku veidā, ko neviens nav izanalizējis.
Tās nav kļūdas nezināšanas dēļ.
Tās ir kļūdas vienkāršošanas dēļ.
Aizsardzības pasākums ir konstruktīva izmaiņa. Tas maina iekārtas ģeometriju, telpas pieejamību, apkalpošanas veidu, darbību secību traucējumu gadījumā, piedziņas sistēmas uzvedību un vadības reakciju. Katra šāda izmaiņa ietekmē apdraudējumu struktūru — reizēm acīmredzami, reizēm ļoti niansēti.
Rūpnieciskajā praksē bieži redzama lineāra domāšana: bija apdraudējums A → pievienojām aizsardzību → apdraudējums A “pazuda”. Taču realitāte nav lineāra. Izmaiņas vienā vietā var pārbīdīt risku uz citām, mazāk pamanāmām jomām.
Tieši šī situācija — kad aizsardzība sistēmu nevis stabilizē, bet ievieš jaunus tehniskus sasprindzinājumus — prasa vēsu, inženiertehnisku analīzi.
Pirmā kļūda, kas parādās pēc “aizsardzības pievienošanas”, ir pieņēmums, ka izmaiņas ir lokālas. Ka tās attiecas tikai uz vienu apdraudējumu un neietekmē pārējo sistēmu.
Patiesībā katrs aizsardzības pasākums iejaucas iekārtas konstrukcijā vai tās vadības sistēmā. Un tas nozīmē, ka tas ietekmē:
- kinemātiku,
- darba zonas pieejamību,
- reakcijas laikus,
- regulēšanas un apkopes darbību izpildes veidu,
- reaģēšanas veidu uz traucējumiem.
Ja šīs izmaiņas netiek izvērtētas kopskatā, ļoti viegli rodas riska “pārbīdes” efekts.
1. Aizsargs kā jaunu mehānisko apdraudējumu avots
Klasiskākais piemērs ir mehānisks aizsargs. Tā funkcija ir acīmredzama: ierobežot piekļuvi bīstamajai zonai. Un bieži tas to patiešām izdara efektīvi.
Problēma sākas brīdī, kad projektēšana koncentrējas tikai uz atdalīšanu, bet tiek ignorētas paša aizsarga fizikālās īpašības.
Smags verams aizsargs nozīmē papildu masu.
Papildu masa nozīmē potenciālo enerģiju.
Potenciālā enerģija nozīmē iespēju nokrist, saspiest, trāpīt ar sitienu.
Ja nav analizēta aizsarga kustības trajektorija, tā balstījums un stabilitāte atvērtā un aizvērtā stāvoklī, tad aizsardzības līdzeklis sistēmā kļūst par jaunu kustīgu elementu. Un tas izveido savas bīstamās zonas.
Praksē tas izskatās pavisam ikdienišķi: operators atver aizsargu, tur to ar vienu roku, ar otru sniedzas iekšā, un kāds no malas to nejauši aizķer. Vai arī pēc gada ekspluatācijas eņģe sāk strādāt ar brīvkustību. Tad aizsargs vairs nav “barjera”, bet kļūst par dinamisku elementu.
Tas nav margināls gadījums.
Tās ir sekas tam, ka netiek ņemts vērā: aizsardzības līdzeklis pats par sevi var būt enerģijas un kustības avots.
2. Aizsargierīce bez drošības parametru pārbaudes
Praksē ļoti bieži atkārtojas viena shēma: uzstādām gaismas aizkaru, pieslēdzam to drošības kontrolierim, attālumu iestatām “pēc kataloga” un uzskatām, ka jautājums ir atrisināts.
Taču pats aizsargierīces pielietojums vēl nav pierādījums tam, ka risks ir efektīvi samazināts.
