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Risikobeurteilung von Maschinen: Ein entscheidender Schritt zur Gewährleistung von Sicherheit und Gesundheitsschutz

Andreas Schunkert • 10. Oktober 2023

Risikobeurteilungen sind ein wichtiger Bestandteil des Maschinenbaus und spielen eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Sicherheit und dem Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz. Durch eine systematische Bewertung und Analyse von potenziellen Gefährdungen können Unternehmen Risiken minimieren, Arbeitsunfälle verhindern und die Einhaltung von Gesetzen, Richtlinien und Vorschriften gewährleisten. In diesem Artikel wird wir die Bedeutung der Risikobeurteilung von Maschinen noch einmal herausgestellt und verdeutlicht.

Definition und Zweck der Risikobeurteilung:

Die Risikobeurteilung ist ein Verfahren, welches dem Inverkehrbringer einer Maschine ermöglicht, potenzielle Risiken zu erkennen, zu bewerten und geeignete Schutzmaßnahmen zu ergreifen. Sie zielt darauf ab, der Maschine oder Anlage das gesetzlich geforderte Maß an Sicherheit zu verleihen und dies nach Möglichkeit, ohne dabei die Funktionsfähigkeit der Maschine zu verlieren. Der Mitarbeiter soll so vor möglichen Gefahren geschützt werden. Der Zweck der Risikobeurteilung besteht daher darin, Risiken zu minimieren und die Einhaltung von Sicherheitsstandards sicherzustellen.

 

Normen und Vorschriften:

Verschiedene Normen und Vorschriften beschäftigen sich mit dem Thema der Risikobeurteilung. Zum Beispiel die Maschinenrichtlinie der Europäischen Union (2006/42/EG) und deren Nachfolger der Maschinenverordnung 2023/1230/EU, welche Unternehmen dazu verpflichten, eine Risikobeurteilung durchzuführen, bevor ihre Produkte auf den Markt gebracht werden. Die harmonisierte Norm EN ISO 12100 "Sicherheit von Maschinen - Allgemeine Gestaltungsleitsätze", gibt weitere Anleitungen zu einer standardisierten Risikobeurteilung. Und der ISO Technical Report 14121-2 gibt hier noch einmal genauere Durchführhilfen für denjenigen, der die Risikobeurteilung durchführt.

 

Durchführung einer Risikobeurteilung:

Die Risikobeurteilung umfasst eine Reihe von Schritten. Zunächst werden alle potenziellen Gefahren identifiziert, die mit dem Betrieb und der Nutzung einer Maschine verbunden sind. Dies beinhaltet die Analyse der Maschine selbst, ihrer Umgebung, der Arbeitsprozesse und der möglichen menschlichen Interaktionen. Anschließend wird die Risikobewertung durchgeführt, indem die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer gefahrbringenden Situation und der Schweregrad der daraus folgenden Verletzung identifiziert wird- Hieraus wird dann das Risiko ermittelt. Basierend auf der Ergebnisbewertung werden, bei zu hohem Risiko, anschließend geeignete Maßnahmen zur Risikominderung festgelegt und umgesetzt. Nach der Umsetzung der Risikominderungsmaßnahme werden dann die vorgenannten Schritte erneut durchgeführt. Erst wenn das verbleibende Risiko akzeptabel ist, ist die Risikobeurteilung in diesem Punkt abgeschlossen.

 

Dokumentation und regelmäßige Überprüfung:

Eine sorgfältige Dokumentation aller durchgeführten Schritte ist unerlässlich. Dies beinhaltet eine detaillierte Beschreibung der identifizierten Gefahren, der bewerteten Risiken sowie der ergriffenen Schutzmaßnahmen. Zudem sollten regelmäßige Überprüfungen und Aktualisierungen der Risikobeurteilung durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die dokumentierten Maßnahmen weiterhin effektiv bleiben.

 

Vorteile der Risikobeurteilung:

Durch eine sorgfältige Risikobeurteilung können Unternehmen zahlreiche Vorteile erzielen. Dazu gehören eine erhöhte Sicherheit am Arbeitsplatz, die Vermeidung von Arbeitsunfällen und Verletzungen, die Einhaltung von Gesetzen und Vorschriften, der Schutz des Unternehmens vor Haftungsansprüchen sowie letztendlich eine Steigerung der Produktivität und Effizienz.

 

Fazit:

Die Risikobeurteilung von Maschinen ist ein unverzichtbarer Schritt im Maschinenbau dem leider immer noch zu wenig Beachtung geschenkt wird, der aber die Sicherheit und Gesundheit der Mitarbeiter gewährleistet. Durch eine systematische Identifizierung, Bewertung und Minderung von Risiken können Unternehmen ihre Betriebsabläufe optimieren und den Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz verbessern. Ebenso können Inverkehrbringer einer Maschine hierdurch Haftungsrisiken minimieren. Eine ordnungsgemäße Dokumentation und regelmäßige Überprüfung gewährleisten die kontinuierliche Einhaltung von Sicherheitsstandards. Die Risikobeurteilung ist somit von zentraler Bedeutung für den erfolgreichen Betrieb von Maschinen und die Gewährleistung der Sicherheit aller Beteiligten.

