Integrierte Fertigungssysteme. Gesamtheitliche Gefahrenanalyse im Fokus

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Fanny Pohl
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1 Christoph Preuße Integrierte Fertigungssysteme - Gesamtheitliche Gefahrenanalyse im Fokus -1 -

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3 Iterative 3 Stufen Methode im Risikoreduzierungsprozess Start Bestimme die Grenzen der Maschine Identifiziere die Gefährdungen Schätze das Risiko für Gefährdungen ein Bewerte die Risiken Ist die Maschine sicher? Nein Ist die Gefährdung vermeidbar? Kann das Risiko durch Konstruktion reduziert werden? Nein Kann Risiko durch Technische Schutzmaßnahmen Reduziert werden? Nein Können die Grenzen der Maschine anders definiert werden? Nein Ende Risikobeurteilung nach EN ISO Dieser iterative Prozess der Risikominderung muss für jede Gefährdung und jede gefährdende Situation für alle Betriebszustände durchgeführt werden! Risikoverminderung durch Konstruktion Risikoverminderung durch Technische Schutzmaßnahmen, ergänzende Schutzmaßnahmen Risikoverminderung durch Benutzerinformation Nein Bei jedem Schritt des Iterativen Prozesses: - Risikoeinschätzung - Risikobewertung, und wenn möglich Risikovergleich Ist die erwartete Risikoverringerung eingetreten? Nein Ist die erwartete Risikoverringerung eingetreten? Nein Ist die erwartete Risikoverringerung eingetreten? Nein Entstehen andere Gefährdungen? Anwendung der DIN EN ISO Teile 1 und 2 DIN EN ISO und TR2-3 -

4 DIN EN ISO Beschreibung von Leitsätzen für ein in sich geschlossenes systematisches Verfahren zur Risikobeurteilung, Anleitung für Entscheidungen in Bezug auf die Konstruktion einer Maschine Anhang A : in separaten Tabellen sind Beispiele für Gefährdungen, Gefährdungssituationen und Gefährdungsereignisse angegeben, Die praktische Anwendung einer Reihe von Verfahren für jede Stufe der Risikobeurteilung wird in ISO/TR beschrieben. -4 -

5 Risikobeurteilung umfasst: Risikoanalyse 1) Festlegung der Grenzen der Maschine 2) Identifizierung der Gefährdungen 3) Risikoeinschätzung Risikobewertung -5 -

6 Risikoreduzierungsprozess Start Bestimme die Grenzen der Maschine Identifiziere die Gefährdungen Schätze das Risiko für Gefährdungen ein Bewerte die Risiken Ist die Maschine sicher? Nein Ist die Gefährdung Ende Risikobeurteilung nach EN ISO Dieser iterative Prozess der Risikominderung muss für jede Gefährdung und jede gefährdende Situation für alle Betriebszustände durchgeführt werden! Nein Entstehen andere Gefährdungen? Bei jedem Schritt des Iterativen Prozesses: - Risikoeinschätzung - Risikobewertung, und wenn möglich Risikovergleich -6 -

7 Layout Transport zu Transport ab Manuelle Werkstückentnahme Handlingseinheit 1 Bearbeitungs- Station Fügen Roboter Manuelle Werkstückzufüh rung Bearbeitungs- Station Testen Werkstückein-/ Auslegeplatz Werkstückeinlegeplatz -7 -

8 Voraussetzungen prüfen Sind die einzelnen Teilmaschinen entweder nach harmonisierten Normen gebaut (z.b. Roboter nach DIN EN ISO , Transportsysteme nach DIN EN 619), oder mit Herstellererklärung (bei Inverkehrbringen bis einschließlich ) / Einbauerklärung (bei Inverkehrbringen ab ) versehen? -8 -