Lai runātu par reālu efektivitāti, ir jāizpilda vismaz trīs tehniskie nosacījumi.
a) Faktiskā apstāšanās laika verifikācija
Aizsargierīces attālumu līdz bīstamajai zonai nedrīkst noteikt “pēc pieredzes”. Tam jāizriet no aprēķiniem saskaņā ar EN ISO 13855, kas balstās uz:
- iekārtas faktisko apstāšanās laiku (ieskaitot sistēmas inerci),
- aizsargierīces un vadības reakcijas laiku,
- cilvēka reakcijas laika,
- nemainīgajiem ģeometriskajiem parametriem, ko nosaka iekārtas tips.
Atslēgvārds: reālais.
Apstāšanās laiks ir jānosaka ar mērījumu apstākļos, kas atbilst sliktākajam gadījumam: pie maksimālās slodzes, pie lielākā ātruma, ņemot vērā izmaiņas laika gaitā (bremzēšanas elementu nolietojums, pielaides, temperatūra). Nevis kataloga dati. Nevis deklarētās vērtības. Nevis “tipiskais” rādītājs.
Ja šāds mērījums nav veikts, nav pierādījuma, ka drošības attālums ir izvēlēts pareizi. Savukārt bez pareiza attāluma nav pamatojuma, ka aizsargierīce reāli novērš iespēju sasniegt bīstamo zonu pirms kustības apstādināšanas.
Šādā situācijā aizsardzība var strādāt loģiski pareizi, bet fiziski būt neefektīva.
b) Drošības funkcijas un Performance Level verifikācija
Otrs būtiskais elements ir drošības funkcijas verifikācija saskaņā ar ISO 13849-1.
Aizsargierīce ir tikai viena posma daļa. Drošības funkcija ietver:
- sensoru (piem., drošības gaismas aizsargbarjeru),
- loģikas posmu (drošības kontrolieri, relejus),
- izpildmehānismus (kontaktorus, vārstus, piedziņas),
- arhitektūras struktūru (kategoriju),
- uzticamības parametrus (MTTFd, DC, CCF).
Ja nav veikti Performance Level aprēķini un nav parādīts, ka sasniegtais PL ≥ prasītais PLr, kas izriet no riska novērtējuma, tad formāli nav apstiprinājuma, ka drošības funkcija nodrošina nepieciešamo riska samazinājuma līmeni.
Bieža kļūda ir pieņēmums: “aizsargbarjerai ir PL e, tātad viss ir droši”.
Nepieciešamais līmenis nav jānodrošina vienam sensoram.
Tas ir jānodrošina visai drošības funkcijai kopumā.
Ja apstādināšanas ķēdē ir elements ar pārāk zemu uzticamību, piemēram, viens kontaktors bez uzraudzības, vai arī trūkst diagnostikas, reālais PL var būt zemāks par prasīto. Tad aizsargpasākuma efektivitāte ir pieņēmums, nevis pierādīts fakts.
c) Funkcionālā saskaņotība — ne tikai elektriskā
Trešā joma ir drošības funkcijas integrācija ar tehnoloģisko procesu.
Pat pareizi aprēķināts drošības attālums un korekti pārbaudīts Performance Level vēl negarantē risinājuma efektivitāti, ja:
- resetēšana ir iespējama no pozīcijas, no kuras operatoram faktiski ir iespējams atkārtoti piekļūt bīstamajai zonai,
- atkārtota iedarbināšana notiek automātiski pēc aizsargierīces atbrīvošanas,
- nav ņemti vērā pārejas stāvokļi (piem., atlikušā kustība, ass inerces ietekme),
- nav pārbaudīta sistēmas uzvedība daļējas atteices gadījumā.
Drošības funkcijai nepietiek būt tikai “pieslēgtai” — tai jābūt loģiski korektai un pārbaudītai visā mašīnas darba scenārijā.
Ja kāds no šiem elementiem (apstāšanās laiks, attālums saskaņā ar ISO 13855, PL/PLr saskaņā ar ISO 13849-1, resetēšanas un atkārtotas iedarbināšanas loģika) nav rūpīgi verificēts, mums nav apliecinājuma, ka risks ir efektīvi samazināts.
Un problēma ir dziļāka.
