Operators atver apstrādes centra aizsargu. Ievieto detaļu stiprinājumā un pietur to ar roku, lai pirms nostiprināšanas precīzi iestatītu pozīciju. Viņš mēģina iedarbināt iespīlēšanas mehānismu. Mašīna atsakās: atvērtais aizsargs bloķē kustību.
Tieši tā sistēma ir projektēta. Taču ražošana kaut kā ir jāsāk.
Pieņemsim, ka šo darba vietu apskatām pieņemšanas laikā. Vadības skapī ir pārbaudīti komponenti, uz galda atrodas veiktspējas līmeņa (PL) aprēķina pārskats. Projektētājam ir shēma, sensora dati un ražotāja bibliotēka. Operatoram rokās ir detaļa. Viņa darbs nav saskaņots tikpat rūpīgi.
Sistēma pareizi izpilda tai piešķirto funkciju. Problēma ir agrākā posmā: pirms funkcijas izvēles neviens nav pajautājis, kā cilvēkam detaļa jānostiprina. Šī plaisa jāaizver SRS dokumentam — drošības prasību specifikācija jāizstrādā, pirms neaprakstīts pieņēmums ir pasūtīts, uzstādīts un ieprogrammēts.
ISO 13849-1:2023 prasa izmantot ISO 12100 riska novērtēšanas rezultātus. No tiem nosakām drošības funkcijas, nepieciešamo uzvedību un nepieciešamo veiktspējas līmeni (PLr). To ierakstām SRS, kas kļūst par tehniskās dokumentācijas daļu un turpmākās projektēšanas pamatu.
Pēc tam sekos komponentu izvēle, ISO 13849-1 prasībām atbilstošs aprēķins, verifikācija un validācija. Pirms sākam šo darbu, jānoskaidro, kur iespīlēšanas laikā atradīsies operatora roka. Vadības ierīces katalogā šādu atbildi neatradīsiet.
Kā droši nostiprināt detaļu, ja sistēma jau ir gatava?
Atgriezīsimies dažas nedēļas agrāk. Projekts uzņem tempu, jo kāds piedāvā pārbaudītu komplektu no iepriekšējās mašīnas: aizsarga sensoru, vadības ierīci un piemērotu piedziņu. Dati ir pieejami, bibliotēka gatava, piegādātājs zina termiņu.
Jautājumu par detaļas manuālu iestatīšanu atliek līdz iedarbināšanai. Tad taču viss būšot redzams.
Un tiešām — tagad problēmu redz visi. Operatoram vajag kustību pie atvērta aizsarga, bet sistēmai šī kustība jāaptur. Izskan priekšlikums programmā pievienot izņēmumu. Nopirktās ierīces sāk diktēt aizsardzības prasības, lai gan tām vajadzētu šīs prasības izpildīt.
Apstāsimies pie stiprinājuma. Kāpēc operatoram detaļa jāpietur? Vai aprīkojums nevarētu iepriekš noteikt tās pozīciju? Kura kustība patiešām ir nepieciešama, un kura pazudīs, ja mainīsim nostiprināšanas paņēmienu?
No atbildēm ir atkarīga visa aizsardzības koncepcija. Varbūt jāmaina stiprinājums. Varbūt piekļuves laikā kustība tomēr būs vajadzīga — tad jānosaka tās pieļaušanas, ierobežošanas un apturēšanas nosacījumi. Izņēmums programmā pats par sevi šī darba drošību neatrisina.
Tā pati vadības ierīce, cits uzdevums
Iepriekšējā mašīnā iekraušana varēja notikt citādi. Pieņemsim, ka tur aprīkojums noturēja nolikto detaļu un operators aizvēra durvis pirms nostiprināšanas. Šeit viņa roka darba zonā paliek ilgāk.
Vadības ierīces modeļa numurs sakrīt. Lietošanas apstākļi — ne obligāti. Pirms vecā projekta atkārtotas izmantošanas pārbaudām piekļuvi, darbību secību, nepieciešamās kustības un slodzes uzvedību. Frāze „iepriekšējā mašīnā tas darbojās” joprojām raksturo tikai iepriekšējo mašīnu.
Šādi secinājumi var mainīt rasējumus, ierīču izvēli un programmu. Tos ir daudz grūtāk pieņemt brīdī, kad vadības skapis jau gatavs un grafikā palikusi tikai aile „pieņemšana”. Tad operatora roka traucē ne vien aizvērt aizsargu, bet arī pabeigt projektu.
Atkārtots elektriskās ķēdes aprēķins neatrisinās strīdu pie stiprinājuma. Sasniegtais PL attiecas uz realizēto funkciju un tās novērtēšanas nosacījumiem. Ja pārbaudījām apturēšanu pēc aizsarga atvēršanas, rezultāts pats nepievienos prasības manuālai nostiprināšanai.
Var izveidot divus kanālus un vienlaikus neuzrakstīt nevienu prasību darbībai, kuru operators tieši šobrīd veic.
Sertificētas ierīces un iepriekš validētas apakšsistēmas ir vērtīgas. ISO 13849-1 pieļauj to izmantošanu, ja izpildīti integrācijas nosacījumi. Tomēr pilnas funkcijas īpašības jāpamato konkrētajā lietojumā — ar tā stiprinājumu, slodzi, mehāniku un piekļuves veidu.
Vadības ierīces ražotājs nezina, kā mēs iestatām detaļu. Viņa sertifikāts šo procesu nav varējis novērtēt.
Automātikas speciālistam tā ir būtiska atbildības robeža. Viņš var pareizi savienot ierīces, uzrakstīt loģiku un pamatot PL, tomēr saņemt nepilnīgu uzdevumu. Riska novērtēšanas rezultāti vajadzīgi, pirms pieņēmumi tiek nostiprināti programmā.
Ja šo rezultātu nav, jāatgriežas pie projektēšanas komandas. Jāvienojas par konkrētā darba aizsardzību: kurš pieņem lēmumu par stiprinājumu, kurš nosaka nepieciešamās kustības un kurš apraksta piekļuves nosacījumus. Programmēšanai jānodod saskaņota prasība, nevis cerība.