 

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Robotik erhält einen neuen Anstrich Seit 2011 und damit seit 12 Jahren ist die aktuelle Fassung der ISO 10218 in Ihren beiden Teilen erhältlich. Diese nach dem EU Harmonisierungskonzept auch als EN ISO 10218 übernommene Norm ist damit seit vielen Jahren der Anker der Robotik weltweit. In dieser Norm werden im Teil 1 die sicherheitstechnischen Anforderungen an Industrieroboter definiert und im Teil 2 erhalten Integratoren von Robotiklösungen Anweisungen, worauf sie bei der Integration von Roboterapplikationen zu achten haben. Die ISO 10218 ist daher in ihren beiden Teilen ein nicht weg zu denkender Bestsandteil der Automatisierung. Jedoch hat dich in den letzten 12 Jahren auch sehr viel auf dem Robotikmarkt getan. Neue Player sind auf dem Markt erschienen, andere haben sich verabschiedet. Neue Techniken, neue Ansätze, neue Funktionen, neue Sicherheitskonzepte usw. Der Markt im Bereich der Robotik ist einer der am stärksten wachsenden und damit auch ein Bereich, der ständigen Neuerungen und Anpassungen unterliegt. Die Anpassung der ISO 10218 auf diese neuen Gegebenheiten ist damit längst überfällig. 2024 wird es dann auch endlich so weit sein. Mit coronabedingten Verzögerungen wird bis Mitte des Jahres die Neufassung der ISO 10218 erwartet. Hervorheben muss man hier, dass es sich tatsächlich um eine Neufassung und nicht nur um eine Überarbeitung handelt, was speziell am Teil 2 der neuen Norm ersichtlich wird. In der neuen ISO 10218-2 wird dann nämlich nicht nur der Inhalte der alten ISO 10218-2, sondern zusätzlich noch die Inhalte der ISO/TS 15066 – Kollaborative Roboter ISO/TR 20218-1 – Greiforgane ISO/TR 20218-2 – Manuelle Be- und Entladestationen zu finden sein. Der neue Teil 2 wird damit auf ein mächtiges Dokument mit mehr als 250 Seiten anwachsen, welche es für Integratoren und Maschinenbauer in Zukunft umzusetzen gilt. Aber auch der Teil 1 wird sich in seiner Neufassung erheblich von seiner Vorgängerversion unterscheiden. Es wurden neue Strukturierungen geschaffen, Erkenntnisse der letzten 10-15 Jahren sind eingeflossen, es werden Unter-scheidungen gemacht, wo es vorher keine gab und die Frage nach dem Performance Level von Sicherheitsfunktionen wird weit komplexer als sie es vorher war. Änderungen in der ISO 10218-1 Natürlich können in diesem Artikel nicht sämtliche Änderungen im Teil 1 aufgezeigt werden. Aber die gravierendsten und wichtigsten Neuerungen wollen wir hier kurz darlegen. Komplette Neustrukturierung des Abschnitts 5 – „Design Anforderungen und Schutzmaßnahmen “ Neuer Anhang mit der Darstellung der verschiedenen Räume rund um einen Roboter Neue Anlage zur Ermittlung des benötigten PL für verschiedene Sicherheitsfunktionen Unterscheidung in zwei Roboterklassen und daraus folgenden unterschiedlichen Perfomance Level sowie unterschiedliche benötigte Sicherheitsfunktionen Neue verpflichtende Sicherheitsfunktionen Normal Stop/Operational Stop Start Interlock Restart Interlock Speziell die neu hinzugekommenen Sicherheitsfunktionen bedürfen einiger Erläuterungen, da man sich hier sicher erst einmal fragt, wozu diese dienen. Alle drei neuen Sicherheitsfunktionen wurden deshalb in die ISO 10218-1 mit aufgenommen, weil diese Funktion von der Maschinenrichtlinie (MRL) gefordert wird. Eine Harmonisierung ohne diese Funktionen in der neuen Norm zu berücksichtigen wäre daher voraussichtlich fehlgeschlagen. Die Normal Stop Funktion spiegelt letztlich die Anforderung wieder, eine Anlage auszuschalten, unbeobachtet zurück lassen zu können und dabei sicher zu stellen, dass die Anlage nicht aus irgend einem Grund wieder anläuft. Oft wird dies z.Z. mit der Betätigung des Not-Halt-Tasters sicher gestellt. Wer kennt es nicht - Der Mitarbeiter geht ins Wochenende und betätigt davor erst einmal den Not-Halt um sicher zu sein, dass die Anlage übers Wochenende nicht plötzlich unerwartet anläuft. Da ein Not-Halt-Taster und eine Not-Halt-Funktion aber nur für Notfälle und nicht für einen regelmäßigen Gebrauch vorgesehen ist, wird von der MRL eben eine solche Normal Stop Funktion gefordert. Der Start Interlock soll sicherstellen, dass ein Roboter nach dem Einschalten oder dem Wiederherstellen der Spannungsversorgung nicht sofort anläuft. Es muss hier erst eine bewusste Handlung durchgeführt werden, bevor sich der Roboter bewegt. 