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56. Unfallverhütung

56. Unfallverhütung (13)

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56. Unfallverhütung

Kapitel-Editor: Jorma Saari


Inhaltsverzeichnis

Tabellen und Abbildungen

Einleitung
Jorma Saari

Konzepte der Unfallanalyse
Kirsten Jörgensen

Theorie der Unfallursachen
Abdul Rauf

Menschliche Faktoren in der Unfallmodellierung
Anne-Marie Feyer und Ann M. Williamson

Unfallmodelle: Risikohomöostase
Gerald JS Wilde

Unfallmodellierung
Andrew R. Hale

Unfallablaufmodelle
Ragnar Andersson

Unfallabweichungsmodelle
Urban Kjellén

MAIM: Das Unfallinformationsmodell von Merseyside
Harry S. Shannon und John Davies

Grundsätze der Prävention: Der Ansatz der öffentlichen Gesundheit zur Reduzierung von Verletzungen am Arbeitsplatz
Gordon S. Smith und Mark A. Veazie

Theoretische Grundlagen der Arbeitssicherheit
Reinal Skiba

Grundsätze der Prävention: Sicherheitshinweise
Mark R. Lehto und James M. Miller

Arbeitsbedingte Unfallkosten
Diego Andréoni

Tische

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1. Taxonomien zur Klassifizierung von Abweichungen
2. Die Haddon-Matrix gilt für Kraftfahrzeugverletzungen
3. Haddons zehn Gegenmaßnahmenstrategien für den Bau
4. Dem Unfallablauf zugeordnete Sicherheitsinformationen
5. Empfehlungen innerhalb ausgewählter Warnsysteme

Zahlen

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ACC020F1ACC030F1ACC130F1ACC170F1ACC120F3ACC120F1ACC120F2

ACC150F1ACC150F2ACC150F3ACC150F4ACC140F1ACC140F2ACC160F1

ACC160F3ACC200F1ACC200F2ACC230F1


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57. Audits, Inspektionen und Untersuchungen

57. Audits, Inspektionen und Untersuchungen (7)

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57. Audits, Inspektionen und Untersuchungen

Kapitel-Editor: Jorma Saari


Inhaltsverzeichnis

Tabellen und Abbildungen

Sicherheitsaudits und Managementaudits
Johan van de Kerckhove

Gefahrenanalyse: Das Unfallursachenmodell
Jop Gröneweg

Hardware-Gefahren
Carsten D. Grönberg

Gefahrenanalyse: Organisatorische Faktoren
Urban Kjellén

Arbeitsplatzinspektion und behördliche Durchsetzung
Anthony Linehan

Analyse und Berichterstattung: Unfalluntersuchung
Michel Monteau

Berichterstattung und Erstellung von Unfallstatistiken
Kirsten Jörgensen

Tische

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1. Strata in der Qualitäts- und Sicherheitspolitik
2. Elemente des PAS-Sicherheitsaudits
3. Bewertung von Methoden zur Verhaltenskontrolle
4. Allgemeine Fehlertypen und -definitionen
5. Konzepte des Unfallphänomens
6. Variablen, die einen Unfall charakterisieren

Zahlen

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DIS010F2 DIS010F1 DIS010T2 DIS020F1 DIS080F1 DIS080F2 DIS080F3 DIS080F4  DIS080F5DIS080F6 DIS080F7 DIS095F1  DIS095F1

 

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58. Sicherheitsanwendungen

58. Sicherheitsanwendungen (17)

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58. Sicherheitsanwendungen

Kapitel-Editoren: Kenneth Gerecke und Charles T. Pope


Inhaltsverzeichnis

Tabellen und Abbildungen

Systemanalyse
Manh Trung Ho  

Sicherheit von Hand- und tragbaren Elektrowerkzeugen
US-Arbeitsministerium – Arbeitsschutzbehörde; herausgegeben von Kenneth Gerecke

Bewegliche Teile von Maschinen
Tomas Backström und Marianne Döös

Maschinenschutz
US-Arbeitsministerium – Arbeitsschutzbehörde; herausgegeben von Kenneth Gerecke

Präsenzmelder
Paul Schreiber

Geräte zum Steuern, Trennen und Schalten von Energie
René Troxler

Sicherheitsrelevante Anwendungen
Dietmar Reinert und Karlheinz Meffert

Software und Computer: Hybride automatisierte Systeme
Waldemar Karwowski und Jozef Zurada

Grundsätze für die Gestaltung sicherer Steuerungssysteme
Georg Vondracek

Sicherheitsprinzipien für CNC-Werkzeugmaschinen
Toni Retsch, Guido Schmitter und Albert Marty

Sicherheitsprinzipien für Industrieroboter
Toni Retsch, Guido Schmitter und Albert Marty

Elektrische, elektronische und programmierbare elektronische sicherheitsbezogene Steuerungssysteme
Ron Glocke

Technische Anforderungen an sicherheitsbezogene Systeme basierend auf elektrischen, elektronischen und programmierbaren elektronischen Geräten
John Brazendale und Ron Bell

Roll
Bengt Springfeldt

Stürze von Erhebungen
Jean Artau

Enge Räume
Neil McManus

Grundsätze der Prävention: Materialhandhabung und interner Verkehr
Kari Häkkinen

Tische

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1. Mögliche Fehlfunktionen eines Zwei-Tasten-Steuerkreises
2. Maschinenschutz
3. Geräte
4. Fütterungs- und Auswurfmethoden
5. Kombinationen von Schaltungsstrukturen in Maschinensteuerungen
6. Sicherheitsintegritätslevel für Schutzsysteme
7. Softwaredesign und -entwicklung
8. Sicherheitsintegritätslevel: Komponenten vom Typ B
9. Integritätsanforderungen: Elektronische Systemarchitekturen
10 Stürze von Erhebungen: Quebec 1982-1987
11Typische Absturzsicherungs- und Absturzsicherungssysteme
12 Unterschiede zwischen Sturzprävention und Sturzsicherung
13 Musterformular zur Beurteilung von Gefährdungsbedingungen
14 Eine Muster-Einreiseerlaubnis

Zahlen

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59. Sicherheitspolitik und Führung

59. Sicherheitspolitik und Führung (7)

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59. Sicherheitspolitik und Führung

Kapitel-Editor: Jorma Saari


 

Inhaltsverzeichnis

Tabellen und Abbildungen

Sicherheitspolitik, Führung und Kultur
Dan Petersen

Sicherheitskultur und -management
Marcel Simard

Organisationsklima und Sicherheit
Nicole Dedobbeleer und François Béland

Partizipatorischer Prozess zur Verbesserung des Arbeitsplatzes
Jorma Saari

Methoden der Sicherheitsentscheidung
Terje Sten

Risikowahrnehmung
Bernhard Zimolong und Rüdiger Trimpop

Risikoakzeptanz
Rüdiger Trimpop und Bernhard Zimolong

Tische

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1. Maßnahmen zum Sicherheitsklima
2. Tuttava & andere Programm-/Technikunterschiede
3. Ein Beispiel für bewährte Arbeitspraktiken
4. Leistungsziele einer Druckfarbenfabrik

Zahlen

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60. Sicherheitsprogramme

60. Sicherheitsprogramme (8)

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60. Sicherheitsprogramme

Kapitelherausgeber: Jorma Saari


 

Inhaltsverzeichnis

Tabellen und Abbildungen

Arbeitsschutzforschung: Ein Überblick
Herbert I. Linn und Alfred A. Amendola

Regierungsdienste
Anthony Linehan

Sicherheitsdienste: Berater
Dan Petersen

Implementierung eines Sicherheitsprogramms
Tom B. Leamon

Erfolgreiche Sicherheitsprogramme
Tom B. Leamon

Sicherheitsanreizprogramme
Gerald JS Wilde

Sicherheitsförderung
Thomas W. Planek

Fallstudie: Arbeitsschutzkampagnen auf nationaler Ebene in Indien
KC Gupta

Tische

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1. OBM- vs. TQM-Modelle der Mitarbeitermotivation
2. Indische Fabriken: Beschäftigung & Verletzungen

Zahlen

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Es besteht allgemein Einigkeit darüber, dass Steuerungssysteme während des Gebrauchs sicher sein müssen. Vor diesem Hintergrund sind die meisten modernen Steuerungssysteme wie in Abbildung 1 dargestellt aufgebaut.

Abbildung 1. Allgemeiner Aufbau von Steuerungssystemen

SAF062F1

Der einfachste Weg, ein Steuerungssystem sicher zu machen, besteht darin, eine undurchdringliche Mauer darum zu errichten, um den Zugang oder Eingriff von Menschen in den Gefahrenbereich zu verhindern. Ein solches System wäre sehr sicher, wenn auch unpraktisch, da es unmöglich wäre, sich Zugang zu verschaffen, um die meisten Test-, Reparatur- und Einstellarbeiten durchzuführen. Da der Zugang zu Gefahrenbereichen unter bestimmten Bedingungen erlaubt sein muss, sind andere Schutzmaßnahmen als nur Mauern, Zäune und dergleichen erforderlich, um Produktion, Installation, Wartung und Instandhaltung zu erleichtern.

 

Einige dieser Schutzmaßnahmen können wie folgt teilweise oder vollständig in Steuerungssysteme integriert werden:

  • Beim Betreten des Gefahrenbereichs kann die Bewegung durch Not-Halt (ES)-Taster sofort gestoppt werden.
  • Drucktastensteuerungen erlauben eine Bewegung nur, wenn die Drucktaste aktiviert ist.
  • Zweihandsteuerungen (DHC) lassen eine Bewegung nur zu, wenn beide Hände mit dem Niederdrücken der beiden Bedienelemente beschäftigt sind (dadurch wird sichergestellt, dass die Hände von den Gefahrenbereichen ferngehalten werden).

 

Diese Arten von Schutzmaßnahmen werden von Bedienern aktiviert. Da der Mensch jedoch oft eine Schwachstelle in Anwendungen darstellt, werden viele Funktionen, wie z. B. die folgenden, automatisch ausgeführt:

  • Bewegungen von Roboterarmen während der Wartung oder des „Einlernens“ sind sehr langsam. Trotzdem wird die Geschwindigkeit kontinuierlich überwacht. Wenn die Geschwindigkeit automatischer Roboterarme aufgrund eines Ausfalls des Steuerungssystems während der Wartungs- oder Einlernphase unerwartet zunehmen würde, würde das Überwachungssystem aktiviert und die Bewegung sofort beendet.
  • Um den Zutritt in einen Gefahrenbereich zu verhindern, ist eine Lichtschranke vorgesehen. Wird der Lichtstrahl unterbrochen, stoppt die Maschine automatisch.

 

Die normale Funktion von Steuerungssystemen ist die wichtigste Voraussetzung für die Produktion. Wird eine Produktionsfunktion durch einen Steuerungsausfall unterbrochen, ist das höchstens lästig, aber nicht gefährlich. Wenn eine sicherheitsrelevante Funktion nicht ausgeführt wird, kann dies zu Produktionsausfall, Sachschäden, Verletzungen oder sogar zum Tod führen. Daher müssen sicherheitsrelevante Steuerungssystemfunktionen zuverlässiger und sicherer sein als normale Steuerungssystemfunktionen. Gemäß der Richtlinie 89/392/EWG des Europäischen Rates (Maschinenrichtlinie) müssen Steuerungen so konstruiert und gebaut sein, dass sie sicher und zuverlässig sind.

Steuerungen bestehen aus einer Anzahl von Komponenten, die miteinander verbunden sind, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen. Die Steuerungen sind in Kanäle unterteilt. Ein Kanal ist der Teil einer Steuerung, der eine bestimmte Funktion ausführt (z. B. Start, Stopp, Notstopp). Physikalisch wird der Kanal durch eine Reihe von Komponenten (Transistoren, Dioden, Relais, Gatter usw.) erzeugt, durch die von einer Komponente zur nächsten (meist elektrische) Informationen, die diese Funktion darstellen, vom Eingang zum Ausgang übertragen werden.

Bei der Gestaltung von Steuerkanälen für sicherheitsrelevante Funktionen (also Funktionen, an denen Menschen beteiligt sind) sind folgende Anforderungen zu erfüllen:

  • Komponenten, die in Steuerkanälen mit sicherheitsrelevanten Funktionen eingesetzt werden, müssen den Belastungen des normalen Gebrauchs standhalten. Allgemein, sie müssen ausreichend zuverlässig sein.
  • Fehler in der Logik dürfen keine gefährlichen Situationen verursachen. Allgemein, der sicherheitsrelevante Kanal muss ausreichend ausfallsicher sein.
  • Äußere Einflüsse (Faktoren) sollten nicht zu vorübergehenden oder dauerhaften Ausfällen in sicherheitsrelevanten Kanälen führen.

 

Zuverlässigkeit

Zuverlässigkeit ist die Fähigkeit eines Steuerkanals oder einer Komponente, eine erforderliche Funktion unter bestimmten Bedingungen für einen bestimmten Zeitraum auszuführen ohne zu scheitern. (Mit geeigneten Methoden können Wahrscheinlichkeiten für bestimmte Komponenten oder Kontrollkanäle berechnet werden.) Die Zuverlässigkeit muss immer für einen bestimmten Zeitwert angegeben werden. Im Allgemeinen kann die Zuverlässigkeit durch die Formel in Abbildung 2 ausgedrückt werden.

Abbildung 2. Zuverlässigkeitsformel

SAF062F2

Zuverlässigkeit komplexer Systeme

Systeme werden aus Komponenten aufgebaut. Sind die Zuverlässigkeiten der Komponenten bekannt, kann die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems berechnet werden. In solchen Fällen gilt Folgendes:

Serielle Systeme

Die absolute Zuverlässigkeit Rbis eines seriellen Systems bestehend aus N Komponenten gleicher Zuverlässigkeit RC wird wie in Abbildung 3 berechnet.

Abbildung 3. Zuverlässigkeitsdiagramm von in Reihe geschalteten Komponenten

SAF062F3

Die Gesamtzuverlässigkeit ist geringer als die Zuverlässigkeit der am wenigsten zuverlässigen Komponente. Wenn die Anzahl der in Reihe geschalteten Komponenten zunimmt, nimmt die Gesamtzuverlässigkeit der Kette erheblich ab.

Parallele Systeme

Die absolute Zuverlässigkeit Rbis eines parallelen Systems bestehend aus N Komponenten gleicher Zuverlässigkeit RC wird wie in Abbildung 4 berechnet.

Abbildung 4. Zuverlässigkeitsdiagramm parallel geschalteter Komponenten

SAF062F4

Die Gesamtzuverlässigkeit kann durch die Parallelschaltung von zwei oder mehr Komponenten erheblich verbessert werden.

Abbildung 5 zeigt ein praktisches Beispiel. Beachten Sie, dass die Schaltung den Motor zuverlässiger abschaltet. Auch wenn das Relais A oder B seinen Kontakt nicht öffnet, wird der Motor trotzdem abgeschaltet.

Abbildung 5. Praktisches Beispiel von Abbildung 4

SAF062F5

Die Berechnung der Gesamtzuverlässigkeit eines Kanals ist einfach, wenn alle erforderlichen Komponentenzuverlässigkeiten bekannt und verfügbar sind. Bei komplexen Bauteilen (integrierte Schaltkreise, Mikroprozessoren etc.) ist die Berechnung der Gesamtzuverlässigkeit schwierig bis unmöglich, wenn die notwendigen Informationen nicht vom Hersteller veröffentlicht werden.

Sicherheit

Wenn Fachleute von Sicherheit sprechen und sichere Maschinen fordern, meinen sie die Sicherheit der gesamten Maschine oder Anlage. Diese Sicherheit ist jedoch zu allgemein und für den Konstrukteur von Steuerungen nicht genau genug definiert. Die folgende Definition von Sicherheit kann für Entwickler von Steuerschaltungen praktisch und brauchbar sein: Sicherheit ist die Fähigkeit eines Steuersystems, die erforderliche Funktion innerhalb vorgeschriebener Grenzen für eine bestimmte Dauer auszuführen, selbst wenn erwartete Fehler auftreten. Folglich muss beim Design geklärt werden, wie „sicher“ der sicherheitsgerichtete Kanal sein muss. (Der Konstrukteur kann einen Kanal entwickeln, der gegen den ersten Ausfall, gegen einen beliebigen Ausfall, gegen zwei Ausfälle usw. sicher ist.) Außerdem kann ein Kanal, der eine Funktion erfüllt, die dazu dient, Unfälle zu verhindern, im Wesentlichen zuverlässig sein, muss es aber nicht zwangsläufig sicher vor Ausfällen zu sein. Dies lässt sich am besten an folgenden Beispielen erklären:

Beispiel 1

Das in Abbildung 6 dargestellte Beispiel ist ein sicherheitsrelevanter Steuerkanal, der die erforderliche Sicherheitsfunktion ausführt. Die erste Komponente kann ein Schalter sein, der beispielsweise die Position einer Zugangstür zu einem Gefahrenbereich überwacht. Die letzte Komponente ist ein Motor, der bewegliche mechanische Teile innerhalb des Gefahrenbereichs antreibt.

Abbildung 6. Ein sicherheitsrelevanter Steuerkanal, der die erforderliche Sicherheitsfunktion ausführt

SAF062F6

Die geforderte Sicherheitsfunktion ist in diesem Fall eine doppelte: Bei geschlossener Tür darf der Motor laufen. Bei geöffneter Tür muss der Motor abgeschaltet werden. Zuverlässigkeiten kennen R1 zu R.6, lässt sich die Reliabilität R berechnenKnirps. Konstrukteure sollten zuverlässige Komponenten verwenden, um eine ausreichend hohe Zuverlässigkeit des gesamten Steuerungssystems aufrechtzuerhalten (dh die Wahrscheinlichkeit, dass diese Funktion beispielsweise noch in 20 Jahren ausgeführt wird, sollte bei der Konstruktion berücksichtigt werden). Folglich müssen Designer zwei Aufgaben erfüllen: (1) die Schaltung muss die erforderliche Funktion erfüllen, und (2) die Zuverlässigkeit der Komponenten und des gesamten Steuerkanals muss ausreichend sein.

Nun stellt sich folgende Frage: Wird der oben genannte Kanal die geforderten Sicherheitsfunktionen auch dann erfüllen, wenn ein Fehler im System auftritt (z. B. wenn ein Relaiskontakt klemmt oder ein Bauteil ausfällt)? Die Antwort ist nein". Der Grund ist, dass ein einzelner Steuerkanal, der nur aus in Reihe geschalteten Komponenten besteht und mit statischen Signalen arbeitet, nicht gegen einen Ausfall sicher ist. Der Kanal kann nur eine gewisse Zuverlässigkeit haben, die die Wahrscheinlichkeit garantiert, dass die Funktion ausgeführt wird. Sicherheit ist in solchen Situationen immer gemeint Ausfall bezogen.

Beispiel 2

Soll ein Steuerkanal sowohl zuverlässig als auch sicher sein, muss der Aufbau wie in Bild 7 modifiziert werden. Das dargestellte Beispiel ist ein sicherheitsrelevanter Steuerkanal, der aus zwei vollständig getrennten Teilkanälen besteht.

Abbildung 7. Ein sicherheitsrelevanter Steuerkanal mit zwei vollständig getrennten Unterkanälen

SAF062F7

Dieses Design ist sicher gegen den ersten Fehler (und mögliche weitere Fehler in demselben Unterkanal), ist aber nicht sicher gegen zwei Fehler, die in zwei verschiedenen Unterkanälen (gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeiten) auftreten können, da es keine Fehlererkennungsschaltung gibt. Folglich arbeiten zunächst beide Teilkanäle mit hoher Zuverlässigkeit (siehe paralleles System), aber nach dem ersten Ausfall funktioniert nur noch ein Teilkanal und die Zuverlässigkeit nimmt ab. Tritt ein zweiter Fehler im noch funktionierenden Subkanal auf, sind beide ausgefallen und die Sicherheitsfunktion wird nicht mehr ausgeführt.

Beispiel 3

Das in Abbildung 8 dargestellte Beispiel ist ein sicherheitsrelevanter Steuerkanal, der aus zwei völlig getrennten Teilkanälen besteht, die sich gegenseitig überwachen.

Abbildung 8. Ein sicherheitsrelevanter Steuerkanal mit zwei vollständig getrennten Unterkanälen, die sich gegenseitig überwachen

SAF062F8

Ein solches Design ist ausfallsicher, da nach einem Ausfall nur ein Teilkanal nicht funktionsfähig ist, während der andere Teilkanal verfügbar bleibt und die Sicherheitsfunktion erfüllt. Darüber hinaus verfügt das Design über eine Fehlererkennungsschaltung. Wenn aufgrund einer Störung beide Teilkanäle nicht in gleicher Weise arbeiten, wird dieser Zustand durch eine „Exklusiv-Oder“-Schaltung erkannt, mit der Folge, dass die Maschine automatisch abgeschaltet wird. Dies ist eine der besten Möglichkeiten, Maschinensteuerungen zu entwerfen – das Entwerfen von sicherheitsrelevanten Unterkanälen. Sie sind gegen einen Ausfall sicher und bieten gleichzeitig genügend Zuverlässigkeit, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Ausfälle gleichzeitig auftreten, minimal ist.

Redundanz

Es ist offensichtlich, dass es verschiedene Verfahren gibt, durch die ein Konstrukteur die Zuverlässigkeit und/oder Sicherheit (gegen Ausfall) verbessern kann. Die vorangegangenen Beispiele zeigen, wie eine Funktion (dh Tür geschlossen, Motor darf laufen; Tür geöffnet, Motor muss gestoppt werden) durch verschiedene Lösungen realisiert werden kann. Einige Verfahren sind sehr einfach (ein Unterkanal) und andere komplizierter (zwei Unterkanäle mit gegenseitiger Überwachung). (Siehe Abbildung 9.)

Abbildung 9. Zuverlässigkeit redundanter Systeme mit oder ohne Fehlererkennung

SAF062F9

Es gibt eine gewisse Redundanz in den komplexen Schaltungen und/oder Komponenten im Vergleich zu den einfachen. Redundanz kann wie folgt definiert werden: (1) Redundanz ist das Vorhandensein von mehr Mitteln (Komponenten, Kanäle, höhere Sicherheitsfaktoren, zusätzliche Tests usw.), als für die einfache Erfüllung der gewünschten Funktion wirklich notwendig sind; (2) Redundanz „verbessert“ offensichtlich nicht die Funktion, die ohnehin ausgeführt wird. Redundanz verbessert nur die Zuverlässigkeit und/oder Sicherheit.

Einige Sicherheitsexperten glauben, dass Redundanz nur die Verdoppelung oder Verdreifachung usw. des Systems ist. Dies ist eine sehr eingeschränkte Interpretation, da Redundanz viel umfassender und flexibler interpretiert werden kann. Redundanz kann nicht nur in der Hardware enthalten sein; es kann auch in der Software enthalten sein. Auch eine Verbesserung des Sicherheitsfaktors (z. B. ein stärkeres Seil anstelle eines schwächeren Seils) kann als eine Form der Redundanz angesehen werden.

Entropie

Entropie, ein Begriff, der hauptsächlich in der Thermodynamik und Astronomie vorkommt, kann wie folgt definiert werden: Alles neigt zum Zerfall. Daher ist es absolut sicher, dass alle Komponenten, Subsysteme oder Systeme, unabhängig von der verwendeten Technologie, irgendwann ausfallen werden. Das bedeutet, dass es keine 100 % zuverlässigen und/oder sicheren Systeme, Subsysteme oder Komponenten gibt. Alle sind lediglich mehr oder weniger zuverlässig und sicher, je nach Komplexität der Struktur. Die unvermeidlich früher oder später auftretenden Ausfälle demonstrieren die Wirkung der Entropie.

Das einzige Mittel, das Designern zur Verfügung steht, um der Entropie entgegenzuwirken, ist Redundanz, die erreicht wird, indem (a) mehr Zuverlässigkeit in die Komponenten eingeführt und (b) mehr Sicherheit in der gesamten Schaltungsarchitektur bereitgestellt wird. Nur wenn die Wahrscheinlichkeit, dass die erforderliche Funktion für die erforderliche Zeitdauer ausgeführt wird, ausreichend erhöht wird, können Designer sich einigermaßen gegen Entropie wehren.

Risk Assessment

Je größer das potenzielle Risiko ist, desto höher ist die erforderliche Zuverlässigkeit und/oder Sicherheit (gegen Ausfälle) (und umgekehrt). Dies wird durch die folgenden zwei Fälle veranschaulicht:

Fall 1

Der Zugang zu dem in einer Spritzgießmaschine befestigten Formwerkzeug ist durch eine Tür gesichert. Wenn die Tür geschlossen ist, darf die Maschine arbeiten, und wenn die Tür geöffnet wird, müssen alle gefährlichen Bewegungen gestoppt werden. Unter keinen Umständen (auch bei Ausfall des sicherheitsgerichteten Kanals) dürfen Bewegungen, insbesondere solche, die das Werkzeug bedienen, auftreten.

Fall 2

Der Zugang zu einer automatisch gesteuerten Montagelinie, die kleine Kunststoffkomponenten unter pneumatischem Druck montiert, ist durch eine Tür gesichert. Wenn diese Tür geöffnet wird, muss die Linie angehalten werden.

Im Fall 1 kann es bei einem Ausfall der Türüberwachungssteuerung zu schweren Verletzungen kommen, wenn das Werkzeug unerwartet geschlossen wird. Im Fall 2 kann es bei Ausfall der türüberwachenden Steuerung nur zu leichten Verletzungen oder unerheblichen Schäden kommen.

Es ist offensichtlich, dass im ersten Fall viel mehr Redundanz eingeführt werden muss, um die Zuverlässigkeit und/oder Sicherheit (gegen Ausfall) zu erreichen, die zum Schutz gegen extrem hohe Risiken erforderlich ist. Tatsächlich muss gemäß der europäischen Norm EN 201 das Überwachungssteuersystem der Spritzgießmaschinentür drei Kanäle haben; zwei davon sind elektrisch und gegenseitig überwacht und eine davon ist größtenteils mit Hydraulik und Prüfkreisen ausgestattet. Alle diese drei Überwachungsfunktionen beziehen sich auf dieselbe Tür.

Umgekehrt ist bei Anwendungen wie in Fall 2 beschrieben ein einzelner Kanal, der durch einen Schalter mit positiver Aktion aktiviert wird, dem Risiko angemessen.

Kontrollkategorien

Da alle oben genannten Überlegungen grundsätzlich auf der Informationstheorie basieren und folglich für alle Technologien gelten, spielt es keine Rolle, ob das Steuerungssystem auf elektronischen, elektromechanischen, mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Komponenten (oder einer Mischung davon) basiert. , oder auf einer anderen Technologie. Der Ideenreichtum des Konstrukteurs einerseits und wirtschaftliche Fragen andererseits sind die bestimmenden Faktoren für eine nahezu unendliche Zahl von Lösungsansätzen zur Realisierung sicherheitsrelevanter Kanäle.

Um Verwechslungen vorzubeugen, ist es sinnvoll, bestimmte Sortierkriterien festzulegen. Die typischsten Kanalstrukturen, die in Maschinensteuerungen zur Ausführung sicherheitsbezogener Funktionen verwendet werden, sind kategorisiert nach:

  • Zuverlässigkeit
  • Verhalten im Fehlerfall
  • Ausfallmeldezeit.

 

Ihre Kombinationen (nicht alle möglichen Kombinationen sind gezeigt) sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1. Einige mögliche Kombinationen von Schaltungsstrukturen in Maschinensteuerungen für sicherheitsrelevante Funktionen

Kriterien (Fragen)

Grundlegende Strategie

 

Durch die Erhöhung der Zuverlässigkeit (wird das Auftreten von Fehlern in eine möglicherweise fernere Zukunft verschoben?)

Durch geeignete Schaltungsstruktur (Architektur) wird der Fehler zumindest erkannt (Kat. 2) oder Fehlereinfluss auf den Kanal wird beseitigt (Kat. 3) oder der Fehler wird sofort gemeldet (Kat. 4)

 

Kategorien

 

Diese Lösung ist grundsätzlich falsch

B

1

2

3

4

Halten die Schaltungskomponenten den zu erwartenden Einflüssen stand; sind sie nach dem Stand der Technik gebaut?

Nein

Ja

Ja

Ja

Ja

Ja

Wurden bewährte Komponenten und/oder Methoden verwendet?

Nein

Nein

Ja

Ja

Ja

Ja

Kann ein Fehler automatisch erkannt werden?

Nein

Nein

Nein

Ja

Ja

Ja

Verhindert ein Fehler die Ausführung der sicherheitsbezogenen Funktion?

Ja

Ja

Ja

Ja

Nein

Nein

Wann wird der Fehler erkannt?

Nie

Nie

Nie

Früh (spätestens am Ende des Intervalls, das nicht länger als ein Maschinenzyklus ist)

Sofort (wenn das Signal an Dynamik verliert
Charakter)

   

Bei Konsumgütern

Zum Einsatz in Maschinen

 

Die für eine bestimmte Maschine und ihr sicherheitsbezogenes Steuerungssystem geltende Kategorie wird meistens in den neuen europäischen Normen (EN) festgelegt, es sei denn, die nationale Behörde, der Benutzer und der Hersteller einigen sich darauf, dass eine andere Kategorie angewendet werden sollte. Der Designer entwickelt dann ein Steuerungssystem, das die Anforderungen erfüllt. Überlegungen zum Design eines Steuerkanals können beispielsweise Folgendes umfassen:

  • Die Bauteile müssen den zu erwartenden Einflüssen standhalten. (JA NEIN)
  • Ihre Konstruktion sollte dem Stand der Technik entsprechen. (JA NEIN)
  • Dabei kommen bewährte Komponenten und Methoden zum Einsatz. (JA NEIN)
  • Scheitern müssen erkannt werden. (JA NEIN)
  • Wird die Sicherheitsfunktion auch im Fehlerfall ausgeführt? (JA NEIN)
  • Wann wird der Fehler erkannt? (NIEMALS, FRÜH, SOFORT)

 

Dieser Vorgang ist reversibel. Mit den gleichen Fragen kann entschieden werden, zu welcher Kategorie ein bestehender, zuvor entwickelter Kontrollkanal gehört.

Kategoriebeispiele

Kategorie B

Die hauptsächlich in Konsumgütern eingesetzten Steuerkanalkomponenten müssen den zu erwartenden Einflüssen standhalten und nach dem Stand der Technik ausgelegt sein. Als Beispiel kann ein gut gestalteter Schalter dienen.