Noliksim katalogu malā un kopā ar operatoru iziesim visu darbību. Īpaši tās sākumu, kas notiek pirms aizsarga aizvēršanas. Tikai tad būs skaidrs, ko prasām no ar drošību saistītajām vadības sistēmas daļām (SRP/CS).
Divi kanāli neizlabos uzdevumu, kuru neviens nav atpazinis. Komponentu dati un PL novērtējums pamato projektētās funkcijas īpašības. Vispirms jānosaka, kāda aizsardzība cilvēkam vajadzīga reālajā darbā.
Operators projektā parādās pirms aizsarga aizvēršanas
Operators atnes detaļu, noliek to, izlabo pozīciju un nostiprina. Tikai tad viņš aizver aizsargu un sāk apstrādi. Cikla beigās durvis atkal jāatver un detaļa jāizņem.
Ja darba apraksts sākās ar pogu START, no tā ir izkritusi darbība, bez kuras šo pogu vispār nav jēgas nospiest.
Vēl ir nepareizi padota detaļa, instrumenta maiņa, tīrīšana un darba atsākšana pēc pārtraukuma. Katrā iejaukšanās reizē cilvēks var atrasties citā vietā, tuvāk citām kustībām un enerģijas avotiem.
Ieraksts „apkalpot saskaņā ar instrukciju” projektētājam šo darbu neparāda. Tas arī nenosaka, ko drīkst iedarbināt un kam jāpaliek nekustīgam.
ISO 12100 liek sākt ar mašīnas un tās lietošanas ierobežojumu noteikšanu. Jānosaka lietotāji, darba režīmi, materiāli un iejaukšanās. Jāņem vērā visi mašīnas dzīves cikla posmi un saprātīgi paredzama nepareiza lietošana.
Tikai uz šī pamata identificējam apdraudējumus un aplēšam risku. Pēc tam novērtējam, vai tas jāsamazina. Tad formulējums „likvidēt iesprūdumu” vairs nav viena ērta rindiņa. Izrādās, ka cilvēks pieiet no otras puses un kontrolēti pārvieto mehānismu.
Saruna pie darba vietas to atklāj ātri. Ja aizsardzība padara nepieciešamu uzdevumu neizpildāmu, tā var mudināt aizsargierīces apiet. Risinājums jālabo, pirms apiešana cehā kļūst par ierasto darba metodi.
Varbūt vislabāk ir mainīt stiprinājumu
Pirmajam lēmumam par iespīlēšanas mehānismu nemaz nav jāattiecas uz vadības ierīci. Aprīkojums, kas nosaka detaļas pozīciju bez rokas iespīlēšanas zonā, maina pašu cilvēka pakļautību apdraudējumam.
Tieši ar konstruktīviem, pašiem par sevi drošiem risinājumiem ISO 12100 sāk riska samazināšanu. Pēc tam seko tehniskie aizsardzības pasākumi — aizsargi vai aizsargierīces — un papildu aizsardzības pasākumi. Tālāk ir informācija par lietošanu.
Izvēlētajai koncepcijai nosakām vadības uzdevumus. Vadībai jānovērš konkrētas kustības piekļuves laikā, jāatļauj vajadzīgā iestatīšana un jānodrošina nepieciešamā detaļas noturēšana pēc spiediena zuduma. No šiem secinājumiem izvadām drošības funkcijas un to darbības robežas.
Operatora uzdevumi atklāj būtisku problēmas daļu, taču riska novērtēšana aptver visu mašīnu. Joprojām jāņem vērā materiāla izsviešana, troksnis vai konstrukcijas bojājums, pat ja cilvēks konkrētajā brīdī neveic manuālu iejaukšanos.
Visu lēmumu gaitu parāda riska novērtēšanas piemērs saskaņā ar ISO 12100. Savukārt aizsardzības izvēlē noder skaidrojums par tehniskajiem aizsardzības pasākumiem.
ISO 13849-1 sagaida šī darba rezultātus
ISO 13849-1:2023 4.5. punkts prasa riska novērtēšanas rezultātus, informāciju par nepieciešamajām funkcijām, to ieguldījumu riska samazināšanā un PLr. Savukārt 5.1. punkts tieši atsaucas uz detalizētu informāciju no novērtēšanas saskaņā ar ISO 12100.
Tie ir projektēšanas ievaddati. Sākšana ar elektrisko shēmu tos nerada, lai gan ļauj ātrāk uzzīmēt dokumentācijas pirmo lapu.
SRS aprakstām funkcijas un funkcionālās prasības, nosakām PLr un pirms projektēšanas pārskatām dokumenta pilnīgumu. Tādu secību paredz 5.1.–5.4. punkts. PLr jābūt pabeigtas SRS daļai.
Agrāks ieraksts bez PLr ir tikai darba versija. Piezīme „noteikt iedarbināšanas laikā” nosaka nākamā darba termiņu; tā neaizver drošības prasību.
Konstruktors zina stiprinājumu, tehnologs — iestatīšanas paņēmienu, lietotājs — iejaukšanās, bet automātikas speciālists — vadības iespējas. SRS paliek viņu kopīgā lēmuma rezultāts. Šis ir īstais brīdis pamanīt, ka plānotā funkcija mašīnu apturēs, bet neļaus to normāli lietot.
Mūsu operators joprojām gaida ar detaļu rokās. Atšķirība ir tāda, ka darba vietu vēl var izlabot, pirms problēma ir iebūvēta gatavā mašīnā.
Izlaižot ISO 12100 darbu, ISO 13849-1 projektēšana sākas bez nepieciešamajām atbildēm. Riska novērtēšana nosaka vajadzīgo aizsardzību, bet SRS fiksē no tās izrietošās vadības prasības, ieskaitot PLr.
Cilvēkam vajadzīga kustība nepazūd, nosaucot to par bīstamu
Atgriežamies pie nostiprināšanas projekta. Kāds atgādina, ka apturēšana pēc aizsarga atvēršanas ir pārbaudīta funkcija. Pareizi. Taču vispirms vēl jāiestata detaļa, ar kuru sāksies ražošana.
Konkrētu mašīnu standarti palīdz vispārīgo vārdu „aizsardzība” sadalīt darbībās, kustībās un nosacījumos. Tad kļūst redzams, kāpēc viena pareiza vadības reakcija vēl neapraksta visa darba aizsardzību.
