Zmanjšanje tveganja pri strojih se prepogosto začne z napačnim stavkom. Na mizi je 3D-model, nekdo vidi gibljiv del, mesto stisnjenja ali možnost uvleka/zajema in skoraj samodejno izstreli:
»Tukaj moramo dati varovalo.«
Morda bo varovalo res potrebno. Morda bo potrebna zapora, svetlobna zavesa ali druga zaščitna naprava. Ampak v tem trenutku tega še ne vemo. Če skočimo naravnost na tehnične varovalne ukrepe, smo morda že preskočili najpomembnejše vprašanje: kaj je na stroju zgrajeno tako, da nevarnost sploh nastane?
ISO 12100 ne začne pri varovalu. Začne pri stroju. Pri obliki delov. Pri njihovem medsebojnem položaju. Pri masi, hitrosti, sili, tlaku, temperaturi, hrupu, prahu, stabilnosti in načinu, kako človek sploh pride v stik s procesom. Najprej spremeni stroj. Šele nato dodajaj zaščito.
Zmanjšanje tveganja pri strojih se ne začne z varovalom
Prva napaka nastane že v jeziku, ki ga uporabljamo pri projektnih pregledih.
»Načrtovali smo varovalo.«
»Dodali smo zaporo.«
»Predvideli smo svetlobno zaveso.«
»Uporabili smo varnostni krmilnik.«
Vse to je lahko pravilno. Vse to je lahko nujno za doseganje zahtevane ravni varnosti. Toda to še ne pomeni, da smo izvedli prvi korak zmanjšanja tveganja. Varovalo ne postane sama po sebi varna konstrukcijska rešitev samo zato, ker je bilo narisano že v prvem modelu.
ISO 12100 jasno loči pojme. Sama po sebi varna konstrukcijska rešitev odpravi nevarnost ali zmanjša tveganje z spremembo konstrukcijskih ali obratovalnih lastnosti stroja. Varovalo ali zaščitna naprava pa omejuje tveganje, povezano z nevarnostjo, ki je ni bilo mogoče odpraviti ali dovolj zmanjšati s konstrukcijo.
Razlika torej ni v tem, kdaj se je rešitev pojavila v projektu. Razlika je v tem, kaj je dejansko spremenila.
Je mesto stisnjenja izginilo? Se je zmanjšala energija gibljivega dela? Je oster rob odstranjen, zaobljen ali zaprt? Je emisija omejena pri viru? Se sistem po izpadu energije obnaša varno? Mora človek še vedno izvajati nevarno nalogo?
Če je nevarnost ostala enaka, dodana rešitev pa samo preprečuje ali nadzira dostop do nje, smo praviloma že v drugem koraku.
Preprost primer: dva dela mehanizma tvorita mesto stisnjenja. Lahko ju obdamo z varovalom in nadzorujemo položaj vrat. Lahko pa najprej preverimo, ali je mogoče spremeniti medsebojni položaj delov tako, da je razmik varen za obravnavani del telesa ali da ta del telesa v razmik sploh ne more priti. V prvem primeru človeka ločimo od obstoječega mesta stisnjenja. V drugem ga odpravimo z geometrijo stroja.
Enako velja za gibanje. Lahko zaznavamo prisotnost človeka in ustavimo nevarni del. Lahko pa najprej vprašamo: ali se mora ta del res premikati tako hitro, imeti tako maso in kopičiti toliko energije?
To ne pomeni, da varovalo ali varnostna funkcija pozneje ne bosta potrebna. Prvi korak tveganja ne odpravi vedno dovolj. ISO 12100 ne zahteva, da za vsako ceno opustimo tehnične varovalne ukrepe. Zahteva pa vrstni red.
Zato pravo vprašanje ni: katero zaščito smo dodali?
Pravo vprašanje je: katero nevarno lastnost stroja smo dejansko spremenili?
Če je odgovor »nobene«, prvega koraka najverjetneje še nismo opravili.
Geometrija je končana. Zdaj dodajmo varnost.
To je trenutek, ko se veliko projektov začne lomiti.