9 Informationen zur Risikobeurteilung a) Beschreibung der Maschine: 1) Benutzerspezifikationen; 2) erwartete Maschinenspezifikationen: i) Beschreibung der verschiedenen Phasen der gesamten Lebensdauer der Maschine, ii) Konstruktionszeichnungen oder sonstige Hilfsmittel zur Feststellung der Art der Maschine, iii) erforderliche Energiequellen und deren Versorgung (Anschluss und Anwendung); 3) Dokumentation zu früheren Konstruktionen vergleichbarer Maschinen, falls relevant; 4) Benutzerinformationen zur Maschine, sofern vorhanden -9 -

10 b) Vorschriften, Normen und weitere anwendbare Dokumente: 1) anwendbare Vorschriften, 2) relevante Normen, 3) relevante technische Spezifikationen, 4) Sicherheitsdatenblätter; c) in Bezug auf Erfahrungen im Einsatz: (z.b. dokumentierte Schadensereignisse) d) relevante ergonomische Grundsätze -10 -

11 Zugrundeliegende Richtlinien Maschinenrichtlinie 2006/42/EG Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EG EMV Richtlinie 89/336/EWG Druckgeräterichtlinie 97/23/EG??? -11 -

12 Verwendende Normen DIN EN ISO DIN EN ISO DIN EN ISO ISO/TR DIN EN ISO DIN EN ISO DIN EN ISO DIN EN 999 (ISO/CD 13855:2008) DIN EN

13 Bestimmungsgemäße Verwendung / Grenzen des Systems Automatisches Fügen von zwei Werkstücken in Anlagenbereich M1 und anschließendem Dichtheitstest in Anlagenbereich M2. Automatischer An- und Abtransport. Bei Defekt eines Anlagenbereichs Möglichkeit der Werkstückentnahme in Bereich 1 oder von Transportbandes 1 und händischer Bestückung entweder des Bereichs 2 oder des Transportbandes 2. Bearbeitet werden Materialen und Träger aus metallischen Werkstoffen außer Magnesium oder vergleichbaren Stoffen der maximalen Dicke von 110 mm -13 -

14 Layout Transport zu Transport ab Manuelle Werkstückentnahme Handlingseinheit 1 Bearbeitungs- Station Fügen Roboter Manuelle Werkstückzufüh rung Bearbeitungs- Station Testen Werkstückein-/ Auslegeplatz Werkstückeinlegeplatz Betrachtungsgrenze -14 -

15 Vernünftigerweise vorhersehbare Fehlanwendung: - Durchsteigen durch Werkstückablage aufgrund fehlender Beobachtungsmöglichkeiten - Hintergehen der Anlage über Transportsystem aufgrund Positioniernotwendigkeit des Roboters / des Handlingssystems Grenzen des betrachteten Systems: - An-/ Abtransport des Materials nach Einlege- / Entnahmestellen des Fördersystems - Ein- / Ausschleusestellen der Anlagenbereiche 1 und

16 Zonenkonzept (ISO 11161) START Bestimmung der Systemgrenzen Bestimmung der Arbeitsaufgaben Bestimmung der Gefährdungen Konzeption von Zonen zu Ablauf DIN EN ISO

17 Risikoreduzierungsprozess Start Bestimme die Grenzen der Maschine Identifiziere die Gefährdungen Schätze das Risiko für Gefährdungen ein Bewerte die Risiken Ist die Maschine sicher? Nein Ist die Gefährdung START Bestimmung der Risikobeurteilung Arbeitsaufgaben nach EN ISO Bestimmung Konzeption von der Systemgrenzen Zonen Bestimmung der Gefährdungen Dieser iterative Prozess der Risikominderung muss für jede Gefährdung und jede gefährdende Situation für alle Betriebszustände durchgeführt werden! Ende Nein Entstehen andere Gefährdungen? Bei jedem Schritt des Iterativen Prozesses: - Risikoeinschätzung - Risikobewertung, und wenn möglich Risikovergleich -17 -

18 Layout mit Zonenkonzept Transport zu Transport ab Manuelle Werkstückentnahme Handlingseinheit 1 Bearbeitungs- Station Fügen Roboter Manuelle Werkstückzufüh rung Bearbeitungs- Station Testen Werkstückein-/ Auslegeplatz Werkstückeinlegeplatz -18 -