Kategorie 1

Typisch für Kategorie 1 ist die Verwendung altbewährter Komponenten und Methoden. Ein Beispiel für Kategorie 1 ist ein Schalter mit positiver Aktion (dh erfordert zwangsläufiges Öffnen von Kontakten). Dieser Schalter ist mit robusten Teilen konstruiert und wird durch relativ hohe Kräfte aktiviert, wodurch eine extrem hohe Zuverlässigkeit nur beim Öffnen des Kontakts erreicht wird. Trotz klebender oder gar verschweißter Kontakte öffnen diese Schalter. (Anmerkung: Bauelemente wie Transistoren und Dioden gelten nicht als altbewährte Bauelemente.) Abbildung 10 soll als Illustration einer Kategorie-1-Steuerung dienen.

Abbildung 10. Ein Schalter mit positiver Aktion

SAF62F10

Dieser Kanal verwendet Schalter S mit positiver Aktion. Das Schütz K wird durch die Leuchte L überwacht. Der Bediener wird durch die Meldeleuchte L darauf hingewiesen, dass die Schließerkontakte (NO) haften. Das Schütz K hat zwangsgeführte Kontakte. (Hinweis: Relais oder Schütze mit zwangsgeführten Kontakten haben im Vergleich zu herkömmlichen Relais oder Schützen einen speziellen Käfig aus Isolierstoff, so dass bei geschlossenen Öffnerkontakten alle Schließerkontakte geöffnet werden müssen und umgekehrt umgekehrt. Das bedeutet, dass bei Verwendung von Öffnerkontakten überprüft werden kann, ob die Arbeitskontakte nicht verkleben oder verschweißt sind.)

Kategorie 2

Kategorie 2 sieht eine automatische Fehlererkennung vor. Vor jeder gefährlichen Bewegung muss eine automatische Ausfallerkennung generiert werden. Nur wenn der Test positiv ist, darf die Bewegung ausgeführt werden; andernfalls wird die Maschine gestoppt. Für Lichtschranken werden automatische Ausfallerkennungssysteme eingesetzt, um deren Funktionsfähigkeit nachzuweisen. Das Prinzip ist in Bild 1 dargestellt.

Abbildung 11. Schaltung mit Ausfallerkennung

SAF62F11

Dieses Steuersystem wird regelmäßig (oder gelegentlich) getestet, indem dem Eingang ein Impuls zugeführt wird. In einem ordnungsgemäß funktionierenden System wird dieser Impuls dann zum Ausgang übertragen und mit einem Impuls von einem Testgenerator verglichen. Wenn beide Impulse vorhanden sind, funktioniert das System offensichtlich. Andernfalls, wenn kein Ausgangsimpuls vorhanden ist, ist das System ausgefallen.

Kategorie 3

Die Schaltung wurde zuvor unter Beispiel 3 im Sicherheitsabschnitt dieses Artikels beschrieben, Abbildung 8.

Die Anforderung, dh automatische Fehlererkennung und die Fähigkeit, die Sicherheitsfunktion auszuführen, auch wenn irgendwo ein Fehler aufgetreten ist, kann durch zweikanalige Kontrollstrukturen und durch gegenseitige Überwachung der beiden Kanäle erfüllt werden.

Nur bei Maschinensteuerungen müssen die gefährlichen Ausfälle untersucht werden. Es sollte beachtet werden, dass es zwei Arten von Fehlern gibt:

  • Ungefährlich Störungen sind solche, die nach ihrem Auftreten einen „sicheren Zustand“ der Maschine herbeiführen, indem sie ein Abschalten des Motors bewirken.
  • Gefährlich Störungen sind solche, die nach ihrem Auftreten einen „unsicheren Zustand“ der Maschine bewirken, da der Motor nicht abgeschaltet werden kann oder der Motor sich unerwartet in Bewegung setzt.

Kategorie 4

Kategorie 4 sieht typischerweise das Anlegen eines dynamischen, sich kontinuierlich ändernden Signals am Eingang vor. Das Vorhandensein eines dynamischen Signals auf dem Ausgabemittel Laufen ("1"), und das Fehlen eines dynamischen Signalmittels halt („0“).

Für solche Schaltungen ist es typisch, dass nach dem Ausfall irgendeiner Komponente das dynamische Signal am Ausgang nicht mehr zur Verfügung steht. (Anmerkung: Das statische Potential am Ausgang ist unerheblich.) Solche Schaltungen können als „ausfallsicher“ bezeichnet werden. Alle Fehler werden sofort offengelegt, nicht nach der ersten Änderung (wie bei Schaltungen der Kategorie 3).

Weitere Anmerkungen zu den Kontrollkategorien

Tabelle 1 ist für übliche Maschinensteuerungen entwickelt worden und zeigt nur die prinzipiellen Schaltungsstrukturen; laut Maschinenrichtlinie sollte sie unter der Annahme berechnet werden, dass in einem Maschinenzyklus nur ein Fehler auftritt. Deshalb muss die Sicherheitsfunktion bei zwei gleichzeitigen Ausfällen nicht ausgeführt werden. Es wird davon ausgegangen, dass ein Fehler innerhalb eines Maschinenzyklus erkannt wird. Die Maschine wird angehalten und anschließend repariert. Danach startet die Steuerung wieder, voll funktionsfähig, ohne Ausfälle.

Die erste Absicht des Konstrukteurs sollte darin bestehen, „stehende“ Fehler nicht zuzulassen, die während eines Zyklus nicht erkannt würden, da sie später mit neu auftretenden Fehlern kombiniert werden könnten (Fehlerkumulation). Solche Kombinationen (ein dauerhafter Fehler und ein neuer Fehler) können selbst bei Schaltkreisen der Kategorie 3 zu einer Fehlfunktion führen.

Trotz dieser Taktiken ist es möglich, dass zwei unabhängige Ausfälle gleichzeitig innerhalb desselben Maschinenzyklus auftreten. Es ist nur sehr unwahrscheinlich, insbesondere wenn hochzuverlässige Komponenten verwendet wurden. Für Anwendungen mit sehr hohem Risiko sollten drei oder mehr Unterkanäle verwendet werden. Diese Philosophie basiert auf der Tatsache, dass die mittlere Zeit zwischen Ausfällen viel länger ist als der Maschinenzyklus.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Tabelle nicht weiter ausgebaut werden kann. Tabelle 1 ist grundsätzlich und strukturell der in EN 2-954 verwendeten Tabelle 1 sehr ähnlich. Es wird jedoch nicht versucht, zu viele Sortierkriterien aufzunehmen. Die Anforderungen werden nach den strengen Gesetzen der Logik definiert, sodass nur eindeutige Antworten (JA oder NEIN) zu erwarten sind. Dies ermöglicht eine genauere Bewertung, Sortierung und Klassifizierung der eingereichten Schaltungen (sicherheitsrelevante Kanäle) und nicht zuletzt eine deutliche Verbesserung der Reproduzierbarkeit der Bewertung.

Ideal wäre es, wenn man Risiken in verschiedene Risikostufen einteilen und dann eine eindeutige Verknüpfung zwischen Risikostufen und Kategorien herstellen könnte, und das alles unabhängig von der eingesetzten Technologie. Dies ist jedoch nicht vollständig möglich. Schon früh nach der Erstellung der Kategorien wurde deutlich, dass selbst bei gleicher Technologie diverse Fragen nicht ausreichend beantwortet wurden. Was ist besser: eine sehr zuverlässige und gut konstruierte Komponente der Kategorie 1 oder ein System, das die Anforderungen der Kategorie 3 mit geringer Zuverlässigkeit erfüllt?

Um dieses Dilemma zu erklären, muss man zwischen zwei Qualitäten unterscheiden: Zuverlässigkeit und Sicherheit (gegen Ausfälle). Sie sind nicht vergleichbar, da diese beiden Qualitäten unterschiedliche Eigenschaften haben:

  • Das Bauteil mit der höchsten Zuverlässigkeit hat die unangenehme Eigenschaft, dass im Fehlerfall (wenn auch höchst unwahrscheinlich) die Funktion wegfällt.
  • Systeme der Kategorie 3, bei denen auch bei einem Ausfall die Funktion erfüllt wird, sind nicht sicher gegen zwei Ausfälle gleichzeitig (wichtig kann sein, ob ausreichend zuverlässige Komponenten verwendet wurden).

In Anbetracht des oben Gesagten kann es sein, dass die beste Lösung (aus Sicht des hohen Risikos) darin besteht, hochzuverlässige Komponenten zu verwenden und sie so zu konfigurieren, dass die Schaltung gegen mindestens einen Ausfall (vorzugsweise mehr) sicher ist. Es ist klar, dass eine solche Lösung nicht die wirtschaftlichste ist. In der Praxis ist der Optimierungsprozess meist die Folge all dieser Einflüsse und Überlegungen.

Erfahrungen mit der praktischen Verwendung der Kategorien zeigen, dass es selten möglich ist, ein Steuerungssystem zu entwerfen, das durchgehend nur eine Kategorie verwenden kann. Typisch ist die Kombination aus zwei oder sogar drei Teilen, die jeweils einer anderen Kategorie angehören, wie im folgenden Beispiel dargestellt:

Viele Sicherheitslichtschranken sind in Kategorie 4 ausgelegt, wobei ein Kanal mit einem dynamischen Signal arbeitet. Am Ende dieses Systems befinden sich in der Regel zwei sich gegenseitig überwachende Teilkanäle, die mit statischen Signalen arbeiten. (Dies erfüllt die Anforderungen für Kategorie 3.)

Nach EN 50100 werden solche Lichtschranken klassifiziert als Typ 4 berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen, obwohl sie aus zwei Teilen bestehen. Leider gibt es keine Einigung darüber, wie Steuersysteme bezeichnet werden sollen, die aus zwei oder mehr Teilen bestehen, wobei jeder Teil einer anderen Kategorie angehört.

Programmierbare elektronische Systeme (PES)

Die Grundsätze zur Erstellung von Tabelle 1 lassen sich natürlich mit gewissen Einschränkungen auch allgemein auf PES übertragen.

Nur-PES-System

Bei der Verwendung von PESs zur Steuerung werden die Informationen über eine große Anzahl von Komponenten vom Sensor zum Aktivator übertragen. Darüber hinaus durchläuft es sogar Software. (Siehe Abbildung 12).

Abbildung 12. Schaltung eines PES-Systems

SAF62F14

Obwohl moderne PES sehr zuverlässig sind, ist die Zuverlässigkeit nicht so hoch, wie es für die Verarbeitung von Sicherheitsfunktionen erforderlich sein könnte. Darüber hinaus sind die üblichen PES-Systeme nicht sicher genug, da sie im Fehlerfall die sicherheitsrelevante Funktion nicht erfüllen. Daher ist die Verwendung von PES zur Verarbeitung von Sicherheitsfunktionen ohne zusätzliche Maßnahmen nicht zulässig.

Sehr risikoarme Anwendungen: Systeme mit einem PES und zusätzlichen Maßnahmen

Bei Verwendung eines einzelnen PES zur Steuerung besteht das System aus den folgenden Hauptteilen:

Eingabeteil

Die Zuverlässigkeit eines Sensors und eines Eingangs eines PES kann verbessert werden, indem sie verdoppelt werden. Eine solche Doppelsystem-Eingabekonfiguration kann weiter durch Software überwacht werden, um zu prüfen, ob beide Subsysteme die gleichen Informationen liefern. Somit können die Fehler im Eingangsteil erkannt werden. Dies ist fast die gleiche Philosophie wie für Kategorie 3 erforderlich. Da die Überwachung jedoch durch Software und nur einmal erfolgt, kann dies als 3- (oder nicht so zuverlässig wie 3) bezeichnet werden.

Mittelteil

Obwohl dieser Teil nicht gut verdoppelt werden kann, kann er getestet werden. Beim Einschalten (oder während des Betriebs) kann eine Überprüfung des gesamten Befehlssatzes durchgeführt werden. In gleichen Abständen kann der Speicher auch durch geeignete Bitmuster überprüft werden. Wenn solche Überprüfungen ohne Fehler durchgeführt werden, funktionieren beide Teile, CPU und Speicher, offensichtlich ordnungsgemäß. Der Mittelteil weist einige typische Merkmale der Kategorie 4 (dynamisches Signal) und andere typische Merkmale der Kategorie 2 (regelmäßige Prüfung in angemessenen Abständen) auf. Das Problem ist, dass diese Tests trotz ihres Umfangs nicht wirklich vollständig sein können, da das One-PES-System sie von Natur aus nicht zulässt.

Ausgangsteil

Ähnlich wie ein Input kann auch der Output (inklusive Aktivatoren) verdoppelt werden. Beide Subsysteme können hinsichtlich des gleichen Ergebnisses überwacht werden. Fehler werden erkannt und die Sicherheitsfunktion wird ausgeführt. Allerdings gibt es die gleichen Schwachstellen wie im Eingabeteil. Folglich wird in diesem Fall die Kategorie 3 gewählt.

In Abbildung 13 wird die gleiche Funktion auf Relais übertragen A und B. Die Steuerkontakte a und b, teilt dann zwei Eingabesystemen mit, ob beide Relais die gleiche Arbeit verrichten (es sei denn, es liegt ein Fehler in einem der Kanäle vor). Die Überwachung erfolgt wieder per Software.

Abbildung 13. Eine PES-Schaltung mit einem Fehlererkennungssystem

SAF62F13

Das gesamte System kann als Kategorie 3-/4/2/3- bezeichnet werden, wenn es richtig und umfassend durchgeführt wird. Dennoch können die oben beschriebenen Schwachstellen solcher Systeme nicht vollständig beseitigt werden. Tatsächlich werden verbesserte PES nur dort für sicherheitsrelevante Funktionen eingesetzt, wo die Risiken eher gering sind (Hölscher und Rader 1984).

Anwendungen mit geringem und mittlerem Risiko mit einem PES

Heute ist fast jede Maschine mit einer PES-Steuerung ausgestattet. Um das Problem der unzureichenden Zuverlässigkeit und meist unzureichenden Ausfallsicherheit zu lösen, werden üblicherweise die folgenden Entwurfsmethoden verwendet:

  • Bei relativ einfachen Maschinen wie Aufzügen werden die Funktionen in zwei Gruppen eingeteilt: (1) die nicht sicherheitsrelevanten Funktionen werden vom PES verarbeitet; (2) die sicherheitsrelevanten Funktionen werden in einer Kette (Sicherheitskreis) zusammengefasst und außerhalb des PES verarbeitet (siehe Abbildung 14).

 

Abbildung 14. Stand der Technik für Stoppkategorie 0

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  • Das oben angegebene Verfahren ist für komplexere Maschinen nicht geeignet. Ein Grund dafür ist, dass solche Lösungen meist nicht sicher genug sind. Für Anwendungen mit mittlerem Risiko sollten Lösungen die Anforderungen für Kategorie 3 erfüllen. Allgemeine Vorstellungen, wie solche Konstruktionen aussehen können, sind in Abbildung 15 und Abbildung 16 dargestellt.

 

Abbildung 15. Stand der Technik für Stoppkategorie 1

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Abbildung 16. Stand der Technik für Stoppkategorie 2

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Anwendungen mit hohem Risiko: Systeme mit zwei (oder mehr) PES

Abgesehen von Komplexität und Kosten gibt es keine anderen Faktoren, die Designer daran hindern würden, vollständig verdoppelte PES-Systeme wie Siemens Simatic S5-115F, 3B6 Typ CAR-MIL usw. zu verwenden. Diese umfassen typischerweise zwei identische PES mit homogener Software und gehen von der Verwendung von „bewährten“ PES und „bewährten“ Compilern aus (ein bewährter PES oder Compiler kann als einer angesehen werden, der in vielen praktischen Anwendungen über 3 oder mehr Jahre verwendet wurde hat gezeigt, dass systematische Fehler offensichtlich eliminiert wurden). Obwohl diese doppelten PES-Systeme nicht die Schwachpunkte von Einzel-PES-Systemen haben, bedeutet dies nicht, dass doppelte PES-Systeme alle Probleme lösen. (Siehe Abbildung 17).

Abbildung 17. Anspruchsvolles System mit zwei PES

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Systematische Fehler

Systematische Fehler können aus Fehlern in Spezifikationen, Design und anderen Ursachen resultieren und sowohl in der Hardware als auch in der Software vorhanden sein. Doppel-PES-Systeme eignen sich für den Einsatz in sicherheitsgerichteten Anwendungen. Solche Konfigurationen ermöglichen die Erkennung zufälliger Hardwarefehler. Durch Hardwarediversität, wie z. B. die Verwendung zweier unterschiedlicher Typen oder Produkte zweier verschiedener Hersteller, könnten systematische Hardwareausfälle aufgedeckt werden (es ist sehr unwahrscheinlich, dass ein identischer Hardwaresystemausfall in beiden PES auftritt).

Software

Software ist ein neues Element in Sicherheitsbetrachtungen. Software ist entweder richtig oder falsch (in Bezug auf Ausfälle). Einmal richtig, kann Software nicht sofort falsch werden (im Vergleich zu Hardware). Ziel ist es, alle Fehler in der Software zu beseitigen oder zumindest zu identifizieren.

Es gibt verschiedene Wege, dieses Ziel zu erreichen. Einer ist der Überprüfung des Programms (eine zweite Person versucht in einem anschließenden Test, die Fehler zu entdecken). Eine andere Möglichkeit ist Vielfalt der Software, bei der zwei unterschiedliche Programme, geschrieben von zwei Programmierern, dasselbe Problem behandeln. Sind die Ergebnisse (innerhalb gewisser Grenzen) identisch, kann davon ausgegangen werden, dass beide Programmteile korrekt sind. Sind die Ergebnisse unterschiedlich, wird vermutet, dass Fehler vorliegen. (NB, Die Architektur der Hardware natürlich auch berücksichtigt werden.)

Zusammenfassung

Beim Einsatz von PES sind generell die gleichen folgenden Grundüberlegungen zu berücksichtigen (wie in den vorangegangenen Abschnitten beschrieben).

  • Ein Steuerungssystem ohne Redundanz darf der Kategorie B zugeordnet werden. Ein Steuerungssystem mit zusätzlichen Maßnahmen darf Kategorie 1 oder höher, jedoch nicht höher als 2 sein.
  • Ein zweiteiliges Kontrollsystem mit gegenseitigem Ergebnisvergleich kann der Kategorie 3 zugeordnet werden. Ein zweiteiliges Kontrollsystem mit gegenseitigem Ergebnisvergleich und mehr oder weniger Diversität kann der Kategorie 3 zugeordnet werden und ist für Anwendungen mit höherem Risiko geeignet.

Neu ist, dass für das System mit PES auch Software auf Korrektheit hin bewertet werden sollte. Software ist, wenn sie korrekt ist, zu 100 % zuverlässig. In diesem Stadium der technologischen Entwicklung werden wahrscheinlich nicht die bestmöglichen und bekannten technischen Lösungen verwendet, da die limitierenden Faktoren immer noch wirtschaftlicher Natur sind. Darüber hinaus entwickeln verschiedene Expertengruppen die Standards für Sicherheitsanwendungen von PES weiter (z. B. EC, EWICS). Obwohl bereits verschiedene Normen verfügbar sind (VDE0801, IEC65A usw.), ist diese Angelegenheit so umfassend und komplex, dass keine davon als endgültig angesehen werden kann.

 

Zurück

Immer wenn einfache und konventionelle Produktionsmittel wie Werkzeugmaschinen automatisiert werden, entstehen komplexe technische Systeme sowie neue Gefährdungen. Diese Automatisierung wird durch die Verwendung von Computer Numeric Control (CNC)-Systemen auf Werkzeugmaschinen erreicht, die sog CNC-Werkzeugmaschinen (z. B. Fräsmaschinen, Bearbeitungszentren, Bohrer und Schleifmaschinen). Um das Gefährdungspotential automatischer Werkzeuge erkennen zu können, sollten die verschiedenen Betriebsarten der einzelnen Systeme analysiert werden. Bisher durchgeführte Analysen weisen darauf hin, dass zwischen zwei Betriebsarten unterschieden werden sollte: dem Normalbetrieb und dem Sonderbetrieb.

Die Sicherheitsanforderungen an CNC-Werkzeugmaschinen lassen sich oft nicht in konkreten Maßnahmen vorschreiben. Das mag daran liegen, dass es zu wenige gerätespezifische Vorschriften und Normen gibt, die konkrete Lösungen bieten. Sicherheitsanforderungen können nur ermittelt werden, wenn die möglichen Gefährdungen durch eine Gefährdungsanalyse systematisch identifiziert werden, insbesondere wenn diese komplexen technischen Anlagen mit frei programmierbaren Steuerungen ausgestattet sind (wie bei CNC-Werkzeugmaschinen).

Bei neu entwickelten CNC-Werkzeugmaschinen ist der Hersteller verpflichtet, eine Gefährdungsanalyse an der Anlage durchzuführen, um eventuell vorhandene Gefahren zu erkennen und durch konstruktive Lösungen aufzuzeigen, dass alle Gefährdungen für Personen in allen Fällen ausgeschlossen sind unterschiedliche Betriebsarten entfallen. Alle identifizierten Gefährdungen müssen einer Gefährdungsbeurteilung unterzogen werden, wobei jedes Risiko eines Ereignisses vom Schadensumfang und der möglichen Eintrittshäufigkeit abhängt. Die zu bewertende Gefährdung erhält zusätzlich eine Risikokategorie (minimiert, normal, erhöht). Wo das Risiko aufgrund der Gefährdungsbeurteilung nicht akzeptiert werden kann, müssen Lösungen (Sicherheitsmaßnahmen) gefunden werden. Der Zweck dieser Lösungen besteht darin, die Häufigkeit des Auftretens und den Schadensumfang eines ungeplanten und potenziell gefährlichen Zwischenfalls (eines „Ereignisses“) zu verringern.

Die Lösungsansätze für normale und erhöhte Risiken liegen in der indirekten und direkten Sicherheitstechnik; für minimierte risiken sind sie in der sicherheitstechnik zu finden:

  • Direkte Sicherheitstechnik. Bei der Konstruktion wird darauf geachtet, jegliche Gefahren zu beseitigen (z. B. Beseitigung von Scher- und Einklemmstellen).
  • Indirekte Sicherheitstechnik. Die Gefahr bleibt. Das Hinzufügen technischer Vorkehrungen verhindert jedoch, dass die Gefahr zu einem Ereignis wird (z. B. können solche Vorkehrungen die Verhinderung des Zugangs zu gefährlichen beweglichen Teilen durch physische Schutzhauben, die Bereitstellung von Sicherheitsvorrichtungen, die den Strom abschalten, und die Abschirmung vor Flug umfassen Teile mit Schutzvorrichtungen usw.).
  • Überweisungssicherheitstechnologie. Dies gilt nur für Restgefahren und minimierte Risiken, also Gefahren, die durch menschliche Faktoren zu einem Ereignis führen können. Durch entsprechendes Verhalten der betroffenen Person (z. B. Verhaltenshinweise in Betriebs- und Wartungsanleitungen, Personalschulung etc.) kann der Eintritt eines solchen Ereignisses verhindert werden.

 

Internationale Sicherheitsanforderungen

Die EG-Maschinenrichtlinie (89/392/EWG) von 1989 legt die wichtigsten Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen für Maschinen fest. (Im Sinne der Maschinenrichtlinie ist eine Maschine die Gesamtheit miteinander verbundener Teile oder Geräte, von denen mindestens eines bewegt werden kann und dementsprechend eine Funktion hat.) Darüber hinaus werden einzelne Normen von internationalen Normungsgremien erstellt, um dies möglichst zu veranschaulichen Lösungen (z. B. durch Beachtung grundlegender Sicherheitsaspekte oder durch Untersuchung elektrischer Ausrüstungen von Industriemaschinen). Ziel dieser Normen ist es, Schutzziele festzulegen. Diese internationalen Sicherheitsanforderungen geben Herstellern die notwendige Rechtsgrundlage, um diese Anforderungen in den oben genannten Gefahrenanalysen und Risikobewertungen zu spezifizieren.

Betriebsarten

Beim Einsatz von Werkzeugmaschinen wird zwischen Normalbetrieb und Sonderbetrieb unterschieden. Statistiken und Untersuchungen zeigen, dass die Mehrzahl der Vorfälle und Unfälle nicht im Normalbetrieb (dh während der automatischen Erfüllung des betreffenden Auftrags) stattfinden. Bei dieser Art von Maschinen und Anlagen liegt der Schwerpunkt auf speziellen Betriebsarten wie Inbetriebnahme, Einrichten, Programmieren, Testläufen, Kontrollen, Störungsbeseitigung oder Wartung. In diesen Betriebsarten befinden sich Personen in der Regel im Gefahrenbereich. Das Sicherheitskonzept muss das Personal in solchen Situationen vor schädlichen Ereignissen schützen.

Normale Operation

Für automatische Maschinen im Normalbetrieb gilt: (1) die Maschine erfüllt die Aufgabe, für die sie konstruiert und gebaut wurde, ohne weiteres Eingreifen des Bedieners, und (2) angewandt auf eine einfache Drehmaschine bedeutet dies, dass a Das Werkstück wird in die richtige Form gedreht und es entstehen Späne. Wenn das Werkstück manuell gewechselt wird, ist das Wechseln des Werkstücks eine besondere Betriebsart.

Spezielle Betriebsarten

Sonderbetriebsarten sind Arbeitsvorgänge, die einen normalen Betrieb ermöglichen. Darunter fallen beispielsweise Werkstück- oder Werkzeugwechsel, Störungsbeseitigung im Produktionsprozess, Behebung einer Maschinenstörung, Einrichten, Programmieren, Testläufe, Reinigen und Warten. Im Normalbetrieb erfüllen automatische Systeme ihre Aufgaben selbstständig. Aus Sicht der Arbeitssicherheit wird der automatische Normalbetrieb jedoch dann kritisch, wenn der Bediener in Arbeitsabläufe eingreifen muss. Die an solchen Prozessen beteiligten Personen dürfen unter keinen Umständen Gefahren ausgesetzt werden.

Personal

Bei der Absicherung von Werkzeugmaschinen ist sowohl auf die in den verschiedenen Betriebsarten tätigen Personen als auch auf Dritte Rücksicht zu nehmen. Als Dritte gelten auch mittelbar an der Maschine Beteiligte wie Vorgesetzte, Inspektoren, Hilfskräfte für Materialtransporte und Demontagearbeiten, Besucher und andere.

Anforderungen und Sicherheitsmaßnahmen für Maschinenzubehör

Eingriffe bei Arbeiten in Sonderbetriebsarten erfordern den Einsatz von speziellem Zubehör, um ein sicheres Arbeiten zu gewährleisten. Das erster Typ Zu den Zubehörteilen gehören Geräte und Gegenstände, mit denen in den automatischen Prozess eingegriffen werden kann, ohne dass der Bediener einen Gefahrenbereich betreten muss. Zu dieser Art von Zubehör gehören (1) Spänehaken und -zangen, die so konstruiert sind, dass Späne im Bearbeitungsbereich durch die in den Schutzeinrichtungen vorgesehenen Öffnungen entfernt oder weggezogen werden können, und (2) Werkstückspannvorrichtungen, mit denen das Produktionsmaterial kann manuell in einen automatischen Zyklus eingefügt oder daraus entfernt werden

Verschiedene Sonderbetriebsarten – beispielsweise Sanierungsarbeiten oder Wartungsarbeiten – machen es erforderlich, dass Personal in eine Anlage eingreift. Auch für diese Fälle gibt es eine ganze Reihe von Maschinenzubehör, das die Arbeitssicherheit erhöhen soll – zum Beispiel Vorrichtungen zur Handhabung schwerer Schleifscheiben beim Schleifmaschinenwechsel sowie spezielle Krangehänge für die Demontage oder Montage schwerer Komponenten im Einsatz Maschinen werden überholt. Diese Geräte sind die zweiter Typ von Maschinenzubehör zur Erhöhung der Sicherheit bei Arbeiten in Sonderbetrieben. Als zweite Art von Maschinenzubehör können auch spezielle Betriebsleitsysteme angesehen werden. Mit solchem ​​Zubehör können bestimmte Tätigkeiten sicher ausgeführt werden – zum Beispiel kann eine Vorrichtung in den Maschinenachsen aufgebaut werden, wenn Vorschubbewegungen bei geöffneten Schutzeinrichtungen erforderlich sind.

Diese speziellen Betriebsleitsysteme müssen besonderen Sicherheitsanforderungen genügen. Beispielsweise müssen sie sicherstellen, dass nur die angeforderte Beförderung in der angeforderten Weise und nur so lange wie angefordert durchgeführt wird. Die Sonderbetriebsführung muss daher so gestaltet sein, dass Fehlhandlungen nicht in gefährliche Bewegungen oder Zustände übergehen.

Als Ausrüstung, die den Automatisierungsgrad einer Anlage erhöht, kann gelten a dritter Typ von Maschinenzubehör zur Erhöhung der Arbeitssicherheit. Tätigkeiten, die bisher manuell ausgeführt wurden, erledigt die Maschine im Normalbetrieb automatisch, wie z. B. Anlagen wie Portallader, die die Werkstücke an Werkzeugmaschinen automatisch wechseln. Die Absicherung des automatischen Normalbetriebs bereitet wenig Probleme, da der Eingriff einer Bedienperson in den Ablauf unnötig ist und mögliche Eingriffe durch Sicherheitseinrichtungen verhindert werden können.

Anforderungen und Sicherheitsmaßnahmen für die Automatisierung von Werkzeugmaschinen

Leider hat die Automatisierung nicht zur Beseitigung von Unfällen in Produktionsanlagen geführt. Untersuchungen zeigen lediglich eine Verschiebung des Unfallgeschehens vom Normal- zum Sonderbetrieb, vor allem durch die Automatisierung des Normalbetriebs, so dass Eingriffe in den Produktionsablauf nicht mehr erforderlich sind und das Personal somit keiner Gefährdung mehr ausgesetzt ist. Andererseits sind hochautomatisierte Maschinen komplexe Systeme, die im Fehlerfall schwer einzuschätzen sind. Auch die zur Störungsbeseitigung eingesetzten Fachkräfte können dies nicht immer unfallfrei erledigen. Die Menge an Software, die für den Betrieb immer komplexerer Maschinen benötigt wird, nimmt an Umfang und Komplexität zu, was dazu führt, dass immer mehr Elektro- und Inbetriebsetzungsingenieure Unfälle erleiden. Eine fehlerfreie Software gibt es nicht, und Änderungen in der Software führen oft zu Änderungen an anderer Stelle, die weder erwartet noch gewollt waren. Um die Sicherheit nicht zu beeinträchtigen, dürfen gefährliche Fehlverhalten durch Fremdeinwirkung und Bauteilausfälle nicht möglich sein. Diese Bedingung kann nur erfüllt werden, wenn der Sicherheitskreis möglichst einfach aufgebaut und von der übrigen Steuerung getrennt ist. Auch die im Sicherheitskreis verwendeten Elemente oder Baugruppen müssen ausfallsicher sein.