Šādā situācijā nav tikai neparādīta aizsardzības pasākuma efektivitāte. Šajā posmā mēs radām jaunas bīstamas situācijas. Operators saņem signālu, ka telpa ir aizsargāta. Mainās uzvedība — pieeja kļūst straujāka, attālums mazāks, rīcība pārliecinošāka. Taču, ja reālais apstāšanās laiks ir garāks nekā pieņemts projektā, veidojas situācija, kurā cilvēks nonāk bīstamības iedarbības zonā vēl pirms bīstamā kustība ir apstādināta.
Tā ir normatīvā izpratnē bīstama situācija: apstākļu kopums, kurā persona ir pakļauta vismaz vienam apdraudējumam.
Līdzīgi ir ar nepietiekami verificētu Performance Level: ja drošības funkcija nesasniedz prasīto PLr, tad vienas atteices apstākļos vai diagnostikas zuduma gadījumā var tikt zaudēta apstādināšanas funkcija. Tad saskaramies ar situāciju, kurā:
- apdraudējums joprojām pastāv,
- cilvēks pieņem, ka tas ir samazināts,
- bet sistēma nerealizē drošības funkciju atbilstoši iecerei.
Tā nav “nepilnīga dokumentācija”.
Tā ir strukturāli jauna bīstama situācija, kas ieviesta jau projektēšanas posmā.
3. Kad aizsardzība maina darba veidu — un līdz ar to riska struktūru
Katrs aizsardzības pasākums maina ne tikai mašīnas ģeometriju vai apstādināšanas parametrus. Tas maina arī to, kā darbs tiek veikts praksē.
Tieši šajā posmā ļoti bieži rodas jaunas bīstamas situācijas — nevis tāpēc, ka aizsargierīce “nestrādā”, bet tāpēc, ka projektēšanā nav paredzēts, kā iekārta tiks izmantota reālajā darbā.
a) Apgrūtināta piekļuve = improvizēta iejaukšanās
Ja aizsargs būtiski apgrūtina piekļuvi regulēšanai, tīrīšanai vai pārregulēšanai, operators sāk “saīsināt” procedūras:
- atstāj aizsargu daļēji atvērtu,
- nobloķē gala slēdzi,
- veic darbības pie atlikušām kustībām,
- iejaucas, ja apstādināšana nav droši pabeigta.
Tā nav “nedisciplinēta darbinieka” problēma.
Tās ir projekta sekas, kurā nav ņemts vērā attiecīgā uzdevuma reālais biežums un izpildes raksturs.
Rezultātā rodas bīstama situācija: cilvēks atrodas zonā, kurai pēc ieceres kustības laikā vajadzēja būt nepieejamai, bet sistēma vairs nespēj piespiest drošus nosacījumus.
Aizsardzība nav noņemta.
Tās apiešana ir “iebūvēta” darba procesā.
b) Aizsardzība, kas izjauc darba secību
Katra drošības funkcija ievieš loģiskus nosacījumus:
- apturēšanu aizsardzības pārkāpuma gadījumā,
- starta bloķēšanu,
- resetu,
- sākotnējo nosacījumu apstiprināšanu.
Ja atgriešanās darba režīmā secība ir pārāk sarežģīta, neloģiska vai operatoram nesaprotama, pieaug varbūtība, ka darbības tiks veiktas ārpus paredzētā scenārija.
Piemēram:
- resets tiek veikts bez vizuālas pārliecināšanās par zonas drošumu,
- atkārtota iedarbināšana, kad vēl pastāv atlikušas kustības,
- iejaukšanās servisa režīmā bez pilnīgas enerģijas atslēgšanas.
Katrs no šiem gadījumiem ir bīstama situācija: cilvēks atrodas bīstamās zonas iedarbības telpā, kamēr drošības nosacījumi nav nodrošināti.
No riska novērtēšanas viedokļa tas nav “lietotāja kļūdas” jautājums.