19 Möglichkeiten der Risikobewertung Ampelmodell Risikograph Verfahren nach Nohl -19 -

20 Häufigkeit, dem Tag der Arbeitssicherheit Mensch und Maschine Schadensschwere S zu Ereignis ausgesetzt sein Wahrscheinlichkeit des Eintritts des schädigenden Ereignisses Risikoindex / Mögliche Verwendung Möglichkeit der Vermeidung von Tabelle S1 / leicht F1, F2 Q1, Q2 Q3, hoch A1, A2 RI 1 / T 1,2 Start F1, selten Q1, sehr niedrig Q2, niedrig Q3, hoch A1, A2 A1, möglich A1, möglich A2, nicht möglich RI 2 / T 2 RI 3 / T 2 S2 / schwer Q1, sehr niedrig A1, möglich A2, nicht möglich RI 4 / T 2 F2, häufig Q2, niedrig Q3, hoch A1, möglich A2, nicht möglich RI 5 / T 2 A2, nicht möglich RI 6 / T

21 Möglichkeiten der Risikobewertung Ampelmodell Risikograph Verfahren nach Nohl Sind das alle? -21-

22 ISO/TR Safety of machinery Risk assessment Part 2: Practical guidance and examples of methods -22-

23 Transport zu Transport ab Manuelle Werkstückentnahme Handlingseinheit Bearbeitungs- Station Fügen Roboter 2 Manuelle Werkstückzufüh rung Bearbeitungs- Station Testen Werkstückein-/ Auslegeplatz Werkstückeinlegeplatz

24 Risikoreduzierungsprozess Start Bestimme die Grenzen der Maschine Identifiziere die Gefährdungen Schätze das Risiko für Gefährdungen ein Bewerte die Risiken Ist die Maschine sicher? Nein Ist die Gefährdung Ende Risikobeurteilung nach EN ISO Dieser iterative Prozess der Risikominderung muss für jede Gefährdung und jede gefährdende Risiken? Situation für alle Betriebszustände durchgeführt werden! Steuerungstechnische -> DIN EN ISO Nein Entstehen andere Gefährdungen? Bei jedem Schritt des Iterativen Prozesses: - Risikoeinschätzung - Risikobewertung, und wenn möglich Risikovergleich -24-

25 Einbindung von sicherheitsrelevanten Steuerungen von Risikoanalyse (EN ISO ) Auswahl der SF Festlegung: Anforderungen an SF Bestimmung PLr Design, Identifikation SRP/CS Bestimmung PL Kategorie MTTF d DC avg CCF Software und systematische Fehler zur Risikoanalyse ja PL PLr ja Validierung ja Alle SF? nein nein nein -25-

26 Sicherheitsrelevante Steuerungen 1. Bekannte Sicherheitsprinzipien Doppelt hält besser. Was nichts kostet, ist meist nichts. Regelmäßig testen und prüfen 2. Fachbegriffe/ Umsetzung Redundanz, auch Diversität Dauergebrauchsfähigkeit Langlebigkeit, Sicherheitstechnisch bewährte Bauteile... Zyklisches Testen, Prüfen und Auswechseln 3. Findet sich heute u.a. wieder in: Höheren Steuerungs- Kategorien (ab Kat. 2), Common Cause Failures (CCF) Mean Time To Dangerous Failure (MTTF d ) Diagnostic Coverage DC Die Kette ist nur so stark wie ihr schwächstes Glied. Ausfallraten summieren sich. PFH ges =PFH 1 +PFH 2 + Performance Level PL= f( Steuerungskategorie, CCF, MTTF d, DC, PFH) Qualität der Risikoreduzierung Quelle: BGM

27 Elemente der DIN EN ISO ab Kategorie 2 Kategorien (Redundanz, Testung) CCF MTTF d (Bauteilgüte) DC (Testgüte) ab Kategorie 2-27-

28 Danke für Ihre Aufmerksamkeit jedoch auch in Zukunft -28-

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