Iespīlēšanas mehānismam detaļa jānostiprina arī pirms apstrādes
Apstrādes centrā nošķiram automātisko darbu no manuālas iestatīšanas. Abos gadījumos pārbaudām nepieciešamās kustības, piekļuvi to iedarbības zonai un aizsardzību. Ja aprīkojumam vajadzīga kustība pie atvērta aizsarga, projektam jānodrošina droša šīs darbības izpilde.
Bloķēšanas noņemšana mainītu programmu. Roka un spīles paliktu tajā pašā vietā.
ISO 16090-1 tā darbības jomā ietilpstošajām darbmašīnām aplūko detaļas nostiprināšanu, nostiprinājuma uzraudzību un darba sākšanas nosacījumus. Tātad jautājumi sniedzas daudz tālāk par durvju stāvokli.
Vai detaļa tiek noturēta? Kuras kustības drīkst atļaut? Kas notiek pēc enerģijas zuduma? Atbildes var prasīt mainīt stiprinājumu, vadības metodi vai visu nostiprināšanas secību.
Ja C tipa standarts norāda prasību vai PLr, saglabājam arī lietojuma aprakstu un nosacījumus. Burts tabulā nonāk viegli. Daudz grūtāk pamanīt, ka tas bija ņemts no rindas par citu piekļuvi vai mašīnas stāvokli.
Ķīpu prese ir beigusi presēšanu. Tagad ķīpa jāizņem
Pārcelsimies pie vertikālas atkritumu ķīpu preses. Projektētājs ir izvērtējis plāksnes kustību presēšanas laikā. Durvis bija aizvērtas, piekļuve uzraudzīta, cikls pabeigts.
Operatoram vēl jāsasien un jāizņem ķīpa. Viņš atver durvis, maina pozīciju un izmanto izņemšanai nepieciešamās kustības. Cikla aprakstā mašīna jau beigusi darbu. Pie mašīnas cilvēks savu darbu tikai pabeidz.
EN 16500:2014 šim posmam paredz atsevišķas prasības. Runa ir par noteiktām slēgtām vertikālām ķīpu presēm ar manuālu siešanu, nevis par jebkuru atkritumu presēšanas mašīnu.
5.1.4. punkts aplūko ķīpas izgrūšanu, vadību ārpus tās apgāšanās zonas un redzamību. Ja caur atvērtām durvīm iespējama piekļuve bīstamai plāksnes kustībai uz augšu, paredzēta divroku vadība. 5.2.2. punkts šai funkcijai nosaka PLr d.
SRS vienkopus ierakstām darbību, kustību un aizsardzības nosacījumu. Pēc tam pārbaudām arī izgrūšanas sistēmas atpakaļgaitu. Vārds „presēšana” neaptver visas situācijas, kas rodas, izņemot ķīpu.
Minētais EN 16500 izdevums atsaucas uz EN ISO 13849-1:2008. Šī izdevumu saistība jāņem vērā, izvēloties standartus. Savukārt aprakstītajam gadījumam noteiktais PLr d nekļūst par kopēju vērtējumu visai ķīpu presei.
Apturētajā zonā materiāls joprojām pārvietojas
Tagad operators likvidē iesprūdumu starp divām mašīnām. Piedziņas viņa zonā stāv. Blakus iekārta turpina padot materiālu caur tehnoloģisko atveri. Vietējā vadības ierīce savu uzdevumu ir izpildījusi.
Materiāls nezina, kur beidzas viena piegādātāja atbildība un sākas otra.
ISO 11161:2007 ar Amd 1:2010 pievērš uzmanību uzdevumu zonām un integrētas ražošanas sistēmas saskarnēm. 8.1.4. punkts attiecas uz aizsardzību materiāla plūsmai starp zonām.
8.8.1. punktā specifikācija aptver darba režīmus, cilvēku mijiedarbību, sistēmas uzvedību, saskarnes un reakcijas uz atteicēm. Divi atsevišķi aprēķinu pārskati integratoram atstāj tieši šo kopīgo uzdevuma daļu.
Jāsaskaņo apturēšanas tvērums vai cita piemērota saskares vietas aizsardzība, piekļuve un blakus iekārtu uzvedība. Arī tad, ja pazūd nepieciešamais signāls. Cilvēkam, kurš likvidē iesprūdumu, aizsardzība vajadzīga visas iejaukšanās laikā.
Ārpus automātiskā cikla cilvēkam joprojām ir darbs. Detaļas nostiprināšana, ķīpas izņemšana un iesprūduma novēršana prasa savu kustību, piekļuves un enerģijas avotu izvērtējumu. SRS aizsardzība jāizvada cauri visai nepieciešamajai darbībai.
Iespīlēšanas mehānisms apstājās. Kam jānotiek ar detaļu?
„Pēc aizsarga atvēršanas mašīnai jāapstājas.” Automātikas speciālists rāda uz nekustīgu iespīlēšanas mehānismu. Konstruktors skatās uz detaļu, kuru operators vēl nav izlaidis no rokām.
Abi redz vienu un to pašu mašīnu. Vārds „apstāties” viņiem uz brīdi ļāva nevienoties par to, kam fiziski jānotiek.
Specifikācijā ierakstām funkcijas nosaukumu, tās saistību ar apdraudējumu, ierosinošo notikumu un izeju izraisīto reakciju. Nosaucam konkrētās kustības un aizsardzības zonu. Tad var noteikt gan apturēšanu, gan prasīto stāvokli pēc apturēšanas.
Manuāla iestatīšana pie piekļuves saņem savas prasības atbilstoši izvēlētajai aizsardzības koncepcijai. Atsevišķi aprakstām, ka automātiskajā režīmā atvērtam aizsargam jānovērš noteikto bīstamo kustību iedarbināšana.
Apturēšana un negaidītas iedarbināšanas novēršana var izmantot kopīgas apakšsistēmas. Tomēr katrai funkcijai vajadzīgs saprotams apraksts un pārbaude. Operators nezaudē vajadzību pēc aizsardzības brīdī, kad sistēmā pienāk nākamā komanda.
Atkal izskan priekšlikums: izslēgsim visu
Shēmā šī doma izskatās pārliecinoši. Izslēdzam izejas, pazūd enerģija, jautājums šķiet slēgts. Tad konstruktors piebilst: pieņemsim, ka spiediena zuduma dēļ iespīlēšanas mehānisms var atlaist detaļu.