Tā ir nepietiekama analīze par to, kā aizsarglīdzeklis ir izmainījis sistēmas darbības dinamiku.
c) Konflikts starp drošību un ergonomiku
Ja aizsarglīdzeklis:
- ierobežo darba zonas pārskatāmību,
- piespiež pieņemt nedabiskas ķermeņa pozas,
- palielina fizisko slodzi,
- būtiski pagarina cikla laiku no operacionālā viedokļa,
tas palielina nevēlamas rīcības iespējamību.
Un tieši iespējamības pieaugums ir viens no diviem riska definīcijas elementiem.
Praksē tas izskatās šādi:
Projektā paredzēta droša piekļuve, kad aizsargpārsegs ir aizvērts.
Operators, lai saskatītu detaļu, pieliecas un pabāž roku zem apakšējās malas.
Aizsardzība fiziski ir uzstādīta.
Bīstama situācija tomēr veidojas.
Aizsarglīdzeklis risku nav novērsis.
Tas ir izmainījis riska konfigurāciju.
4. Lineāra domāšana pret sistēmisku analīzi
Visiem aprakstītajiem gadījumiem ir kopīgs cēlonis: lineāra pieeja riska samazināšanai.
Apdraudējums → aizsarglīdzeklis → problēma atrisināta.
Taču jebkuras konstruktīvas izmaiņas tehniskā sistēmā ir jāuztver kā jauna sistēmas konfigurācija.
Jauna konfigurācija nozīmē:
- jaunus darba apstākļus,
- jaunus piekļuves punktus,
- jaunas kustības trajektorijas,
- jaunus traucējumu scenārijus,
- jaunas bīstamas situācijas.
Ja pēc aizsargpasākuma ieviešanas projektā netiek atgriezts solis pie bīstamību identificēšanas, riska analīze paliek nepilnīga — pat tad, ja noformējums dokumentācijā izskatās korekts.
Tieši šeit ir būtiskā atšķirība starp “aizsardzības esamību” un reālu riska samazināšanu.
5. Kāpēc pēc būtības droši risinājumi ir stabilāki
Vēsi paskatoties uz tipiskām projektēšanas kļūdu struktūrām, redzama skaidra likumsakarība: visvairāk problēmu rodas tad, kad drošība tiek “pielikta klāt”, nevis ieprojektēta pašā risinājumā.
Pēc būtības droši konstrukcijas risinājumi darbojas citādi nekā aizsargpasākumi. Tie nevis ierobežo piekļuvi bīstamībai, bet samazina vai novērš pašu bīstamību tās avotā.
Piemēri ir vienkārši:
- kinētiskās enerģijas samazināšana, ierobežojot ātrumu vai masu,
- griezes momenta ierobežošana līdz līmenim, kas sadursmes gadījumā ir drošs,
- piespiedējspēka samazināšana,
- malu noapaļošana to aizsegšanas vietā,
- ģeometrijas maiņa, kas novērš saspiešanas punktu,
- piedziņas izmantošana ar kontrolētu apstāšanās raksturlīkni.
Šādos gadījumos risks samazinās, jo samazinās bīstamā situācijā pieejamā enerģija vai arī pazūd tās atbrīvošanās mehānisms.
Tā ir kvalitatīvi cita riska mazināšana nekā barjeras ielikšana.
Samazinot ātrumu, tu samazini enerģiju visos scenārijos.
Samazinot spēku, tu samazini iespējamā kaitējuma smagumu.
Izslēdzot saspiešanas punktu ar ģeometriju, konkrētais kaitējuma rašanās mehānisms vairs nepastāv.
Daudzos gadījumos tad vairs nav jā “uzbūvē” drošība ar papildu vadības loģiku, atiestatīšanām un sarežģītām secībām. Risks krītas strukturāli.
Tāpēc šādi risinājumi pēc savas būtības ir stabilāki.
6. Vai pēc būtības droši risinājumi var radīt jaunas bīstamas situācijas?
Var gadīties. Taču mehānisms ir cits — un parasti sastopams retāk.
Piemērs: procesa ātruma vai spēka samazināšana palielina traucējumu skaitu (slīdēšana, detaļas pārbīde, biežāki iestrēgumi). Rezultātā pieaug manuālo iejaukšanos skaits. Un, jo vairāk iejaukšanos, jo vairāk brīžu, kad cilvēks nonāk bīstamības iedarbības zonā — tātad veidojas jaunas bīstamās situācijas.