Es ist die Aufgabe des Konstrukteurs, Designs zu entwickeln, die den Sicherheitsanforderungen genügen. Der Konstrukteur kommt nicht umhin, die notwendigen Arbeitsabläufe, einschließlich der speziellen Betriebsweisen, sorgfältig zu berücksichtigen. Welche sicheren Arbeitsverfahren erforderlich sind, muss analysiert und dem Bedienpersonal bekannt gemacht werden. In den meisten Fällen wird eine Steuerung für den Sonderbetrieb erforderlich sein. Die Steuerung beobachtet oder regelt in der Regel eine Bewegung, während gleichzeitig keine andere Bewegung ausgelöst werden muss (da für diese Arbeit keine andere Bewegung benötigt wird und somit auch keine vom Bediener erwartet wird). Die Steuerung muss in den verschiedenen Sonderbetriebsarten nicht notwendigerweise die gleichen Aufgaben übernehmen.

Anforderungen und Sicherheitsmaßnahmen im Normal- und Sonderbetrieb

Normale Operation

Die Festlegung von Sicherheitszielen sollte den technischen Fortschritt nicht behindern, da angepasste Lösungen gewählt werden können. Der Einsatz von CNC-Werkzeugmaschinen stellt höchste Anforderungen an Gefahrenanalyse, Risikobeurteilung und Sicherheitskonzepte. Im Folgenden werden einige Sicherheitsziele und mögliche Lösungen näher beschrieben.

Sicherheitsziel

  • Der manuelle oder physische Zugang zu Gefahrenbereichen während automatischer Bewegungen muss verhindert werden.

 

Mögliche Lösungen

  • Verhindern Sie den manuellen oder physischen Zugang zu Gefahrenbereichen durch mechanische Barrieren.
  • Sehen Sie Sicherheitseinrichtungen vor, die bei Annäherung ansprechen (Lichtschranken, Schaltmatten) und schalten Sie Maschinen bei Eingriffen oder Betreten sicher ab.
  • Erlauben Sie manuellen oder physischen Zugang zu Maschinen (oder deren Umgebung) nur, wenn sich das gesamte System in einem sicheren Zustand befindet (z. B. durch Verwendung von Verriegelungsvorrichtungen mit Schließmechanismen an den Zugangstüren).

 

Sicherheitsziel

  • Personenschäden durch freigesetzte Energie (umherfliegende Teile oder Energiestrahlen) sind auszuschließen.

 

Mögliche Lösung

  • Verhindern Sie das Freisetzen von Energie aus dem Gefahrenbereich – zum Beispiel durch eine entsprechend dimensionierte Schutzhaube.

 

Sonderbetrieb

Die Schnittstellen zwischen Normalbetrieb und Sonderbetrieb (z. B. Türverriegelungen, Lichtschranken, Schaltmatten) sind notwendig, damit die Sicherheitssteuerung automatisch die Anwesenheit von Personen erkennen kann. Im Folgenden werden bestimmte Sonderbetriebsarten (z. B. Einrichten, Programmieren) an CNC-Werkzeugmaschinen beschrieben, die Bewegungen erfordern, die direkt am Einsatzort beurteilt werden müssen.

Sicherheitsziele

  • Bewegungen dürfen nur so erfolgen, dass sie keine Gefahr für die betroffenen Personen darstellen können. Solche Bewegungen dürfen nur im vorgesehenen Stil und Tempo ausgeführt und nur so lange wie angewiesen fortgesetzt werden.
  • Sie sind nur dann zu versuchen, wenn sichergestellt ist, dass sich keine Körperteile im Gefahrenbereich befinden.

 

Mögliche Lösung

  • Installieren Sie spezielle Bediensysteme, die nur kontrollierbare und handhabbare Bewegungen per Fingertipp über „quittierende“ Drucktaster zulassen. Die Bewegungsgeschwindigkeit wird somit sicher reduziert (sofern die Energie durch einen Trenntransformator oder ähnliche Überwachungseinrichtungen reduziert wurde).

 

Anforderungen an Sicherheitssteuerungen

Zu den Merkmalen einer Sicherheitssteuerung muss gehören, dass die Sicherheitsfunktion im Fehlerfall gewährleistet ist, um Prozesse aus einem gefährlichen Zustand in einen sicheren Zustand zu lenken.

Sicherheitsziele

  • Ein Fehler in der Sicherheitssteuerung darf keinen gefährlichen Zustand auslösen.
  • Ein Fehler in der Sicherheitssteuerung muss erkannt werden (sofort oder in Intervallen).

 

Mögliche Lösungen

  • Richten Sie ein redundantes und vielfältiges Layout elektromechanischer Steuerungssysteme ein, einschließlich Testschaltungen.
  • Richten Sie eine redundante und vielfältige Einrichtung von Mikroprozessor-Steuerungssystemen ein, die von verschiedenen Teams entwickelt wurden. Dieser Ansatz gilt beispielsweise bei Sicherheitslichtschranken als Stand der Technik.

 

Fazit

Es zeigt sich, dass die zunehmende Unfallhäufigkeit im Normal- und Sonderbetrieb ohne ein klares und unverwechselbares Sicherheitskonzept nicht aufzuhalten ist. Diese Tatsache muss bei der Erstellung von Sicherheitsvorschriften und Richtlinien berücksichtigt werden. Neue Richtlinien in Form von Sicherheitszielen sind notwendig, um fortschrittliche Lösungen zu ermöglichen. Dieses Ziel ermöglicht es Konstrukteuren, die optimale Lösung für einen bestimmten Fall auszuwählen und gleichzeitig die Sicherheitsmerkmale ihrer Maschinen auf relativ einfache Weise zu demonstrieren, indem sie eine Lösung für jedes Sicherheitsziel beschreiben. Diese Lösung kann dann mit anderen bestehenden und akzeptierten Lösungen verglichen werden, und wenn sie besser oder zumindest gleichwertig ist, kann dann eine neue Lösung gewählt werden. So wird der Fortschritt nicht durch eng formulierte Vorschriften behindert.


Hauptmerkmale der EWG-Maschinenrichtlinie

Für jeden einzelnen Staat gilt die Richtlinie des Rates vom 14. Juni 1989 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über Maschinen (89/392/EWG).

  • Jeder einzelne Staat muss die Richtlinie in seine Gesetzgebung integrieren.
  • Gültig ab 1. Januar 1993.
  • Fordert, dass sich alle Hersteller an den Stand der Technik halten.
  • Der Hersteller muss eine technische Konstruktionsakte erstellen, die vollständige Informationen zu allen grundlegenden Aspekten der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes enthält.
  • Der Hersteller muss die Konformitätserklärung und die CE-Kennzeichnung der Maschinen ausstellen.
  • Das Versäumnis, einer staatlichen Überwachungsstelle eine vollständige technische Dokumentation zur Verfügung zu stellen, gilt als Nichterfüllung der Maschinenrichtlinie. Ein EWG-weites Verkaufsverbot kann die Folge sein.

 

Sicherheitsziele für den Bau und Einsatz von CNC-Werkzeugmaschinen

1. Drehmaschinen

1.1 Normaler Betriebsmodus

1.1.1 Der Arbeitsbereich ist so abzusichern, dass der Gefahrenbereich automatischer Bewegungen weder absichtlich noch unbeabsichtigt erreicht oder betreten werden kann.

1.1.2 Das Werkzeugmagazin ist so abzusichern, dass es unmöglich ist, die Gefahrenbereiche automatischer Bewegungen zu erreichen oder zu betreten, weder beabsichtigt noch unbeabsichtigt.

1.1.3 Das Werkstückmagazin ist so abzusichern, dass es unmöglich ist, die Gefahrenbereiche automatischer Bewegungen zu erreichen oder zu betreten, weder beabsichtigt noch unbeabsichtigt.

1.1.4 Die Späneabfuhr darf nicht zu Personenschäden durch Späne oder bewegliche Teile der Maschine führen.

1.1.5 Personenschäden durch Eingreifen in Antriebssysteme sind zu vermeiden.

1.1.6 Das Hineingreifen in die Gefahrenbereiche sich bewegender Späneförderer muss verhindert werden.

1.1.7 Durch umherfliegende Werkstücke oder Teile davon dürfen weder Bediener noch Dritte verletzt werden.

Dies kann beispielsweise vorkommen

  • wegen unzureichender Klemmung
  • durch unzulässige Schnittkraft
  • durch unzulässige Drehzahl
  • durch Kollision mit Werkzeug- oder Maschinenteilen
  • durch Werkstückbruch
  • aufgrund defekter Spannvorrichtungen
  • wegen Stromausfall

 

1.1.8 Durch umherfliegende Werkstückspannvorrichtungen darf kein Personenschaden entstehen.

1.1.9 Durch umherfliegende Späne darf kein Personenschaden entstehen.

1.1.10 Durch umherfliegende Werkzeuge oder Teile davon darf kein Personenschaden entstehen.

Dies kann beispielsweise vorkommen

  • aufgrund von Materialfehlern
  • durch unzulässige Schnittkraft
  • B. durch Kollision mit dem Werkstück oder einem Maschinenteil
  • durch unzureichendes Klemmen oder Anziehen

 

1.2 Besondere Betriebsarten

1.2.1 Werkstückwechsel.

1.2.1.1 Die Werkstückspannung muss so erfolgen, dass keine Körperteile zwischen schließenden Spannvorrichtungen und Werkstück oder zwischen vorlaufender Hülsenspitze und Werkstück eingeklemmt werden können.

1.2.1.2 Das Anlaufen eines Antriebs (Spindeln, Achsen, Pinolen, Revolverköpfe oder Späneförderer) infolge eines fehlerhaften oder ungültigen Befehls muss verhindert werden.

1.2.1.3 Das Werkstück muss von Hand oder mit Werkzeugen gefahrlos manipuliert werden können.

1.2.2 Werkzeugwechsel im Werkzeughalter oder Werkzeugrevolverkopf.

1.2.2.1 Gefährdungen durch fehlerhaftes Verhalten des Systems oder durch Eingabe eines ungültigen Befehls müssen verhindert werden.

1.2.3 Werkzeugwechsel im Werkzeugmagazin.

1.2.3.1 Bewegungen im Werkzeugmagazin infolge eines fehlerhaften oder ungültigen Befehls müssen beim Werkzeugwechsel verhindert werden.

1.2.3.2 Von der Werkzeugbeladestation darf nicht in andere bewegliche Maschinenteile gegriffen werden können.

1.2.3.3 Beim Weiterfahren des Werkzeugmagazins oder beim Suchen darf nicht in Gefahrenbereiche gegriffen werden können. Bei abgenommenen Schutzeinrichtungen für den Normalbetrieb dürfen diese Bewegungen nur der vorgesehenen Art und nur während der angeordneten Zeit und nur dann durchgeführt werden, wenn sichergestellt ist, dass sich keine Körperteile in diesen Gefahrenbereichen befinden .

1.2.4 Messkontrolle.

1.2.4.1 Das Hineingreifen in den Arbeitsbereich darf erst möglich sein, nachdem alle Bewegungen zum Stillstand gebracht wurden.

1.2.4.2 Das Starten eines Antriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

1.2.5 Einrichtung.

1.2.5.1 Werden Bewegungen während des Rüstens bei entfernten Schutzeinrichtungen für den Normalbetrieb ausgeführt, muss der Bediener auf andere Weise abgesichert werden.

1.2.5.2 Aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe dürfen keine gefährlichen Bewegungen oder Bewegungsänderungen eingeleitet werden.

1.2.6 Programmierung.

1.2.6.1 Während der Programmierung dürfen keine Bewegungen eingeleitet werden, die eine Person im Arbeitsbereich gefährden.

1.2.7 Produktionsfehler.

1.2.7.1 Das Anlaufen eines Antriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls bei ungültigem Befehlsvorgabesollwert muss verhindert werden.

1.2.7.2 Durch das Bewegen oder Entfernen des Werkstücks oder Abfalls dürfen keine gefährlichen Bewegungen oder Situationen ausgelöst werden.

1.2.7.3 Müssen Bewegungen bei abgenommenen Schutzeinrichtungen für den Normalbetrieb erfolgen, dürfen diese Bewegungen nur in der dafür vorgesehenen Art und nur für die angeordnete Zeit und nur dann durchgeführt werden, wenn sichergestellt ist, dass keine Teile der Körper befinden sich in diesen Gefahrenbereichen.

1.2.8 Fehlerbehebung.

1.2.8.1 Das Hineingreifen in die Gefahrenbereiche automatischer Bewegungen muss verhindert werden.

1.2.8.2 Das Anlaufen eines Antriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

1.2.8.3 Eine Bewegung der Maschine bei Manipulation des defekten Teils muss verhindert werden.

1.2.8.4 Personenschäden durch Absplittern oder Herunterfallen eines Maschinenteils müssen verhindert werden.

1.2.8.5 Müssen bei der Fehlersuche Bewegungen bei entfernten Schutzeinrichtungen für den Normalbetrieb erfolgen, dürfen diese Bewegungen nur in der vorgesehenen Art und nur für die angeordnete Zeit und nur dann durchgeführt werden, wenn dies sichergestellt werden kann keine Körperteile befinden sich in diesen Gefahrenzonen.

1.2.9 Maschinenstörung und Reparatur.

1.2.9.1 Die Maschine ist gegen Anlaufen zu sichern.

1.2.9.2 Die Manipulation der verschiedenen Teile der Maschine muss manuell oder mit Werkzeugen gefahrlos möglich sein.

1.2.9.3 Es darf nicht möglich sein, spannungsführende Teile der Maschine zu berühren.

1.2.9.4 Durch das Austreten von flüssigen oder gasförmigen Medien dürfen keine Personenschäden entstehen.

 

2. Fräsmaschinen

2.1 Normaler Betriebsmodus

2.1.1 Der Arbeitsbereich ist so abzusichern, dass der Gefahrenbereich automatischer Bewegungen weder absichtlich noch unbeabsichtigt erreicht oder betreten werden kann.

2.1.2 Die Späneabfuhr darf nicht zu Personenschäden durch Späne oder bewegliche Teile der Maschine führen.

2.1.3 Personenschäden durch Eingreifen in Antriebssysteme sind zu vermeiden.

Durch umherfliegende Werkstücke oder Teile davon dürfen keine Personenschäden des Bedienpersonals oder Dritter entstehen.

Dies kann beispielsweise vorkommen

  • wegen unzureichender Klemmung
  • durch unzulässige Schnittkraft
  • durch Kollision mit Werkzeug- oder Maschinenteilen
  • durch Werkstückbruch
  • aufgrund defekter Spannvorrichtungen
  • wegen Stromausfall

 

2.1.4 Durch umherfliegende Werkstückspannvorrichtungen darf kein Personenschaden entstehen.

2.1.5 Durch umherfliegende Späne darf kein Personenschaden entstehen.

2.1.6 Durch umherfliegende Werkzeuge oder Teile davon darf kein Personenschaden entstehen.

Dies kann beispielsweise vorkommen

  • aufgrund von Materialfehlern
  • wegen unzulässiger Drehzahl
  • durch unzulässige Schnittkraft
  • durch Kollision mit Werkstück oder Maschinenteil
  • durch unzureichendes Klemmen oder Anziehen
  • wegen Stromausfall

 

Spezielle Betriebsarten

2.2.1 Werkstückwechsel.

2.2.1.1 Bei kraftbetätigten Spannzeugen dürfen keine Körperteile zwischen den Schließteilen der Spannvorrichtung und dem Werkstück eingeklemmt werden können.

2.2.1.2 Das Anlaufen eines Antriebs (Spindel, Achse) aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

2.2.1.3 Die Manipulation des Werkstücks muss manuell oder mit Werkzeugen gefahrlos möglich sein.

2.2.2 Werkzeugwechsel.

2.2.2.1 Das Starten eines Antriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

2.2.2.2 Beim Einsetzen von Werkzeugen dürfen die Finger nicht eingeklemmt werden.

2.2.3 Messkontrolle.

2.2.3.1 Das Hineingreifen in den Arbeitsbereich darf erst möglich sein, nachdem alle Bewegungen zum Stillstand gebracht wurden.

2.2.3.2 Das Starten eines Antriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

2.2.4 Einrichtung.

2.2.4.1 Werden Bewegungen während des Rüstens bei entfernten Schutzeinrichtungen für den Normalbetrieb ausgeführt, muss der Bediener auf andere Weise abgesichert werden.

2.2.4.2 Aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe dürfen keine gefährlichen Bewegungen oder Bewegungsänderungen eingeleitet werden.

2.2.5 Programmierung.

2.2.5.1 Während der Programmierung dürfen keine Bewegungen eingeleitet werden, die eine Person im Arbeitsbereich gefährden.

2.2.6 Produktionsfehler.

2.2.6.1 Das Starten des Antriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

2.2.6.2 Durch das Bewegen oder Entfernen des Werkstücks oder Abfalls dürfen keine gefährlichen Bewegungen oder Situationen ausgelöst werden.

2.2.6.3 Müssen Bewegungen bei abgenommenen Schutzeinrichtungen für den Normalbetrieb erfolgen, dürfen diese Bewegungen nur in der dafür vorgesehenen Art und nur für die angeordnete Zeit und nur dann durchgeführt werden, wenn sichergestellt ist, dass keine Teile der Körper befinden sich in diesen Gefahrenbereichen.

2.2.7 Fehlerbehebung.

2.2.7.1 Das Hineingreifen in die Gefahrenbereiche automatischer Bewegungen muss verhindert werden.

2.2.7.2 Das Anlaufen eines Antriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

2.2.7.3 Jede Bewegung der Maschine bei Manipulation des defekten Teils muss verhindert werden.

2.2.7.4 Personenschäden durch Absplittern oder Herunterfallen eines Maschinenteils müssen verhindert werden.

2.2.7.5 Müssen bei der Fehlersuche Bewegungen bei entfernten Schutzeinrichtungen für den Normalbetrieb erfolgen, dürfen diese Bewegungen nur in der vorgesehenen Art und nur für die angeordnete Zeit und nur dann durchgeführt werden, wenn dies sichergestellt werden kann keine Körperteile befinden sich in diesen Gefahrenzonen.

2.2.8 Maschinenstörung und Reparatur.

2.2.8.1 Das Anlaufen der Maschine muss verhindert werden.

2.2.8.2 Die Manipulation der verschiedenen Teile der Maschine muss manuell oder mit Werkzeugen gefahrlos möglich sein.

2.2.8.3 Es darf nicht möglich sein, spannungsführende Teile der Maschine zu berühren.

2.2.8.4 Durch das Austreten von flüssigen oder gasförmigen Medien dürfen keine Personenschäden entstehen.

 

3. Bearbeitungszentren

3.1 Normaler Betriebsmodus

3.1.1 Der Arbeitsbereich muss so abgesichert sein, dass der Gefahrenbereich automatischer Bewegungen weder absichtlich noch unbeabsichtigt erreicht oder betreten werden kann.

3.1.2 Das Werkzeugmagazin muss so gesichert sein, dass es unmöglich ist, in die Gefahrenbereiche automatischer Bewegungen zu gelangen oder hineinzusteigen.

3.1.3 Das Werkstückmagazin muss so abgesichert sein, dass ein Hineingreifen oder Betreten der Gefahrenbereiche automatischer Bewegungen ausgeschlossen ist.

3.1.4 Die Späneabfuhr darf nicht zu Personenschäden durch Späne oder bewegliche Teile der Maschine führen.

3.1.5 Personenschäden durch Eingreifen in Antriebssysteme sind zu vermeiden.

3.1.6 Das Hineingreifen in Gefahrenbereiche von sich bewegenden Späneförderern (Förderschnecken etc.) muss verhindert werden.

3.1.7 Durch umherfliegende Werkstücke oder Teile davon dürfen weder Bediener noch Dritte verletzt werden.

Dies kann beispielsweise vorkommen

  • wegen unzureichender Klemmung
  • durch unzulässige Schnittkraft
  • durch Kollision mit Werkzeug- oder Maschinenteilen
  • durch Werkstückbruch
  • aufgrund defekter Spannvorrichtungen
  • durch Wechsel auf das falsche Werkstück
  • wegen Stromausfall

 

3.1.8 Durch umherfliegende Werkstückspannvorrichtungen darf kein Personenschaden entstehen.

3.1.9 Durch umherfliegende Späne darf kein Personenschaden entstehen.

3.1.10 Durch umherfliegende Werkzeuge oder Teile davon darf kein Personenschaden entstehen.

Dies kann beispielsweise vorkommen

  • aufgrund von Materialfehlern
  • wegen unzulässiger Drehzahl
  • durch unzulässige Schnittkraft
  • durch Kollision mit Werkstück oder Maschinenteil
  • durch unzureichendes Klemmen oder Anziehen
  • durch herausfliegendes Werkzeug aus dem Werkzeugwechsler
  • aufgrund der Auswahl des falschen Werkzeugs
  • wegen Stromausfall

 

3.2 Besondere Betriebsarten

3.2.1 Werkstückwechsel.

3.2.1.1 Bei kraftbetätigten Spannzeugen dürfen keine Körperteile zwischen den Schließteilen der Spannvorrichtung und dem Werkstück eingeklemmt werden können.

3.2.1.2 Das Starten eines Antriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

3.2.1.3 Das Werkstück muss von Hand oder mit Werkzeugen gefahrlos manipuliert werden können.

3.2.1.4 Beim Werkstückwechsel in einer Spannstation dürfen automatische Bewegungsabläufe der Maschine oder des Werkstückmagazins von dieser Stelle aus nicht erreicht oder betreten werden können. Während sich eine Person im Spannbereich aufhält, dürfen keine Bewegungen von der Steuerung eingeleitet werden. Das automatische Einlegen des gespannten Werkstücks in die Maschine oder das Werkstückmagazin darf nur dann erfolgen, wenn auch die Spannstation mit einem dem Normalbetrieb entsprechenden Schutzsystem abgesichert ist.

3.2.2 Werkzeugwechsel in der Spindel.

3.2.2.1 Das Starten eines Antriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

3.2.2.2 Beim Einsetzen von Werkzeugen dürfen die Finger nicht eingeklemmt werden.

3.2.3 Werkzeugwechsel im Werkzeugmagazin.

3.2.3.1 Bewegungen im Werkzeugmagazin durch fehlerhafte Befehle oder ungültige Befehlseingaben müssen beim Werkzeugwechsel verhindert werden.

3.2.3.2 Von der Werkzeugbeladestation darf nicht in andere bewegliche Maschinenteile gegriffen werden können.

3.2.3.3 Bei der Weiterbewegung des Werkzeugmagazins oder während der Suche darf nicht in Gefahrenbereiche gegriffen werden können. Bei abgenommenen Schutzeinrichtungen für den normalen Betrieb dürfen diese Bewegungen nur in der vorgesehenen Art und nur für die angeordnete Zeit und nur dann durchgeführt werden, wenn sichergestellt ist, dass sich keine Körperteile in diesen Gefahrenbereichen befinden .

3.2.4 Messkontrolle.

3.2.4.1 Das Hineingreifen in den Arbeitsbereich darf erst möglich sein, nachdem alle Bewegungen zum Stillstand gebracht wurden.

3.2.4.2 Das Starten eines Antriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

3.2.5 Einrichtung.

3.2.5.1 Werden Bewegungen während des Rüstens bei entfernten Schutzeinrichtungen für den Normalbetrieb ausgeführt, muss der Bediener auf andere Weise abgesichert werden.

3.2.5.2 Aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe dürfen keine gefährlichen Bewegungen oder Bewegungsänderungen eingeleitet werden.

3.2.6 Programmierung.

3.2.6.1 Während der Programmierung dürfen keine Bewegungen eingeleitet werden, die eine Person im Arbeitsbereich gefährden.

3.2.7 Produktionsfehler.

3.2.7.1 Das Starten eines Antriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

3.2.7.2 Durch das Bewegen oder Entfernen des Werkstücks oder Abfalls dürfen keine gefährlichen Bewegungen oder Situationen ausgelöst werden.

3.2.7.3 Müssen Bewegungen bei abgenommenen Schutzeinrichtungen für den Normalbetrieb erfolgen, dürfen diese Bewegungen nur in der dafür vorgesehenen Art und nur für die angeordnete Zeit und nur dann durchgeführt werden, wenn sichergestellt ist, dass keine Teile der Körper befinden sich in diesen Gefahrenbereichen.

3.2.8 Fehlerbehebung.

3.2.8.1 Das Hineingreifen in die Gefahrenbereiche automatischer Bewegungen muss verhindert werden.

3.2.8.2 Das Anlaufen eines Antriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

3.2.8.3 Jede Bewegung der Maschine bei Manipulation des defekten Teils muss verhindert werden.

3.2.8.4 Personenschäden durch Absplittern oder Herunterfallen eines Maschinenteils müssen verhindert werden.

3.2.8.5 Müssen bei der Fehlersuche Bewegungen bei entfernten Schutzeinrichtungen für den Normalbetrieb erfolgen, dürfen diese Bewegungen nur in der vorgesehenen Art und nur für die angeordnete Zeit und nur dann durchgeführt werden, wenn dies sichergestellt werden kann keine Körperteile befinden sich in diesen Gefahrenzonen.

3.2.9 Maschinenstörung und Reparatur.

3.2.9.1 Das Anlaufen der Maschine muss verhindert werden.

3.2.9.2 Die Manipulation der verschiedenen Teile der Maschine muss manuell oder mit Werkzeugen gefahrlos möglich sein.

3.2.9.3 Es darf nicht möglich sein, spannungsführende Teile der Maschine zu berühren.

3.2.9.4 Durch das Austreten von flüssigen oder gasförmigen Medien dürfen keine Personenschäden entstehen.

 

4. Schleifmaschinen

4.1 Normaler Betriebsmodus

4.1.1 Der Arbeitsbereich ist so abzusichern, dass der Gefahrenbereich automatischer Bewegungen weder absichtlich noch unbeabsichtigt erreicht oder betreten werden kann.

4.1.2 Personenschäden durch Eingreifen in Antriebssysteme sind zu vermeiden.

4.1.3 Durch umherfliegende Werkstücke oder Teile davon dürfen weder Bediener noch Dritte verletzt werden.

Dies kann beispielsweise vorkommen

  • wegen unzureichender Klemmung
  • durch unzulässige Schnittkraft
  • durch unzulässige Drehzahl
  • durch Kollision mit Werkzeug- oder Maschinenteilen
  • durch Werkstückbruch
  • aufgrund defekter Spannvorrichtungen
  • wegen Stromausfall

 

4.1.4 Durch umherfliegende Werkstückspannvorrichtungen darf kein Personenschaden entstehen.

4.1.5 Durch Funkenbildung dürfen keine Personenschäden oder Brände entstehen.

4.1.6 Durch umherfliegende Schleifscheibenteile darf kein Personenschaden entstehen.

Dies kann beispielsweise vorkommen

  • durch unzulässige Drehzahl
  • durch unzulässige Schnittkraft
  • aufgrund von Materialfehlern
  • durch Kollision mit Werkstück oder Maschinenteil
  • durch unzureichende Klemmung (Flansche)
  • durch Verwendung einer falschen Schleifscheibe

 

Spezielle Betriebsarten

4.2.1 Werkstückwechsel.

4.2.1.1 Bei kraftbetätigten Spannzeugen dürfen keine Körperteile zwischen den Schließteilen der Spannvorrichtung und dem Werkstück eingeklemmt werden können.

4.2.1.2 Das Starten eines Vorschubantriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

4.2.1.3 Personenschäden durch die rotierende Schleifscheibe müssen beim Hantieren mit dem Werkstück verhindert werden.

4.2.1.4 Personenschäden durch berstende Schleifscheibe dürfen nicht möglich sein.

4.2.1.5 Die Manipulation des Werkstücks muss manuell oder mit Werkzeugen gefahrlos möglich sein.

4.2.2 Werkzeugwechsel (Schleifscheibenwechsel)

4.2.2.1 Das Anlaufen eines Vorschubantriebs infolge eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

4.2.2.2 Personenschäden durch die rotierende Schleifscheibe dürfen während des Messvorgangs nicht möglich sein.

4.2.2.3 Personenschäden durch berstende Schleifscheibe dürfen nicht möglich sein.

4.2.3 Messkontrolle.

4.2.3.1 Das Starten eines Vorschubantriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

4.2.3.2 Personenschäden durch die rotierende Schleifscheibe dürfen während des Messvorgangs nicht möglich sein.

4.2.3.3 Personenschäden durch berstende Schleifscheibe dürfen nicht möglich sein.

4.2.4. Installieren.

4.2.4.1 Werden Bewegungen während des Rüstens bei entfernten Schutzeinrichtungen für den Normalbetrieb ausgeführt, muss der Bediener auf andere Weise abgesichert werden.

4.2.4.2 Aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe dürfen keine gefährlichen Bewegungen oder Bewegungsänderungen eingeleitet werden.

4.2.5 Programmierung.

4.2.5.1 Während der Programmierung dürfen keine Bewegungen eingeleitet werden, die eine Person im Arbeitsbereich gefährden.

4.2.6 Produktionsfehler.

4.2.6.1 Das Starten eines Vorschubantriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

4.2.6.2 Durch das Bewegen oder Entfernen des Werkstücks oder Abfalls dürfen keine gefährlichen Bewegungen oder Situationen ausgelöst werden.

4.2.6.3 Müssen Bewegungen bei abgenommenen Schutzeinrichtungen für den Normalbetrieb erfolgen, dürfen diese Bewegungen nur in der dafür vorgesehenen Art und nur für die angeordnete Zeit und nur dann durchgeführt werden, wenn sichergestellt ist, dass keine Teile der Körper befinden sich in diesen Gefahrenbereichen.

4.2.6.4 Personenschäden durch die rotierende Schleifscheibe müssen verhindert werden.

4.2.6.5 Personenschäden durch berstende Schleifscheibe dürfen nicht möglich sein.

4.2.7 Fehlerbehebung.

4.2.7.1 Das Hineingreifen in die Gefahrenbereiche automatischer Bewegungen muss verhindert werden.

4.2.7.2 Das Anlaufen eines Antriebs aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer ungültigen Befehlseingabe muss verhindert werden.

4.2.7.3 Jede Bewegung der Maschine bei Manipulation des defekten Teils muss verhindert werden.

4.2.7.4 Personenschäden durch Absplittern oder Herunterfallen eines Maschinenteils müssen verhindert werden.

4.2.7.5 Personenschäden durch Berühren des Bedieners oder durch Bersten der rotierenden Schleifscheibe müssen verhindert werden.

