Warum bei Sonnenschein im Keller sitzen nicht die beste Lösung ist: Tailored Safety Solutions

Nur mit Sonne auf der Haut kann der menschliche Körper lebenswichtiges Vitamin D bilden. Doch drohen ohne Schutzmaßnahmen ernste Gefahren, die aber der Mensch mit unterschiedlichen, individuell an Konstitution und Umgebung angepassten Schutzmaßnahmen bannt. Solche Sicherheitslösungen benötigen auch Roboter, die immer weiter in die menschliche Arbeits- und Lebenswelt vordringen. Sie kommen in den vielfältigsten Umgebungen von Intralogistik bis Service zum Einsatz und unterscheiden sich zunehmend in Größe, Gewicht und Geschwindigkeit. Um zu passender und angemessener Maschinensicherheit zu kommen, setzt SICK den gesetzlich geforderten Prozess zur Risikobeurteilung so effizient wie möglich um. Das umfassende Safety-Portfolio ermöglicht die Realisierung einer stets wirtschaftlich optimalen Lösung.

Der sicheren Einordnung eines Risikos geht die genaue Analyse der Gefährdung voraus. Das gilt immer und für alle Bereiche des menschlichen Lebens. So wäre bei der Risikobeurteilung von Sonneneinstrahlung auf die menschliche Haut das Sicherste, im Keller sitzend UV-Strahlung zu meiden. Doch da Menschen ohne Sonnenlicht erst recht Gefahr laufen ernsthaft zu erkranken, wägen sie das Risiko ab und haben eine Vielzahl von Lösungsstrategien entwickelt: Je nach Strahlungsstärke tragen sie wahlweise langärmlige helle Kleidung, halten sich im Schatten auf und/oder benutzen Sonnencreme mit passendem UV-Filter.

Skalierbarkeit mit umfassendem Portfolio

Eine solche Maßnahmen-Skalierung bei der Wahl des richtigen Schutzes in Abhängigkeit bestimmter Umgebungsfaktoren führt auch bei Safety-Lösungen in der industriellen und serviceorientierten Arbeitswelt zum Erfolg. Skalierbarkeit bedeutet bei SICK, dass die Sicherheitslösung exakt zur identifizierten Gefährdung passt und das Portfolio die vielfältigen Anwendungsfälle adäquat bedienen kann. Das Angebot reicht von Produkten, Systemen und Services mit einem sehr hohen Risikominderungspotenzial von Performance Level e (Pl e) (Sicherheitslichtvorhänge) und Pl d (Sicherheitslaserscanner), bis hin zu Lösungen, die risikoärmere Gefährdungen mit einem Pl c (sichere Mehrstrahlscanner) oder gar Pl b (sichere Distanzsensoren) absichern können. Darüber hinaus lassen sich die einzelnen Komponenten auch in eine Systemlösung überführen, um kunden- und applikationsspezifische Anforderungen passend abzusichern (Objektdetektionssystem AOS).

Das vorausgehende Risk Assessment startet mit der Festlegung der Grenzen der Maschinenfunktionen und der Identifikation von Gefährdungen. Die anschließende Risikoeinschätzung und Risikobewertung folgt der Faustformel: Risiko ist gleich Schadensausmaß mal Eintrittswahrscheinlichkeit. Dabei ergibt sich je nach individueller Applikation entweder ein hohes oder niedriges Risiko und führt zur Einordnung in den erforderlichen Performance Level (PL r) gemäß ISO 13849-1.

Passgenaue Lösungen nach tiefgehender Analyse

Grundsätzlich empfiehlt SICK beispielsweise als Lösung für zuverlässigen Kollisions- und Personenschutz beim Einsatz schwerer mobiler Roboter mit PL d den nanoScan3 mit geringem Platzbedarf sowie den robusten microScan3. Doch ob in der Applikation mit einem AGV, einem AGC oder AMR wirklich immer eine Lösung für PL d notwendig ist, entscheidet erst die tiefergehende Analyse im individuellen Fall: Handelt es sich um einen zugangsbeschränkten automatisierten Bereich, in dem sich ausschließlich geschultes Personal aufhält? Wie schnell fährt das Fahrzeug, wie schwer (beladen) ist es und wie lange ist der Bremsweg? Neben der Beantwortung dieser Fragen wird das Expertenteam aus Anwender, AGV-Hersteller und SICK Safety-Experten zudem untersuchen, wie sich das Risiko auf die Schwere der Verletzung auswirken könnte, wie häufig oder wie lange das Risiko auftritt und welche Möglichkeiten es gibt, diese zu vermeiden.

Severity – wie hoch ist Schweregrad des Risikos?