Tas nav tiešs konstrukcijas “blakusefekts”.
Tas ir procesa stabilitātes un iejaukšanās biežuma izmaiņu rezultāts.
Atšķirība ir tāda, ka risinājumos, kas ir droši pēc būtības, izmaiņas skar enerģijas avotu vai ģeometriju, nevis tikai piekļuvi. Tāpēc jaunu bīstamu situāciju parasti ir mazāk nekā gadījumos, kad aizsargpasākumi tiek pievienoti kā sekundārs risinājums.
7. Fundamentāla atšķirība
Aizsargpasākums saka:
“Bīstamība pastāv, mēs ierobežosim piekļuvi tai.”
Risinājums, kas ir drošs pēc būtības, saka:
“Mēs bīstamību mainīsim vai novērsīsim.”
Pirmā pieeja izveido nosacījumus.
Otrā maina sistēmas fiziku.
Tāpēc projektēšanas praksē visdrošāk ir sākt ar enerģijas samazināšanu, ģeometrijas maiņu un bīstamības mehānisma likvidēšanu, un tikai pēc tam — ja tas ir nepieciešams — izmantot tehniskos un papildpasākumus.
Tas nav filozofijas jautājums.
Tas ir stabilitātes jautājums.
8. Jaunās bīstamības ir procesa sastāvdaļa. Tās nedrīkst ignorēt.
Visa problēma ar tā sauktajiem “sekundārajiem riskiem” ir tā, ka tos nereti uztver kā nebūtiskus. Kā nelielu neērtību pēc aizsardzības ieviešanas. Kā kaut ko, ko “var precizēt vēlāk”.
Taču no riska novērtēšanas metodikas skatpunkta tā nav detaļa.
Tas ir kritisks procesa posms.
Jebkura aizsargpasākuma ieviešana maina iekārtas konfigurāciju. Un konfigurācijas maiņa nozīmē iespēju, ka var rasties jaunas bīstamās situācijas.
Ja pēc riska samazināšanas mēs neatgriežamies pie bīstamību identificēšanas, process tiek pārtraukts. Tas nav pabeigts — tas paliek nepilnīgs.
Praksē tieši šajā posmā visbiežāk izveidojas nepilnība: apdraudējums A ir formāli samazināts, taču vienlaikus rodas apdraudējums B — mazāk acīmredzams, grūtāk pamanāms un nereti saistīts ar apkalpošanu, atiestatīšanu, piekļuvi un apstādināšanas dinamiku.
Šī posma ignorēšana nozīmē, ka riska samazināšana ir tikai daļēja.
9. Iterācija, kuru nevar vienkārši “izklikšķināt”
Tāpēc korekti izveidotā riska samazināšanas procesā pēc katra soļa ir jāuzdod viens un tas pats jautājums:
Vai piemēroto aizsardzības pasākumu rezultātā ir radies jauns apdraudējums?
Ja atbilde ir “jā” — analīze atgriežas pie apdraudējumu identificēšanas.
Ja atbilde ir “nē” — tam jābūt apzinātam lēmumam, nevis noklusētai izvēlei “tālāk”.
Tieši šo mehānismu SafetySoftware.eu skaidri kontrolē: pēc riska samazināšanas posma sistēma pieprasa pieņemt lēmumu, vai ieviestie aizsardzības pasākumi nav radījuši jaunus apdraudējumus. Bez pozīcijas fiksēšanas tā neļauj turpināt.
Tā nav “kosmētiska” funkcija.
Tas ir procesa drošības elements, kas pasargā no lineāras, pārlieku vienkāršotas pieejas.
Jo lielākās kļūdas parasti nerodas no aizsardzības trūkuma.
Tās rodas no iterācijas trūkuma.
Un mašīnu drošība sākas tieši tur, kur beidzas domāšana: “pievienojām aizsardzību, tātad viss ir droši”.