„Tu treba dať ochranný kryt.“
Táto veta zaznie pri review projektu veľmi rýchlo. Je tam pohybujúci sa diel, možnosť stlačenia alebo vtiahnutia, takže prirodzená reakcia je ochranný kryt, istenie krytu alebo svetelná clona.
Možno bude naozaj potrebná. Lenže v tejto chvíli to ešte nevieme.
Skôr než začneme vyberať technické ochranné opatrenia, ISO 12100 nás núti pozrieť sa na samotný stroj. Práve tam sa začína znižovanie rizika pri strojoch. Dá sa zmeniť vzájomná poloha dielov tak, aby vôbec nevzniklo miesto stlačenia? Dá sa ostrá hrana otupiť alebo zahnúť? Potrebuje pohybujúci sa diel naozaj takú hmotnosť a rýchlosť? Dá sa obmedziť sila, energia, tlak alebo teplota?
A možno problém neleží v jednom diele. Možno je zlý celý koncept stroja.
Možno treba zmeniť rozloženie hmotnosti a zlepšiť stabilitu. Použiť inú techniku pohonu. Prepracovať ovládacie prvky. Vyviesť mazacie a nastavovacie miesta mimo nebezpečný priestor. Obmedziť zvyškovú energiu, ktorá zostáva v systéme po odpojení napájania.
Toto sú inherentne bezpečné konštrukčné opatrenia — prvý a najdôležitejší krok podľa ISO 12100.
Majú jedno spoločné: nesnažia sa iba oddeliť človeka od existujúceho nebezpečenstva. Menia stroj, jeho parametre alebo spôsob spolupráce s človekom tak, aby nebezpečenstvo zmizlo alebo aby riziko bolo menšie.
Znižovanie rizika pri strojoch nezačína výberom lepšieho krytu
Prvá chyba vzniká už v tom, ako sa o bezpečnosti stroja rozprávame.
„Navrhli sme ochranný kryt.“
„Dali sme istenie krytu.“
„Počítame so svetelnou clonou.“
„Použili sme bezpečnostný riadiaci systém.“
Všetky tieto riešenia mohli byť v 3D modeli od prvého dňa. Môžu byť drahé, technicky správne a nakoniec aj nevyhnutné. To však ešte neznamená, že patria do prvého kroku znižovania rizika.
Ochranný kryt sa nestane inherentne bezpečným konštrukčným opatrením len preto, že bol navrhnutý spolu so strojom.
ISO 12100 tieto pojmy rozdeľuje veľmi jasne. Inherentne bezpečné konštrukčné opatrenie odstraňuje nebezpečenstvo alebo znižuje riziko zmenou konštrukčných alebo prevádzkových vlastností stroja. Ochranný kryt alebo ochranné zariadenie znižuje riziko spojené s nebezpečenstvom, ktoré sa nepodarilo odstrániť alebo dostatočne znížiť konštrukčne.
Rozdiel teda nie je v tom, kedy sa riešenie objavilo v projekte. Ani v tom, koľko stálo.
Rozhoduje jediné: čo sa v stroji skutočne zmenilo.
Zmizlo miesto stlačenia? Znížila sa energia pohybujúceho sa dielu? Odstránila sa ostrá hrana? Obmedzila sa emisia pri zdroji? Správa sa systém bezpečne po strate energie? Musí človek stále robiť nebezpečnú činnosť?
Ak nebezpečenstvo zostalo rovnaké a pridané riešenie iba bráni prístupu k nemu alebo ho kontroluje, vo väčšine prípadov sme už v kroku druhom.
Predstavme si jednoduchý mechanizmus, kde dva diely vytvárajú miesto stlačenia. Môžeme ho uzavrieť ochranným krytom a sledovať polohu krytu. Ale skôr môžeme overiť, či sa vzájomná poloha dielov nedá zmeniť tak, aby bola medzera bezpečná pre posudzovanú časť tela, alebo aby sa tá časť tela do medzery vôbec nedostala.
V prvom prípade chránime človeka pred existujúcim miestom stlačenia. V druhom ho odstraňujeme geometriou stroja.
To je zásadný rozdiel.
Podobne je to s pohybom. Môžeme detegovať prítomnosť človeka a zastavovať nebezpečný diel. Ale najprv sa treba spýtať, či ten diel naozaj musí mať takú rýchlosť, hmotnosť a uloženú energiu.