Mehanski model je potrjen. Hodi so določeni. Pnevmatski ali hidravlični pogoni so izbrani. Konstrukcija je že poslana v ponudbo. Šele nato nekdo pogleda dostop človeka in opazi mesta stisnjenja, reza, udarca ali uvleka/zajema.
Geometrije nočemo več spreminjati, zato začnemo »dodajati varnost«. Varovalo. Ograjo. Zaporo. Svetlobno zaveso.
ISO 12100 predlaga ravno obratno. Točka 6.2.2.1 kot eno prvih področij za odpravljanje nevarnosti navaja obliko stroja in medsebojni položaj njegovih delov. Če dva gibljiva dela ustvarjata mesto stisnjenja, mora projektant najprej preveriti, ali je mogoče njun položaj spremeniti. Najmanjši razmik lahko poveča tako, da obravnavani del telesa ni stisnjen. Lahko ga tudi zmanjša tako, da ta del telesa sploh ne more priti med elementa.
Ne govorimo o tem, da človeka z ograjo odmaknemo od obstoječe nevarnosti. Govorimo o geometriji delov stroja, pri kateri mesto stisnjenja preneha obstajati.
To je temeljna razlika.
V prvem primeru nevarnost ostane, dostop pa omejimo. V drugem primeru mehanizem spremenimo tako, da obravnavano gibanje ne more povzročiti določene poškodbe.
Enako ostro je treba gledati ostre robove, vogale, štrleče dele, hrapave površine in odprtine, v katerih se lahko ujame del telesa ali oblačilo. Če je rob mogoče posneti, zavihati ali poravnati, je težko upravičiti, da ga pustimo v projektu in težavo preložimo v navodila za uporabo. »Pazi na oster rob« ni odgovor, če rob ne sme biti oster.
Geometrija stroja določa tudi vidljivost. Če varno upravljanje zahteva, da operater nadzira delovno območje ali nevarno območje, ga mora s krmilnega mesta dejansko videti. Mrtvega kota ne popravi stavek v navodilih, naj bo pred zagonom posebno previden.
Najprej preveri obliko stroja, položaj delov, lokacijo krmilnega mesta. Šele če neposredna vidljivost ni mogoča, pridejo v igro sredstva posrednega opazovanja, na primer pravilno nameščena ogledala ali kamere. In tudi takrat ne kot obliž za slabo osnovno zasnovo, ampak kot utemeljena rešitev.
Oblika stroja vpliva tudi na držo človeka. Ali operater doseže krmilne elemente brez sklanjanja nad nevarno območje? Ali dostop do mesta nastavljanja zahteva potisk roke med mehanizme? Ali konstrukcija sili delavca v položaj, iz katerega se težje varno umakne?
To ni vprašanje udobja. To je zmanjšanje tveganja s konstrukcijo.
Seveda sprememba geometrije vpliva na funkcijo stroja, dimenzije, takt, ceno in izdelavo. Ne bo vedno možna. Ne bo vedno dovolj. Toda tega ne smeš predpostaviti samo zato, ker je model že odobren.
Preden vprašaš, kam namestiti varovalo, vprašaj raje: zakaj so deli stroja razporejeni tako, da so to nevarnost sploh ustvarili?
Ne varuj vsake naloge operaterja. Nekatere odstrani.
Točka 5.4 ISO 12100 zahteva identifikacijo operacij, ki jih izvaja stroj, in nalog človeka v celotnem življenjskem ciklu stroja. V praksi nastane seznam: dovajanje materiala, odvzem izdelka, nastavljanje, čiščenje, odpravljanje zastojev, odkrivanje napak, vzdrževanje, preureditev.
Tu je past.
Ko se naloga pojavi na seznamu, začnemo takoj iskati način, da jo operater izvede varno. Izberemo način delovanja, varovalo, zaporo, potrditveno napravo ali postopek. Včasih je to potrebno. Toda seznam nalog ni sveta krava. Opisuje samo način, kako človek sodeluje s strojem v analizirani zasnovi.