4.2.7.6 Müssen bei der Fehlersuche Bewegungen bei entfernten Schutzeinrichtungen für den Normalbetrieb erfolgen, dürfen diese Bewegungen nur in der vorgesehenen Art und nur für die angeordnete Zeit und nur dann durchgeführt werden, wenn dies sichergestellt werden kann keine Körperteile befinden sich in diesen Gefahrenzonen.

4.2.8 Maschinenstörung und Reparatur.

4.2.8.1 Das Anlaufen der Maschine muss verhindert werden.

4.2.8.2 Die Manipulation der verschiedenen Teile der Maschine muss manuell oder mit Werkzeugen gefahrlos möglich sein.

4.2.8.3 Es darf nicht möglich sein, spannungsführende Teile der Maschine zu berühren.

4.2.8.4 Durch das Austreten von flüssigen oder gasförmigen Medien dürfen keine Personenschäden entstehen.

 

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Industrieroboter sind in der gesamten Industrie überall dort zu finden, wo hohe Produktivitätsanforderungen erfüllt werden müssen. Der Einsatz von Robotern erfordert jedoch die Entwicklung, Anwendung und Implementierung geeigneter Sicherheitssteuerungen, um Gefahren für Produktionspersonal, Programmierer, Wartungsspezialisten und Systemingenieure zu vermeiden.

Warum sind Industrieroboter gefährlich?

Eine Definition von Robotern ist „bewegte automatische Maschinen, die frei programmierbar sind und in der Lage sind, mit wenig oder keiner menschlichen Schnittstelle zu arbeiten“. Diese Arten von Maschinen werden derzeit in einer Vielzahl von Anwendungen in Industrie und Medizin, einschließlich Ausbildung, eingesetzt. Industrieroboter werden zunehmend für Schlüsselfunktionen wie neue Fertigungsstrategien (CIM, JIT, Lean Production etc.) in komplexen Anlagen eingesetzt. Aus der Anzahl und Breite der Anwendungen und der Komplexität der Geräte und Installationen resultieren Gefahren wie die folgenden:

  • kaum nachvollziehbare Bewegungen und Bewegungsabläufe, da sich die schnellen Bewegungen des Roboters in seinem Aktionsradius oft mit denen anderer Maschinen und Anlagen überschneiden
  • Energiefreisetzung durch umherfliegende Teile oder Energiestrahlen, wie sie beispielsweise von Lasern oder Wasserstrahlen ausgesandt werden
  • freie Programmierbarkeit in Richtung und Geschwindigkeit
  • Anfälligkeit für Beeinflussung durch externe Fehler (z. B. elektromagnetische Verträglichkeit)
  • menschliche Faktoren.

 

Untersuchungen in Japan zeigen, dass mehr als 50 % der Arbeitsunfälle mit Robotern auf Fehler in den elektronischen Schaltungen der Steuerung zurückzuführen sind. In denselben Untersuchungen war „menschliches Versagen“ für weniger als 20 % verantwortlich. Die logische Schlussfolgerung aus dieser Erkenntnis ist, dass Gefährdungen, die durch Systemfehler verursacht werden, nicht durch Verhaltensmaßnahmen des Menschen vermieden werden können. Planer und Betreiber müssen daher technische Sicherheitsmaßnahmen vorsehen und umsetzen (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1. Spezielles Bediensystem zum Einrichten eines mobilen Schweißroboters

ACC270F3

Unfälle und Betriebsarten

Tödliche Unfälle mit Industrierobotern ereigneten sich bereits Anfang der 1980er Jahre. Statistiken und Untersuchungen zeigen, dass sich die Mehrzahl der Vorfälle und Unfälle nicht im Normalbetrieb ereignen (automatische Auftragserfüllung). Bei der Arbeit mit Industrierobotermaschinen und -anlagen liegt der Schwerpunkt auf speziellen Betriebsarten wie Inbetriebnahme, Einrichten, Programmieren, Testläufen, Kontrollen, Fehlersuche oder Wartung. In diesen Betriebsarten befinden sich Personen in der Regel im Gefahrenbereich. Das Sicherheitskonzept muss das Personal in solchen Situationen vor negativen Ereignissen schützen.

Internationale Sicherheitsanforderungen

Die 1989 EWG-Maschinenrichtlinie (89/392/EWG) (siehe Artikel „Sicherheitsgrundsätze für CNC-Werkzeugmaschinen“ in diesem Kapitel und an anderer Stelle in diesem Kapitel Enzyklopädie)) legt die wichtigsten Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen für Maschinen fest. Als Maschine wird die Gesamtheit von miteinander verbundenen Teilen oder Geräten angesehen, von denen mindestens ein Teil oder Gerät sich bewegen kann und dementsprechend eine Funktion hat. Bei Industrierobotern ist zu beachten, dass das gesamte System, nicht nur ein einzelnes Gerät an der Maschine, die Sicherheitsanforderungen erfüllen und mit den entsprechenden Sicherheitseinrichtungen ausgestattet sein muss. Gefahrenanalyse und Risikobewertung sind geeignete Methoden, um festzustellen, ob diese Anforderungen erfüllt sind (siehe Abbildung 2).

Abbildung 2. Blockdiagramm für ein Personensicherheitssystem

ACC270F2

Anforderungen und Sicherheitsmaßnahmen im Normalbetrieb

Der Einsatz von Robotertechnik stellt höchste Anforderungen an Gefahrenanalyse, Risikobewertung und Sicherheitskonzepte. Aus diesem Grund können die folgenden Beispiele und Vorschläge nur als Richtlinien dienen:

1. Angesichts des Sicherheitsziels, dass der manuelle oder physische Zugang zu Gefahrenbereichen mit automatischen Bewegungen verhindert werden muss, umfassen folgende Lösungsvorschläge:

  • Verhindern Sie den manuellen oder physischen Zugang zu Gefahrenbereichen durch mechanische Barrieren.
  • Verwenden Sie Sicherheitseinrichtungen, die bei Annäherung ansprechen (Lichtschranken, Schaltmatten), und achten Sie darauf, dass Maschinen beim Betreten oder Betreten sicher abgeschaltet werden.
  • Erlauben Sie manuellen oder physischen Zugriff nur, wenn sich das gesamte System in einem sicheren Zustand befindet. Dies kann beispielsweise durch den Einsatz von Verriegelungseinrichtungen mit Schließmechanismen an den Zugangstüren erreicht werden.

 

2. Angesichts des Sicherheitsziels, dass keine Person durch freigesetzte Energie (umherfliegende Teile oder Energiestrahlen) verletzt werden darf, sind Lösungsvorschläge:

  • Eine Energiefreisetzung sollte konstruktiv verhindert werden (z. B. entsprechend dimensionierte Anschlüsse, passive Greiferverriegelungen für Greiferwechselmechanismen etc.).
  • Verhindern Sie das Freisetzen von Energie aus dem Gefahrenbereich, z. B. durch eine entsprechend dimensionierte Schutzhaube.

 

3. Die Schnittstellen zwischen Normalbetrieb und Sonderbetrieb (z. B. Türverriegelungen, Lichtschranken, Schaltmatten) sind notwendig, damit die Sicherheitssteuerung die Anwesenheit von Personen automatisch erkennen kann.

Anforderungen und Sicherheitsmaßnahmen in Sonderbetriebsarten

Bestimmte Sonderbetriebsarten (z. B. Einrichten, Programmieren) an einem Industrieroboter erfordern Bewegungen, die direkt am Einsatzort beurteilt werden müssen. Das relevante Sicherheitsziel ist, dass keine Bewegungen die beteiligten Personen gefährden dürfen. Die Bewegungen sollten sein

  • nur der geplante Stil und Geschwindigkeit
  • verlängert nur so lange wie angewiesen
  • solche, die nur durchgeführt werden dürfen, wenn sichergestellt ist, dass sich keine Körperteile im Gefahrenbereich befinden.

 

Ein Lösungsvorschlag für dieses Ziel könnte die Verwendung von speziellen Betriebssteuerungssystemen beinhalten, die nur kontrollierbare und handhabbare Bewegungen unter Verwendung von quittierbaren Steuerungen zulassen. Damit wird die Bewegungsgeschwindigkeit sicher reduziert (Energieabbau durch Anschluss eines Trenntransformators oder Einsatz von fehlersicheren Zustandsüberwachungseinrichtungen) und der sichere Zustand quittiert, bevor die Steuerung ansprechen darf (siehe Bild 3).

Abbildung 3. Sechsachsiger Industrieroboter in einem Sicherheitskäfig mit Materialtoren

ACC270F1

Anforderungen an Sicherheitssteuerungen

Zu den Merkmalen einer Sicherheitssteuerung muss gehören, dass im Fehlerfall die geforderte Sicherheitsfunktion gewährleistet ist. Industrierobotermaschinen sollten fast augenblicklich von einem gefährlichen Zustand in einen sicheren Zustand gelenkt werden. Um dies zu erreichen, sind folgende Sicherheitskontrollmaßnahmen erforderlich:

  • Ein Fehler in der Sicherheitssteuerung darf keinen gefährlichen Zustand auslösen.
  • Ein Fehler in der Sicherheitssteuerung muss erkannt werden (sofort oder in Intervallen).

Vorgeschlagene Lösungen für die Bereitstellung zuverlässiger Sicherheitssteuerungssysteme wären:

  • Redundante und vielfältige Auslegung elektromechanischer Steuerungen inkl. Prüfschaltungen
  • Redundanter und vielfältiger Aufbau von Mikroprozessorsteuerungen, die von verschiedenen Teams entwickelt wurden. Dieser moderne Ansatz gilt als State-of-the-Art; zum Beispiel solche mit Sicherheitslichtschranken.

 

Sicherheitsziele für den Bau und Einsatz von Industrierobotern.

Beim Bau und Einsatz von Industrierobotern sind sowohl Hersteller als auch Anwender gefordert, modernste Sicherheitssteuerungen zu installieren. Neben dem Aspekt der rechtlichen Verantwortung kann auch eine moralische Verpflichtung bestehen, dafür zu sorgen, dass Robotertechnologie auch eine sichere Technologie ist.

Normaler Betriebsmodus

Die folgenden Sicherheitsbedingungen sollten bereitgestellt werden, wenn Robotermaschinen im Normalmodus arbeiten:

  • Der Bewegungsbereich des Roboters und die von Peripheriegeräten genutzten Bearbeitungsbereiche müssen so abgesichert sein, dass ein manueller oder physischer Zugang von Personen zu Bereichen, die durch automatische Bewegungen gefährlich sind, verhindert wird.
  • Es sollte ein Schutz vorgesehen werden, damit herumfliegende Werkstücke oder Werkzeuge keinen Schaden anrichten können.
  • Es dürfen keine Personen durch vom Roboter weggeschleuderte Teile, Werkzeuge oder Werkstücke oder durch frei werdende Energie, durch defekten Greifer, Greiferstromausfall, unzulässige Geschwindigkeit, Kollision(en) oder fehlerhaftes Werkstück(e) verletzt werden.
  • Es dürfen keine Personen durch freigesetzte Energie oder durch umhergeschleuderte Teile von Peripheriegeräten verletzt werden.
  • Zuführ- und Entnahmeöffnungen müssen so gestaltet sein, dass ein manueller oder physischer Zugang zu Bereichen, die aufgrund automatischer Bewegungen gefährlich sind, verhindert wird. Diese Bedingung muss auch erfüllt sein, wenn Produktionsmaterial entnommen wird. Wird dem Roboter Produktionsmaterial automatisch zugeführt, dürfen keine Gefahrenbereiche durch Zuführ- und Entnahmeöffnungen und das sich bewegende Produktionsmaterial entstehen.

 

Spezielle Betriebsmodi

Die folgenden Sicherheitsbedingungen sollten bereitgestellt werden, wenn Robotermaschinen in speziellen Modi arbeiten:

Bei der Behebung einer Störung im Produktionsprozess muss Folgendes verhindert werden:

  • manueller oder physischer Zugang zu Bereichen, die aufgrund automatischer Bewegungen des Roboters oder von Peripheriegeräten gefährlich sind
  • Gefährdungen, die durch Fehlverhalten der Anlage oder durch unzulässige Befehlseingabe entstehen, wenn sich Personen oder Körperteile im Bereich gefährlicher Bewegungen aufhalten
  • gefährliche Bewegungen oder Bedingungen, die durch die Bewegung oder Entfernung von Produktionsmaterial oder Abfallprodukten ausgelöst werden
  • Verletzungen durch Peripheriegeräte
  • Bewegungen, die bei abgenommener(n) Schutzeinrichtung(en) für den Normalbetrieb durchzuführen sind, nur innerhalb des betrieblichen Umfangs und der Betriebsgeschwindigkeit und nur solange wie angewiesen auszuführen. Außerdem dürfen sich keine Personen oder Körperteile im Gefahrenbereich aufhalten.

 

Beim Aufbau sind folgende sichere Bedingungen zu gewährleisten:

Durch einen fehlerhaften Befehl oder eine falsche Befehlseingabe dürfen keine gefahrbringenden Bewegungen eingeleitet werden.

  • Der Austausch von Robotermaschinen oder Peripherieteilen darf keine gefährlichen Bewegungen oder Zustände auslösen.
  • Müssen bei Einrichtarbeiten Bewegungen bei abgenommener Schutzeinrichtung(en) für den Normalbetrieb durchgeführt werden, so dürfen diese Bewegungen nur im vorgeschriebenen Umfang und in der vorgeschriebenen Geschwindigkeit und nur so lange wie angewiesen durchgeführt werden. Außerdem dürfen sich keine Personen oder Körperteile im Gefahrenbereich aufhalten.
  • Während des Einrichtbetriebes darf die Peripherie keine gefährlichen Bewegungen ausführen oder gefährliche Zustände auslösen.

 

Während der Programmierung gelten die folgenden Sicherheitsbedingungen:

  • Der manuelle oder physische Zugang zu Bereichen, die durch automatische Bewegungen gefährlich sind, muss verhindert werden.
  • Wenn Bewegungen mit entfernter Schutzeinrichtung(en) für den Normalbetrieb durchgeführt werden, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:
  • (a) Nur der Bewegungsbefehl darf ausgeführt werden, und zwar nur so lange, wie er erteilt wird.
  • (b) Es dürfen nur kontrollierbare Bewegungen ausgeführt werden (dh es müssen deutlich sichtbare Bewegungen mit geringer Geschwindigkeit sein).
  • (c) Bewegungen dürfen nur eingeleitet werden, wenn sie keine Gefahr für den Programmierer oder andere Personen darstellen.
  • Peripheriegeräte dürfen keine Gefahr für den Programmierer oder andere Personen darstellen.

 

Ein sicherer Testbetrieb erfordert folgende Vorkehrungen:

Verhindern Sie manuellen oder physischen Zugang zu Bereichen, die aufgrund automatischer Bewegungen gefährlich sind.

  • Peripheriegeräte dürfen keine Gefahrenquelle darstellen.

 

Zu den sicheren Verfahren bei der Inspektion von Robotermaschinen gehören:

  • Ist es zu Inspektionszwecken erforderlich, den Bewegungsbereich des Roboters zu betreten, ist dies nur zulässig, wenn sich die Anlage in einem sicheren Zustand befindet.
  • Gefährdungen durch Fehlverhalten der Anlage oder durch unzulässige Befehlseingabe müssen verhindert werden.
  • Peripheriegeräte dürfen keine Gefahrenquelle für das Kontrollpersonal darstellen.

 

Die Fehlerbehebung erfordert häufig das Starten der Robotermaschine, während sie sich in einem potenziell gefährlichen Zustand befindet, und es sollten spezielle sichere Arbeitsverfahren wie die folgenden implementiert werden:

  • Der Zugang zu Bereichen, die durch automatische Bewegungen gefährdet sind, muss verhindert werden.
  • Das Anlaufen einer Antriebseinheit aufgrund eines fehlerhaften Befehls oder einer falschen Befehlseingabe muss verhindert werden.
  • Bei der Handhabung eines fehlerhaften Teils müssen alle Bewegungen des Roboters verhindert werden.
  • Verletzungen durch weggeschleuderte oder herabfallende Maschinenteile sind zu vermeiden.
  • Müssen bei der Störungsbeseitigung Bewegungen bei abgenommener Schutzeinrichtung(en) für den Normalbetrieb durchgeführt werden, so dürfen diese Bewegungen nur im vorgeschriebenen Umfang und in der vorgeschriebenen Geschwindigkeit und nur solange wie angewiesen durchgeführt werden. Außerdem dürfen sich keine Personen oder Körperteile im Gefahrenbereich aufhalten.
  • Verletzungen durch Peripheriegeräte müssen verhindert werden.

 

Auch die Störungsbeseitigung und Wartungsarbeiten können eine Inbetriebnahme in einem unsicheren Zustand der Maschine erfordern und erfordern daher folgende Vorkehrungen:

  • Der Roboter darf nicht anlaufen können.
  • Die Handhabung verschiedener Maschinenteile, sei es manuell oder mit Hilfsgeräten, muss ohne Gefährdungsrisiko möglich sein.
  • Unter Spannung stehende Teile dürfen nicht berührt werden können.
  • Verletzungen durch das Austreten von flüssigen oder gasförmigen Medien müssen verhindert werden.
  • Verletzungen durch Peripheriegeräte müssen verhindert werden.

 

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Dieser Artikel behandelt den Entwurf und die Implementierung sicherheitsbezogener Steuerungssysteme, die sich mit allen Arten von elektrischen, elektronischen und programmierbaren elektronischen Systemen (einschließlich computergestützter Systeme) befassen. Der Gesamtansatz entspricht dem vorgeschlagenen International Electrotechnical Commission (IEC) Standard 1508 (Funktionale Sicherheit: Sicherheitsbezogen 

Systeme und Techniken) (IEC 1993).

Hintergrund

In den 1980er Jahren wurden zunehmend computerbasierte Systeme – allgemein als programmierbare elektronische Systeme (PES) bezeichnet – zur Ausführung von Sicherheitsfunktionen eingesetzt. Treibende Kräfte hinter diesem Trend waren (1) verbesserte Funktionalität und wirtschaftliche Vorteile (insbesondere unter Berücksichtigung des Gesamtlebenszyklus des Geräts oder Systems) und (2) der besondere Nutzen bestimmter Designs, der nur durch den Einsatz von Computertechnologie realisiert werden konnte . Bei der frühen Einführung computergestützter Systeme wurden eine Reihe von Erkenntnissen gewonnen:

    • Die Einführung der Computersteuerung war schlecht durchdacht und geplant.
    • Es wurden unzureichende Sicherheitsanforderungen festgelegt.
    • Hinsichtlich der Validierung von Software wurden unzureichende Verfahren entwickelt.
    • Es wurden Beweise für schlechte Verarbeitung in Bezug auf den Standard der Anlageninstallation offengelegt.
    • Es wurde eine unzureichende Dokumentation erstellt und nicht ausreichend validiert in Bezug auf das, was sich tatsächlich in der Anlage befand (im Unterschied zu dem, was sich vermutlich in der Anlage befand).
    • Weniger als vollständig wirksame Betriebs- und Wartungsverfahren wurden eingeführt.
    • Es bestanden offensichtlich berechtigte Bedenken hinsichtlich der Kompetenz der Personen, die von ihnen verlangten Aufgaben zu erfüllen.

                 

                Um diese Probleme zu lösen, haben mehrere Gremien Richtlinien veröffentlicht oder mit der Entwicklung begonnen, um die sichere Nutzung der PES-Technologie zu ermöglichen. In Großbritannien hat die Health and Safety Executive (HSE) Richtlinien für programmierbare elektronische Systeme für sicherheitsrelevante Anwendungen entwickelt, und in Deutschland wurde ein Normentwurf (DIN 1990) veröffentlicht. Innerhalb der Europäischen Gemeinschaft wurde im Zusammenhang mit den Anforderungen der Maschinenrichtlinie ein wichtiger Teil der Arbeit an harmonisierten europäischen Normen für sicherheitsbezogene Steuerungssysteme (einschließlich solcher mit PES) begonnen. In den Vereinigten Staaten hat die Instrument Society of America (ISA) einen Standard für PES zur Verwendung in der Prozessindustrie erstellt, und das Center for Chemical Process Safety (CCPS), eine Direktion des American Institute of Chemical Engineers, hat Richtlinien erstellt für den chemischen Prozesssektor.

                Derzeit findet innerhalb der IEC eine große Normungsinitiative statt, um eine generisch basierte internationale Norm für elektrische, elektronische und programmierbare elektronische (E/E/PES) sicherheitsbezogene Systeme zu entwickeln, die von den vielen Anwendungssektoren verwendet werden könnte, einschließlich der Prozess-, Medizin-, Transport- und Maschinensektor. Die vorgeschlagene internationale IEC-Norm umfasst sieben Teile unter dem allgemeinen Titel IEC 1508. Funktionale Sicherheit elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer sicherheitsbezogener Systeme. Die verschiedenen Teile sind wie folgt:

                  • Teil 1.Allgemeine Anforderungen
                  • Teil 2. Anforderungen an elektrische, elektronische und programmierbare elektronische Systeme
                  • Teil 3. Softwareanforderungen
                  • Teil 4.Definitionen
                  • Teil 5.Beispiele für Verfahren zur Bestimmung von Sicherheitsintegritätsstufen
                  • Teil 6.Leitlinien zur Anwendung der Teile 2 und 3
                  • Teil 7. Überblick über Techniken und Maßnahmen.

                             

                            Nach ihrer Fertigstellung wird diese generisch basierte Internationale Norm eine grundlegende IEC-Sicherheitsveröffentlichung darstellen, die die funktionale Sicherheit für elektrische, elektronische und programmierbare elektronische sicherheitsbezogene Systeme abdeckt und Auswirkungen auf alle IEC-Normen haben wird, die alle Anwendungsbereiche in Bezug auf die zukünftige Gestaltung und Verwendung abdecken elektrische/elektronische/programmierbare elektronische sicherheitsbezogene Systeme. Ein Hauptziel des vorgeschlagenen Standards ist es, die Entwicklung von Standards für die verschiedenen Sektoren zu erleichtern (siehe Abbildung 1).

                            Abbildung 1. Generische Standards und Anwendungssektorstandards

                            SAF059F1

                            PES Vorteile und Probleme

                            Die Einführung von PES für Sicherheitszwecke hatte viele potenzielle Vorteile, aber es wurde erkannt, dass diese nur erreicht werden würden, wenn geeignete Design- und Bewertungsmethoden verwendet würden, weil: (1) viele der Merkmale von PES die Sicherheitsintegrität nicht ermöglichen (dass ist die Sicherheitsleistung der Systeme, die die erforderlichen Sicherheitsfunktionen ausführen), die mit dem gleichen Grad an Zuverlässigkeit vorhergesagt werden können, der traditionell für weniger komplexe hardwarebasierte („festverdrahtete“) Systeme verfügbar war; (2) Es wurde anerkannt, dass Tests für komplexe Systeme zwar notwendig, aber allein nicht ausreichend sind. Dies bedeutete, dass selbst wenn das PES relativ einfache Sicherheitsfunktionen implementierte, der Komplexitätsgrad der programmierbaren Elektronik deutlich höher war als der der festverdrahteten Systeme, die sie ersetzten; und (3) dieser Anstieg der Komplexität bedeutete, dass den Entwurfs- und Bewertungsmethoden viel mehr Beachtung geschenkt werden musste als zuvor, und dass das Maß an persönlicher Kompetenz, das erforderlich war, um ein angemessenes Leistungsniveau der sicherheitsbezogenen Systeme zu erreichen, anschließend höher war.

                            Zu den Vorteilen computergestützter PES gehören:

                              • die Fähigkeit, Online-Diagnoseprüfungen an kritischen Komponenten mit einer deutlich höheren Häufigkeit durchzuführen, als dies sonst der Fall wäre
                              • das Potenzial, ausgeklügelte Sicherheitsverriegelungen bereitzustellen
                              • die Fähigkeit, Diagnosefunktionen und Zustandsüberwachung bereitzustellen, die verwendet werden können, um die Leistung von Anlagen und Maschinen in Echtzeit zu analysieren und darüber zu berichten
                              • die Fähigkeit, tatsächliche Bedingungen der Anlage mit „idealen“ Modellbedingungen zu vergleichen
                              • das Potenzial, den Betreibern bessere Informationen bereitzustellen und somit die Entscheidungsfindung zu verbessern, die sich auf die Sicherheit auswirkt
                              • die Verwendung fortschrittlicher Kontrollstrategien, um es menschlichen Bedienern zu ermöglichen, entfernt von gefährlichen oder feindlichen Umgebungen lokalisiert zu werden
                              • die Möglichkeit, das Steuersystem von einem entfernten Standort aus zu diagnostizieren.

                                           

                                          Der Einsatz computergestützter Systeme in sicherheitsbezogenen Anwendungen wirft eine Reihe von Problemen auf, die angemessen angegangen werden müssen, wie z. B. die folgenden:

                                            • Die Ausfallarten sind komplex und nicht immer vorhersehbar.
                                            • Das Testen des Computers ist notwendig, aber allein nicht ausreichend, um festzustellen, dass die Sicherheitsfunktionen mit der für die Anwendung erforderlichen Sicherheit ausgeführt werden.
                                            • Mikroprozessoren können geringfügige Abweichungen zwischen verschiedenen Chargen aufweisen, und daher können unterschiedliche Chargen unterschiedliches Verhalten zeigen.
                                            • Ungeschützte computerbasierte Systeme sind besonders anfällig für elektrische Störungen (Störstrahlung; elektrische „Spitzen“ in den Stromnetzen, elektrostatische Entladungen etc.).
                                            • Es ist schwierig und oft unmöglich, die Ausfallwahrscheinlichkeit komplexer sicherheitsbezogener Systeme mit Software zu quantifizieren. Da keine Quantifizierungsmethode allgemein akzeptiert wurde, basierte die Softwaresicherung auf Verfahren und Standards, die die Methoden beschreiben, die beim Entwurf, der Implementierung und der Wartung der Software zu verwenden sind.

                                                   

                                                  Sicherheitssysteme in Betracht gezogen

                                                  Die betrachteten Arten von sicherheitsbezogenen Systemen sind elektrische, elektronische und programmierbare elektronische Systeme (E/E/PES). Das System umfasst alle Elemente, insbesondere Signale, die von Sensoren oder anderen Eingabegeräten an der zu steuernden Ausrüstung ausgehen und über Datenautobahnen oder andere Kommunikationswege zu den Aktuatoren oder anderen Ausgabegeräten übertragen werden (siehe Abbildung 2).

                                                  Abbildung 2. Elektrisches, elektronisches und programmierbares elektronisches System (E/E/PES)

                                                  SAF059F2

                                                  Die elektrische, elektronische und programmierbare elektronische Geräte wurde verwendet, um eine Vielzahl von Geräten zu umfassen, und deckt die folgenden drei Hauptklassen ab:

                                                    1. elektrische Geräte wie elektromechanische Relais
                                                    2. elektronische Geräte wie elektronische Festkörperinstrumente und Logiksysteme
                                                    3. programmierbare elektronische Geräte, zu denen eine Vielzahl von computergestützten Systemen gehören, wie z. B. die folgenden:
                                                          • Mikroprozessoren
                                                          • Mikrocontroller
                                                          • speicherprogrammierbare Steuerungen (PCs)
                                                          • Anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs)
                                                          • Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS)
                                                          • andere computerbasierte Geräte (z. B. „intelligente“ Sensoren, Sender und Aktuatoren).

                                                                     

                                                                    Per Definition dient ein sicherheitsbezogenes System zwei Zwecken:

                                                                      1. Es implementiert die erforderlichen Sicherheitsfunktionen, die erforderlich sind, um einen sicheren Zustand für das gesteuerte Gerät zu erreichen oder einen sicheren Zustand für das gesteuerte Gerät aufrechtzuerhalten. Das sicherheitsbezogene System muss die Sicherheitsfunktionen ausführen, die in der Sicherheitsfunktions-Anforderungsspezifikation für das System spezifiziert sind. Beispielsweise kann die Anforderungsspezifikation für Sicherheitsfunktionen angeben, dass, wenn die Temperatur einen bestimmten Wert erreicht x, Ventil y muss sich öffnen, damit Wasser in das Gefäß eindringen kann.
                                                                      2. Es erreicht allein oder zusammen mit anderen sicherheitsbezogenen Systemen die erforderliche Sicherheitsintegrität für die Umsetzung der erforderlichen Sicherheitsfunktionen. Die Sicherheitsfunktionen müssen von den sicherheitsbezogenen Systemen mit dem der Anwendung angemessenen Vertrauensgrad ausgeführt werden, um das erforderliche Sicherheitsniveau für die zu steuernde Ausrüstung zu erreichen.

                                                                         

                                                                        Dieses Konzept ist in Abbildung 3 dargestellt.

                                                                        Abbildung 3. Hauptmerkmale sicherheitsbezogener Systeme

                                                                        SAF059F3

                                                                        Systemfehler

                                                                        Um einen sicheren Betrieb von sicherheitsbezogenen E/E/PES-Systemen zu gewährleisten, ist es erforderlich, die verschiedenen möglichen Ursachen für sicherheitsbezogene Systemausfälle zu erkennen und dafür zu sorgen, dass jeweils angemessene Vorkehrungen getroffen werden. Fehler werden in zwei Kategorien eingeteilt, wie in Abbildung 4 dargestellt.

                                                                        Abbildung 4. Fehlerkategorien

                                                                        SAF059F4

                                                                          1. Zufällige Hardwarefehler sind solche Fehler, die aus einer Vielzahl normaler Verschlechterungsmechanismen in der Hardware resultieren. Es gibt viele solcher Mechanismen, die in unterschiedlichen Komponenten mit unterschiedlichen Raten auftreten, und da aufgrund von Fertigungstoleranzen Komponenten nach unterschiedlichen Betriebszeiten aufgrund dieser Mechanismen ausfallen, treten Ausfälle eines Gesamtgeräts aus vielen Komponenten zu unvorhersehbaren (zufälligen) Zeitpunkten auf. Messungen der Systemzuverlässigkeit, wie die mittlere Zeit zwischen Ausfällen (MTBF), sind wertvoll, beziehen sich jedoch normalerweise nur auf zufällige Hardwareausfälle und beinhalten keine systematischen Ausfälle.
                                                                          2. Systematische Ausfälle entstehen durch Fehler in der Konstruktion, Konstruktion oder Verwendung eines Systems, die dazu führen, dass es unter einer bestimmten Kombination von Eingaben oder unter bestimmten Umgebungsbedingungen versagt. Wenn ein Systemausfall auftritt, wenn eine bestimmte Reihe von Umständen eintritt, dann wird es immer einen Systemausfall geben, wenn diese Umstände in der Zukunft eintreten. Jeder Ausfall eines sicherheitsbezogenen Systems, der nicht auf einen zufälligen Hardwarefehler zurückzuführen ist, ist per Definition ein systematischer Ausfall. Systematische Ausfälle im Zusammenhang mit sicherheitsbezogenen E/E/PES-Systemen umfassen:
                                                                              • systematische Ausfälle aufgrund von Fehlern oder Auslassungen in der Anforderungsspezifikation für Sicherheitsfunktionen
                                                                              • systematische Ausfälle aufgrund von Fehlern in Konstruktion, Herstellung, Installation oder Betrieb der Hardware. Dazu gehören Ausfälle aufgrund von Umweltursachen und menschliche Fehler (z. B. Bedienerfehler).
                                                                              • systematische Ausfälle aufgrund von Fehlern in der Software
                                                                              • systematische Ausfälle durch Wartungs- und Änderungsfehler.