Neznamená to, že ochranný kryt alebo bezpečnostná funkcia neskôr nebudú potrebné. Krok 1 nie vždy zníži riziko dostatočne. ISO 12100 nežiada, aby sme sa za každú cenu vzdali technických ochranných opatrení.
Žiada však dodržať poradie.
Správna otázka preto nie je: „Aké zabezpečenie sme pridali?“
Najprv sa pýtajme: „Akú nebezpečnú vlastnosť stroja sme skutočne zmenili?“
Ak odpoveď znie „žiadnu“, pravdepodobne sme prvý krok ešte neurobili.
Znižovanie rizika pri strojoch začína geometriou, nie plotom
„Geometria je hotová. Teraz dorobme bezpečnosť.“
Toto je jeden z najčastejších momentov, keď projekt začne ísť zlým smerom.
Mechanický model je schválený. Rozsahy pohybu sú uzavreté. Pohony sú vybrané. Konštrukcia odišla do cenovej ponuky. Až potom niekto analyzuje prístup človeka a nájde miesta stlačenia, strihania, nárazu alebo vtiahnutia.
Geometriu už nechceme meniť, tak začneme „pridávať bezpečnosť“.
Ochranný kryt. Oplotenie. Istenie krytu. Svetelnú clonu.
ISO 12100 v bode 6.2.2.1 navrhuje opačné poradie. Práve tvar stroja a vzájomná poloha jeho častí sú jednou z prvých oblastí, ktoré má konštruktér využiť na odstraňovanie nebezpečenstiev.
Ak dva pohybujúce sa diely vytvárajú miesto stlačenia, prvá otázka nemá znieť, kam namontovať kryt. Prvá otázka znie, či sa dá zmeniť ich vzájomná poloha. Najmenšiu vzdialenosť možno zväčšiť tak, aby sa posudzovaná časť tela mohla nachádzať medzi dielmi bez rizika stlačenia. Alebo ju možno zmenšiť tak, aby sa tam daná časť tela vôbec nedostala.
Nejde o odsunutie človeka od existujúceho nebezpečenstva bezpečnou vzdialenosťou alebo plotom.
Ide o takú geometriu samotných dielov, pri ktorej miesto stlačenia prestane existovať.
Rovnako treba pozerať na ostré hrany, rohy, vyčnievajúce prvky, drsné povrchy a otvory, v ktorých sa môže zachytiť časť tela alebo odev. Ak sa dá hrana otupiť, zahnúť alebo zarovnať, ťažko sa obhajuje, že ju necháme v projekte a problém presunieme do návodu.
„Pozor na ostrú hranu“ nie je odpoveď, ak hrana nemusí byť ostrá.
Geometria stroja rozhoduje aj o viditeľnosti. Ak bezpečná obsluha vyžaduje, aby operátor sledoval pracovný alebo nebezpečný priestor, musí ho zo stanovišťa skutočne vidieť. Mŕtvy uhol neopraví veta v návode, že pred spustením treba zachovať zvýšenú opatrnosť.
Najprv treba preveriť tvar stroja, polohu stanovišťa a rozmiestnenie prvkov. Až keď priama viditeľnosť nie je možná, norma pripúšťa prostriedky nepriameho videnia, napríklad vhodne umiestnené zrkadlá.
Tvar stroja ovplyvňuje aj polohu človeka. Dosiahne operátor na ovládacie prvky bez toho, aby sa nakláňal nad nebezpečný priestor? Nenúti ho prístup k nastavovaciemu miestu strkať ruku medzi mechanizmy? Nenúti konštrukcia pracovníka do polohy, z ktorej sa ťažšie bezpečne pohne alebo rýchlo ustúpi?
To nie je komfortný detail. To je znižovanie rizika konštrukciou.
Áno, zmena geometrie môže zasiahnuť funkciu stroja, rozmery, takt aj cenu. Nie každá zmena bude možná. A nie každá prinesie dostatočné zníženie rizika.
Lenže tieto obmedzenia sa nesmú predpokladať vopred len preto, že model už niekto schválil.
Skôr než sa opýtame, kam dať ochranný kryt, vráťme sa o krok späť: prečo sú časti stroja usporiadané tak, že toto nebezpečenstvo vôbec vzniklo?