Vsaka naloga mora zato dobiti dodatno vprašanje: ali mora v končni konstrukciji sploh še obstajati?
Primer 1: operater samo popravi material
Na prehodu med transporterjem in naslednjim delom stroja se material občasno postavi narobe. Operater to opazi, pristopi in z roko popravi položaj.
Traja nekaj sekund. Ni formalna okvara. Ni uradna preureditev. Saj operater »samo popravi kos«.
Ravno v teh nekaj sekundah pa človek sega na mesto, kjer se lahko premakne transporter, potisnik ali drug del mehanizma. V oceni tveganja se pojavi naloga: odpravljanje zastoja ali popravljanje položaja materiala.
Najbolj očiten odgovor? Zapri dostop. Dodaj zaporo. Pripravi ročni način. Opiši varen postopek odpravljanja zastoja.
Morda bo del tega še vedno potreben. Najprej pa postavi bolj neprijetno vprašanje: zakaj se material sploh postavlja narobe?
Je med transporterjema reža ali višinska razlika? Vodila ne pokrivajo celotnega razpona dimenzij materiala? Hitrosti mehanizmov niso usklajene? Nenadna sprememba hitrosti obrne ali prevrne izdelek? Bi lahko stroj napačno postavljen material samodejno zaznal in izločil, preden blokira naslednjo operacijo?
Če je vzrok posega nezanesljivo dovajanje, mora projektant najprej izboljšati zanesljivost. Točka 6.2.13 ISO 12100 opozarja prav na to: večja zanesljivost opreme zmanjša število dogodkov, ki zahtevajo poseg, s tem pa tudi izpostavljenost človeka nevarnostim.
Sprememba geometrije prehoda, vodenja materiala ali parametrov gibanja lahko pomeni, da naloga, ki se je prej ponavljala večkrat na izmeno, izgine iz normalnega dela.
Nismo oblikovali varnejšega načina popravljanja materiala. Odpravili smo razlog, zaradi katerega ga je moral operater popravljati.
To ne pomeni, da so izginile vse nevarnosti. Še vedno je treba predvideti poškodovane kose, umazanijo, netipične materiale in prave zastoje. Toda število predvidljivih posegov zaradi normalnega delovanja procesa se zmanjša. To ni kozmetika. To je prehod od varovanja posledic k odpravi vzroka.
Primer 2: tipalo se nastavlja v nevarnem območju
Stroj obdeluje več vrst materiala. Tipalo v zasnovi ne pokriva celotnega potrebnega območja zaznavanja ali pa zahteva spremembo položaja pri vsaki vrsti materiala. Zato operater med preureditvijo vstopi v nevarno območje in ročno nastavi tipalo.
V oceni tveganja dobimo konkretno nalogo: nastavljanje položaja tipala ob menjavi materiala.
Lahko seveda oblikujemo varen vstop. Ustavimo stroj. Preprečimo zagon. Pripravimo ustrezen način delovanja in postopek preureditve. Toda ali je to res prvi odgovor?
Če mora stroj po svojem namenu obdelovati določen razpon materialov, so lastnosti teh materialov omejitve stroja. Sistem zaznavanja mora biti izbran za celoten predvideni razpon dela, ne samo za en lep primer iz laboratorija.
Prva možnost je torej izbira tipala ali druge tehnike zaznavanja, ki zagotavlja zahtevano delovno območje za vse predvidene materiale. To je neposredno povezano s priporočilom izbire ustrezne tehnike iz točke 6.2.4 ISO 12100.
To ne pomeni, da vedno izbereš tipalo z največjim možnim dosegom. Preveliko območje zaznavanja lahko povzroča napačne zaznave ali slabše ločevanje materialov. Rešitev mora biti izbrana in validirana za resnične pogoje procesa.
A če pravilno izbrano tipalo odpravi potrebo po vsakokratnem prestavljanju, izgine tudi naloga, ki je zahtevala vstop v nevarno območje.