Nu mēs vairs nerunājam tikai par kustības apturēšanu. Jāizlemj arī par slodzes noturēšanu un laiku, cik ilgi vajadzīgais stāvoklis jāsaglabā. Izslēgšanas komanda neatbild, kas pēc tās izpildes turēs detaļu.
SRS apraksta riska novērtēšanā noteikto fizisko stāvokli: apturētas kustības un nepieciešamu detaļas noturēšanu. Ja ir arī ar gravitāciju noslogota vertikāla ass, jāpievieno aizsardzība pret krišanu. Tikai projektam jāparāda, kā šīs prasības izpildīt.
Komanda izskata enerģijas zudumu, nepieļaujamas svārstības un enerģijas atjaunošanos. Katrai situācijai nosaka sistēmas uzvedību. Tad spiediena vai sprieguma atjaunošana vairs nav neaprakstīts secības fragments.
Atsevišķi izvērtē konstatētu atteici: reakciju, kas nodrošina vajadzīgo aizsardzības stāvokli, un šī stāvokļa saglabāšanu līdz remontam. Ja vienlaikus aktīvas vairākas funkcijas, nosaka prioritātes un konfliktus. Apturēšana nedrīkst bez izvērtējuma atņemt slodzei nepieciešamo aizsardzību.
Sensors jau reaģēja. Mehānikai vajag laiku
Cilvēks pie aizsarga negaidīs tik ilgi, cik mehānismam būtu ērti. Viņš sniedzas noteiktā vietā. Tāpēc komanda atgriežas pie cilvēka pozīcijas, piekļuves iespējas un laika, kas vajadzīgs prasītā stāvokļa sasniegšanai.
Automātikas speciālists parāda sensora reakcijas laiku. Taču pēc sensora vēl darbojas loģika, sakari, izpildelementi un mehānika. SRS vajadzīga prasība par mašīnas kopējo reakcijas laiku, ieskaitot kustības apstāšanos.
Novietojot aizsargierīces saskaņā ar ISO 13855, vajadzīgi atbilstoši apstāšanās dati un to novērtēšanas nosacījumi. Slodze, instruments, temperatūra un nodilums var mainīt rezultātu. Kataloga parametrs neaizstāj visas mašīnas uzvedības mērījumu.
Ja datu trūkst, paliek atvērts uzdevums: kurš tos sagādās un kuri lēmumi gaida rezultātu. Darba vērtība vēlāk jāapstiprina vai arī jāmaina projekts.
Pretējā gadījumā izpildītājs uzbūvēs aizsargu ap skaitli, kuru automātikas speciālists uzskatīja tikai par pieņēmumu. Pieņemšanā abi vienprātīgi apstiprinās, ka laiks taču tika apspriests.
Operators maina režīmu un pēc tam aizver durvis
Detaļa joprojām gaida nostiprināšanu. Ja koncepcija pieļauj kustību pie piekļuves, SRS nosaka šīs kustības režīmu un nosacījumus. Izvēlētajam režīmam jābūt nepārprotamam, bet pārejām starp režīmiem jāsaglabā vajadzīgā aizsardzība.
Režīma izvēle pati neiedarbina kustību. Arī uzraksts „apkope” ekrānā neko pie iespīlēšanas mehānisma neaizsargā. Aizsardzību rada noteikta un realizēta uzvedība.
Vienlaikus jāizskata stiprinājuma tīrīšana un remonts. Daļai darbu nepieciešama mašīnas atvienošana no visiem enerģijas avotiem un atvienošanas ierīču nostiprināšana atvienotā stāvoklī. Citiem darbiem vajadzīga atbilstoši aizsargāta kustība. Šo darbību riska novērtēšanas rezultātiem jāparādās prasībās.
Detaļas iestatīšanas risinājumu automātiski nepārnesam uz katru remontu. Cilvēks remonta laikā var atrasties citā vietā un aizsniegt citus apdraudējumus. Darbības pārdēvēšana instrukcijā nemaina viņa piekļuvi mehānismam.
Pēc nostiprināšanas operators aizver aizsargu. Sensors apstiprina durvju stāvokli, bet pats par sevi neatbild, vai zonā nav palicis cilvēks un vai darbojas pārējie aizsardzības pasākumi. Ja strādā divi cilvēki, šie jautājumi kļūst īpaši svarīgi.
SRS nosaka atgriešanos darbā, izmantojot konkrētus atiestatīšanas un atkārtotas iedarbināšanas nosacījumus. Ja riska novērtējums prasa manuālu atiestatīšanu, tās vadības ierīci novieto ārpus bīstamās zonas, nodrošina nepieciešamo pārskatāmību un nepieļauj aktivizēšanu no zonas iekšpuses.
Atiestatīšana ir apzināta darbība, kas atšķiras no iedarbināšanas. Signāla pieņemšanai jāuzrauga tā stāvokļa maiņa. Atiestatīšana pati nedrīkst radīt apdraudējumu, un nepieciešamajām drošības funkcijām un tehniskajiem aizsardzības pasākumiem jau jādarbojas.
Ja daļa zonas nav redzama, vajadzīgs atbilstošs risinājums, piemēram, atiestatīšanas secība vai klātbūtnes uzraudzība. Standarts pieļauj arī pamatotu automātisku atiestatīšanu, tostarp gadījumos, kad nepārtraukta cilvēka noteikšana novērš bīstamas situācijas rašanos.
Dokumentā paliek konkrētajam lietojumam izvēlētais variants. Ja atiestatīšana ir drošības funkcija, jānosaka arī tās PLr. Neuzskatām, ka katra poga ar vienādu uzrakstu pilda identisku lomu.
Ja blakus darbojas padevējs, piegādātājam jāzina tā prasītais stāvoklis piekļuves laikā un reakcija uz signālu zudumu. Integrators saskaņo saskarnes ar pārējām funkcijām. Formulējums „nosūtīts STOP signāls” raksturo sūtītāju; specifikācijā vēl jānorāda, kā un kad reaģēs saņēmējs.