                                                                                     

                                                                                    Schutz sicherheitsbezogener Systeme

                                                                                    Die Begriffe, die verwendet werden, um die Vorsichtsmaßnahmen anzugeben, die ein sicherheitsbezogenes System zum Schutz vor zufälligen Hardwareausfällen und systematischen Ausfällen erfordert, sind Hardware-Sicherheitsintegritätsmaßnahmen und systematische Sicherheitsintegritätsmaßnahmen beziehungsweise. Vorkehrungen, die ein sicherheitsbezogenes System sowohl gegen zufällige Hardwareausfälle als auch gegen systematische Ausfälle treffen kann, werden genannt Sicherheitsintegrität. Diese Konzepte sind in Abbildung 5 dargestellt.

                                                                                    Abbildung 5. Begriffe zur Sicherheitsleistung

                                                                                    SAF059F5

                                                                                    Innerhalb des vorgeschlagenen internationalen Standards IEC 1508 gibt es vier Stufen der Sicherheitsintegrität, die als Sicherheitsintegritätsstufen 1, 2, 3 und 4 bezeichnet werden. Sicherheitsintegritätsstufe 1 ist die niedrigste Sicherheitsintegritätsstufe und Sicherheitsintegritätsstufe 4 ist die höchste. Der Sicherheitsintegritätslevel (ob 1, 2, 3 oder 4) für das sicherheitsbezogene System hängt von der Bedeutung der Rolle ab, die das sicherheitsbezogene System beim Erreichen des erforderlichen Sicherheitsniveaus für die gesteuerte Ausrüstung spielt. Es können mehrere sicherheitsbezogene Systeme erforderlich sein, von denen einige auf pneumatischer oder hydraulischer Technologie basieren können.

                                                                                    Entwurf sicherheitsbezogener Systeme

                                                                                    Eine kürzlich durchgeführte Analyse von 34 Vorfällen mit Steuerungssystemen (HSE) ergab, dass 60 % aller Fehlerfälle „eingebaut“ waren, bevor das sicherheitsbezogene Steuerungssystem in Betrieb genommen wurde (Abbildung 7). Die Betrachtung aller Phasen des Sicherheitslebenszyklus ist notwendig, um adäquate sicherheitsbezogene Systeme herzustellen.

                                                                                    Abbildung 7. Hauptursache (nach Phase) des Ausfalls des Steuerungssystems

                                                                                    SAF059F6

                                                                                    Die funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener Systeme hängt nicht nur davon ab, sicherzustellen, dass die technischen Anforderungen ordnungsgemäß spezifiziert sind, sondern auch sicherzustellen, dass die technischen Anforderungen effektiv umgesetzt werden und dass die ursprüngliche Designintegrität während der gesamten Lebensdauer der Ausrüstung erhalten bleibt. Dies kann nur verwirklicht werden, wenn ein wirksames Sicherheitsmanagementsystem vorhanden ist und die an einer Tätigkeit beteiligten Personen in Bezug auf die von ihnen zu erfüllenden Aufgaben kompetent sind. Gerade wenn es um komplexe sicherheitsrelevante Systeme geht, ist ein adäquates Sicherheitsmanagementsystem unerlässlich. Dies führt zu einer Strategie, die Folgendes sicherstellt:

                                                                                      • Ein wirksames Sicherheitsmanagementsystem ist vorhanden.
                                                                                      • Die technischen Anforderungen, die für die sicherheitsbezogenen E/E/PES-Systeme spezifiziert sind, reichen aus, um sowohl zufällige Hardware- als auch systematische Fehlerursachen zu bewältigen.
                                                                                      • Die Kompetenz der beteiligten Personen ist für die von ihnen zu erfüllenden Aufgaben ausreichend.

                                                                                           

                                                                                          Um alle relevanten technischen Anforderungen der funktionalen Sicherheit systematisch zu adressieren, wurde das Konzept des Safety Lifecycle entwickelt. Eine vereinfachte Version des Sicherheitslebenszyklus in der neuen internationalen Norm IEC 1508 ist in Abbildung 8 dargestellt. Die wichtigsten Phasen des Sicherheitslebenszyklus sind:

                                                                                          Abbildung 8. Rolle des Sicherheitslebenszyklus beim Erreichen funktionaler Sicherheit

                                                                                          SAF059F8

                                                                                            • Spezifikation
                                                                                            • Gestaltung und Umsetzung
                                                                                            • Installation und Inbetriebnahme
                                                                                            • Betrieb und Instandhaltung
                                                                                            • Änderungen nach der Inbetriebnahme.

                                                                                                     

                                                                                                    Sicherheitsstufe

                                                                                                    Die Entwurfsstrategie zum Erreichen angemessener Sicherheitsintegritätsniveaus für die sicherheitsbezogenen Systeme ist in Abbildung 9 und Abbildung 10 dargestellt. Ein Sicherheitsintegritätsniveau basiert auf der Rolle, die das sicherheitsbezogene System beim Erreichen des Gesamtniveaus spielt der Sicherheit für die zu kontrollierende Ausrüstung. Der Sicherheitsintegritätslevel gibt die Vorkehrungen an, die bei der Konstruktion sowohl gegen zufällige Hardware- als auch gegen systematische Ausfälle zu berücksichtigen sind.

                                                                                                    Abbildung 9. Rolle der Sicherheitsintegritätsstufen im Designprozess

                                                                                                    SAF059F9

                                                                                                     

                                                                                                    Abbildung 10. Rolle des Sicherheitslebenszyklus im Spezifikations- und Designprozess

                                                                                                    SA059F10

                                                                                                    Das Konzept der Sicherheit und des Sicherheitsniveaus gilt für die zu steuernde Ausrüstung. Für die sicherheitsbezogenen Systeme gilt das Konzept der funktionalen Sicherheit. Die funktionale Sicherheit der sicherheitsbezogenen Systeme muss erreicht werden, wenn ein angemessenes Sicherheitsniveau für die gefährdenden Geräte erreicht werden soll. Das spezifizierte Sicherheitsniveau für eine bestimmte Situation ist ein Schlüsselfaktor in der Spezifikation der Anforderungen an die Sicherheitsintegrität für die sicherheitsbezogenen Systeme.

                                                                                                    Das erforderliche Sicherheitsniveau hängt von vielen Faktoren ab, z. B. der Schwere der Verletzung, der Anzahl der gefährdeten Personen, der Häufigkeit, mit der Personen einer Gefahr ausgesetzt sind, und der Dauer der Exposition. Wichtige Faktoren werden die Wahrnehmung und Ansichten derjenigen sein, die dem gefährlichen Ereignis ausgesetzt sind. Um ein angemessenes Sicherheitsniveau für eine bestimmte Anwendung zu ermitteln, werden eine Reihe von Eingaben berücksichtigt, darunter die folgenden:

                                                                                                      • rechtliche Anforderungen, die für die spezifische Anwendung relevant sind
                                                                                                      • Richtlinien der zuständigen Sicherheitsaufsichtsbehörde
                                                                                                      • Diskussionen und Absprachen mit den verschiedenen am Antrag beteiligten Parteien
                                                                                                      • Industrie-Standards
                                                                                                      • nationale und internationale Normen
                                                                                                      • die beste unabhängige industrielle, fachliche und wissenschaftliche Beratung.

                                                                                                                 

                                                                                                                Zusammenfassung

                                                                                                                Beim Entwerfen und Verwenden von sicherheitsbezogenen Systemen muss berücksichtigt werden, dass es die zu steuernden Geräte sind, die die potenzielle Gefahr erzeugen. Die sicherheitsbezogenen Systeme sind darauf ausgelegt, die Häufigkeit (oder Wahrscheinlichkeit) des gefährlichen Ereignisses und/oder die Folgen des gefährlichen Ereignisses zu reduzieren. Sobald das Sicherheitsniveau für die Ausrüstung festgelegt wurde, kann das Sicherheitsintegritätsniveau für das sicherheitsbezogene System bestimmt werden, und es ist das Sicherheitsintegritätsniveau, das es dem Konstrukteur ermöglicht, die Vorsichtsmaßnahmen anzugeben, die in das Design eingebaut werden müssen sowohl gegen zufällige Hardware als auch gegen systematische Ausfälle eingesetzt werden.

                                                                                                                 

                                                                                                                Zurück

                                                                                                                Maschinen, Prozessanlagen und andere Geräte können bei Fehlfunktionen Risiken durch gefährliche Ereignisse wie Brände, Explosionen, Überdosierungen von Strahlung und bewegliche Teile darstellen. Eine der Ursachen für Fehlfunktionen solcher Anlagen, Geräte und Maschinen sind Ausfälle elektromechanischer, elektronischer und programmierbarer elektronischer (E/E/PE) Geräte, die beim Entwurf ihrer Steuerungs- oder Sicherheitssysteme verwendet werden. Diese Ausfälle können entweder durch physische Fehler im Gerät entstehen (z. B. durch zeitlich zufällig auftretenden Verschleiß (zufällige Hardwareausfälle)); oder von systematischen Fehlern (z. B. Fehlern in der Spezifikation und dem Design eines Systems, die dazu führen, dass es aufgrund (1) einer bestimmten Kombination von Eingaben, (2) einer Umgebungsbedingung, (3) falscher oder unvollständiger Eingaben von Sensoren, ( 4) unvollständige oder fehlerhafte Dateneingabe durch Bediener und (5) potenzielle systematische Fehler aufgrund eines schlechten Schnittstellendesigns).

                                                                                                                Sicherheitsrelevante Systemausfälle

                                                                                                                Dieser Artikel behandelt die funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener Steuerungssysteme und betrachtet die technischen Hardware- und Softwareanforderungen, die zum Erreichen der erforderlichen Sicherheitsintegrität erforderlich sind. Der Gesamtansatz entspricht dem vorgeschlagenen International Electrotechnical Commission Standard IEC 1508, Teile 2 und 3 (IEC 1993). Das übergeordnete Ziel des Entwurfs der internationalen Norm IEC 1508, Funktionale Sicherheit: Sicherheitsbezogene Systeme, soll sicherstellen, dass Anlagen und Ausrüstungen sicher automatisiert werden können. Ein Hauptziel bei der Entwicklung des vorgeschlagenen internationalen Standards ist die Vermeidung oder Minimierung der Häufigkeit von:

                                                                                                                  • Ausfälle von Steuerungssystemen, die andere Ereignisse auslösen, die wiederum zu Gefahren führen könnten (z. B. Ausfall des Steuerungssystems, Verlust der Steuerung, Prozess außer Kontrolle, was zu einem Brand, Freisetzung giftiger Materialien usw.)
                                                                                                                  • Ausfälle in Alarm- und Überwachungssystemen, so dass die Bediener Informationen nicht in einer Form erhalten, die schnell identifiziert und verstanden werden können, um die erforderlichen Notfallmaßnahmen durchzuführen
                                                                                                                  • unerkannte Fehler in Schutzsystemen, wodurch sie nicht verfügbar sind, wenn sie für eine Sicherheitsaktion benötigt werden (z. B. eine ausgefallene Eingangskarte in einem Notabschaltsystem).

                                                                                                                       

                                                                                                                      Der Artikel „Elektrische, elektronische und programmierbare elektronische sicherheitsbezogene Systeme“ beschreibt den allgemeinen Sicherheitsmanagementansatz, der in Teil 1 der IEC 1508 verkörpert ist, um die Sicherheit von Steuerungs- und Schutzsystemen zu gewährleisten, die für die Sicherheit wichtig sind. Dieser Artikel beschreibt das allgemeine konzeptionelle Engineering-Design, das erforderlich ist, um das Unfallrisiko auf ein akzeptables Niveau zu reduzieren, einschließlich der Rolle von Kontroll- oder Schutzsystemen auf der Grundlage von E/E/PE-Technologie.

                                                                                                                      In Abbildung 1 wird das Risiko von der Ausrüstung, der Prozessanlage oder der Maschine (allgemein bezeichnet als Geräte im Griff (EUC) ohne Schutzvorrichtungen) ist an einem Ende der EUC-Risikoskala markiert, und das angestrebte Risikoniveau, das erforderlich ist, um das erforderliche Sicherheitsniveau zu erreichen, befindet sich am anderen Ende. Dazwischen wird die Kombination aus sicherheitsbezogenen Systemen und externen Risikominderungseinrichtungen gezeigt, die erforderlich ist, um die erforderliche Risikominderung zu erreichen. Diese können unterschiedlicher Art sein – mechanische (z. B. Druckentlastungsventile), hydraulische, pneumatische, physikalische sowie E/E/PE-Systeme. Abbildung 2 betont die Rolle jeder Sicherheitsschicht beim Schutz des EUC im Verlauf des Unfalls.

                                                                                                                      Abbildung 1. Risikominderung: Allgemeine Konzepte

                                                                                                                      SAF060F1

                                                                                                                       

                                                                                                                      Abbildung 2. Gesamtmodell: Schutzschichten

                                                                                                                      SAF060F2

                                                                                                                      Vorausgesetzt, dass eine Gefahren- und Risikoanalyse am EUC durchgeführt wurde, wie in Teil 1 von IEC 1508 gefordert, wurde das Gesamtkonzept für die Sicherheit erstellt und somit die erforderlichen Funktionen und das Ziel des Sicherheitsintegritätslevels (SIL) für jedes E/E/ PE-Steuerungs- oder Schutzsystem wurden definiert. Das Ziel des Sicherheitsintegritätslevels wird in Bezug auf eine Zielausfallmaßnahme definiert (siehe Tabelle 1).


                                                                                                                      Tabelle 1. Sicherheitsintegritätslevel für Schutzsysteme: Zielausfallmaßnahmen

                                                                                                                      Sicherheitsintegritätslevel                        Demand-Betriebsart (Wahrscheinlichkeit des Versagens, seine Designfunktion bei Bedarf auszuführen)

                                                                                                                      4 10-5 ≤ × 10-4

                                                                                                                      3 10-4 ≤ × 10-3

                                                                                                                      2 10-3 ≤ × 10-2

                                                                                                                      1 10-2 ≤ × 10-1 


                                                                                                                      Schutzsysteme

                                                                                                                      Dieses Dokument umreißt die technischen Anforderungen, die der Entwickler eines sicherheitsbezogenen E/E/PE-Systems berücksichtigen sollte, um das erforderliche Sicherheitsintegritätslevel-Ziel zu erreichen. Der Schwerpunkt liegt auf einem typischen Schutzsystem, das programmierbare Elektronik verwendet, um eine eingehendere Diskussion der Schlüsselthemen mit wenig Verlust an Allgemeingültigkeit zu ermöglichen. Ein typisches Schutzsystem ist in Abbildung 3 dargestellt, die ein einkanaliges Sicherheitssystem mit einer sekundären Abschaltung darstellt, die über ein Diagnosegerät aktiviert wird. Im Normalbetrieb wird der unsichere Zustand des EUC (z. B. Überdrehzahl in einer Maschine, hohe Temperatur in einer Chemieanlage) vom Sensor erkannt und an die programmierbare Elektronik übermittelt, die den Stellgliedern (über die Ausgangsrelais) den Befehl zum Setzen gibt das System in einen sicheren Zustand (z. B. Ausschalten des Elektromotors der Maschine, Öffnen eines Ventils zum Druckentlasten).

                                                                                                                      Abbildung 3. Typisches Schutzsystem

                                                                                                                      SAF060F3

                                                                                                                      Was aber, wenn die Komponenten des Schutzsystems ausfallen? Dies ist die Funktion der Sekundärabschaltung, die durch die Diagnose (Selbstüberprüfung) dieser Konstruktion aktiviert wird. Das System ist jedoch nicht vollständig ausfallsicher, da das Design nur mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit verfügbar ist, wenn es zur Ausführung seiner Sicherheitsfunktion aufgefordert wird (es hat eine bestimmte Ausfallwahrscheinlichkeit oder einen bestimmten Sicherheitsintegritätslevel). Beispielsweise könnte das obige Design in der Lage sein, bestimmte Arten von Ausgangskartenfehlern zu erkennen und zu tolerieren, aber es wäre nicht in der Lage, einem Fehler der Eingangskarte zu widerstehen. Daher ist seine Sicherheitsintegrität viel geringer als die eines Designs mit einer Eingangskarte mit höherer Zuverlässigkeit oder verbesserter Diagnose oder einer Kombination davon.

                                                                                                                      Andere mögliche Ursachen für Kartenausfälle sind „klassische“ physikalische Fehler in der Hardware, systematische Fehler einschließlich Fehler in der Anforderungsspezifikation, Implementierungsfehler in der Software und unzureichender Schutz vor Umwelteinflüssen (z. B. Feuchtigkeit). Die Diagnose in diesem einkanaligen Design kann möglicherweise nicht alle diese Fehlerarten abdecken, wodurch der in der Praxis erreichte Sicherheitsintegritätslevel eingeschränkt wird. (Die Abdeckung ist ein Maß für den Prozentsatz der Fehler, die ein Design erkennen und sicher handhaben kann.)

                                                                                                                      Technische Anforderungen

                                                                                                                      Die Teile 2 und 3 des IEC 1508-Entwurfs bieten einen Rahmen für die Identifizierung der verschiedenen potenziellen Fehlerursachen in Hardware und Software und für die Auswahl von Konstruktionsmerkmalen, die diese potenziellen Fehlerursachen entsprechend dem erforderlichen Sicherheitsintegritätslevel des sicherheitsbezogenen Systems überwinden. Der allgemeine technische Ansatz für das Schutzsystem in Abbildung 3 ist beispielsweise in Abbildung 4 dargestellt. Die Abbildung zeigt die zwei grundlegenden Strategien zur Überwindung von Fehlern und Ausfällen: (1) Fehlervermeidung, wo darauf geachtet wird, dass keine Fehler entstehen; und 2) Fehlertoleranz, wo das Design speziell erstellt wird, um bestimmte Fehler zu tolerieren. Das oben erwähnte einkanalige System ist ein Beispiel für ein (begrenztes) fehlertolerantes Design, bei dem die Diagnose verwendet wird, um bestimmte Fehler zu erkennen und das System in einen sicheren Zustand zu versetzen, bevor ein gefährlicher Fehler auftreten kann.

                                                                                                                      Abbildung 4. Designspezifikation: Designlösung

                                                                                                                      SAF060F4

                                                                                                                      Fehlervermeidung

                                                                                                                      Fehlervermeidung versucht zu verhindern, dass Fehler in ein System eingeführt werden. Der Hauptansatz besteht darin, eine systematische Methode zum Management des Projekts zu verwenden, sodass Sicherheit als definierbare und kontrollierbare Qualität eines Systems behandelt wird, während des Entwurfs und anschließend während des Betriebs und der Wartung. Der qualitätssicherungsähnliche Ansatz basiert auf dem Feedback-Konzept und umfasst: (1) Planung (Definition von Sicherheitszielen, Ermittlung der Mittel und Wege zur Erreichung der Ziele); (2) Messen Leistung gegenüber dem Plan während der Umsetzung und (3) Anwendung Feedback eventuelle Abweichungen zu korrigieren. Design Reviews sind ein gutes Beispiel für eine Technik zur Fehlervermeidung. In IEC 1508 wird dieser „Qualitäts“-Ansatz zur Fehlervermeidung durch die Anforderungen erleichtert, einen Sicherheitslebenszyklus zu verwenden und Sicherheitsmanagementverfahren sowohl für Hardware als auch für Software einzusetzen. Für letztere manifestieren sich diese oft als Software-Qualitätssicherungsverfahren, wie sie in ISO 9000-3 (1990) beschrieben sind.

                                                                                                                      Darüber hinaus stufen die Teile 2 und 3 der IEC 1508 (in Bezug auf Hardware bzw. Software) bestimmte Techniken oder Maßnahmen ein, die für die Fehlervermeidung während der verschiedenen Phasen des Sicherheitslebenszyklus als nützlich erachtet werden. Tabelle 2 zeigt ein Beispiel aus Teil 3 für die Entwurfs- und Entwicklungsphase von Software. Der Konstrukteur würde die Tabelle verwenden, um bei der Auswahl von Techniken zur Fehlervermeidung zu helfen, abhängig von der erforderlichen Sicherheitsintegritätsstufe. Für jede Technik oder Maßnahme in den Tabellen gibt es eine Empfehlung für jeden Sicherheitsintegritätslevel, 1 bis 4. Das Spektrum der Empfehlungen umfasst „Sehr empfehlenswert“ (HR), „Empfohlen“ (R), „Neutral“ – weder dafür noch dagegen (–) und „Nicht empfohlen“. (NR.).

                                                                                                                      Tabelle 2. Softwaredesign und -entwicklung

                                                                                                                      Technik/Maßnahme

                                                                                                                      SIL 1

                                                                                                                      SIL 2

                                                                                                                      SIL 3

                                                                                                                      SIL 4

                                                                                                                      1. Formale Methoden wie zB CCS, CSP, HOL, LOTOS

                                                                                                                      -

                                                                                                                      R

                                                                                                                      R

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      2. Semi-formale Methoden

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      3. Strukturiert. Methodik einschließlich beispielsweise JSD, MASCOT, SADT, SSADM und YOURDON

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      4. Modularer Ansatz

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      5. Design- und Codierungsstandards

                                                                                                                      R

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR = sehr empfehlenswert; R = empfohlen; NR = nicht empfohlen;— = neutral: Die Technik/Maßnahme ist weder für noch gegen den SIL.
                                                                                                                      Hinweis: Eine nummerierte Technik/Maßnahme muss entsprechend dem Sicherheitsintegritätslevel ausgewählt werden.

                                                                                                                      Fehlertoleranz

                                                                                                                      IEC 1508 fordert mit steigendem Sicherheitsintegritätsziel immer höhere Fehlertoleranzniveaus. Die Norm erkennt jedoch an, dass Fehlertoleranz wichtiger ist, wenn Systeme (und die Komponenten, aus denen diese Systeme bestehen) komplex sind (in IEC 1508 als Typ B bezeichnet). Für weniger komplexe, „gut bewährte“ Systeme kann der Grad der Fehlertoleranz gelockert werden.

                                                                                                                      Toleranz gegenüber zufälligen Hardwarefehlern

                                                                                                                      Tabelle 3 zeigt die Anforderungen an die Fehlertoleranz gegen zufällige Hardwareausfälle in komplexen Hardwarekomponenten (z. B. Mikroprozessoren), wenn sie in einem Schutzsystem wie in Abbildung 3 verwendet werden. Der Konstrukteur muss möglicherweise eine geeignete Kombination aus Diagnose, Fehlertoleranz und manuelle Proof-Checks zur Überwindung dieser Fehlerklasse, abhängig vom geforderten Safety Integrity Level.


                                                                                                                      Tabelle 3. Sicherheitsintegritätslevel – Fehleranforderungen für Typ-B-Komponenten1

                                                                                                                      1 Sicherheitsrelevante unerkannte Fehler müssen durch die Wiederholungsprüfung entdeckt werden.

                                                                                                                      2 Bei Komponenten ohne mittlere Online-Diagnoseabdeckung muss das System in der Lage sein, die Sicherheitsfunktion bei Vorliegen eines einzelnen Fehlers auszuführen. Sicherheitsrelevante unerkannte Fehler müssen durch die Wiederholungsprüfung aufgedeckt werden.

                                                                                                                      3 Bei Komponenten mit hoher Online-Diagnoseabdeckung muss das System in der Lage sein, die Sicherheitsfunktion bei Vorliegen eines einzelnen Fehlers auszuführen. Bei Komponenten ohne hohe Online-Diagnoseabdeckung muss das System in der Lage sein, die Sicherheitsfunktion bei Vorhandensein von zwei Fehlern auszuführen. Sicherheitsrelevante unerkannte Fehler müssen durch die Wiederholungsprüfung aufgedeckt werden.

                                                                                                                      4 Die Komponenten müssen in der Lage sein, die Sicherheitsfunktion bei Vorliegen von zwei Fehlern auszuführen. Fehler müssen mit hoher Online-Diagnoseabdeckung erkannt werden. Sicherheitsrelevante unerkannte Fehler müssen durch die Wiederholungsprüfung aufgedeckt werden. Quantitative Hardwareanalysen müssen auf Worst-Case-Annahmen beruhen.

                                                                                                                      1Komponenten, deren Fehlermodi nicht gut definiert oder testbar sind oder für die es schlechte Fehlerdaten aus der Praxis gibt (z. B. programmierbare elektronische Komponenten).


                                                                                                                      IEC 1508 unterstützt den Designer durch Bereitstellung von Designspezifikationstabellen (siehe Tabelle 4) mit Designparametern, die mit dem Sicherheitsintegritätslevel für eine Reihe häufig verwendeter Schutzsystemarchitekturen indiziert sind.

                                                                                                                      Tabelle 4. Anforderungen für Sicherheitsintegritätslevel 2 – Programmierbare elektronische Systemarchitekturen für Schutzsysteme

                                                                                                                      Konfiguration des PE-Systems

                                                                                                                      Diagnoseabdeckung pro Kanal

                                                                                                                      Offline-Proof-Test-Intervall (TI)

                                                                                                                      Mittlere Zeit bis zur Fehlauslösung

                                                                                                                      Single PE, Single I/O, Ext. WD

                                                                                                                      High

                                                                                                                      6 Monate

                                                                                                                      1.6 Jahre

                                                                                                                      Doppelte PE, einzelne E/A

                                                                                                                      High

                                                                                                                      6 Monate

                                                                                                                      10 Jahre

                                                                                                                      Dual PE, Dual I/O, 2oo2

                                                                                                                      High

                                                                                                                      3 Monate

                                                                                                                      1,281 Jahre

                                                                                                                      Dual PE, Dual I/O, 1oo2

                                                                                                                      Andere

                                                                                                                      2 Monate

                                                                                                                      1.4 Jahre

                                                                                                                      Dual PE, Dual I/O, 1oo2

                                                                                                                      Sneaker

                                                                                                                      5 Monate

                                                                                                                      1.0 Jahre

                                                                                                                      Dual PE, Dual I/O, 1oo2

                                                                                                                      Medium

                                                                                                                      18 Monate

                                                                                                                      0.8 Jahre

                                                                                                                      Dual PE, Dual I/O, 1oo2

                                                                                                                      High

                                                                                                                      36 Monate

                                                                                                                      0.8 Jahre

                                                                                                                      Dual PE, Dual I/O, 1oo2D

                                                                                                                      Andere

                                                                                                                      2 Monate

                                                                                                                      1.9 Jahre

                                                                                                                      Dual PE, Dual I/O, 1oo2D

                                                                                                                      Sneaker

                                                                                                                      4 Monate

                                                                                                                      4.7 Jahre

                                                                                                                      Dual PE, Dual I/O, 1oo2D

                                                                                                                      Medium

                                                                                                                      18 Monate

                                                                                                                      18 Jahre

                                                                                                                      Dual PE, Dual I/O, 1oo2D

                                                                                                                      High

                                                                                                                      48 + Monate

                                                                                                                      168 Jahre

                                                                                                                      Triple PE, Triple I/O, IPC, 2oo3

                                                                                                                      Andere

                                                                                                                      1 Monat

                                                                                                                      20 Jahre

                                                                                                                      Triple PE, Triple I/O, IPC, 2oo3

                                                                                                                      Sneaker

                                                                                                                      3 Monate

                                                                                                                      25 Jahre

                                                                                                                      Triple PE, Triple I/O, IPC, 2oo3

                                                                                                                      Medium

                                                                                                                      12 Monate

                                                                                                                      30 Jahre

                                                                                                                      Triple PE, Triple I/O, IPC, 2oo3

                                                                                                                      High

                                                                                                                      48 + Monate

                                                                                                                      168 Jahre

                                                                                                                       

                                                                                                                      Die erste Spalte der Tabelle stellt Architekturen mit unterschiedlichem Grad an Fehlertoleranz dar. Im Allgemeinen haben Architekturen, die am unteren Ende der Tabelle platziert sind, einen höheren Grad an Fehlertoleranz als die am oberen Rand. Ein 1oo2-System (eins von zwei) kann jedem Fehler standhalten, ebenso wie 2oo3.

                                                                                                                      Die zweite Spalte beschreibt die prozentuale Abdeckung aller internen Diagnosen. Je höher die Diagnosestufe, desto mehr Fehler werden erfasst. In einem Schutzsystem ist dies wichtig, da, sofern die fehlerhafte Komponente (z. B. eine Eingangskarte) innerhalb einer angemessenen Zeit (oft 8 Stunden) repariert wird, die funktionale Sicherheit kaum beeinträchtigt wird. (Hinweis: Dies wäre bei einem kontinuierlichen Kontrollsystem nicht der Fall, da jeder Fehler wahrscheinlich einen unmittelbaren unsicheren Zustand und die Möglichkeit eines Zwischenfalls verursacht.)

                                                                                                                      Die dritte Spalte zeigt das Intervall zwischen den Wiederholungsprüfungen. Dies sind spezielle Tests, die durchgeführt werden müssen, um das Schutzsystem gründlich zu testen, um sicherzustellen, dass keine latenten Fehler vorhanden sind. Typischerweise werden diese vom Anlagenlieferanten während Anlagenstillstandszeiten durchgeführt.

                                                                                                                      Die vierte Spalte zeigt die Nebenauslöserate. Eine Fehlauslösung bewirkt, dass die Anlage oder Ausrüstung abgeschaltet wird, wenn keine Prozessabweichung vorliegt. Der Preis für die Sicherheit ist oft eine höhere Fehlauslösungsrate. Ein einfaches redundantes Schutzsystem – 1oo2 – hat bei allen anderen Designfaktoren einen höheren Safety Integrity Level, aber auch eine höhere Nebenauslöserate als ein einkanaliges (1oo1) System.

                                                                                                                      Wenn eine der Architekturen in der Tabelle nicht verwendet wird oder wenn der Designer eine grundlegendere Analyse durchführen möchte, lässt die IEC 1508 diese Alternative zu. Reliability-Engineering-Techniken wie die Markov-Modellierung können dann verwendet werden, um das Hardwareelement des Sicherheitsintegritätslevels zu berechnen (Johnson 1989; Goble 1992).