Znižovanie rizika pri strojoch: niektoré úlohy operátora treba odstrániť
Bod 5.4 ISO 12100 vyžaduje pri identifikácii nebezpečenstiev určiť operácie vykonávané strojom a úlohy človeka, ktorý so strojom prichádza do interakcie. Nastavovanie. Podávanie materiálu. Odoberanie výrobku. Čistenie. Odstraňovanie zaseknutí. Zisťovanie chýb. Údržba.
Ľahko sa stane, že tento zoznam berieme ako hotovú vec. Keď operátor úlohu vykonáva, navrhneme spôsob, ako ju bude robiť bezpečne.
Lenže možno začíname o jednu otázku neskoro.
Musí operátor túto úlohu vôbec vykonávať?
Ručné podávanie sa dá mechanizovať. Odoberanie dielu sa dá automatizovať. Mazací bod sa dá presunúť mimo nebezpečný priestor. Vyššia spoľahlivosť môže znížiť počet zaseknutí a porúch, ktoré vyžadujú zásah človeka.
Nie vždy to odstráni samotné nebezpečenstvo. Môže to však odstrániť nebezpečnú situáciu alebo výrazne skrátiť vystavenie človeka riziku.
Prípad 1: operátor „len opraví“ polohu materiálu
Na prechode medzi dopravníkom a ďalšou časťou stroja sa materiál občas postaví zle. Operátor si to všimne, príde k stroju a ručne ho upraví.
Trvá to pár sekúnd. Neberie sa to ako porucha ani formálne prestavenie. Veď operátor „len opraví diel“.
Lenže počas tej krátkej činnosti siaha do miesta, kde sa môže pohnúť dopravník, posúvač alebo iný prvok mechanizmu. V posúdení rizika sa objaví úloha: odstránenie zaseknutia alebo korekcia polohy materiálu.
Najjednoduchšia odpoveď? Zakryť prístup. Doplniť istenie krytu. Pripraviť ručný režim. Opísať bezpečný postup.
Možno budú niektoré z týchto opatrení potrebné. Ale najprv treba položiť menej pohodlnú otázku: prečo sa materiál vôbec nastavuje zle?
Je medzi dopravníkmi medzera alebo výškový skok? Držia vodiace lišty materiál v celom rozsahu rozmerov? Sú rýchlosti mechanizmov zosynchronizované? Otáča alebo prevracia výrobok prudká zmena rýchlosti? Dá sa nesprávne uložený materiál automaticky zistiť a vyradiť skôr, než zablokuje ďalšiu operáciu?
Ak je príčinou zásahov nízka spoľahlivosť podávania, konštruktér má najprv pracovať na spoľahlivosti. Bod 6.2.13 ISO 12100 jasne hovorí, že vyššia spoľahlivosť vybavenia znižuje počet udalostí vyžadujúcich zásah, a tým obmedzuje vystavenie človeka nebezpečenstvám.
Zmena geometrie prechodu, vedenia materiálu alebo parametrov pohybu môže spôsobiť, že úloha vykonávaná niekoľkokrát za zmenu prestane byť súčasťou normálnej práce.
Vtedy sme nenavrhli bezpečnejší spôsob opravovania materiálu. Odstránili sme príčinu, prečo ho operátor musel opravovať.
To nie je detail. To je prechod od zabezpečovania následku k zmene príčiny.
Prípad 2: snímač sa nastavuje v nebezpečnom priestore
Stroj pracuje s rôznymi druhmi materiálov. Snímač v projekte nepokrýva celý potrebný rozsah detekcie alebo vyžaduje zmenu polohy podľa aktuálne spracúvaného materiálu.
Pri prestavení teda operátor vstupuje do nebezpečného priestoru a ručne nastavuje snímač.
Zasa máme konkrétnu úlohu do posúdenia rizika: nastavenie polohy snímača pri zmene materiálu.
Dá sa navrhnúť bezpečný vstup. Zastaviť stroj. Zablokovať možnosť spustenia. Pripraviť režim práce a postup prestavenia.
Ale je to naozaj prvá odpoveď?
Ak má stroj podľa určeného použitia pracovať s určitým rozsahom materiálov, vlastnosti týchto materiálov patria medzi obmedzenia stroja. Detekčný systém má byť zvolený pre celý predvídateľný rozsah práce, nie iba pre jeden pohodlný variant.