Viena detaļa vēl neapraksta visus ekspluatācijas apstākļus
Operators nostiprināšanu parādīja vienu reizi, bet maiņas laikā to atkārtos. Jānorāda funkcijas pieprasīšanas un tās elementu darbības biežums. Piekļuve pie katras detaļas rada citas ekspluatācijas prasības nekā reta iejaukšanās.
Jāņem vērā vide, tīrīšana un apkope, kuru laikā risinājumam jāsaglabā savas īpašības. Ierīču datus salīdzinām ar reālo darba intensitāti un lietošanas apstākļiem. Arī tad, ja identisks komponents jau darbojas citā darba vietā.
Pirms SRS pabeigšanas katrai funkcijai piešķir PLr un norāda pamatojumu: riska novērtējumu vai piemērojamu C tipa standarta prasību kopā ar tās nosacījumiem. Mūsu stiprinājumam būtiska ir tieši šim lietojumam atbilstošā prasība.
Sasniegtais PL vēlāk raksturos realizāciju. Tagad komanda nosaka, ko no realizācijas prasa. Līdzīgs ieraksts divās tabulas kolonnās nedrīkst izdzēst atšķirību starp PLr un PL.
Uzrakstīsim tā, lai nākamajam automātikas speciālistam nav jāmin
Pieņemsim, ka pēc analīzes komanda izvēlējās mehānisku ligzdu, kas atbalsta detaļu. Operators var detaļu novietot un izņemt rokas pirms aizsarga aizvēršanas un iespīlēšanas mehānisma iedarbināšanas. Tas ir viens iespējamais darba vietas variants. Ja reālais uzdevums joprojām prasa kustību pie atvērtas piekļuves, tai vajadzīga atbilstoša aizsardzība un savas prasības.
Tagad ierakstīsim lēmumu vienas funkcijas kartē. PLr d, 200 ms un pārējie zemāk norādītie skaitļi ir izdomāti piemēra dati, nevis mašīnā kopējami parametri. Katram projektam šīs vērtības jāpamato un jāpiemēro atbilstošās C tipa prasības.
| SRS lauks | Prasības piemērs | ISO 13849-1:2023 |
|---|---|---|
| Funkcija un iemesls / SF-01, APP-01 | SF-01: apturēt un nepieļaut iespīlēšanas mehānisma piedziņas kustību piekļuves laikā. TASK-L01: 12 kg detaļas ievietošana; HS-01: pirksti spīļu zonā. Saite ar RA-L01 riska novērtējumu. | 5.1.; 5.2.1.2.; 5.2.1.3. a) |
| Ierosinošais notikums / REQ-01 | Piekļuves pieprasījums vai aizsarga prasītā aizvērtā vai bloķētā stāvokļa zudums, kamēr atļauta iespīlēšanas kustība. Atvērta piekļuve uztur kustības bloķēšanu. | 5.2.1.3. b) |
| Prasītais rezultāts / REQ-02 | Apturēt spīļu kustību un nepieļaut nākamo piedziņas kustību piekļuves laikā. Neatbloķēt aizsargu pirms visu vajadzīgo nosacījumu sasniegšanas. Detaļu atbalsta neatkarīga mehāniska ligzda. | 5.2.1.3. c) |
| PLr un pamatojums / REQ-09 | PLr d — mācību pieņēmums izdomātajā RA-L01. Reālā projektā vērtībai jāizriet no sava riska novērtējuma vai piemērojama C tipa standarta. Tas nav sistēmas sasniegtais PL. | 5.2.1.3. d); 5.3. |
| Laiks un piekļuve / REQ-03 | Līdz 200 ms — piemēra robežvērtība no notikuma pie aizsarga līdz norādītās kustības beigām, ieskaitot mehāniku. Aizsargs paliek bloķēts līdz visu drošības nosacījumu izpildei; skaitlis viens pats drošu piekļuvi nepamato. | 5.2.1.3. e) |
| Darba režīmi / REQ-04 | Automātiskais darbs un manuāla iekraušana. Šajā variantā piedziņas iespīlēšana pie atvērta aizsarga nav atļauta. Ja reālais uzdevums to prasa, jāatgriežas pie riska novērtēšanas un aizsardzības specifikācijas. | 5.2.1.3. f) |
| Saskarnes / REQ-05 | Iespīlēšanas mehānisma prasītā stāvokļa apstiprinājums ir tikai viens no piekļuves nosacījumiem. Vajadzīgi arī atbilstoši vārpstas, asu un padevēja stāvokļi, kas aprakstīti citās funkcijās. Signāla saņemšanas apstiprinājums neaizstāj prasīto reakciju. | 5.2.1.3. g) |
| Atteice / REQ-06 | Konstatēta atteice, kas ietekmē funkciju, bloķē jaunu kustību un piekļuves atļauju, līdz sasniegts prasītais stāvoklis. Stāvokli saglabā līdz attiecīgās atteices novēršanai. | 5.2.1.3. h) |
| Enerģija / REQ-07 | Enerģijas zudums un atjaunošanās neizraisa bīstamu kustību vai atbalstītās detaļas atbrīvošanu. Mehāniskajai ligzdai vajadzīgs atsevišķs pamatojums; tai nepiešķir PLr tikai tādēļ, ka tā minēta kartē. | 5.2.1.3. i) |
| Biežums un vide / APP-02, 04 | Piemērs: 40 piekļuves stundā, 16 stundas dienā, 250 dienas gadā — 160 000 pieprasījumu gadā. Elementu darbības skaita atsevišķi. Vide: ražošanas telpa, 5–40 °C, dzesēšanas šķidrums un skaidas. | 5.2.1.2.; 5.2.1.3. j) |
| Prioritāte / REQ-10 | Funkcijas pieprasījumam ir prioritāte pār parasto iespīlēšanas START komandu. Mijiedarbība ar citām funkcijām nedrīkst atņemt detaļai noturēšanu vai atļaut priekšlaicīgu piekļuvi. | 5.2.1.3. k) |
| C tipa standarts / APP-03 | Pārbauda darbības jomu un prasības par nostiprināšanu un piekļuvi. Šai hipotētiskajai darbmašīnai izvērtē ISO 16090-1. Precīzie punkti un to piemērošanas rezultāti jāieraksta pirms SRS slēgšanas. | 5.2.1.3. l) |
| Atgriešanās darbā / REQ-08 | Pēc prasīto stāvokļu atjaunošanas — atsevišķa, apzināta atiestatīšana un atsevišķa iedarbināšanas komanda. Aizsarga aizvēršana, atiestatīšana vai enerģijas atjaunošanās pati neiedarbina iespīlēšanu. | 5.2.1.3. m) |
| Pārbaude un versija | REQ-01…10 sasaista ar analīzēm, VT-01…06 pārbaudēm, projektu un vērtējamo konfigurāciju. PL un prioritāšu novērtējumam vajadzīgi savi pierādījumi. Detaļas, režīma vai parametru maiņai veic ietekmes novērtējumu. | 5.4.; 10.; 12. a) |
Vienas funkcijas karte ir tikai SRS fragments. Vajadzīgi arī mašīnas ierobežojumi, cilvēku uzdevumi, riska novērtēšanas ievaddati, pārējās funkcijas, saskarnes un dokumenta versiju vadība. Katrs ieraksts „neattiecas” ir jāpamato.