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Der ISO/TR 20218-3 soll bei komplexen und schwer verständlichen Themen der ISO 10218-2 noch einmal weitere Infos und Erläuterungen geben und dem Integrator hier dabei helfen, seine Applikation entsprechend der Norm umzusetzen. Ein Integrator ist mit der Veröffentlichung der neuen ISO 10218-2 gut beraten, entsprechende Weiterbildungen zu der neuen Norm zu besuchen oder einen externen Experten ein prüfendes Auge auf die Sicherheit seiner Applikation werfen zu lassen. Der neue ISO/TR 20218-3 Wie bereits erläutert, hat das ISO-Normungsgremium TC 299 WG3 neben der neuen ISO 10218-1 und -2 noch einen neuen ISO/TR 20218-3 erarbeitet, welcher Hilfestellung im Umgang und der Anwendung mit dem Teil 2 der ISO 10218 geben soll. 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von Andreas Schunkert 26. September 2023
2004 und damit vor fast 20 Jahren wurde der erste kollaborative Roboter, der LBR 3 verkauft. Da sollte man doch meinen, dass wir heute im Jahr 2023 kollaborative Roboter sicher einsetzen können und es umfängliche Regeln gibt, welche den Einsatz in den unterschiedlichsten Applikationen genau definieren. Leider ist es jedoch nicht ganz so. Zwar wurde 2016 (12 Jahre nach dem ersten Cobot auf dem Markt) die ISO TS 15066, mit Regeln für die Anwendung von kollaborativen Roboterapplikationen, veröffentlicht. Jedoch unterscheidet diese in ihrer Betrachtung nicht wirklich Applikationen bei denen ein Cobot tatsächlich 24/7 Seite an Seite mit einem Mitarbeiter zusammen arbeitet und solche Anwendungen, bei denen der Roboter zwar ohne Schutzzaun arbeitet aber eigentlich weit und breit kein Mitarbeiter in der Nähe ist. Schaut man in die ISO 12100 - Sicherheit von Maschinen - Risikobeurteilung und Risikominderung, so findet man dort, dass sich das Risiko aus den Faktoren "Schwere der möglichen Verletzung" und der "Wahrscheinlichkeit des Auftretens" zusammen setzt. Im letzteren Faktor sind die Aufenthaltsdauer im Gefahrenbereich, die Frequenz mit der man in den Gefahrenbereich eintritt und die Möglichkeit der Vermeidung des Schadens inkludiert. Schaut man nun in die ISO TS 15066, so findet sich dort in der Anlage A eine Auflistung an Kräften und Drücken welche den Schmerzeintritt definieren. Diese Werte werden nun seit Jahren für alle kollaborierenden Applikationen gleicher-maßen heran gezogen und als Obergrenze gesetzt. Ganz gleich ob die Applikation eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Kollision zwischen Mensch und Roboter aufweist, da sich ein Mitarbeiter im normalen Arbeitsprozess ständig in der Nähe des Roboters aufhält, oder ob die Wahrscheinlichkeit eher gering ist, da der Cobot für sich alleine arbeitet und nur alle paar Stunden mal ein Mitarbeiter vorbei schaut und z.B. ein neues Tray bei einer Maschinenbeladung einlegt. Das Betrachten beider Applikationen mit den gleichen Maximalwerten für Kraft und Druck kommt mit Hinblick auf die oben beschriebene Ermittlung des Risikos nach ISO 12100 dem berühmten Vergleichen von Äpfel und Birnen gleich! Nehmen Sie einmal an, sie bewerten die Klemmung einer Hand nach der oben genannten ISO TS 15066. Nachfolgend ist hierzu ein Auszug aus der Anlage 1 dargestellt. Wie Sie sehen, wird hier die maximale Kraft mit 140N für eine Klemmung und einem transienten Faktor von 2 beziffert. Der transiente Faktor bezieht sich dabei auf eine zulässige Überhöhung in den ersten 0,5 Sekunden. Es dürfte so also bei einer Messung in einer Applikation 280N in den ersten 0,5 Sekunden auftreten und 140N nach 0,5 Sekunden. Liegt einer der beiden gemessenen Werte über diesen Werten so wäre die Applikation nach dieser Technischen Spezifikation (TS) als nicht sicher zu bewerten.
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