Prvou možnosťou je teda použiť snímač alebo inú detekčnú techniku, ktorá pokryje požadovanú oblasť pre všetky predvídané materiály. To priamo súvisí s výberom vhodnej techniky podľa bodu 6.2.4 ISO 12100.
Neznamená to, že vždy treba použiť snímač s najväčším možným rozsahom. Väčší rozsah môže priniesť falošné detekcie alebo zhoršiť rozlíšenie materiálov. Riešenie treba vybrať a overiť v reálnych podmienkach procesu.
Ak však správne vybraný snímač odstráni potrebu opakovaného prestavovania, zmizne aj úloha vyžadujúca vstup do nebezpečného priestoru.
A ak jeden pevný rozsah detekcie technicky možný nie je?
Vtedy treba preveriť, či sa nastavenie musí robiť priamo pri snímači. Nastavovací mechanizmus možno vyviesť mimo nebezpečný priestor alebo navrhnúť tak, aby operátor vykonal zmenu z bezpečného miesta. Presne týmto smerom ide bod 6.2.15, ktorý odporúča umiestňovať nastavovacie a údržbové miesta mimo nebezpečných priestorov.
Namiesto bezpečného vstupu k snímaču meníme miesto, kde sa nastavenie robí.
Prestavenie zostáva. Stále treba riešiť nesprávne nastavenie, náhodnú zmenu hodnoty a chybnú detekciu materiálu. Operátor však nemusí vstupovať medzi diely stroja len preto, aby prispôsobil snímač ďalšiemu variantu výroby.
Skôr než pridáte zabezpečenie, čo viete zmeniť na stroji?
ISO 12100 nedáva jednu univerzálnu odpoveď na každé nebezpečenstvo. V bode 6.2 však ukazuje konkrétne oblasti, kde má konštruktér hľadať možnosti odstránenia nebezpečenstiev alebo zníženia rizika konštrukciou.
Nasledujúca tabuľka nehovorí, že opatrenia v prvom stĺpci sú zlé. Ochranný kryt, bezpečnostná funkcia alebo postup môžu byť neskôr nevyhnutné. Ide o niečo iné: nesiahajme po nich skôr, než poctivo preveríme krok 1.
| Skôr ako hneď… | Overte v kroku 1… | Praktický príklad |
|---|---|---|
| prikážete operátorovi dôsledne sledovať priestor | či mu konštrukcia dáva skutočnú viditeľnosť | zmena tvaru stroja alebo polohy ovládacieho stanovišťa, obmedzenie mŕtvych uhlov, vhodné umiestnenie zrkadla |
| oplotíte miesto stlačenia | či sa dá odstrániť zmenou geometrie | zväčšenie medzery tak, aby posudzovaná časť tela nebola stláčaná, alebo jej zmenšenie tak, aby sa do nej nedostala |
| označíte ostrú hranu | či hrana vôbec musí byť ostrá | otupenie, zahnutie alebo zarovnanie hrany plechu, uzavretie otvoreného konca rúry |
| napíšete postup bezpečného siahania | či tvar stroja umožňuje správnu polohu a prístup | iné umiestnenie ovládacích prvkov, bez nakláňania nad mechanizmus a bez siahania medzi pohyblivé časti |
| začnete určovať ochrannú zónu okolo pohyblivej časti | či možno obmedziť silu, hmotnosť, rýchlosť alebo energiu | menší pohon, nižší tlak, ľahší pohyblivý diel, rýchlosť obmedzená na hodnotu potrebnú pre proces |
| zakrytujete zdroj hluku alebo dáte operátorovi chrániče sluchu | či sa hluk dá znížiť pri zdroji | zmena pohonu, rýchlosti, tuhosti, spôsobu spojenia dielov alebo parametrov procesu |
| budete izolovať operátora od vibrácií | či možno zmeniť zdroj vibrácií | vyváženie dielov, zmena rozloženia hmotnosti, frekvencie alebo amplitúdy pohybu |
| navrhnete odsávanie prachu | či možno obmedziť jeho vznik | granulát namiesto prášku alebo frézovanie namiesto brúsenia |
| pridáte tienenie zdroja žiarenia | či je zdroj nevyhnutný a musí mať taký výkon | vypustenie zdroja, obmedzenie výkonu na potrebnú hodnotu, sústredenie lúča na cieľ |