SafetySoftware PDF angļu valodā ietver izvērstu SF-01 piemēru, pārbaudes kritērijus un aizpildāmas projekta, funkciju un pierādījumu sasaistes veidlapas. Piemēra vērtības ir izdomātas; sava projekta lēmumi jāpamato atsevišķi.
Lejupielādēt SRS piemēru un aizpildāmās veidlapas (PDF, angļu valodā)
Prasībām vajadzīgi nosaukumi, identifikatori, versijas un saites ar riska novērtējumu. Vēlāk tām pievieno projekta atsauces un pārbaudes rezultātus. Trūkstošu PLr vai piekļuves nosacījumu nedrīkst paslēpt ar parakstu zem gatavas veidlapas.
Prasības var pārvaldīt dokumentā, kartēs vai kontrolētā reģistrā. Standarts nosaka vajadzīgo saturu, nevis vienu obligātu tabulas veidni. Arī atzīme „neattiecas” jāpamato konkrētajam lietojumam.
Šāds ieraksts veido projektēšanas pamatu saskaņā ar 5.2.1.1. punktu, aptver 5.2.1.3. punkta prasības un nonāk 12. nodaļas a) apakšpunktā minētajā tehniskajā dokumentācijā. Tas ļauj nodot darbu no riska vērtētājiem vadības sistēmas projektētājam.
Lietotājs un integrators saņem savu uzdevumu veikšanai vajadzīgo informāciju. No tā automātiski neizriet pienākums nodot visu iekšējo projektēšanas dokumentāciju. Informācijas apjoms jāsaista ar pienākumiem un konkrēto lietojumu.
Kad automātikas speciālists atgriezīsies pie programmas, viņš atradīs prasības tai pašai rokai, iespīlēšanas mehānismam un stāvokļu secībai. Mainot stiprinājumu, būs redzams, kāpēc šie nosacījumi tika pieņemti. Lēmumi vairs nav atkarīgi no sanāksmes dalībnieku atmiņas.
Tagad jāizpilda tas, ko esam uzrakstījuši
Mēs zinām, kā operators iestata detaļu, kuras kustības vajadzīgas un ko sagaidām pēc enerģijas zuduma. Funkcijām ir piešķirts PLr. Kāds sanāksmē jau var atzīmēt, ka drošība ir nokārtota.
Pagaidām esam vienojušies tikai par to, kas jāizdara. Mašīna to vēl neizpilda.
Izvēlamies arhitektūru un apakšsistēmas, izstrādājam loģiku un parametrus. Pārbaudām slodzes, diagnostiku, vidi un sadarbību ar mehāniku. Vārstam sistēma jānogādā prasītajā stāvoklī; piedziņas funkcijai jāatbilst reālajai kustībai.
Arī stiprinājums jāizgatavo un jāpārbauda. Tā ģeometrijai jānodrošina izvēlētais nostiprināšanas veids. Pareizi realizēts programmas nosacījums neaizstās detaļu, kurai vajadzēja noturēt sagatavi bez operatora rokas atbalsta.
Iepriekš validētas apakšsistēmas šajā posmā ietaupa laiku. ISO 13849-1 ļauj tās izmantot, ja ievēroti integrācijas nosacījumi. Saglabājam datus un lietošanas ierobežojumus, pēc tam pamatojam pilnas funkcijas savienojumu.
Tagad pārbaudītie moduļi tiešām ir noderīgi: mēs zinām prasību un saprotam, kuras īpašības no tiem sagaidām. Var noteikt arī to, kas vēl jāpierāda pēc uzstādīšanas mašīnā.
Novērtējot sasniegto PL saskaņā ar ISO 13849-1, pārbaudām tā attiecību pret PLr, uzticamību, arhitektūru, diagnostiku un kopēja cēloņa atteices. Jāvērtē arī sistemātiskās atteices, programmatūra, vide un ergonomika.
Programma joprojām var atļaut kustību nepareizā režīmā. Uzticamības modelis būs aprakstīts nevainojami, bet kļūda slēpsies kustības atļaujas loģikā. Jāatrod un jāpārbauda tieši šis nosacījums.
Arī atteices izslēgšanai vajadzīgs pamatojums, kas derīgs faktiskajai montāžai un lietošanai. Aprēķinu rīks neapskatīs stiprinājumu pēc cehā veiktas pārbūves. Kādam tā modelim jāpiegādā patiesi pieņēmumi.
Atbilstības deklarācijai jābalstās uz visu paveikto darbu
Ar SRS vien nepietiek, lai deklarētu pilnīgu atbilstību ISO 13849-1. Vajadzīga atbilstoša projektēšana, verifikācija, validācija un dokumentēšana visām piemērojamajām prasībām.
Standarta numuru ierakstīt ir ātri. Darbs, ko šim ierakstam vajadzētu apliecināt, aizņem nedaudz vairāk vietas nekā viena deklarācijas rinda.
ISO 12100 neesamība standartu sarakstā pati par sevi nepierāda, ka riska novērtēšana nav veikta. Par to liecina saturs, lēmumi un to izmantošana projektā. Savukārt uzdevums „vajag PL d” bez darba apraksta un vajadzīgās aizsardzības joprojām ir nepilnīgs.