Če en stalni obseg zaznavanja tehnično ni mogoč, preveri drugo stvar: ali mora nastavljanje res potekati pri samem tipalu? Nastavitveni mehanizem je mogoče izpeljati iz nevarnega območja ali ga oblikovati tako, da operater spremembo izvede z varnega mesta. Točka 6.2.15 ISO 12100 priporoča prav to: mesta nastavljanja in vzdrževanja naj bodo zunaj nevarnih območij, kadar je to izvedljivo.
Namesto da projektiraš varen vstop do tipala, spremeniš mesto nastavljanja.
Preureditev še vedno obstaja. Še vedno je treba obravnavati napačno nastavitev, nenamerno spremembo nastavitve in nepravilno zaznavanje. Toda operaterju ni treba vstopati med elemente stroja samo zato, da pripravi naslednjo serijo.
Mehanizem razmišljanja je v obeh primerih enak. Najprej identificiraš nalogo človeka. Nato ne vprašaš samo, kako jo zavarovati. Vprašaš tudi: zakaj je nastala, ali izhaja iz funkcije stroja ali iz omejitve izbrane rešitve, ali lahko vzrok odpraviš, ali jo lahko prevzame stroj in ali jo lahko premakneš izven nevarnega območja.
Včasih najboljše zmanjšanje tveganja med preureditvijo ni varnejši vstop v nevarno območje. Najboljše je, da vstop ni več potreben.
Zmanjšanje tveganja pri strojih: preden dodaš zaščito, spremeni stroj
ISO 12100 ne ponuja ene rešitve za vsako nevarnost. V točki 6.2 pa zelo jasno pokaže, kje mora projektant najprej iskati možnosti: v konstrukciji, energiji, materialih, tehnologiji, vodenju, zanesljivosti, ergonomiji in vzdrževanju.
Spodnja tabela ne pravi, da so varovala, varnostne funkcije ali postopki napačni. Pravi samo to: ne posegaj po njih kot po prvem refleksu. Najprej preveri, ali lahko spremeniš stroj.
| Preden takoj... | preveri v prvem koraku... | konkreten primer |
|---|---|---|
| operaterju naročiš, naj pozorno opazuje območje | ali mu konstrukcija omogoča dejansko vidljivost | sprememba oblike stroja ali položaja krmilnega mesta, zmanjšanje mrtvih kotov, pravilno nameščeno ogledalo ali kamera |
| ogradiš mesto stisnjenja | ali ga lahko odpraviš z geometrijo | povečanje razmika, da del telesa ni stisnjen, ali zmanjšanje razmika, da del telesa ne more vstopiti |
| označiš oster rob | ali mora biti rob sploh oster | posnetje, zavihanje ali poravnava roba pločevine, zapiranje odprtega konca cevi |
| napišeš navodilo za varno seganje v stroj | ali oblika stroja omogoča pravilen položaj in dostop | drugačen položaj krmilnih elementov, brez sklanjanja nad mehanizem, brez seganja med gibljive dele |
| določaš varovalno območje okoli gibljivega dela | ali lahko omejiš silo, maso, hitrost ali energijo | manjši pogon, nižji tlak, lažji gibljivi del, hitrost omejena na vrednost, potrebno za proces |
| obdaš vir hrupa ali operaterju predpišeš zaščito sluha | ali lahko hrup zmanjšaš pri viru | sprememba pogona, hitrosti, togosti, načina spajanja delov ali procesnih parametrov |
| izoliraš operaterja od vibracij | ali lahko spremeniš vir vibracij | uravnoteženje delov, drugačna razporeditev mase, sprememba frekvence ali amplitude gibanja |
| projektiraš prezračevanje za prah | ali lahko omejiš nastajanje prahu | granulat namesto praška, rezkanje namesto brušenja, sprememba postopka do mere, ki jo proces dopušča |
| dodaš zaslon za vir sevanja | ali je vir nujen in ali mora imeti takšno moč | odprava vira, omejitev moči na potrebno vrednost, usmeritev žarka na cilj |
| dodaš preglede kot nadomestilo za negotovo konstrukcijo | ali je konstrukcija pravilno izračunana in izvedena | ustrezno dimenzioniranje, preprečevanje preobremenitve in utrujanja materiala, uravnoteženje vrtečih delov |