Bei der Suche nach einer passgenauen, individuell ausreichenden und trotzdem sicheren Lösung muss zunächst die „Severity“, also der Schweregrad des Risikos ermittelt werden. Hier stehen AGCs mit wenig Ladung, die schmal, leicht und langsam sind, an einem Ende der Skala. Schnelle und große Fahrzeuge mit hohem Eigengewicht und schwerer Zuladung bilden das andere Extrem.

Je nach Fahrzeugcharakteristik ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an die Sicherheitsfunktionen. So ist die Absicherung der Hauptfahrtrichtung von schweren Fahrzeugen mit einem microScan3 lösbar. Aber wie wird die Rückwärtsfahrt desselben Fahrzeuges adäquat abgesichert? In der Regel bewegen sich Fahrzeuge in dieser Fahrtrichtung langsamer, was sehr großen Einfluss auf den Schweregrad des Risikos hat. Eine Risikobeurteilung kann ergeben, dass die Sicherheitsfunktion für die Rückwärtsfahrt mit einem PL c oder gar PL b angemessen abgesichert ist. Ähnlich verhält es sich bei stationären Applikationen für Zugangs- und Anwesenheitskontrolle, beispielsweise bei Pick-and-Place-Robotern. Niedrige Risiko-Schweregrade sind gegeben bei ungefährlichen Maschinenfunktionen, leichtgewichtigen Werkstücken und sehr niedrigen Krafteinwirkungen während der Prozesse. Risikoangepasste Sicherheitslösungen sind daher in der Lage, eine optimale Balance im bekannten Spannungsfeld zwischen Risikoreduzierung in Abhängigkeit des Schweregrades und Wirtschaftlichkeit (Effizienz, Verfügbarkeit) zu erzielen.

Probability – wie wahrscheinlich ist die Gefahr?

Ein zweiter Aspekt betrifft die „Probability“, die Wahrscheinlichkeit, mit der Gefahrensituationen eintreten könnten. Niedriges Risiko besteht, wenn beispielsweise Reinigungsroboter in einer Shopping-Mall oder einem Flughafen nach Schließung ohne Kunden und Publikumsverkehr arbeiten und nur noch geschultes Reinigungspersonal anwesend ist. In diesen Fällen kann eine risikoangepasste Sicherheitslösungen auf Basis des PL c die Applikation passgenau absichern.

Schon anhand weniger Beispiele wird klar, dass branchenübliche Standardlösungen nicht immer technologisch notwendig und wirtschaftlich sinnvoll sind. Erst die Bestimmung des tatsächlichen Risikos führt zu einer effizienten Lösung, die sicher, wirtschaftlich und produktiv zugleich ist. Überdies eröffnet diese Herangehensweise neue Möglichkeiten für innovative und intelligente Anwendungen, die über mobile Applikationen hinausgehen.

Überwindung von Funktionseinschränkungen

SICK bietet mit seinem umfangreichen Sensorportfolio im Gegensatz zum Wettbewerb eine Skalierbarkeit, die auch Funktionseinschränkungen überwindet. So hat SICK die 2D-LiDAR-Sensoren der TiM-Serie um Sicherheitssensoren ergänzt, die PL b erfüllen. Außerdem liefern die Varianten TiM7xxS als Safety-Sensoren erstmals sicherheitsgerichtete Messwerte und ermöglichen damit neue Wege abseits des bekannten Schutzfelds. So lässt sich nicht nur die Präsenz eines Menschen detektieren, sondern auch dessen Position bestimmen. Ein möglicher Use Case könnte die positionsabhängige Geschwindigkeitsreduktion sein, um den Mindestabstand einer sicherheitsgerichteten Abschaltung zu reduzieren und die Verfügbarkeit der mobilen Roboter zu optimieren. Anwender profitieren so von einem geringeren Invest und einem schnelleren Time-to-Market.

Risikominimierung für das primäre Ziel des Personenschutzes birgt aber noch zusätzliches Potential und kann einen willkommenen Zusatznutzen bieten. Schützt sich der Mensch wie im Fall der Maßnahmenskalierung bei UV-Strahlung mit einem Sonnenschirm vor übermäßiger UV-Strahlung, profitiert davon auch das umgebende Material, z.B. Terrassenmöbel und Baustoffe, mit einer längeren Lebensdauer. Ebenso können sichere passgenaue Sicherheitslösungen für die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter zusätzlich der Vermeidung reiner Sachschäden dienen.

Der Schlüssel für die Produktivität jeder dieser Lösungen sind die individuelle, exakte Analyse und klare Einordnung der Risiken. SICK verfügt dafür über die komplette Bandbreite an Systemen, Produkten und Services, berät individuell und vor Ort und bewahrt so Intralogistiker und AGV-Hersteller vor überdimensionierten und unnötigen „Kellerlösungen“.

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