                                                                                                                      Toleranz gegenüber systematischen Ausfällen und Ausfällen aufgrund gemeinsamer Ursache

                                                                                                                      Diese Fehlerklasse ist in Sicherheitssystemen sehr wichtig und ist der begrenzende Faktor für das Erreichen der Sicherheitsintegrität. In einem redundanten System wird eine Komponente oder ein Teilsystem oder sogar das gesamte System dupliziert, um eine hohe Zuverlässigkeit von weniger zuverlässigen Teilen zu erreichen. Die Zuverlässigkeitsverbesserung tritt auf, weil statistisch gesehen die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Systeme gleichzeitig durch zufällige Fehler ausfallen, das Produkt der Zuverlässigkeiten der einzelnen Systeme ist und daher viel geringer ist. Andererseits führen systematische Fehler gemeinsamer Ursache zum zufälligen Ausfall redundanter Systeme, wenn beispielsweise ein Spezifikationsfehler in der Software dazu führt, dass die duplizierten Teile gleichzeitig ausfallen. Ein weiteres Beispiel wäre der Ausfall einer gemeinsamen Stromversorgung eines redundanten Systems.

                                                                                                                      IEC 1508 enthält Tabellen mit Engineering-Techniken, die nach dem Safety Integrity Level geordnet sind, das als wirksam zum Schutz vor systematischen Ausfällen und Ausfällen aufgrund gemeinsamer Ursache angesehen wird.

                                                                                                                      Beispiele für Techniken zum Schutz vor systematischen Fehlern sind Vielfalt und analytische Redundanz. Die Grundlage der Diversität besteht darin, dass, wenn ein Designer einen zweiten Kanal in einem redundanten System unter Verwendung einer anderen Technologie oder Softwaresprache implementiert, dann Fehler in den redundanten Kanälen als unabhängig betrachtet werden können (dh eine geringe Wahrscheinlichkeit eines zufälligen Ausfalls). Insbesondere im Bereich softwarebasierter Systeme gibt es jedoch einige Hinweise darauf, dass diese Technik möglicherweise nicht effektiv ist, da die meisten Fehler in der Spezifikation liegen. Analytische Redundanz versucht, redundante Informationen in der Anlage oder Maschine auszunutzen, um Fehler zu identifizieren. Für die anderen Ursachen systematischer Ausfälle – zum Beispiel äußere Belastungen – stellt die Norm Tabellen mit Ratschlägen zu bewährten technischen Verfahren (z. B. Trennung von Signal- und Stromkabeln) zur Verfügung, die mit dem Sicherheitsintegritätslevel indiziert sind.

                                                                                                                      Schlussfolgerungen

                                                                                                                      Computerbasierte Systeme bieten viele Vorteile – nicht nur wirtschaftliche, sondern auch das Potenzial zur Verbesserung der Sicherheit. Allerdings ist die Detailgenauigkeit zur Realisierung dieses Potenzials deutlich höher als bei konventionellen Systemkomponenten. Dieser Artikel hat die wichtigsten technischen Anforderungen skizziert, die ein Designer berücksichtigen muss, um diese Technologie erfolgreich zu nutzen.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Zurück

                                                                                                                      Montag, April 04 2011 19: 01

                                                                                                                      Roll

                                                                                                                      Von Traktoren und anderen mobilen Maschinen in der Land- und Forstwirtschaft, bei Bau- und Bergbauarbeiten sowie im Materialumschlag können ernsthafte Gefahren ausgehen, wenn die Fahrzeuge seitlich überschlagen, nach vorne oder nach hinten umkippen. Bei Radtraktoren mit hohen Schwerpunkten sind die Risiken erhöht. Andere Fahrzeuge, die eine Überrollgefahr darstellen, sind Raupentraktoren, Lader, Kräne, Obstpflücker, Planierraupen, Muldenkipper, Schürfkübel und Grader. Diese Unfälle ereignen sich normalerweise zu schnell, als dass Fahrer und Beifahrer von der Ausrüstung wegkommen könnten, und sie könnten unter dem Fahrzeug eingeklemmt werden. Zum Beispiel besteht bei Traktoren mit hohem Schwerpunkt eine beträchtliche Wahrscheinlichkeit des Umkippens (und schmale Traktoren haben noch weniger Stabilität als breite). Ein Quecksilber-Motorabschaltschalter zum Abschalten des Stroms beim Erfassen einer seitlichen Bewegung wurde bei Traktoren eingeführt, erwies sich jedoch als zu langsam, um mit den dynamischen Kräften fertig zu werden, die bei der Überschlagsbewegung erzeugt werden (Springfeldt 1993). Daher wurde die Sicherheitseinrichtung aufgegeben.

                                                                                                                      Die Tatsache, dass solche Geräte häufig auf abschüssigem oder unebenem Boden oder auf weichem Boden und manchmal in unmittelbarer Nähe von Gräben, Gräben oder Ausschachtungen verwendet werden, ist eine wichtige Ursache für das Überschlagen. Wenn Zusatzgeräte hoch oben an einem Traktor angebracht sind, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass sie sich beim Bergauffahren nach hinten aufbäumen (oder beim Hinunterfahren nach vorne kippen). Darüber hinaus kann ein Traktor aufgrund des Kontrollverlusts aufgrund des Drucks, der von einem von einem Traktor gezogenen Gerät ausgeübt wird, umkippen (z. B. wenn sich der Schlitten an einem Hang nach unten bewegt und das angehängte Gerät nicht gebremst wird und den Traktor überfährt). Beim Einsatz von Traktoren als Zugfahrzeug entstehen besondere Gefahren, insbesondere wenn der Zughaken des Traktors höher als die Radachse angeordnet ist.

                                                                                                                      Geschichte

                                                                                                                      In bestimmten Ländern, in denen es zu vielen tödlichen Überschlägen kam, wurde auf nationaler Ebene auf das Rollover-Problem aufmerksam gemacht. In Schweden und Neuseeland wurden bereits in den 1er Jahren Entwicklung und Erprobung von Überrollschutzstrukturen (ROPS) an Traktoren (Abbildung 1950) durchgeführt, aber diesen Arbeiten folgten nur seitens der schwedischen Behörden Vorschriften; diese Regelungen traten ab dem Jahr 1959 in Kraft (Springfeldt 1993).

                                                                                                                      Abbildung 1. Übliche ROPS-Typen an Traktoren

                                                                                                                      ACC060F1

                                                                                                                      Vorgeschlagene Vorschriften, die ROPS für Traktoren vorschreiben, stießen in mehreren Ländern auf Widerstand im Agrarsektor. Gegen Pläne, die Arbeitgeber dazu verpflichten, ROPS an bestehenden Traktoren anzubringen, und sogar gegen den Vorschlag, dass nur neue Traktoren von den Herstellern mit ROPS ausgerüstet werden, wurde heftiger Widerstand geleistet. Schließlich haben viele Länder ROPS erfolgreich für neue Traktoren vorgeschrieben, und später konnten einige Länder verlangen, dass ROPS auch für alte Traktoren nachgerüstet wird. Internationale Normen für Traktoren und Erdbewegungsmaschinen, einschließlich Prüfnormen für ROPS, trugen zu zuverlässigeren Konstruktionen bei. Traktoren wurden mit niedrigeren Schwerpunkten und niedriger platzierten Abschlepphaken konstruiert und hergestellt. Der Allradantrieb hat das Risiko eines Überschlags verringert. Allerdings ist der Anteil an Traktoren mit ROPS in Ländern mit vielen alten Traktoren und ohne Auflagen zur Nachrüstung von ROPS noch eher gering.

                                                                                                                      Untersuchungen

                                                                                                                      Überschlagsunfälle, insbesondere solche mit Traktoren, wurden von Forschern in vielen Ländern untersucht. Es gibt jedoch keine zentralisierten internationalen Statistiken in Bezug auf die Anzahl der Unfälle, die durch die in diesem Artikel untersuchten Arten von mobilen Maschinen verursacht wurden. Verfügbare Statistiken auf nationaler Ebene zeigen jedoch, dass die Zahl hoch ist, insbesondere in der Landwirtschaft. Laut einem schottischen Bericht über Traktorüberschlagsunfälle in der Zeit von 1968 bis 1976 hatten 85 % der beteiligten Traktoren zum Zeitpunkt des Unfalls Ausrüstung angebracht, und von diesen hatte die Hälfte gezogene Ausrüstung und die andere Hälfte montierte Ausrüstung. Zwei Drittel der Traktorüberschlagsunfälle im schottischen Bericht ereigneten sich an Hängen (Springfeldt 1993). Später wurde nachgewiesen, dass die Zahl der Unfälle nach der Einführung eines Hangfahrtrainings sowie der Anwendung eines Instruments zur Messung der Hangneigung in Kombination mit einem Indikator für sichere Hanggrenzwerte reduziert werden würde.

                                                                                                                      In anderen Untersuchungen beobachteten neuseeländische Forscher, dass sich die Hälfte ihrer tödlichen Überschlagsunfälle auf ebenem Boden oder an leichten Hängen ereignete und nur ein Zehntel an steilen Hängen. Auf ebenem Boden achten Traktorfahrer möglicherweise weniger auf Überschlagsgefahren und können das Risiko falsch einschätzen, das von Gräben und unebenem Boden ausgeht. Von den tödlichen Überschlägen bei Traktoren in Neuseeland im Zeitraum 1949–1980 ereigneten sich 80 % bei Radtraktoren und 20 % bei Raupentraktoren (Springfeldt 1993). Studien in Schweden und Neuseeland zeigten, dass etwa 80 % der tödlichen Unfälle mit Traktorüberschlägen durch seitliches Überschlagen von Traktoren auftraten. Die Hälfte der an den Todesfällen in Neuseeland beteiligten Traktoren hatte sich um 180° gedreht.

                                                                                                                      Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen Überschlagstoten in Westdeutschland und dem Modelljahr landwirtschaftlicher Traktoren (Springfeldt 1993) zeigten, dass 1 von 10,000 alten, ungeschützten Traktoren, die vor 1957 hergestellt wurden, an einem Überschlagstoten beteiligt war. Von Traktoren mit vorgeschriebenem Überrollschutz, die 1970 und später hergestellt wurden, war einer von 1 Traktoren in einen tödlichen Überschlag verwickelt. Bei tödlichen Traktorüberschlägen in Westdeutschland im Zeitraum 25,000–1980 wurden zwei Drittel der Opfer aus ihrem geschützten Bereich geschleudert und anschließend von dem Traktor überrollt oder erfasst (Springfeldt 1985). Bei nicht tödlichen Überschlägen wurde ein Viertel der Fahrer vom Fahrersitz geschleudert, aber nicht überfahren. Es ist offensichtlich, dass das Todesrisiko steigt, wenn der Fahrer aus dem geschützten Bereich geschleudert wird (ähnlich wie bei Autounfällen). Die meisten beteiligten Traktoren hatten einen Zwei-Säulen-Bug (Bild 1993 C), der das Herausschleudern des Fahrers nicht verhindert. In einigen Fällen war der ROPS gebrochen oder stark verformt.

                                                                                                                      Die relativen Häufigkeiten von Verletzungen pro 100,000 Traktoren in verschiedenen Zeiträumen in einigen Ländern und die Verringerung der Todesrate wurden von Springfeldt (1993) berechnet. Die Wirksamkeit von ROPS bei der Verringerung von Verletzungen bei Traktorüberschlagunfällen wurde in Schweden nachgewiesen, wo die Zahl der Todesfälle pro 100,000 Traktoren über einen Zeitraum von drei Jahrzehnten (17–0.3) von etwa 1960 auf 1990 reduziert wurde (Abbildung 2). Am Ende des Zeitraums waren schätzungsweise etwa 98 % der Traktoren mit ROPS ausgestattet, hauptsächlich in Form einer bruchsicheren Kabine (Abbildung 1 A). In Norwegen wurden die Todesfälle in einem ähnlichen Zeitraum von etwa 24 auf 4 pro 100,000 Traktoren reduziert. Schlechtere Ergebnisse wurden jedoch in Finnland und Neuseeland erzielt.

                                                                                                                      Abbildung 2. Verletzungen durch Überschläge pro 100,000 Traktoren in Schweden zwischen 1957 und 1990

                                                                                                                      ACC060F2

                                                                                                                      Vermeidung von Verletzungen durch Überschläge

                                                                                                                      Bei Traktoren ist die Gefahr des Umkippens am größten; In der Land- und Forstwirtschaft lässt sich jedoch nur wenig gegen das Umkippen von Traktoren tun. Durch die Montage von ROPS an Traktoren und Erdbewegungsmaschinen mit potenzieller Überrollgefahr kann das Risiko von Personenschäden verringert werden, vorausgesetzt, dass die Fahrer bei Überrollvorgängen auf ihren Sitzen bleiben (Springfeldt 1993). Die Häufigkeit von tödlichen Überschlägen hängt weitgehend vom Anteil der geschützten Maschinen im Einsatz und den verwendeten ROPS-Typen ab. Ein Bug (Abbildung 1 C) bietet viel weniger Schutz als ein Fahrerhaus oder ein Rahmen (Springfeldt 1993). Die effektivste Struktur ist eine bruchsichere Kabine, die es dem Fahrer ermöglicht, während eines Überschlags geschützt im Inneren zu bleiben. (Ein weiterer Grund für die Wahl einer Kabine ist der Wetterschutz.) Das wirksamste Mittel, um den Fahrer bei einem Überschlag im Schutz des Überrollschutzes zu halten, ist ein Sicherheitsgurt, vorausgesetzt, dass der Fahrer den Gurt beim Bedienen der Ausrüstung anlegt. In einigen Ländern gibt es Hinweisschilder am Fahrersitz, die darauf hinweisen, dass das Lenkrad bei einem Überschlag festgehalten werden muss. Eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme besteht darin, die Fahrerkabine oder den Innenraum und den ROPS so zu gestalten, dass Gefahren wie scharfe Kanten oder Vorsprünge vermieden werden.

                                                                                                                      In allen Ländern verursachen Überschläge mobiler Maschinen, hauptsächlich Traktoren, schwere Verletzungen. Es gibt jedoch erhebliche Unterschiede zwischen den Ländern hinsichtlich der technischen Spezifikationen für die Konstruktion von Maschinen sowie der Verwaltungsverfahren für Prüfungen, Tests, Inspektionen und Vermarktung. Die internationale Vielfalt, die die Sicherheitsbemühungen in diesem Zusammenhang kennzeichnet, lässt sich u. a. durch folgende Überlegungen erklären:

                                                                                                                      • ob es verbindliche Anforderungen für ROPS (in Form von Vorschriften oder Gesetzen) oder nur Empfehlungen oder überhaupt keine Regeln gibt
                                                                                                                      • die Notwendigkeit von Vorschriften für neue Maschinen und Vorschriften für ältere Ausrüstungen
                                                                                                                      • die Verfügbarkeit von behördlichen Inspektionen und das Vorhandensein von sozialem Druck und kulturellem Klima, die die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften begünstigen; in vielen ländern wird die einhaltung von sicherheitsrichtlinien bei der landwirtschaftlichen arbeit nicht durch inspektion überprüft
                                                                                                                      • Druck von Gewerkschaften; Allerdings ist zu bedenken, dass Arbeitnehmerorganisationen weniger Einfluss auf die Arbeitsbedingungen in der Landwirtschaft haben als in anderen Sektoren, da es in der Landwirtschaft viele bäuerliche Familienbetriebe gibt
                                                                                                                      • der im Land verwendete ROPS-Typ
                                                                                                                      • Information und Verständnis der Risiken, denen Traktorfahrer ausgesetzt sind; Praktische Probleme stehen oft dem Erreichen von Landwirten und Forstarbeitern zum Zweck der Information und Aufklärung im Wege
                                                                                                                      • die Geographie des Landes, insbesondere dort, wo Land-, Forst- und Straßenarbeiten durchgeführt werden.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Sicherheitsbestimmungen

                                                                                                                      Die Art der Vorschriften für ROPS-Anforderungen und der Umsetzungsgrad der Vorschriften in einem Land haben einen starken Einfluss auf Überschlagsunfälle, insbesondere auf tödliche. Vor diesem Hintergrund wurde die Entwicklung sichererer Maschinen durch Richtlinien, Vorschriften und Normen gefördert, die von internationalen und nationalen Organisationen herausgegeben wurden. Darüber hinaus haben viele Länder strenge Vorschriften für ROPS eingeführt, die zu einer starken Reduzierung von Überschlagsverletzungen geführt haben.

                                                                                                                      Europäischen Wirtschaftsgemeinschaft

                                                                                                                      Ab 1974 erließ die Europäische Wirtschaftsgemeinschaft (EWG) Richtlinien zur Betriebserlaubnis für land- und forstwirtschaftliche Zugmaschinen auf Rädern und ab 1977 weitere Sonderrichtlinien zu ROPS einschließlich deren Anbau an Traktoren (Springfeldt 1993; EWG 1974, 1977, 1979, 1982, 1987). Die Richtlinien schreiben ein Verfahren für die Typgenehmigung und Zertifizierung durch den Hersteller von Traktoren vor, und ROPS muss durch eine EWG-Typgenehmigungsprüfung überprüft werden. Die Richtlinien wurden von allen Mitgliedsländern akzeptiert.

                                                                                                                      Einige EWG-Richtlinien zu ROPS bei Traktoren wurden zum 31. Dezember 1995 aufgehoben und durch die allgemeine Maschinenrichtlinie ersetzt, die für Maschinen gilt, die aufgrund ihrer Mobilität Gefahren darstellen (EWG 1991). Radtraktoren sowie einige Erdbewegungsmaschinen mit einer Leistung von mehr als 15 kW (nämlich Raupen und Radlader, Baggerlader, Planierraupen, Schürfkübel, Grader und knickgelenkte Dumper) müssen mit einem ROPS ausgestattet sein. Im Falle eines Überschlags muss der ROPS dem Fahrer und den Bedienern ein angemessenes Durchbiegungsbegrenzungsvolumen bieten (dh Raum, der die Bewegung der Körper der Insassen ermöglicht, bevor sie bei einem Unfall mit Innenelementen in Kontakt kommen). Es liegt in der Verantwortung der Hersteller oder ihrer autorisierten Vertreter, geeignete Tests durchzuführen.

                                                                                                                      Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung

                                                                                                                      1973 und 1987 genehmigte die Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) Standardcodes für die Prüfung von Traktoren (Springfeldt 1993; OECD 1987). Sie geben Ergebnisse von Traktortests wieder und beschreiben die Testausrüstung und die Testbedingungen. Die Vorschriften erfordern das Testen vieler Maschinenteile und -funktionen, beispielsweise der Festigkeit von ROPS. Die OECD Tractor Codes beschreiben ein statisches und ein dynamisches Verfahren zum Testen von ROPS bei bestimmten Traktortypen. Ein Überrollschutz kann ausschließlich zum Schutz des Fahrers im Falle eines Überschlags des Traktors ausgelegt sein. Es muss für jedes Traktormodell, an dem der ROPS angebracht werden soll, erneut getestet werden. Die Codes verlangen auch, dass es möglich sein muss, einen mehr oder weniger temporären Wetterschutz für den Fahrer an der Struktur anzubringen. Die Tractor Codes wurden seit 1988 von allen OECD-Mitgliedsorganisationen akzeptiert, aber in der Praxis akzeptieren die Vereinigten Staaten und Japan auch ROPS, die die Code-Anforderungen nicht erfüllen, wenn Sicherheitsgurte vorhanden sind (Springfeldt 1993).

                                                                                                                      Internationale Arbeitsorganisation

                                                                                                                      1965 hat die Internationale Arbeitsorganisation (ILO) in ihrem Handbuch, Sicherheit und Gesundheit in der landwirtschaftlichen Arbeit, verlangte, dass eine Kabine oder ein Rahmen mit ausreichender Festigkeit angemessen an Traktoren befestigt werden muss, um einen zufriedenstellenden Schutz für den Fahrer und die Insassen in der Kabine im Falle eines Traktorüberschlags zu bieten (Springfeldt 1993; ILO 1965). Gemäß den ILO-Verhaltenskodizes sollten land- und forstwirtschaftliche Zugmaschinen mit ROPS ausgestattet sein, um den Fahrer und jeden Beifahrer im Falle eines Überschlags, fallender Gegenstände oder verschobener Lasten zu schützen (ILO 1976).

                                                                                                                      Der Einbau von ROPS sollte sich nicht nachteilig auswirken

                                                                                                                      • Zugang zwischen Boden und Fahrerplatz
                                                                                                                      • Zugriff auf die wichtigsten Bedienelemente des Traktors
                                                                                                                      • die Manövrierfähigkeit des Traktors in beengten Umgebungen
                                                                                                                      • den Anbau oder die Verwendung von Geräten, die an den Traktor angeschlossen werden können
                                                                                                                      • die Steuerung und Einstellung der zugehörigen Ausrüstung.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Internationale und nationale Normen

                                                                                                                      1981 veröffentlichte die Internationale Organisation für Normung (ISO) eine Norm für Traktoren und Maschinen für die Land- und Forstwirtschaft (ISO 1981). Die Norm beschreibt ein statisches Prüfverfahren für ROPS und legt Abnahmebedingungen fest. Der Standard wurde von den Mitgliedsorganisationen in 22 Ländern genehmigt; Kanada und die Vereinigten Staaten haben das Dokument jedoch aus technischen Gründen missbilligt. Eine 1974 von der Society of Automotive Engineers (SAE) in Nordamerika herausgegebene Standard- und empfohlene Praxis enthält Leistungsanforderungen für ROPS an landwirtschaftlichen Traktoren mit Rädern und Industrietraktoren, die im Bauwesen, gummibereiften Schürfzügen, Frontladern, Planierraupen und Raupenladern verwendet werden und Motorgrader (SAE 1974 und 1975). Die Inhalte der Norm wurden in den Vereinigten Staaten und in den kanadischen Provinzen Alberta und British Columbia als Vorschriften übernommen.

                                                                                                                      Regeln und Compliance

                                                                                                                      OECD-Kodizes und internationale Standards betreffen den Entwurf und die Konstruktion von ROPS sowie die Kontrolle ihrer Stärke, haben jedoch nicht die Befugnis, zu fordern, dass diese Art von Schutz in die Praxis umgesetzt wird (OECD 1987; ISO 1981). Die Europäische Wirtschaftsgemeinschaft hat auch vorgeschlagen, Traktoren und Erdbewegungsmaschinen mit einem Schutz auszustatten (EWG 1974-1987). Das Ziel der EWG-Richtlinien ist es, eine Einheitlichkeit zwischen den nationalen Stellen bezüglich der Sicherheit neuer Maschinen in der Herstellungsphase zu erreichen. Die Mitgliedsländer sind verpflichtet, die Richtlinien zu befolgen und entsprechende Rezepte auszustellen. Ab 1996 beabsichtigen die Mitgliedsländer der EWG, Verordnungen zu erlassen, die die Ausrüstung neuer Traktoren und Erdbewegungsmaschinen mit ROPS vorschreiben.

                                                                                                                      1959 verlangte Schweden als erstes Land ROPS für neue Traktoren (Springfeldt 1993). Entsprechende Vorschriften traten zehn Jahre später in Dänemark und Finnland in Kraft. Später, in den 1970er und 1980er Jahren, traten in Großbritannien, Westdeutschland, Neuseeland, den Vereinigten Staaten, Spanien, Norwegen, der Schweiz und anderen Ländern verbindliche Anforderungen für ROPS für neue Traktoren in Kraft. In all diesen Ländern mit Ausnahme der Vereinigten Staaten wurden die Regeln einige Jahre später auf alte Traktoren ausgedehnt, aber diese Regeln waren nicht immer verbindlich. In Schweden müssen alle Traktoren mit einer Schutzkabine ausgestattet sein, eine Vorschrift, die in Großbritannien nur für alle von Landarbeitern eingesetzten Traktoren gilt (Springfeldt 1993). In Dänemark, Norwegen und Finnland müssen alle Traktoren mindestens mit einem Rahmen versehen sein, während in den Vereinigten Staaten und den australischen Bundesstaaten Bögen akzeptiert werden. In den Vereinigten Staaten müssen Traktoren Sicherheitsgurte haben.

                                                                                                                      In den Vereinigten Staaten müssen Flurförderzeuge, die vor 1972 hergestellt wurden und bei Bauarbeiten eingesetzt werden, mit ROPS ausgestattet sein, die Mindestleistungsstandards erfüllen (US Bureau of National Affairs 1975). Zu den von der Anforderung abgedeckten Maschinen gehören einige Schürfkübel, Frontlader, Planierraupen, Planierraupen, Lader und Motorgrader. Die Nachrüstung von ROPS wurde an Maschinen durchgeführt, die etwa drei Jahre zuvor hergestellt wurden.

                                                                                                                      Sumarmig

                                                                                                                      In Ländern mit obligatorischen ROPS-Anforderungen für neue Traktoren und der Nachrüstung von ROPS bei alten Traktoren ist die Zahl der Überschlagsverletzungen, insbesondere der tödlichen, zurückgegangen. Es ist offensichtlich, dass eine bruchsichere Kabine die effektivste Art von ROPS ist. Ein Bogen bietet einen schlechten Schutz im Falle eines Überschlags. Viele Länder haben zumindest für neue Traktoren und ab 1996 für Erdbewegungsmaschinen wirksame ROPS vorgeschrieben. Trotz dieser Tatsache scheinen einige Behörden ROPS-Typen zu akzeptieren, die nicht den Anforderungen entsprechen, die von der OECD und der ISO verkündet wurden. Es wird erwartet, dass eine allgemeinere Harmonisierung der ROPS-Regelungen schrittweise auf der ganzen Welt, einschließlich der Entwicklungsländer, erreicht wird.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Zurück

                                                                                                                      Montag, April 04 2011 19: 04

                                                                                                                      Stürze von Erhebungen

                                                                                                                      Stürze aus der Höhe sind schwere Unfälle, die in vielen Branchen und Berufen vorkommen. Stürze aus der Höhe führen unter folgenden Umständen zu Verletzungen, die durch den Kontakt zwischen der stürzenden Person und der Verletzungsquelle entstehen:

                                                                                                                      • Die Bewegung der Person und die Aufprallkraft werden durch die Schwerkraft erzeugt.
                                                                                                                      • Der Kontaktpunkt mit der Verletzungsquelle ist niedriger als die Oberfläche, auf der die Person zu Beginn des Sturzes aufliegt.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Aus dieser Definition lässt sich schließen, dass Stürze unvermeidlich sind, weil die Schwerkraft immer vorhanden ist. Stürze sind irgendwie vorhersehbare Unfälle, die in allen Industriezweigen und Berufen vorkommen und einen hohen Schweregrad haben. In diesem Artikel werden Strategien diskutiert, um die Anzahl der Stürze zu reduzieren oder zumindest die Schwere der Verletzungen zu verringern, wenn es zu Stürzen kommt.

                                                                                                                      Die Höhe des Falls

                                                                                                                      Die Schwere der durch Stürze verursachten Verletzungen hängt eng mit der Fallhöhe zusammen. Doch das stimmt nur bedingt: Die Freifallenergie ist das Produkt aus fallender Masse mal Fallhöhe, und die Schwere der Verletzungen ist direkt proportional zur beim Aufprall übertragenen Energie. Statistiken zu Sturzunfällen bestätigen diesen starken Zusammenhang, zeigen aber auch, dass Stürze aus einer Höhe von weniger als 3 m tödlich sein können. Eine detaillierte Studie zu tödlichen Stürzen im Bauwesen zeigt, dass 10 % der durch Stürze verursachten Todesfälle aus einer Höhe von weniger als 3 m auftraten (siehe Abbildung 1). Zwei Fragen sollen diskutiert werden: die gesetzliche 3-m-Grenze und wo und wie ein bestimmter Sturz aufgefangen wurde.

                                                                                                                      Abbildung 1. Durch Stürze verursachte Todesfälle und Fallhöhe in der US-Bauindustrie, 1985-1993

                                                                                                                      ACC080T1

                                                                                                                      In vielen Ländern schreiben Vorschriften eine Absturzsicherung vor, wenn der Arbeiter einem Sturz aus mehr als 3 m ausgesetzt ist. Die vereinfachte Interpretation ist, dass Stürze von weniger als 3 m ungefährlich sind. Die 3-m-Grenze ist in der Tat das Ergebnis eines gesellschaftlichen, politischen und praktischen Konsenses, der besagt, dass es nicht zwingend erforderlich ist, sich bei Arbeiten in Stockwerkshöhe gegen Absturz zu schützen. Auch wenn die gesetzlich vorgeschriebene 3-m-Grenze für Absturzsicherungen existiert, sollte Absturzsicherungen immer in Betracht gezogen werden. Die Fallhöhe ist nicht der einzige Faktor, der die Schwere von Sturzunfällen und die Todesfälle durch Stürze erklärt; wo und wie die stürzende Person zum Liegen kam, muss ebenfalls berücksichtigt werden. Dies führt zu einer Analyse der Industriesektoren mit einer höheren Inzidenz von Stürzen aus der Höhe.

                                                                                                                      Wo Stürze auftreten

                                                                                                                      Stürze aus der Höhe werden häufig mit der Bauindustrie in Verbindung gebracht, da sie einen hohen Prozentsatz aller Todesfälle ausmachen. Beispielsweise werden in den Vereinigten Staaten 33 % aller Todesfälle im Bauwesen durch Stürze aus der Höhe verursacht; im Vereinigten Königreich sind es 52 %. Auch in anderen Industriezweigen kommt es zu Stürzen aus Höhenlagen. Bergbau und die Herstellung von Transportausrüstung haben eine hohe Sturzrate aus der Höhe. In Quebec, wo es sich bei vielen Bergwerken um steile, schmale Untertageminen handelt, sind 20 % aller Unfälle auf Stürze aus der Höhe zurückzuführen. Die Herstellung, Nutzung und Wartung von Transportmitteln wie Flugzeugen, Lastkraftwagen und Eisenbahnwaggons sind Tätigkeiten mit einer hohen Sturzunfallrate (Tabelle 1). Das Verhältnis wird je nach Industrialisierungsgrad, Klima usw. von Land zu Land unterschiedlich sein; Stürze aus der Höhe kommen jedoch in allen Sektoren mit ähnlichen Folgen vor.


                                                                                                                      Tabelle 1. Stürze aus Erhebungen: Quebec 1982-1987

                                                                                                                                                     Stürze aus der Höhe Stürze aus der Höhe bei allen Unfällen
                                                                                                                                                     pro 1,000 Arbeiter

                                                                                                                      Bau 14.9 10.1 %

                                                                                                                      Schwerindustrie 7.1 3.6 %


                                                                                                                      Nach Berücksichtigung der Fallhöhe ist die nächste wichtige Frage, wie der Fall aufgefangen wird. Ein Sturz in heiße Flüssigkeiten, elektrifizierte Schienen oder in einen Steinbrecher kann tödlich sein, selbst wenn die Fallhöhe weniger als 3 m beträgt.