| varuješ človeka pred posledicami loma dela | ali sta material in varnostni faktor pravilno izbrana | upoštevanje korozije, staranja, obrabe, krhkosti, gorljivosti in realnih cikličnih obremenitev |
| začneš varovati nevarno tehnologijo | ali lahko izbereš drugo tehniko | električni pogon namesto pnevmatskega, vodni rez namesto mehanskega, proces pod temperaturo vžiga |
| računaš, da se element vrne z vzmetjo ali lastno težo | ali lahko uporabiš mehansko prisiljeno delovanje | neposredno ali togo prisiljeno gibanje drugega elementa, na primer prisilno odpiranje kontaktov |
| v navodila zapišeš zahtevo po ravni podlagi | ali je stroj stabilen v predvidenih pogojih | sprememba podstavka, razporeditve mase, položaja težišča, upoštevanje dinamičnih sil in vetra |
| pripraviš poseben servisni postopek | ali je stroj primeren za vzdrževanje | dostop, ki upošteva dimenzije človeka, oblačila in orodje, ter zmanjšanje števila posebnih orodij |
| usposabljaš operaterja, naj ne dela napak | ali interakcija človeka s strojem spodbuja napake | jasen uporabniški vmesnik, nedvoumni krmilni elementi, pravilen delovni položaj, brez ritma, ki ga človeku vsiljuje avtomatski cikel |
| nevarnost elektrike samo označiš | ali je električna oprema zasnovana po pravilih varnosti | pravilno ločevanje in preklapljanje tokokrogov, zaščita pred električnim udarom |
| dodaš alarm za presežen tlak | ali sistem sploh lahko dopusti nevarno rast tlaka | pravilno izbrana omejitev tlaka in konstrukcija, odporna na predvidena nihanja |
| opozoriš na energijo po izklopu stroja | ali jo lahko sistem samodejno odstrani | samodejno praznjenje posode ali akumulatorja po odklopu napajanja, nadzorovan odvod preostalega tlaka |
| dodaš zaustavitev v sili kot odgovor na nepredvidljivo obnašanje | ali se krmilni sistem obnaša varno | brez gibanja po vklopu napajanja, brez samodejnega ponovnega zagona, zadržanje zaustavitve in bremena po izpadu energije |
| se osredotočiš samo na varnostni krmilnik | ali imajo vsi deli varnostne funkcije ustrezno zanesljivost | predvidljiv način odpovedi, redundanca, zaznavanje napak in raznolikost uporabljenih rešitev |
| pripraviš postopek pogostega odpravljanja zastojev | ali lahko zmanjšaš število dogodkov, ki zahtevajo poseg | boljše vodenje materiala, odprava zastojev, trajnejši sestavni deli in diagnostika brez obvoda varoval |
| varuješ ročno dovajanje ali odvzem materiala | ali lahko nalogo mehaniziraš ali avtomatiziraš | transporter, manipulator, potisnik, drča ali samodejna izločitev napačno postavljenega materiala |
| projektiraš varen vstop do nastavljivega elementa | ali lahko nastavljanje odpraviš ali ga izvedeš izven nevarnega območja | tipalo, ki pokrije vse predvidene materiale, ali nastavitveni mehanizem, izpeljan iz nevarnega območja |
| varuješ vstop do mazalnega mesta | ali mora biti mazalno mesto res v nevarnem območju | mazalni vod, centralno mazanje ali servisna točka, dostopna z zunanje strani |
Ta tabela ni seznam za slepo odkljukanje. Ne bo vsaka metoda možna. Nekatere spremembe bodo ustvarile nove nevarnosti ali vplivale na osnovno funkcijo stroja. Vendar so to vprašanja, ki morajo pasti pred drugim korakom.
Po vsaki spremembi postavi kontrolno vprašanje: kaj smo dejansko spremenili — nevarnost, velikost tveganja ali samo dostop človeka do nevarnega mesta?