Pēc risinājuma izpildes atgriežamies pie visas mašīnas riska novērtēšanas. Pārbaudām paredzēto riska samazinājumu un to, vai tas panākts, neradot jaunus apdraudējumus.
Mainītais stiprinājums var labāk turēt detaļu, bet prasīt citu izņemšanas paņēmienu. Arī šī nākamā darbība jāanalizē. ISO 12100 iteratīvais process atgriežas pie reālās mašīnas, nevis beidzas pie izlabota rasējuma.
SRS sāk darbu, kura izpilde vēl jāpierāda. Izvēlei, integrācijai, PL novērtējumam, verifikācijai un validācijai jāapliecina, ka realizētā funkcija paredzētajos apstākļos izpilda prasības. Dokuments pats mašīnu neaizsargā.
Mašīna apstājās. Pārbaude vēl nav beigusies
Atkal atveram aizsargu. Šoreiz zinām, kurām kustībām jābeidzas, cik ātri tas jānotiek un kā detaļa jānotur. Vadības ierīce ziņo paredzēto stāvokli. Pārbaudes veicējs skatās arī uz mehānismu.
Jāapstiprina kustība, slodze, noturēšana un atgriešanās darbā. Katru rezultātu sasaistām ar konkrētu prasību. Indikācija ekrānā viena pati vēl neapraksta visas pārbaudes iznākumu.
Šis darbs sākās pirms mašīnas būvniecības. 5.4. punkts prasa SRS pārskatīt pirms projektēšanas: vai funkcijas atbilst riska novērtējumam un vai ierakstā ir visas vajadzīgās prasības?
SRS validācija saskaņā ar 10.2. punktu palīdz atrast izlaidumus, kļūdas un neatbilstības lietojumam, apstākļiem un saprātīgi paredzamai nepareizai lietošanai. Izlaistu uzdevumu ir daudz ērtāk atklāt, kamēr stiprinājums vēl pastāv tikai rasējumā.
Realizācijas validācija pārbauda atbilstību SRS un pārējām piemērojamajām prasībām. Tā izmanto saskaņā ar plānu veiktas analīzes un testus. Analīzes var sākt paralēli projektēšanai; gala pārbaudes uz fiziskās mašīnas pabeidz attiecīgo darba daļu.
Pārbaudīsim arī operatoram vajadzīgo kustību
Pie aizsarga pārbaudām ierosināšanu, reakciju, laiku un prasītā stāvokļa saglabāšanu. Pēc tam pārejam pie detaļas iestatīšanas. Ja SRS pieļauj kustību pie piekļuves, testējam to tieši šajos nosacījumos.
Tālāk seko režīma maiņa, darbības pabeigšana, atiestatīšana un atkārtota iedarbināšana. Operatoram jāiziet viss saskaņotais darba process. Viena veiksmīga durvju atvēršana vēl neatveido to, ko viņš darīs ar nākamajām detaļām.
Ražošanas līnijā novērojam arī otru mašīnu. Tās vadības ierīces apstiprinājums par signāla saņemšanu ir tikai daļa no pārbaudes. Vēl jāpierāda savienotās sistēmas prasītais stāvoklis, ieskaitot aizkaves un iekārtu savstarpējo iedarbību.
Atsevišķi piegādātāju protokoli materiālu saskarnē neapturēs. Šī uzvedība jāpārbauda saskaņotajā integrācijas tvērumā.
Plānā iekļauj arī sistēmas uzvedības analīzes un testus atteiču, signālu zuduma un energoapgādes izmaiņu gadījumā. Testiem vajadzīgi sagatavoti, kontrolēti apstākļi un kompetento cilvēku aizsardzība.
Pie stiprinājuma atkal jāatbild, kā detaļa tiek noturēta pēc normālas darbības pārtraukšanas. Kustības apturēšanai un slodzes saglabāšanai jāsatiekas vienā rezultātā, nevis divos nesaistītos aprakstos.
Protokolā paliek testa nosacījums, kritērijs, rezultāts un mašīnas konfigurācija. Laika mērījumam norāda arī metodi un apstākļus. Nākamajam speciālistam jāspēj noteikt, kāda slodze tika pārbaudīta un kādu uzvedību atzina par pareizu.
Programma jau izlabota. Protokols joprojām atceras veco versiju
Automātikas speciālists mainīja kustības atļaujas nosacījumu, bet testa plāns joprojām pārbauda iepriekšējo. Abas puses var aizvērt dokumentus, lai gan tie apraksta atšķirīgas konfigurācijas. Tāpēc prasībai, projektam un pierādījumiem jāattiecas uz vienu un to pašu vērtējamo versiju.
Izmaiņu izsekojam no SRS līdz attiecīgajiem rezultātiem un izvērtējam tās ietekmi uz citām funkcijām. Labojums pie iespīlēšanas mehānisma nepazūd no novērtējuma tikai tāpēc, ka jau ierakstīts programmā.
Standarts iesaka, lai validācijas veicēji būtu neatkarīgi no SRP/CS projektēšanas. Cilvēks ārpus projekta biežāk pajautās par pieņēmumu, kuru autors vairs nepamana. Vajadzīgas kompetences, atbilstošs process un dokumentēti rezultāti.
Tas nenozīmē vispārēju pienākumu katrai funkcijai saņemt ārēju sertifikāciju. Par pierādīto lemj paveiktais darbs un tā tvērums. Prasība jāsaista ar realizāciju un pārbaudes pierādījumu.
Dažus mēnešus vēlāk atved lielāku detaļu
Lielākā detaļa uz galda ietilpst. Arī stiprinājumu var aizvērt. Cehā atskan pazīstamais: „mašīna taču to var”. Pirms to pārbaudām kustībā, atgriežamies pie mašīnas ierobežojumiem.
ISO 12100 5.3. punkts aptver lietošanas, telpas, laika un citus ierobežojumus. Šai darba vietai pārbaudām paredzētās detaļas un instrumentus, slodzes, nostiprināšanas paņēmienu un operatoram vajadzīgo vietu. Galda izmērs viens pats neapraksta pieļaujamo lietojumu.
Ja jaunais uzdevums ietilpst novērtētajā tvērumā, tā var būt paredzēta pārregulēšana. Tad apstiprinām, ka šai konfigurācijai joprojām izpildās pieņemtie aizsardzības nosacījumi. Lielāka detaļa ne vienmēr nozīmē mašīnas pārbūvi.