                                                                                                                      Ursachen von Stürzen

                                                                                                                      Bisher hat sich gezeigt, dass es in allen Wirtschaftsbereichen zu Stürzen kommt, auch wenn die Fallhöhe weniger als 3 m beträgt. Aber warum do Menschen fallen? Es gibt viele menschliche Faktoren, die an einem Sturz beteiligt sein können. Eine breite Gruppierung von Faktoren ist sowohl konzeptionell einfach als auch in der Praxis nützlich:

                                                                                                                      Möglichkeiten zu stürzen werden durch Umweltfaktoren bestimmt und führen zu den häufigsten Stürzen, nämlich Stolpern oder Ausrutschen, die zu Stürzen aus der Klassenstufe führen. Andere sinkende Möglichkeiten beziehen sich auf Aktivitäten über der Klasse.

                                                                                                                      Verbindlichkeiten zu stürzen sind eine oder mehrere der vielen akuten und chronischen Erkrankungen. Die spezifischen Sturzerkrankungen betreffen in der Regel das Nervensystem, das Kreislaufsystem, den Bewegungsapparat oder eine Kombination dieser Systeme.

                                                                                                                      Tendenzen zu fallen, entstehen durch die universellen, intrinsischen Verschlechterungsveränderungen, die normales Altern oder Seneszenz charakterisieren. Beim Sturz ist die Fähigkeit, eine aufrechte Haltung oder posturale Stabilität aufrechtzuerhalten, die Funktion, die aufgrund kombinierter Neigungen, Verpflichtungen und Gelegenheiten versagt.

                                                                                                                      Posturale Stabilität

                                                                                                                      Stürze werden durch das Versagen der posturalen Stabilität verursacht, um eine Person in einer aufrechten Position zu halten. Posturale Stabilität ist ein System, das aus vielen schnellen Anpassungen an externe, störende Kräfte, insbesondere die Schwerkraft, besteht. Diese Anpassungen sind größtenteils Reflexaktionen, die von einer großen Anzahl von Reflexbögen unterstützt werden, von denen jeder seinen sensorischen Input, seine internen integrativen Verbindungen und seinen motorischen Output hat. Sensorische Eingaben sind: Sehen, die Innenohrmechanismen, die die Position im Raum erkennen, der somatosensorische Apparat, der Druckreize auf der Haut erkennt, und die Position der tragenden Gelenke. Dabei scheint die visuelle Wahrnehmung eine besonders wichtige Rolle zu spielen. Über die normalen, integrativen Strukturen und Funktionen des Rückenmarks oder des Gehirns ist sehr wenig bekannt. Die motorische Leistungskomponente des Reflexbogens ist die Muskelreaktion.

                                                                                                                      Vision

                                                                                                                      Der wichtigste sensorische Input ist das Sehen. Zwei visuelle Funktionen sind mit Haltungsstabilität und Gangkontrolle verbunden:

                                                                                                                      • Die Wahrnehmung dessen, was vertikal und was horizontal ist, ist grundlegend für die räumliche Orientierung
                                                                                                                      • die Fähigkeit, Objekte in unübersichtlichen Umgebungen zu erkennen und zu unterscheiden.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Zwei weitere visuelle Funktionen sind wichtig:

                                                                                                                      • die Fähigkeit, die Richtung zu stabilisieren, in die die Augen zeigen, um die umgebende Welt zu stabilisieren, während wir uns bewegen, und einen visuellen Bezugspunkt zu immobilisieren
                                                                                                                      • die Fähigkeit, bestimmte Objekte innerhalb des großen Feldes zu fixieren und zu verfolgen („im Auge behalten“); Diese Funktion erfordert erhebliche Aufmerksamkeit und führt zu einer Verschlechterung der Leistung aller anderen gleichzeitigen, Aufmerksamkeit erfordernden Aufgaben.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Ursachen der posturalen Instabilität

                                                                                                                      Die drei sensorischen Eingaben sind interaktiv und miteinander verknüpft. Das Fehlen einer Eingabe – und/oder das Vorhandensein falscher Eingaben – führt zu Haltungsinstabilität und sogar zu Stürzen. Was könnte Instabilität verursachen?

                                                                                                                      Vision

                                                                                                                      • das Fehlen vertikaler und horizontaler Referenzen – zum Beispiel der Anschluss an der Spitze eines Gebäudes
                                                                                                                      • das Fehlen stabiler visueller Referenzen – zum Beispiel sind fließendes Wasser unter einer Brücke und sich bewegende Wolken keine stabilen Referenzen
                                                                                                                      • das Fixieren eines bestimmten Objekts zu Arbeitszwecken, was andere visuelle Funktionen beeinträchtigt, wie z. B. die Fähigkeit, Objekte zu erkennen und zu unterscheiden, die in einer überladenen Umgebung zum Stolpern führen können
                                                                                                                      • ein sich bewegendes Objekt vor einem sich bewegenden Hintergrund oder einer sich bewegenden Referenz – z. B. eine von einem Kran bewegte Stahlbaukomponente mit sich bewegenden Wolken als Hintergrund und visuelle Referenz.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Innenohr

                                                                                                                      • den Kopf der Person auf den Kopf stellen, während das Gleichgewichtssystem horizontal seine optimale Leistung erbringt
                                                                                                                      • Reisen in Druckflugzeugen
                                                                                                                      • sehr schnelle Bewegung, wie zum Beispiel in einer Achterbahn
                                                                                                                      • Krankheiten.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Somatosensorischer Apparat (Druckreize auf der Haut und Stellung der tragenden Gelenke)

                                                                                                                      • auf einem Fuß stehend
                                                                                                                      • taube Gliedmaßen durch längeres Verweilen in einer festen Position – zum Beispiel beim Hinknien
                                                                                                                      • steife Stiefel
                                                                                                                      • sehr kalte Gliedmaßen.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Motorleistung

                                                                                                                      • betäubte Gliedmaßen
                                                                                                                      • müde Muskeln
                                                                                                                      • Krankheiten, Verletzungen
                                                                                                                      • Alterung, dauerhafte oder vorübergehende Behinderungen
                                                                                                                      • sperrige Kleidung.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Haltungsstabilität und Gangkontrolle sind sehr komplexe Reflexe des Menschen. Jegliche Störungen der Eingänge können zu Stürzen führen. Alle in diesem Abschnitt beschriebenen Störungen sind am Arbeitsplatz üblich. Daher ist Stürzen irgendwie natürlich und Prävention muss daher überwiegen.

                                                                                                                      Strategie für Absturzsicherung

                                                                                                                      Wie bereits erwähnt, sind Sturzrisiken erkennbar. Daher sind Stürze vermeidbar. Abbildung 2 zeigt eine sehr häufige Situation, in der ein Messgerät abgelesen werden muss. Die erste Abbildung zeigt eine traditionelle Situation: Ein Manometer ist oben auf einem Tank ohne Zugangsmöglichkeit installiert. Bei der zweiten improvisiert der Arbeiter eine Zugangsmöglichkeit, indem er auf mehrere Kisten klettert: eine gefährliche Situation. Im dritten benutzt der Arbeiter eine Leiter; das ist eine Verbesserung. Die Leiter ist jedoch nicht dauerhaft am Tank befestigt; Es ist daher wahrscheinlich, dass die Leiter woanders in der Anlage verwendet wird, wenn eine Ablesung erforderlich ist. Eine Situation wie diese ist möglich, wenn an der Leiter oder am Tank eine Absturzsicherung angebracht ist und der Arbeiter einen Ganzkörpergurt trägt und ein an einem Anker befestigtes Verbindungsmittel verwendet. Die Absturzgefahr besteht weiterhin.

                                                                                                                      Abbildung 2. Installationen zum Ablesen eines Messgeräts

                                                                                                                      ACC080F1

                                                                                                                      In der vierten Abbildung wird ein verbesserter Zugang durch eine Treppe, eine Plattform und Geländer bereitgestellt; Die Vorteile sind eine Verringerung des Sturzrisikos und eine Erhöhung der Lesefreundlichkeit (Komfort), wodurch die Dauer jeder Lesung verkürzt und eine stabile Arbeitshaltung bereitgestellt wird, die ein genaueres Lesen ermöglicht.

                                                                                                                      Die richtige Lösung ist in der letzten Abbildung dargestellt. Während der Planungsphase der Anlagen wurden Wartungs- und Betriebsaktivitäten berücksichtigt. Der Pegel wurde so installiert, dass er ebenerdig abgelesen werden konnte. Stürze aus der Höhe sind nicht möglich, die Gefahr ist also beseitigt.

                                                                                                                      Diese Strategie legt den Schwerpunkt auf die Verhinderung von Stürzen durch die Verwendung geeigneter Zugangsmittel (z. B. Gerüste, Leitern, Treppen) (Bouchard 1991). Wenn der Sturz nicht verhindert werden kann, müssen Fallschutzsysteme verwendet werden (Abbildung 3). Um wirksam zu sein, müssen Absturzsicherungssysteme geplant werden. Der Anschlagpunkt ist ein Schlüsselfaktor und muss vorkonstruiert werden. Absturzsicherungssysteme müssen effizient, zuverlässig und komfortabel sein; zwei Beispiele finden sich in Arteau, Lan und Corbeil (noch zu veröffentlichen) und Lan, Arteau und Corbeil (noch zu veröffentlichen). Beispiele für typische Absturzsicherungs- und Absturzsicherungssysteme sind in Tabelle 2 aufgeführt. Absturzsicherungssysteme und -komponenten sind detailliert in Sulowski 1991 aufgeführt.

                                                                                                                      Abbildung 3. Strategie zur Sturzprävention

                                                                                                                      ACC080F6

                                                                                                                       

                                                                                                                      Tabelle 2. Typische Absturzsicherungs- und Absturzsicherungssysteme

                                                                                                                       

                                                                                                                      Sturzpräventionssysteme

                                                                                                                      Fallschutzsysteme

                                                                                                                      Kollektiver Schutz

                                                                                                                      Geländer Geländer

                                                                                                                      Sicherheitsnetz

                                                                                                                      Individueller Schutz

                                                                                                                      Reisebeschränkungssystem (TRS)

                                                                                                                      Auffanggurt, Verbindungsmittel, Falldämpferverankerung usw.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Die Betonung der Prävention ist keine ideologische Entscheidung, sondern eine praktische Entscheidung. Tabelle 3 zeigt die Unterschiede zwischen Absturzsicherung und Absturzsicherung, der herkömmlichen PSA-Lösung.

                                                                                                                      Tabelle 3. Unterschiede zwischen Sturzprävention und Sturzsicherung

                                                                                                                       

                                                                                                                      abwehr

                                                                                                                      Festnahme

                                                                                                                      Fallereignis

                                                                                                                      Nein

                                                                                                                      Ja

                                                                                                                      Typische Ausstattung

                                                                                                                      Relings

                                                                                                                      Auffanggurt, Verbindungsmittel, Falldämpfer und Verankerung (Auffangsystem)

                                                                                                                      Auslegungslast (Kraft)

                                                                                                                      1 bis 1.5 kN horizontal aufgebracht und 0.45 kN vertikal aufgebracht – beides an beliebiger Stelle der Oberschiene

                                                                                                                      Mindestbruchfestigkeit des Anschlagpunktes

                                                                                                                      18 bis 22 kN

                                                                                                                      Laden

                                                                                                                      Statisch

                                                                                                                      Dynamisch

                                                                                                                       

                                                                                                                      Für den Arbeitgeber und den Konstrukteur ist es einfacher, Absturzsicherungssysteme zu bauen, da ihre Mindestanforderungen an die Bruchfestigkeit 10- bis 20-mal geringer sind als die von Absturzsicherungssystemen. Beispielsweise beträgt die Mindestbruchfestigkeit eines Geländers etwa 1 kN, das Gewicht eines großen Mannes, und die Mindestbruchfestigkeit des Anschlagpunkts eines einzelnen Absturzsicherungssystems könnte 20 kN betragen, das Gewicht von zwei kleinen Autos oder 1 Kubikmeter Beton. Bei Vorbeugung kommt es nicht zum Sturz, somit besteht keine Verletzungsgefahr. Bei der Absturzsicherung kommt es zum Sturz und selbst bei Auffangen besteht ein Restrisiko der Verletzung.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Zurück

                                                                                                                      Montag, April 04 2011 19: 18

                                                                                                                      Enge Räume

                                                                                                                      Enge Räume sind in der gesamten Industrie allgegenwärtig, da es immer wieder zu tödlichen und nicht tödlichen Unfällen kommt. Der Begriff begrenzter Raum wurde traditionell verwendet, um bestimmte Strukturen wie Tanks, Gefäße, Gruben, Abwasserkanäle, Trichter usw. zu kennzeichnen. Jedoch ist eine Definition, die auf einer derartigen Beschreibung basiert, zu restriktiv und entzieht sich einer einfachen Extrapolation auf Strukturen, in denen Unfälle aufgetreten sind. Potenziell könnte jede Struktur, in der Menschen arbeiten, ein beengter Raum sein oder werden. Enge Räume können sehr groß oder sehr klein sein. Was der Begriff eigentlich beschreibt, ist eine Umgebung, in der ein breites Spektrum gefährlicher Bedingungen auftreten kann. Diese Bedingung umfasst persönliche Einschließung sowie strukturelle, verfahrenstechnische, mechanische, Schüttgut- oder flüssige Material-, atmosphärische, physikalische, chemische, biologische, Sicherheits- und ergonomische Gefahren. Viele der durch diese Gefahren erzeugten Bedingungen sind nicht nur auf enge Räume beschränkt, sondern werden durch die Beteiligung der Grenzflächen des begrenzten Raums verschlimmert.

                                                                                                                      Geschlossene Räume sind erheblich gefährlicher als normale Arbeitsbereiche. Scheinbar geringfügige Änderungen der Bedingungen können den Status dieser Arbeitsbereiche sofort von harmlos zu lebensbedrohlich ändern. Diese Zustände können vorübergehend und subtil sein und sind daher schwer zu erkennen und zu behandeln. Arbeiten unter beengten Platzverhältnissen fallen in der Regel bei Bau, Inspektion, Wartung, Umbau und Sanierung an. Diese Arbeiten sind nicht routinemäßig, von kurzer Dauer, wiederholen sich nicht und sind unvorhersehbar (häufig außerhalb der Schicht oder wenn das Gerät außer Betrieb ist).

                                                                                                                      Unfälle auf engstem Raum

                                                                                                                      Unfälle in beengten Räumen unterscheiden sich von Unfällen in normalen Arbeitsbereichen. Ein scheinbar geringfügiger Fehler oder ein Versehen bei der Vorbereitung des Raums, der Auswahl oder Wartung der Ausrüstung oder der Arbeitstätigkeit kann einen Unfall auslösen. Denn die Fehlertoleranz ist in diesen Situationen geringer als bei normalen Tätigkeiten am Arbeitsplatz.

                                                                                                                      Die Berufe von Opfern von Unfällen auf engstem Raum umfassen das Berufsspektrum. Während die meisten erwartungsgemäß Arbeiter sind, gehören zu den Opfern auch Ingenieure und Techniker, Vorgesetzte und Manager sowie Notfallpersonal. Sicherheits- und Arbeitshygienepersonal war auch an Unfällen in beengten Räumen beteiligt. Die einzigen Daten zu Unfällen in beengten Räumen liegen aus den Vereinigten Staaten vor, und diese decken nur tödliche Unfälle ab (NIOSH 1994). Weltweit fordern diese Unfälle jährlich etwa 200 Opfer in Industrie, Landwirtschaft und Haushalt (Reese und Mills 1986). Dies ist bestenfalls eine Vermutung, die auf unvollständigen Daten basiert, aber sie scheint heute anwendbar zu sein. Etwa zwei Drittel der Unfälle resultierten aus gefährlichen atmosphärischen Bedingungen auf engstem Raum. Bei etwa 70 % von ihnen bestand der Gefährdungszustand bereits vor Betreten und Arbeitsbeginn. Manchmal verursachen diese Unfälle mehrere Todesfälle, von denen einige das Ergebnis des ursprünglichen Vorfalls und eines anschließenden Rettungsversuchs sind. Die höchst belastenden Bedingungen, unter denen der Rettungsversuch stattfindet, setzen die potenziellen Retter oft einem erheblich größeren Risiko aus als das ursprüngliche Opfer.

                                                                                                                      Die Ursachen und Folgen von Unfällen mit Arbeiten außerhalb von Bauwerken, die gefährliche Atmosphären einschließen, sind denen in geschlossenen Räumen ähnlich. Explosionen oder Brände in eingeschlossener Atmosphäre verursachten etwa die Hälfte der tödlichen Schweiß- und Schneidunfälle in den Vereinigten Staaten. Etwa 16 % dieser Unfälle betrafen „leere“ 205-l-Fässer oder -Container (45 gal UK, 55 gal US) (OSHA 1988).

                                                                                                                      Identifizierung von beengten Räumen

                                                                                                                      Eine Überprüfung tödlicher Unfälle in geschlossenen Räumen zeigt, dass die beste Verteidigung gegen unnötige Begegnungen informierte und geschulte Arbeitskräfte und ein Programm zur Gefahrenerkennung und -bewältigung sind. Die Entwicklung von Fähigkeiten, die es Vorgesetzten und Arbeitern ermöglichen, potenziell gefährliche Bedingungen zu erkennen, ist ebenfalls von wesentlicher Bedeutung. Ein Beitrag zu diesem Programm ist eine genaue, aktuelle Bestandsaufnahme von beengten Räumen. Dazu gehören Art des Raums, Standort, Eigenschaften, Inhalt, gefährliche Bedingungen und so weiter. Beengte Räume entziehen sich in vielen Fällen einer Bestandsaufnahme, da sich ihre Anzahl und Art ständig ändern. Auf der anderen Seite sind beengte Räume in Prozessabläufen leicht identifizierbar, bleiben aber fast immer geschlossen und unzugänglich. Unter bestimmten Bedingungen kann ein Raum an einem Tag als geschlossener Raum betrachtet werden und würde am nächsten Tag nicht mehr als geschlossener Raum betrachtet werden.

                                                                                                                      Ein Vorteil bei der Kennzeichnung beengter Räume ist die Möglichkeit, diese zu kennzeichnen. Ein Etikett kann Arbeitnehmern ermöglichen, den Begriff in Beziehung zu setzen begrenzter Raum an Einrichtungen und Bauten an ihrem Arbeitsort. Der Nachteil des Etikettierungsprozesses beinhaltet: (1) das Etikett könnte in einer Landschaft verschwinden, die mit anderen Warnetiketten gefüllt ist; (2) Organisationen, die viele enge Räume haben, könnten große Schwierigkeiten haben, sie zu kennzeichnen; (3) die Etikettierung würde unter Umständen, in denen die Belegung geschlossener Räume dynamisch ist, wenig Nutzen bringen; und (4) das Vertrauen auf Bezeichnungen zur Identifizierung verursacht Abhängigkeit. Beengte Räume könnten übersehen werden.

                                                                                                                      Gefährdungsbeurteilung

                                                                                                                      Der komplexeste und schwierigste Aspekt im Prozess des beengten Raums ist die Gefährdungsbeurteilung. Die Gefahrenbewertung identifiziert sowohl gefährliche als auch potenziell gefährliche Bedingungen und bewertet die Höhe und Akzeptanz des Risikos. Die Schwierigkeit bei der Gefährdungsbeurteilung tritt auf, da viele der Gefährdungsbedingungen akute oder traumatische Verletzungen hervorrufen können, schwer zu erkennen und einzuschätzen sind und sich häufig mit sich ändernden Bedingungen ändern. Die Beseitigung oder Minderung von Gefahren während der Vorbereitung des Zugangsbereichs ist daher für die Minimierung des Risikos während der Arbeit unerlässlich.

                                                                                                                      Die Gefährdungsbeurteilung kann eine qualitative Schätzung des Grades an Besorgnis liefern, der mit einer bestimmten Situation zu einem bestimmten Zeitpunkt verbunden ist (Tabelle 1). Die Breite der Bedenken innerhalb jeder Kategorie reicht von minimal bis zu einem gewissen Maximum. Ein Vergleich zwischen den Kategorien ist nicht angebracht, da der maximale Grad der Besorgnis sehr unterschiedlich sein kann.

                                                                                                                      Tabelle 1. Musterformular für die Bewertung gefährlicher Bedingungen

                                                                                                                      Gefährlicher Zustand

                                                                                                                      Echte oder potenzielle Folgen

                                                                                                                       

                                                                                                                      Sneaker

                                                                                                                      Moderat

                                                                                                                      High

                                                                                                                      Heiße Arbeit

                                                                                                                           

                                                                                                                      Atmosphärische Gefahren

                                                                                                                           

                                                                                                                      Sauerstoffmangel

                                                                                                                           

                                                                                                                      Sauerstoffanreicherung

                                                                                                                           

                                                                                                                      chemisch

                                                                                                                           

                                                                                                                      und mit einander verheirateten

                                                                                                                           

                                                                                                                      Feuer Explosion

                                                                                                                           

                                                                                                                      Verschlucken/Hautkontakt

                                                                                                                           

                                                                                                                      Physikalische Mittel

                                                                                                                           

                                                                                                                      Geräusche/Vibrationen

                                                                                                                           

                                                                                                                      Hitze-/Kältestress

                                                                                                                           

                                                                                                                      Nichtionisierende Strahlung

                                                                                                                           

                                                                                                                      laser

                                                                                                                           

                                                                                                                      Persönliche Gefangenschaft

                                                                                                                           

                                                                                                                      Mechanische Gefahr

                                                                                                                           

                                                                                                                      Prozessgefährdung

                                                                                                                           

                                                                                                                      Sicherheitsrisiken

                                                                                                                           

                                                                                                                      strukturell

                                                                                                                           

                                                                                                                      Eintauchen / Eintauchen

                                                                                                                           

                                                                                                                      Verschränkung

                                                                                                                           

                                                                                                                      elektrisch

                                                                                                                           

                                                                                                                      fallen

                                                                                                                           

                                                                                                                      ausrutschen/stolpern

                                                                                                                           

                                                                                                                      Sichtbarkeit/Lichtstärke

                                                                                                                           

                                                                                                                      explosiv/implosiv

                                                                                                                           

                                                                                                                      heiße/kalte Oberflächen

                                                                                                                           

                                                                                                                      NA = nicht anwendbar. Die Bedeutung bestimmter Begriffe wie z giftige Substanz, Sauerstoffmangel, Sauerstoffanreicherung, mechanische Gefährdung, usw., erfordern eine weitere Spezifizierung gemäß Standards, die in einer bestimmten Gerichtsbarkeit existieren.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Jeder Eintrag in Tabelle 1 kann erweitert werden, um Details zu gefährlichen Bedingungen bereitzustellen, bei denen Bedenken bestehen. Es können auch Einzelheiten bereitgestellt werden, um Kategorien aus der weiteren Betrachtung auszuschließen, wenn keine Bedenken bestehen.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Grundlegend für den Erfolg der Gefahrenerkennung und -bewertung ist die Qualifizierte Person. Die qualifizierte Person gilt aufgrund ihrer Erfahrung, Ausbildung und/oder Fachausbildung als befähigt, die Exposition gegenüber gefährlichen Stoffen oder anderen unsicheren Bedingungen vorherzusehen, zu erkennen und zu bewerten und Kontrollmaßnahmen und/oder Schutzmaßnahmen festzulegen. Das heißt, von der qualifizierten Person wird erwartet, dass sie weiß, was im Zusammenhang mit einer bestimmten Situation erforderlich ist, bei der es um die Arbeit in einem geschlossenen Raum geht.

                                                                                                                      Eine Gefährdungsbeurteilung sollte für jedes der folgenden Segmente im Betriebszyklus des geschlossenen Raums durchgeführt werden (sofern zutreffend): ungestörter Raum, Vorbereitung vor dem Betreten, Inspektionsarbeiten vor der Arbeit (McManus, Manuskript) und Notfallmaßnahmen. In jedem dieser Segmente kam es zu tödlichen Unfällen. Der ungestörte Raum bezieht sich auf den Status quo, der zwischen der Schließung nach einem Eintrag und dem Beginn der Vorbereitung für den nächsten hergestellt wurde. Vorbereitungen vor dem Betreten sind Maßnahmen, die ergriffen werden, um den Raum für den Zugang und die Arbeit sicher zu machen. Die Inspektion vor der Arbeit ist das erstmalige Betreten und Prüfen des Raums, um sicherzustellen, dass er für den Beginn der Arbeiten sicher ist. (Diese Vorgehensweise ist in einigen Gerichtsbarkeiten vorgeschrieben.) Arbeitsaktivitäten sind die einzelnen Aufgaben, die von den Bewerbern ausgeführt werden müssen. Notfalleinsatz ist die Aktivität, falls die Rettung von Arbeitern erforderlich ist oder ein anderer Notfall eintritt. Gefahren, die zu Beginn der Arbeitstätigkeit verbleiben oder von ihr erzeugt werden, bestimmen die Art möglicher Unfälle, für die Notfallvorsorge und -maßnahmen erforderlich sind.

                                                                                                                      Die Durchführung der Gefährdungsbeurteilung für jedes Segment ist unerlässlich, da sich der Fokus ständig ändert. Beispielsweise könnte die Besorgnis über eine bestimmte Erkrankung nach der Vorbereitung vor der Einreise verschwinden; Der Zustand könnte jedoch erneut auftreten oder sich als Folge einer Aktivität, die entweder innerhalb oder außerhalb des begrenzten Raums stattfindet, neu entwickeln. Aus diesem Grund wäre es unangemessen, den Grad der Besorgnis hinsichtlich eines gefährlichen Zustands für alle Zeiten nur auf der Grundlage einer Bewertung der Voröffnungs- oder sogar Öffnungsbedingungen zu bewerten.

                                                                                                                      Instrumentelle und andere Überwachungsmethoden werden verwendet, um den Zustand einiger physikalischer, chemischer und biologischer Stoffe zu bestimmen, die in und um den geschlossenen Raum herum vorhanden sind. Eine Überwachung könnte vor dem Betreten, während des Betretens oder während der Arbeitstätigkeit erforderlich sein. Lockout/Tagout und andere prozedurale Techniken werden verwendet, um Energiequellen zu deaktivieren. Die Isolierung durch Blindstopfen, Stopfen und Kappen sowie doppelte Block-and-Bleed- oder andere Ventilkonfigurationen verhindert das Eindringen von Substanzen durch die Rohrleitungen. Eine Belüftung mit Ventilatoren und Ejektoren ist oft erforderlich, um eine sichere Umgebung für die Arbeit mit und ohne zugelassenen Atemschutz zu schaffen. Die Beurteilung und Kontrolle anderer Bedingungen hängt vom Urteil der qualifizierten Person ab.

                                                                                                                      Der letzte Teil des Prozesses ist der kritische. Die Sachkundige Person muss entscheiden, ob die mit dem Betreten und Arbeiten verbundenen Risiken vertretbar sind. Sicherheit lässt sich am besten durch Kontrolle gewährleisten. Wenn gefährliche und potenziell gefährliche Bedingungen kontrolliert werden können, ist die Entscheidung nicht schwer zu treffen. Je geringer das Maß an wahrgenommener Kontrolle ist, desto größer ist der Bedarf an Eventualitäten. Die einzige andere Alternative ist, die Einreise zu verbieten.

                                                                                                                      Zugangskontrolle

                                                                                                                      Die traditionellen Methoden zur Verwaltung von Aktivitäten in beengten Räumen vor Ort sind die Zutrittserlaubnis und die qualifizierte Person vor Ort. Bei beiden Systemen sind klare Befugnisse, Verantwortlichkeiten und Rechenschaftspflichten zwischen der qualifizierten Person und den Teilnehmern, Bereitschaftspersonal, Einsatzkräften und dem Management vor Ort erforderlich.

                                                                                                                      Die Funktion eines Einfuhrdokuments besteht darin, zu informieren und zu dokumentieren. Tabelle 2 (unten) bietet eine formale Grundlage für die Durchführung der Gefährdungsbeurteilung und die Dokumentation der Ergebnisse. Aufbereitet, um nur für einen bestimmten Umstand relevante Informationen aufzunehmen, wird dies zur Grundlage für die Einreiseerlaubnis oder Einreisebescheinigung. Am wirksamsten ist die Einreiseerlaubnis als Zusammenfassung, die durchgeführte Maßnahmen dokumentiert und ausnahmsweise auf die Notwendigkeit weiterer Vorsorgemaßnahmen hinweist. Die Einreisegenehmigung sollte von einer qualifizierten Person ausgestellt werden, die auch befugt ist, die Genehmigung zu widerrufen, wenn sich die Bedingungen ändern. Der Aussteller der Genehmigung sollte von der Aufsichtshierarchie unabhängig sein, um einen potenziellen Druck zur Beschleunigung der Arbeitsausführung zu vermeiden. Die Genehmigung legt die zu befolgenden Verfahren sowie die Bedingungen fest, unter denen der Eintritt und die Arbeit fortgesetzt werden können, und zeichnet Testergebnisse und andere Informationen auf. Die unterschriebene Genehmigung wird am Eingang oder Portal des Raums oder wie vom Unternehmen oder der Aufsichtsbehörde angegeben ausgehängt. Sie bleibt ausgestellt, bis sie entweder aufgehoben, durch eine neue Genehmigung ersetzt oder die Arbeiten abgeschlossen sind. Die Befahrungserlaubnis wird nach Abschluss der Arbeiten aktenkundig und ist entsprechend den Auflagen der Ordnungsbehörde zur Aufbewahrung aufzubewahren.

                                                                                                                      Das Genehmigungssystem funktioniert am besten, wenn gefährliche Bedingungen aus früheren Erfahrungen bekannt sind und Kontrollmaßnahmen erprobt wurden und sich als wirksam erwiesen haben. Das Genehmigungssystem ermöglicht eine effiziente Aufteilung der Expertenressourcen. Die Beschränkungen der Erlaubnis treten ein, wenn bisher nicht erkannte Gefahren vorliegen. Wenn die Qualifizierte Person nicht ohne Weiteres verfügbar ist, können diese unadressiert bleiben.