| pridáte ďalšie kontroly konštrukcie | či je správne vypočítaná a vyrobená | správne dimenzovanie, výber spojov, prevencia preťaženia a únavy, vyváženie rotujúcich častí |
| chránite človeka pred prasknutím dielu | či je správne zvolený materiál a súčiniteľ bezpečnosti | zohľadnenie korózie, starnutia, oderu, krehkosti, horľavosti a reálnych cyklických zaťažení |
| zabezpečujete nebezpečnú technológiu | či možno vybrať inú techniku | elektrický pohon namiesto pneumatického, rezanie vodou namiesto mechanického, proces pod bodom vzplanutia |
| predpokladáte uvoľnenie dielu pružinou alebo vlastnou hmotnosťou | či možno použiť mechanicky vynútené pôsobenie | priame alebo pevné vynútenie pohybu druhého prvku, napríklad vynútené rozpínanie kontaktov |
| do návodu napíšete požiadavku na rovný podklad | či je stroj stabilný v predvídateľných podmienkach | zmena základne, rozloženia hmotnosti, polohy ťažiska alebo zohľadnenie dynamických síl a vetra |
| vytvoríte špeciálny servisný postup | či je stroj udržiavateľný | prístup zohľadňujúci rozmery človeka, odev a náradie, obmedzenie počtu špeciálnych nástrojov |
| vyškolíte operátora, aby nerobil chyby | či interakcia človeka so strojom chyby nepodporuje | čitateľné rozhranie človek – stroj, jednoznačné ovládacie prvky, vhodná pracovná poloha, bez rytmu vynúteného automatickým cyklom |
| označíte elektrické nebezpečenstvo | či je elektrické vybavenie navrhnuté podľa bezpečnostných zásad | správne odpájanie a prepínanie obvodov, ochrana pred úrazom elektrickým prúdom |
| pridáte alarm prekročenia tlaku | či systém nemôže pripustiť nebezpečný nárast tlaku | vhodne zvolené obmedzenie tlaku a konštrukcia odolná voči predvídateľným výkyvom |
| upozorníte na zvyškovú energiu po odpojení stroja | či sa dá automaticky odstrániť | automatické vyprázdnenie zásobníka alebo akumulátora po odpojení napájania, riadené odvetranie zvyškového tlaku |
| použijete núdzové zastavenie ako odpoveď na nepredvídateľné správanie | či sa riadiaci systém správa bezpečne | bez pohybu po zapnutí napájania, bez samovoľného opätovného štartu, zachovanie zastavenia a udržanie bremena po strate energie |
| sústredíte sa iba na bezpečnostný riadiaci systém | či majú všetky časti bezpečnostnej funkcie primeranú spoľahlivosť | predvídateľný spôsob poruchy, redundancia, detekcia chýb a rôznorodosť použitých riešení |
| pripravíte postup častého odstraňovania porúch | či možno znížiť počet udalostí vyžadujúcich zásah | zlepšenie vedenia materiálu, odstránenie zaseknutí, trvácnejšie komponenty a diagnostika bez obchádzania ochranných opatrení |
| zabezpečíte ručné podávanie alebo odoberanie materiálu | či možno činnosť mechanizovať alebo automatizovať | dopravník, manipulátor, posúvač, sklz alebo automatické vyradenie nesprávne uloženého materiálu |
| navrhnete bezpečný vstup k nastavovanému prvku | či možno nastavenie odstrániť alebo vykonávať mimo priestoru | snímač pokrývajúci všetky predvídané materiály alebo nastavovací mechanizmus vyvedený mimo nebezpečný priestor |
| zabezpečíte vstup k mazaciemu bodu | či tento bod musí byť v nebezpečnom priestore | mazacie vedenie, centrálne mazanie alebo obslužný bod dostupný zvonka |
Tabuľka nie je zoznam, ktorý treba slepo odškrtávať pri každom nebezpečenstve. Nie každá metóda bude možná. Niektoré zmeny môžu vytvoriť nové nebezpečenstvá alebo zasiahnuť základnú funkciu stroja.
Je to však sada otázok, ktoré majú zaznieť pred prechodom do kroku druhého.