Taču pieņemsim, ka operatoram tagad jāpieiet no otras puses, kas nav redzama no atiestatīšanas vietas. Vai arī jaunais instruments pagarina apstāšanās laiku virs aizsardzības projektā izmantotās vērtības. Ir mainījies nosacījums, uz kura balstījās aizsardzības efektivitāte.
Vadības skapī nav nomainīts neviens modulis. Komponentu saraksts izskatās nomierinošs. Taču tajā nav ierakstīts, no kuras puses operators sniedz roku.
Atgriežamies pie ierobežojumiem un riska novērtēšanas, pēc tam — pie SRS prasībām. Nosakām izmaiņas ietekmi uz projektu un iepriekšējiem rezultātiem. Jauno uzdevumu atļaujam tikai pēc vajadzīgās aizsardzības ieviešanas, pārbaudēm un validācijas.
Lielākas detaļas vienkārša pievienošana dokumentācijai neattaisno lietojuma paplašināšanu.
Tas pats attiecas uz aizsardzības uzturēšanas nosacījumiem. Ja tā atkarīga no pārbaudes, regulēšanas, elementa nomaiņas vai noteikta lietošanas laika, informācijai jāsasniedz šo darbu veicēji. Laika ierobežojumi nebeidzas iedarbināšanas dienā.
Apkopei SRS saikne ar riska novērtējumu un projekta dokumentāciju ļauj atjaunot lēmumu pamatojumu. Bez ieraksta paliek zvans cilvēkam, kurš pirms vairākiem gadiem rakstīja programmu, un cerība, ka viņš atceras sākotnējo uzdevumu.
Jaunajam lietojumam nepieciešamā pārbūve var izrādīties arī būtiska pārveidošana. Lielāka detaļa vai iepriekšējo ierobežojumu pārsniegšana viena pati to vēl nenosaka. Izšķiroši ir faktiskās izmaiņas juridiskie kritēriji.
Regulas (ES) 2023/1230 3. panta 16. punkts nosaka būtiskas pārveidošanas definīciju, bet 18. pants — pienākumus personai, kas šādu pārveidošanu veic. Šīs prasības piemēro no 2027. gada 20. janvāra. SRS atjaunināšana ir tikai viena daļa no darba, ko var izraisīt šāda pārveidošana.
Pieņemšanā pārbaudām to, ko apsolījām SRS: kustības, enerģijas, piekļuvi un saskarnes, ar kurām sastopas cilvēks. Uzdevuma vai apstākļu maiņa prasa izvērtēt, vai līdzšinējā aizsardzība un tās pamatojums joprojām ir derīgi.
Pirms pasūti nākamo komplektu
Atgriezīsimies pie operatora ar detaļu rokās. Vienas darbības iziešana atklāja trūkumu, kura nebija ne ierīču katalogā, ne PL pārskatā. Vajadzēja vienoties par aprīkojumu, piekļuvi, kustībām un uzvedību pēc enerģijas zuduma.
No šiem lēmumiem izveidojās projektēšanas uzdevums. Tagad var izvēlēties vadības risinājumu un pārbaudīt, vai tas nodrošina vajadzīgo aizsardzību. Sertifikātiem un aprēķiniem beidzot ir konkrēts atskaites punkts.
Nākamās mašīnas projektā izstaigā šo ceļu kopā ar cilvēku, kurš pazīst reālo darbu. Atrodi uzdevumu un tā apdraudējumus riska novērtējumā, prasības SRS, bet atbildes — projektā un pārbaudes rezultātos. Tad kļūst redzams, kur pamatojuma ķēde pārtrūkusi.
Un, kad pie gatava vadības skapja kāds jautā, vai drošība jau ir pabeigta, parādi, kā operators nostiprinās detaļu un kas viņu šajā brīdī aizsargās. Tas parasti ļoti ātri izbeidz diskusiju tikai par komponentiem.
Avoti un piemēru tvērums
Pamatā izmantoti norādītie standartu izdevumi un punkti. Piemēri skaidro prasību formulēšanas metodi; katrai projektējamai mašīnai atsevišķi jāizvērtē piemērojamā darbības joma.
- ISO 13849-1:2023 , Mašīnu drošums. Ar drošumu saistītās vadības sistēmu daļas. 1. daļa: vispārīgie projektēšanas principi — 4.1.–4.6., 5.1.–5.4., tostarp 5.2.1.3. un 5.2.2.–5.2.3., kā arī 6.–10. un 12.–13. nodaļa.
- ISO 12100:2010, Mašīnu drošums. Vispārīgie projektēšanas principi. Riska novērtēšana un riska samazināšana — 4.–6. nodaļa, īpaši 5.3.–5.4.
- ISO 16090-1:2022 , Darbmašīnu drošums. Apstrādes centri, frēzmašīnas un pārvietošanas mašīnas. 1. daļa: drošuma prasības — 5.2.5.5., detaļas nostiprināšana.
- EN 16500:2014 , Mašīnas atkritumu vai pārstrādājamu frakciju blīvēšanai. Vertikālās ķīpu preses. Drošuma prasības — 5.1.4. un 5.2.2. Darbības joma: noteiktas slēgtas vertikālās ķīpu preses ar manuālu siešanu. Šī izdevuma prasības atsaucas uz EN ISO 13849-1:2008.
- ISO 11161:2007 ar Amd 1:2010, Mašīnu drošums. Integrētās ražošanas sistēmas. Pamatprasības — 7.1.–7.2., 8.1.4. un 8.8.–8.10. Piemērs attiecas uz uzdevumiem, saskarnēm un aizsardzības tvērumu integrētā ražošanas sistēmā.
- ISO 13855:2024, Mašīnu drošums. Aizsargiekārtu pozicionēšana attiecībā uz cilvēka ķermeņa tuvošanos — B un D pielikums, apstāšanās dati un to novērtēšanas nosacījumi.
- Eiropas Parlamenta un Padomes Regula (ES) 2023/1230 par mašīnām — 3. panta 16. punkts par būtiskas pārveidošanas definīciju, 18. pants par pārveidošanu veicošās personas pienākumiem un 54. pants par piemērošanas termiņiem.