Če je edini odgovor »dodali smo varovalo in varnostno funkcijo«, smo opisali tehnični varovalni ukrep. Nismo še dokazali, da smo izvedli prvi korak.
Kdaj lahko preidemo na drugi korak?
Po pregledu vseh možnosti iz točke 6.2 ISO 12100 se lahko pojavi druga skrajnost: ker je sama po sebi varna konstrukcijska rešitev prvi in najpomembnejši korak, naj bi vsako varovalo pomenilo napako projektanta.
Ne.
Obstajajo nevarnosti, ki jih ne moreš odpraviti, ne da bi stroju odvzel osnovno funkcijo. Rezilno orodje mora ostati ostro. Stiskalnica mora ustvariti silo, potrebno za proces. Delovni element se mora premikati. Material lahko zahteva obdelavo, ki povzroča hrup, prah ali visoko temperaturo.
Prvi korak torej ne odpravi vedno nevarnosti. Mora pa tveganje zmanjšati toliko, kolikor je to praktično izvedljivo. Lahko zmanjšaš energijo gibanja, vendar ne do točke, kjer stroj ne opravi več dela. Lahko spremeniš geometrijo, vendar ne boš vedno odstranil vseh nevarnih mest. Lahko zmanjšaš število posegov operaterja, vendar bodo čiščenje, vzdrževanje in nepredvidene motnje še vedno obstajali.
Prav za takšne primere obstaja drugi korak: tehnični in dopolnilni varovalni ukrepi.
Vendar drugi korak ne začne veljati takrat, ko je varovalo najlažja rešitev. Točka 6.1 ISO 12100 govori o uporabi tehničnih in dopolnilnih varovalnih ukrepov takrat, ko odprava nevarnosti ali zadostno zmanjšanje tveganja s konstrukcijo ni praktično izvedljivo.
Med »ne da se« in »ne želimo več spreminjati projekta« je velika razlika.
Pred prehodom v drugi korak preveri:
- ali si upošteval vse načine delovanja stroja;
- ali si analiziral vse načine posega človeka;
- ali si preučil spremembo geometrije, energije, materiala in tehnologije;
- ali si zmanjšal število zastojev, okvar in nalog, ki zahtevajo dostop;
- ali bi lahko mesta nastavljanja in vzdrževanja prenesel izven nevarnega območja;
- ali uporabljene spremembe niso ustvarile novih nevarnosti;
- ali rešitev ni poslabšala dela, preureditve ali vzdrževanja do te mere, da vabi k obvodu varoval.
Zadnja točka je brutalno praktična. Ukrep, ki operaterju onemogoča normalno delo, podaljša preureditev ali oteži odpravo tipične motnje, bo prej ali slej napaden. Ne v teoriji. V delavnici. Z magnetom, vezico, premostitvijo, odprtimi vrati ali »samo za danes« logiko.
Zato ISO 12100 ne zahteva samo učinkovitosti posameznega ukrepa. Zahteva skladnost vseh ukrepov in upoštevanje njihovega vpliva na človeka ter dejansko uporabo stroja.
Ocena se ne konča, ko izbereš rešitev. Po točki 5.6 moraš po vsakem koraku ponovno preveriti, ali je tveganje dovolj zmanjšano in ali so nastale nove nevarnosti.
Sprememba geometrije lahko izboljša varnost, a oteži vzdrževanje. Avtomatsko dovajanje lahko odstrani ročno nalogo, a ustvari novo mesto stisnjenja. Nastavljanje izven nevarnega območja lahko zmanjša izpostavljenost, a omogoči nenamerno spremembo nastavitve.
Vsak odgovor rodi novo vprašanje.
To ni slabost metode. To je njeno bistvo.
Varovalo ni dokaz slabega projekta. Pogosto je pravilno in nujno. Težava nastane šele takrat, ko nadomesti analizo možnosti, da bi spremenili sam stroj.
Drugi korak se ne začne, ko projektantu zmanjka volje. Začne se takrat, ko so možnosti prvega koraka res preverjene, tveganje pa še vedno ni dovolj zmanjšano.