Po každej zvolenej metóde sa oplatí položiť kontrolnú otázku: čo sme skutočne zmenili — nebezpečenstvo, veľkosť rizika alebo iba prístup človeka k nebezpečnému miestu?
Ak jediná odpoveď znie „pridali sme ochranný kryt a bezpečnostnú funkciu“, opísali sme ochranné opatrenie. Ešte sme nepreukázali, že sme urobili krok 1.
Kedy prejsť ku kroku 2 podľa ISO 12100?
Po prejdení všetkých možností z bodu 6.2 je ľahké spadnúť do opačného extrému: keď je inherentne bezpečná konštrukcia prvá a najdôležitejšia, každý ochranný kryt vraj znamená zlyhanie konštruktéra.
Nie.
Existujú nebezpečenstvá, ktoré nemožno odstrániť bez toho, aby stroj prestal plniť svoju základnú funkciu. Rezací nástroj musí zostať ostrý. Lis musí vyvinúť silu potrebnú pre proces. Pracovný prvok musí vykonať pohyb. Materiál môže vyžadovať spracovanie, ktoré vytvára hluk, prach alebo vysokú teplotu.
Krok 1 teda neodstráni každé nebezpečenstvo. Má však znížiť súvisiace riziko natoľko, nakoľko je to prakticky možné.
Môžeme znížiť energiu pohybu, ale nie na hodnotu, pri ktorej stroj prestane vyrábať. Môžeme zmeniť geometriu, ale nie vždy odstránime všetky nebezpečné miesta. Môžeme obmedziť počet zásahov operátora, ale stále zostane čistenie, údržba a nepredvídané poruchy procesu.
Práve pre tieto situácie ISO 12100 predpokladá krok druhý.
Nespúšťa sa však vtedy, keď je ochranný kryt najľahšia možnosť. Bod 6.1 hovorí o technických a doplnkových ochranných opatreniach vtedy, keď odstránenie nebezpečenstva alebo dostatočné zníženie rizika konštrukciou nie je prakticky uskutočniteľné.
Medzi „nedá sa“ a „už nechceme meniť projekt“ je zásadný rozdiel.
Pred prechodom do kroku 2 si preto tvrdo overte:
- či ste zahrnuli všetky režimy práce stroja,
- či ste analyzovali všetky spôsoby zásahu človeka,
- či ste posúdili zmenu geometrie, energie, materiálu a technológie,
- či ste znížili počet zaseknutí, porúch a činností vyžadujúcich prístup,
- či sa nastavovacie a údržbové miesta dali presunúť mimo nebezpečný priestor,
- či použité riešenia nevytvorili nové nebezpečenstvá,
- či zmena nezhoršila pracovné podmienky alebo použiteľnosť stroja.
Posledná otázka je mimoriadne dôležitá. Opatrenie, ktoré komplikuje normálnu prácu, predlžuje prestavenie alebo znemožňuje odstránenie typickej poruchy, môže ľudí tlačiť k obchádzaniu ochranných opatrení. Norma preto nežiada iba účinnosť jedného prvku. Žiada aj súlad všetkých opatrení a zohľadnenie ich vplyvu na operátora a používanie stroja.
Posúdenie sa nekončí ani po použití vybraného riešenia. Podľa bodu 5.6 treba po každom kroku znovu overiť, či bolo riziko dostatočne znížené a či nevznikli nové nebezpečenstvá.
Zmena geometrie môže zlepšiť bezpečnosť, ale zhoršiť údržbu. Automatické podávanie môže odstrániť ručnú činnosť, ale vytvoriť nové miesto stlačenia. Vyvedenie nastavenia mimo nebezpečný priestor môže znížiť vystavenie človeka riziku, ale zároveň umožniť náhodnú zmenu nastavenia.
Každá odpoveď prináša ďalšiu otázku.
To nie je slabina metódy. To je jej podstata.
Ochranný kryt nie je dôkaz zlého projektu. Môže byť správnym a nevyhnutným ochranným opatrením. Problém nastáva až vtedy, keď nahrádza analýzu možností zmeniť samotný stroj.
Krok druhý nezačína vtedy, keď konštruktérovi dôjdu nápady. Začína vtedy, keď boli možnosti kroku prvého skutočne preverené a riziko stále nie je dostatočne znížené.