                                                                                                                      Die Gelangensbestätigung bietet einen alternativen Mechanismus für die Einreisekontrolle. Dies erfordert eine qualifizierte Person vor Ort, die praktisches Fachwissen in der Erkennung, Bewertung und Bewertung sowie Kontrolle von Gefahren bereitstellt. Ein zusätzlicher Vorteil ist die Fähigkeit, kurzfristig auf Bedenken zu reagieren und unvorhergesehene Gefahren anzugehen. Einige Gerichtsbarkeiten verlangen, dass die qualifizierte Person vor Beginn der Arbeiten eine persönliche Sichtprüfung des Raums durchführt. Nach der Bewertung des Raums und der Umsetzung von Kontrollmaßnahmen stellt die qualifizierte Person ein Zertifikat aus, das den Zustand des Raums und die Bedingungen beschreibt, unter denen die Arbeiten fortgesetzt werden können (NFPA 1993). Dieser Ansatz eignet sich ideal für Betriebe mit zahlreichen beengten Räumen oder wo sich die Bedingungen oder die Konfiguration von Räumen schnell ändern können.

                                                                                                                       


                                                                                                                       

                                                                                                                      Tabelle 2. Muster einer Einreiseerlaubnis

                                                                                                                      ABC-UNTERNEHMEN

                                                                                                                      GESCHLOSSENER RAUM – EINTRITTSERLAUBNIS

                                                                                                                      1. BESCHREIBENDE INFORMATIONEN

                                                                                                                      Abteilung:

                                                                                                                      Standort:

                                                                                                                      Gebäude/Laden:

                                                                                                                      Ausstattung/Räume:

                                                                                                                      Teil:

                                                                                                                      Datum:                                                 Gutachter:

                                                                                                                      Dauer:                                           Qualifikation:

                                                                                                                      2. ANGRENZENDE RÄUME

                                                                                                                      Raum:

                                                                                                                      Beschreibung:

                                                                                                                      Inhaltsübersicht:

                                                                                                                      Verarbeiten:

                                                                                                                      3. BEDINGUNGEN VOR DER ARBEIT

                                                                                                                      Atmosphärische Gefahren

                                                                                                                      Sauerstoffmangel                       Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Konzentration: (akzeptables Minimum: %)

                                                                                                                      Sauerstoffanreicherung                     Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Konzentration: (akzeptables Maximum: %)

                                                                                                                      Chemical                                      Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Stoffkonzentration (akzeptabler Standard: )

                                                                                                                      Biologisch                                      Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Stoffkonzentration (akzeptabler Standard: )

                                                                                                                      Feuer Explosion                              Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Stoffkonzentration (akzeptables Maximum: % LFL)

                                                                                                                      Gefahr durch Verschlucken/Hautkontakt   Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Physikalische Agenten

                                                                                                                      Geräusche/Vibrationen                            Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Pegel: (akzeptables Maximum: dBA)

                                                                                                                      Hitze-/Kältestress                         Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Temperatur: (akzeptabler Bereich: )

                                                                                                                      Nichtionisierende Strahlung                 Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Typ Level (akzeptables Maximum: )

                                                                                                                      Laser                                            Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Typ Level (akzeptables Maximum: )

                                                                                                                      Persönliche Gefangenschaft
                                                                                                                      (Siehe Korrekturmaßnahme.)         Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Mechanische Gefahr
                                                                                                                      (Siehe Verfahren.)                   Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Prozessgefahr
                                                                                                                      (Siehe Verfahren.)                   Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      ABC-UNTERNEHMEN

                                                                                                                      GESCHLOSSENER RAUM – EINTRITTSERLAUBNIS

                                                                                                                      Sicherheitsrisiken

                                                                                                                      Strukturelle Gefahr
                                                                                                                      (Siehe Korrekturmaßnahme.)          Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Eintauchen/Eintauchen
                                                                                                                      (Siehe Korrekturmaßnahme.)          Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Verstrickung
                                                                                                                      (Siehe Korrekturmaßnahme.)          Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Boardelektronik
                                                                                                                      (Siehe Verfahren.)                    Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Fallen
                                                                                                                      (Siehe Korrekturmaßnahme.)          Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Ausrutschen/Ausrutschen
                                                                                                                      (Siehe Korrekturmaßnahme.)          Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Sichtbarkeit/Lichtstärke                          Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Level: (Akzeptabler Bereich: Lux)

                                                                                                                      Explosiv/Implosiv
                                                                                                                      (Siehe Korrekturmaßnahme.)           Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Heiße/kalte Oberflächen
                                                                                                                      (Siehe Korrekturmaßnahme.)           Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Geben Sie bei Einträgen in hervorgehobenen Kästchen, Ja oder Kontrolliert, zusätzliche Details an und verweisen Sie auf Schutzmaßnahmen. Für Gefahren, für die Tests durchgeführt werden können, siehe Testanforderungen. Geben Sie das Datum der letzten Kalibrierung an. Akzeptables Maximum, Minimum, Bereich oder Standard hängt von der Gerichtsbarkeit ab.

                                                                                                                      4. Arbeitsablauf

                                                                                                                      Beschreibung:

                                                                                                                      Heiße Arbeit
                                                                                                                      (Siehe Schutzmaßnahme.)            Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Atmosphärische Gefahr

                                                                                                                      Sauerstoffmangel 

                                                                                                                      (Siehe Anforderung für zusätzliche Tests. Ergebnisse aufzeichnen. 
                                                                                                                      Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)

                                                                                                                      Konzentration:                                    Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                                                                                  (Akzeptables Minimum: %)

                                                                                                                      Sauerstoffanreicherung                           

                                                                                                                      (Siehe Anforderung für zusätzliche Tests. Ergebnisse aufzeichnen.
                                                                                                                      Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)                                    

                                                                                                                      Konzentration:                                   Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                                                                                 (Akzeptables Maximum: %)

                                                                                                                      Chemical              

                                                                                                                      (Siehe Anforderung für zusätzliche Tests. Ergebnisse aufzeichnen. Siehe Anforderung
                                                                                                                      für Schutzmaßnahmen.)
                                                                                                                      Stoffkonzentration                  Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                                                                                 (Akzeptabler Standard: )

                                                                                                                      Biologisch             

                                                                                                                      (Siehe Anforderung für zusätzliche Tests. Ergebnisse aufzeichnen. Siehe Anforderung
                                                                                                                      für Schutzmaßnahmen.)
                                                                                                                      Stoffkonzentration                 Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                                                                                (Akzeptabler Standard: )

                                                                                                                      Feuer Explosion             

                                                                                                                      (Siehe Anforderung für zusätzliche Tests. Ergebnisse aufzeichnen. Siehe Anforderung
                                                                                                                      für Schutzmaßnahmen.)
                                                                                                                      Stoffkonzentration                 Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                                                                                (Akzeptabler Standard: )

                                                                                                                      Gefahr durch Verschlucken/Hautkontakt         Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      (Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)                      

                                                                                                                      ABC-UNTERNEHMEN

                                                                                                                      GESCHLOSSENER RAUM – EINTRITTSERLAUBNIS

                                                                                                                      Physikalische Agenten

                                                                                                                      Geräusche/Vibrationen             

                                                                                                                      (Siehe Anforderung für Schutzmaßnahmen. Siehe Anforderung für
                                                                                                                      zusätzliche Prüfung. Ergebnisse notieren.)
                                                                                                                      Ebene:                                                Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                                                                               (Akzeptables Maximum: dBA)

                                                                                                                      Hitze-/Kältestress           

                                                                                                                      (Siehe Anforderung für Schutzmaßnahmen. Siehe Anforderung für
                                                                                                                      zusätzliche Prüfung. Ergebnisse notieren.)
                                                                                                                      Temperatur:                                    Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                                                                                (Akzeptable Reichweite: )

                                                                                                                      Nichtionisierende Strahlung            

                                                                                                                      (Siehe Anforderung für Schutzmaßnahmen. Siehe Anforderung für
                                                                                                                      zusätzliche Prüfung. Ergebnisse notieren.)
                                                                                                                      Typ Ebene                                        Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                                                                                (Akzeptables Maximum: )

                                                                                                                      Laser
                                                                                                                      (Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)            Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Mechanische Gefahr
                                                                                                                      (Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)            Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Prozessgefahr

                                                                                                                      (Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)           Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Sicherheitsrisiken

                                                                                                                      Strukturelle Gefahr
                                                                                                                      (Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)            Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Eintauchen/Eintauchen
                                                                                                                      (Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)           Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Verstrickung
                                                                                                                      (Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)            Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Boardelektronik
                                                                                                                      (Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)           Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Fallen
                                                                                                                      (Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)            Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Ausrutschen/Ausrutschen
                                                                                                                      (Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)            Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Sichtbarkeit/Lichtstärke
                                                                                                                      (Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)            Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Explosiv/Implosiv
                                                                                                                      (Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)             Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Heiße/kalte Oberflächen
                                                                                                                      (Siehe Anforderung an Schutzmaßnahmen.)            Ja  Nein  Gesteuert

                                                                                                                      Geben Sie für Einträge in hervorgehobenen Feldern, Ja oder Möglich, zusätzliche Details an und verweisen Sie auf Schutzmaßnahmen
                                                                                                                      Maße. Für Gefahren, für die Tests durchgeführt werden können, siehe Testanforderungen. Geben Sie das Datum an
                                                                                                                      letzte Kalibrierung.

                                                                                                                      Schutzmaßnahmen

                                                                                                                      Persönliche Schutzausrüstung (bitte angeben)

                                                                                                                      Kommunikationsausrüstung und -verfahren (bitte angeben)

                                                                                                                      Alarmsysteme (bitte angeben)

                                                                                                                      Rettungsausrüstung (bitte angeben)

                                                                                                                      Belüftung (angeben)

                                                                                                                      Beleuchtung (bitte angeben)

                                                                                                                      Andere (angeben)

                                                                                                                      (Fortsetzung auf der nächsten Seite)

                                                                                                                      ABC-UNTERNEHMEN

                                                                                                                      GESCHLOSSENER RAUM – EINTRITTSERLAUBNIS

                                                                                                                      Prüfanforderungen

                                                                                                                      Geben Sie die Testanforderungen und -häufigkeit an

                                                                                                                      Personal

                                                                                                                      Eingangsbetreuer

                                                                                                                      Ursprünglicher Vorgesetzter

                                                                                                                      Autorisierte Teilnehmer

                                                                                                                      Testpersonal

                                                                                                                      Teilnehmer

                                                                                                                       

                                                                                                                      Zurück

                                                                                                                      Materialhandhabung und innerbetrieblicher Verkehr tragen zu einem Großteil der Unfälle in vielen Branchen bei. Je nach Branche beträgt der Anteil der Arbeitsunfälle, die der Materialhandhabung zugeschrieben werden, zwischen 20 und 50 %. Die Beherrschung von Risiken bei der Materialhandhabung ist das wichtigste Sicherheitsproblem bei Hafenarbeiten, in der Bauindustrie, in der Lagerhaltung, in Sägewerken, im Schiffsbau und in anderen ähnlichen Schwerindustrien. In vielen Prozessindustrien, wie der chemischen Produktindustrie, der Zellstoff- und Papierindustrie und der Stahl- und Gießereiindustrie, ereignen sich immer noch viele Unfälle während der Handhabung von Endprodukten entweder manuell oder durch Gabelstapler und Kräne.

                                                                                                                      Dieses hohe Unfallpotential bei fördertechnischen Tätigkeiten ist auf mindestens drei grundlegende Eigenschaften zurückzuführen:

                                                                                                                      • Beim Transport und der Handhabung treten hohe Mengen an potentieller und kinetischer Energie auf, die dazu neigen, Verletzungen und Schäden zu verursachen.
                                                                                                                      • Der Personalbedarf an Transport- und Umschlagarbeitsplätzen ist noch relativ hoch und oft den damit verbundenen Gefahren ausgesetzt.
                                                                                                                      • Immer dann, wenn mehrere dynamische Operationen gleichzeitig durchgeführt werden müssen und eine Zusammenarbeit in unterschiedlichen Umgebungen erforderlich ist, besteht ein besonders dringender Bedarf an klarer und zeitnaher Kommunikation und Information. Die folglich hohe Haftung vieler Arten von menschlichen Fehlern und Unterlassungen kann gefährliche Situationen schaffen.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Unfälle bei der Materialhandhabung

                                                                                                                      Jedes Mal, wenn Menschen oder Maschinen Lasten bewegen, besteht ein Unfallrisiko. Die Höhe des Risikos wird durch die technologischen und organisatorischen Eigenschaften der Anlage, der Umgebung und der getroffenen Unfallverhütungsmaßnahmen bestimmt. Aus Sicherheitsgründen ist es sinnvoll, die Materialhandhabung als System darzustellen, in dem die verschiedenen Elemente miteinander verknüpft sind (Abbildung 1). Wenn Änderungen an irgendeinem Element des Systems vorgenommen werden – Ausrüstung, Waren, Verfahren, Umgebung, Menschen, Management und Organisation – ändert sich wahrscheinlich auch das Verletzungsrisiko.

                                                                                                                      Abbildung 1. Ein Fördersystem

                                                                                                                      ACC220F1

                                                                                                                      Die häufigsten an Unfällen beteiligten Arten des Materialumschlags und des innerbetrieblichen Verkehrs sind die manuelle Handhabung, der Transport und das Bewegen von Hand (Karren, Fahrräder usw.), Lastkraftwagen, Gabelstapler, Kräne und Hebezeuge, Förderbänder und der Schienenverkehr.

                                                                                                                      Bei Materialtransport und -handhabung am Arbeitsplatz treten häufig mehrere Arten von Unfällen auf. Die folgende Liste zeigt die häufigsten Typen:

                                                                                                                      • körperliche Belastung bei der manuellen Handhabung
                                                                                                                      • Lasten, die auf Personen fallen
                                                                                                                      • Personen, die zwischen Gegenständen eingeklemmt sind
                                                                                                                      • Kollisionen zwischen Geräten
                                                                                                                      • Menschen fallen
                                                                                                                      • Schläge, Schläge und Schnittverletzungen von Personen durch Geräte oder Lasten.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Elemente fördertechnischer Systeme

                                                                                                                      Für jedes Element eines Fördersystems stehen mehrere Gestaltungsmöglichkeiten zur Verfügung, entsprechend wird das Unfallrisiko beeinflusst. Für jedes Element müssen mehrere Sicherheitskriterien berücksichtigt werden. Es ist wichtig, dass der Systemansatz während der gesamten Lebensdauer des Systems verwendet wird – während des Entwurfs des neuen Systems, während des normalen Betriebs des Systems und bei der Nachverfolgung früherer Unfälle und Störungen, um Verbesserungen in das System einzuführen.

                                                                                                                      Allgemeine Grundsätze der Prävention

                                                                                                                      Bestimmte praktische Grundsätze der Prävention gelten allgemein als anwendbar auf die Sicherheit im Umgang mit Materialien. Diese Prinzipien können sowohl auf manuelle als auch auf mechanische Materialhandhabungssysteme im Allgemeinen und immer dann angewendet werden, wenn eine Fabrik, ein Lager oder eine Baustelle in Betracht gezogen wird. Viele verschiedene Prinzipien müssen auf dasselbe Projekt angewendet werden, um optimale Sicherheitsergebnisse zu erzielen. Normalerweise kann keine Einzelmaßnahme Unfälle vollständig verhindern. Umgekehrt sind nicht alle dieser allgemeinen Prinzipien erforderlich, und einige von ihnen funktionieren möglicherweise nicht in einer bestimmten Situation. Sicherheitsexperten und Materialhandhabungsspezialisten sollten die relevantesten Punkte berücksichtigen, um ihre Arbeit in jedem spezifischen Fall zu leiten. Die wichtigste Frage ist, die Prinzipien optimal zu handhaben, um sichere und praktikable Fördersysteme zu schaffen, anstatt sich auf ein einzelnes technisches Prinzip unter Ausschluss anderer festzulegen.

                                                                                                                      Die folgenden 22 Prinzipien können für Sicherheitszwecke bei der Entwicklung und Bewertung von Fördersystemen in ihrem geplanten, gegenwärtigen oder historischen Stadium verwendet werden. Alle Prinzipien gelten sowohl für proaktive als auch für nachträgliche Sicherheitsaktivitäten. In der folgenden Liste wird keine strenge Prioritätsreihenfolge impliziert, aber eine grobe Unterteilung kann vorgenommen werden: Die ersten Prinzipien gelten eher für die anfängliche Gestaltung neuer Anlagenlayouts und Materialhandhabungsprozesse, während die letzten aufgelisteten Prinzipien eher auf die gerichtet sind Betrieb vorhandener Förderanlagen.

                                                                                                                      Zweiundzwanzig Grundsätze zur Verhütung von Unfällen bei der Materialhandhabung

                                                                                                                      1. Eliminieren Sie alle unnötigen Transport- und Handhabungsvorgänge. Da viele Transport- und Handhabungsprozesse von Natur aus gefährlich sind, ist es sinnvoll zu überlegen, ob einige Materialhandhabungen eliminiert werden könnten. Viele moderne Fertigungsprozesse lassen sich in einem kontinuierlichen Fluss ohne separate Handhabungs- und Transportphasen gestalten. Viele Montage- und Konstruktionsvorgänge können so geplant und gestaltet werden, dass anstrengende und komplexe Bewegungen von Lasten eliminiert werden. Optionen für einen effektiveren und rationelleren Transport können auch durch die Analyse von Logistik und Materialfluss in den Herstellungs- und Transportprozessen gefunden werden.
                                                                                                                      2. Personen aus dem Transport- und Handhabungsbereich entfernen. Wenn sich Arbeiter nicht physisch unter oder in der Nähe von zu bewegenden Lasten aufhalten, gelten Sicherheitsbedingungen ipso facto verbessert, weil weniger Gefahren ausgesetzt sind. Personen dürfen im Schrottumschlagsbereich von Stahlwerken nicht arbeiten, da Schrottstücke von den Magnetgreifern, mit denen der Schrott bewegt wird, herunterfallen können und eine ständige Gefahr durch herabfallende Lasten besteht. Die Materialhandhabung in rauen Umgebungen kann oft durch den Einsatz von Robotern und automatischen Staplern automatisiert werden, eine Anordnung, die das Unfallrisiko für Arbeiter durch das Bewegen von Lasten verringert. Darüber hinaus wird durch das Verbot von Personen, unnötig durch Be- und Entladehöfe zu gehen, die Exposition gegenüber mehreren Arten von Gefahren bei der Materialhandhabung grundsätzlich eliminiert.
                                                                                                                      3. Trennen Sie die Transportvorgänge so weit wie möglich voneinander, um Begegnungen zu minimieren.Je häufiger Fahrzeuge aufeinander, andere Geräte und Personen treffen, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen. Bei der Planung eines sicheren innerbetrieblichen Transports ist die Trennung der Transportvorgänge wichtig. Es sind viele Trennungen zu berücksichtigen, wie z. B. Fußgänger/Fahrzeuge; starker Verkehr/leichter Verkehr; interner Verkehr/Verkehr von und nach außen; Transport zwischen Arbeitsplätzen/Materialhandhabung innerhalb eines Arbeitsplatzes; Transport/Lagerung; Transport-/Produktionslinie; Empfang/Versand; Gefahrguttransport/Normaltransport. Wenn eine räumliche Trennung nicht praktikabel ist, können bestimmte Zeiten festgelegt werden, zu denen Fahrzeuge bzw. Fußgänger einen Arbeitsbereich (z. B. in einem öffentlich zugänglichen Lager) betreten dürfen. Wenn für Fußgänger keine separaten Wege eingerichtet werden können, können ihre Wege durch Markierungen und Schilder gekennzeichnet werden. Beim Betreten eines Fabrikgebäudes sollten die Mitarbeiter separate Fußgängertüren benutzen können. Wenn Fußgängerverkehr und Gabelstaplerverkehr in Türöffnungen gemischt sind, neigen sie auch dazu, sich hinter den Türöffnungen zu vermischen, und stellen somit eine Gefahr dar. Während Anlagenmodifikationen ist es oft notwendig, den Transport und die menschliche Bewegung durch die Bereiche, die repariert oder gebaut werden, einzuschränken. Beim Brückenkrantransport können Kollisionen vermieden werden, indem darauf geachtet wird, dass sich die Fahrspuren der Krane nicht überschneiden und Endschalter und mechanische Barrieren installiert werden.
                                                                                                                      4. Genügend Platz für Materialhandhabung und Transport vorsehen. Ein zu enger Raum für die Materialhandhabung ist oft eine Unfallursache. Beispielsweise können die Hände von Arbeitern bei der manuellen Handhabung zwischen einer Last und einer Wand eingeklemmt werden, oder eine Person kann zwischen einer beweglichen Säule eines Transportkrans und einem Materialstapel eingeklemmt werden, wenn der Mindestsicherheitsabstand von 0.5 m nicht eingehalten wird. Der Platzbedarf für Transport- und Handhabungsvorgänge sollte bei der Anlagenplanung und Planung von Änderungen sorgfältig berücksichtigt werden. Es ist ratsam, einen gewissen „Sicherheitsabstand“ zu reservieren, um zukünftige Änderungen der Ladungsabmessungen und Ausrüstungstypen berücksichtigen zu können. Oft wächst das Volumen der herzustellenden Produkte im Laufe der Zeit, aber der Raum, in dem sie gehandhabt werden können, wird immer kleiner. Auch wenn die Forderung nach kostengünstiger Raumnutzung ein Grund für die Minimierung der Produktionsfläche sein mag, sollte bedacht werden, dass der Rangierraum, den Gegengewichtsstapler zum Wenden und Rückwärtsfahren benötigen, größer ist, als es auf den ersten Blick scheint .
                                                                                                                      5. Kontinuierliche Transportprozesse anstreben, Unstetigkeitsstellen im Materialfluss vermeiden. Kontinuierliche Materialflüsse reduzieren das Unfallpotential. Der grundsätzliche Aufbau eines Anlagenlayouts ist für die Umsetzung dieses Sicherheitsprinzips von entscheidender Bedeutung. Unfälle konzentrieren sich dort, wo der Materialfluss unterbrochen wird, weil die Transport- und Handhabungsgeräte geändert werden oder aus produktionstechnischen Gründen. Zum Entladen und Neuladen, zum Befestigen, Verpacken, Heben und Ziehen usw. ist häufig menschliches Eingreifen erforderlich. Abhängig von den verarbeiteten Materialien liefern Förderer im Allgemeinen einen kontinuierlicheren Materialfluss als Kräne oder Gabelstapler. Es ist eine gute Planung, Transporte so zu gestalten, dass sich Kraftfahrzeuge auf Werksgeländen im Einbahnkreis ohne Zickzackbewegungen oder Rückwärtsfahren bewegen können. Da sich an den Grenzen zwischen Abteilungen oder zwischen Arbeitszellen gerne Unstetigkeiten bilden, sollten Produktion und Transport so geplant werden, dass solche „Niemandsländer“ mit unkontrollierten Materialbewegungen vermieden werden.
                                                                                                                      6. Verwenden Sie Standardelemente in Fördersystemen. Aus Sicherheitsgründen ist es im Allgemeinen besser, Standardlasten, -geräte und -werkzeuge in der Materialhandhabung zu verwenden. Das Konzept der Einheitsladung ist den meisten Transportfachleuten wohlbekannt. In Containern und auf Paletten verpackte Materialien lassen sich einfacher befestigen und bewegen, wenn die anderen Elemente der Transportkette (z. B. Lagerregale, Gabelstapler, Kraftfahrzeuge und Befestigungsvorrichtungen von Kränen) für diese Ladeeinheiten ausgelegt sind. Die Verwendung von Standardtypen von Gabelstaplern mit ähnlichen Steuerungen verringert die Wahrscheinlichkeit von Fahrerfehlern, da es zu Unfällen gekommen ist, wenn ein Fahrer von einer Geräteart zu einer anderen mit unterschiedlichen Steuerungen gewechselt hat.
                                                                                                                      7. Kennen Sie die zu handhabenden Materialien. Die Kenntnis der Eigenschaften der zu transportierenden Materialien ist Voraussetzung für einen sicheren Umschlag. Bei der Auswahl geeigneter Hebe- oder Ladungssicherungen müssen Gewicht, Schwerpunkt und Abmessungen der zu befestigenden Güter zum Heben und Transportieren berücksichtigt werden. Beim Umgang mit gefährlichen Stoffen ist es erforderlich, dass Informationen über deren Reaktivität, Entzündbarkeit und Gesundheitsgefährdung verfügbar sind. Besondere Gefahren bestehen beispielsweise bei zerbrechlichen, scharfen, staubigen, rutschigen, losen Gegenständen oder beim Umgang mit explosiven Stoffen und lebenden Tieren. Die Verpackungen enthalten häufig wichtige Informationen für die Arbeiter über die richtige Handhabung, aber manchmal werden Etiketten entfernt oder Schutzverpackungen verbergen wichtige Informationen. Beispielsweise kann die Verteilung des Inhalts innerhalb eines Pakets nicht einsehbar sein, so dass der Ladungsschwerpunkt nicht richtig eingeschätzt werden kann.
                                                                                                                      8. Halten Sie die Belastung unter der sicheren Arbeitslastkapazität. Überlastung ist eine häufige Schadensursache in fördertechnischen Anlagen. Gleichgewichtsverlust und Materialbruch sind typische Folgen der Überlastung von Umschlaggeräten. Die sichere Arbeitslast von Schlingen und anderen Hebezeugen sollte deutlich gekennzeichnet sein, und die richtigen Schlingenkonfigurationen müssen ausgewählt werden. Eine Überlastung kann auftreten, wenn das Gewicht oder der Schwerpunkt der Last falsch eingeschätzt wird, was zu einem unsachgemäßen Befestigen und Manövrieren von Lasten führt. Wenn Schlingen zum Handhaben von Lasten verwendet werden, sollte sich der Bediener der Ausrüstung bewusst sein, dass ein geneigter Weg Kräfte ausüben kann, die ausreichen, um ein Herunterfallen der Last oder ein Übergewicht der Ausrüstung zu verursachen. Die Tragfähigkeit von Gabelstaplern sollte auf dem Gerät gekennzeichnet sein; diese variiert je nach Hubhöhe und Größe der Last. Eine Überlastung durch Ermüdungsbruch kann bei wiederholten Belastungen weit unterhalb der Bruchlast auftreten, wenn das Bauteil nicht richtig gegen diese Art von Versagen ausgelegt ist.
                                                                                                                      9. Stellen Sie die Geschwindigkeitsbegrenzungen niedrig genug ein, um eine sichere Bewegung zu gewährleisten. Geschwindigkeitsbegrenzungen für Fahrzeuge, die sich an Arbeitsplätzen bewegen, variieren zwischen 10 km/h und 40 km/h (etwa 5 bis 25 mph). In Innenkorridoren, in Durchgängen, an Kreuzungen und in schmalen Gängen sind niedrigere Geschwindigkeiten erforderlich. Ein kompetenter Fahrer kann die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs den Anforderungen der jeweiligen Situation anpassen, aber Schilder, die den Fahrer auf Geschwindigkeitsbegrenzungen hinweisen, sind an kritischen Stellen ratsam. Die Höchstgeschwindigkeit eines ferngesteuerten Mobilkrans muss zum Beispiel zunächst bestimmt werden, indem eine Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegt wird, die mit einer angemessenen Schrittgeschwindigkeit für einen Menschen vergleichbar ist, und dann die Zeit berücksichtigt wird, die für die gleichzeitige Beobachtung und Steuerung von Lasten erforderlich ist, um dies zu vermeiden die Reaktionszeit des menschlichen Bedieners zu überschreiten.
                                                                                                                      10. Vermeiden Sie das Heben über Kopf in Bereichen, in denen Personen darunter arbeiten. Das Heben von Materialien über Kopf birgt immer die Gefahr herabfallender Lasten. Obwohl Menschen normalerweise nicht unter hängenden Lasten arbeiten dürfen, kann der routinemäßige Transport von Lasten über Menschen in der Produktion sie in Gefahr bringen. Der Staplertransport zu Hochregalen und das Heben zwischen Stockwerken sind weitere Beispiele für Überkopf-Hebeaufgaben. Auch Hängebahnen, die Steine, Koks oder Guss transportieren, können ohne installierte Schutzabdeckungen eine Gefahr durch herabfallende Lasten für darunter Gehende darstellen. Bei der Erwägung eines neuen Überkopf-Transportsystems sollten die potenziell größeren Risiken mit den geringeren Risiken verglichen werden, die mit einem bodenebenen Transportsystem verbunden sind.
                                                                                                                      11. Vermeiden Sie Materialhandhabungsmethoden, die Klettern und Arbeiten in großer Höhe erfordern. Wenn Menschen hochklettern müssen – zum Beispiel zum Lösen von Anschlaghaken, zum Einstellen der Kabinenhaube eines Fahrzeugs oder zum Anbringen von Markierungen an Lasten – riskieren sie einen Sturz. Diese Gefahr lässt sich oft durch eine bessere Planung, durch veränderte Arbeitsabläufe, durch den Einsatz verschiedener Hebezeuge und ferngesteuerter Werkzeuge oder durch Mechanisierung und Automatisierung abwenden.
                                                                                                                      12. Bringen Sie Schutzvorrichtungen an Gefahrenstellen an. An Gefahrenstellen von Flurförderzeugen wie den Ketten von Gabelstaplern, den Seiltrieben von Kränen und den Fangstellen von Förderern sollten Schutzeinrichtungen angebracht werden. Oftmals reicht eine Reichweitenabsicherung nicht aus, da die Gefahrenstelle über Leitern und andere Hilfsmittel erreicht werden kann. Zum Schutz vor technischen Fehlern, die zu Verletzungen führen können, werden auch Guards eingesetzt (z. B. von Drahtseilhaltern an Kranscheiben, Sicherungsklinken in Lasthaken und die Schutzpolster textiler Anschlagmittel, die vor scharfen Kanten schützen). Geländer und Bordbretter, die an den Kanten von Ladeplattformen und Überkopfregalen sowie um Bodenöffnungen angebracht sind, können sowohl Personen als auch Gegenstände vor dem Herunterfallen schützen. Diese Art von Schutz wird oft benötigt, wenn Gabelstapler und Kräne Materialien von einem Stockwerk zum anderen heben. Menschen können bei Materialtransportvorgängen durch Sicherheitsnetze und permanente Schutzvorrichtungen wie Drahtgeflechte oder Metallplattenabdeckungen an Förderbändern vor herabfallenden Gegenständen geschützt werden.
                                                                                                                      13. Transportieren und heben Sie Personen nur mit dafür vorgesehenen Geräten. Kräne, Gabelstapler, Bagger und Förderbänder sind Maschinen zum Bewegen von Materialien, nicht von Menschen, von einem Ort zum anderen. Zum Heben von Personen, beispielsweise zum Wechseln von Lampen an Decken, stehen spezielle Hebebühnen zur Verfügung. Wenn ein Kran oder Gabelstapler mit einem speziellen Korb ausgestattet ist, der sicher an der Ausrüstung befestigt werden kann und die angemessenen Sicherheitsanforderungen erfüllt, können Personen ohne ein übermäßiges Risiko schwerer Verletzungen angehoben werden.
                                                                                                                      14. Geräte und Lasten stabil halten. Unfälle passieren, wenn Geräte, Waren oder Lagerregale ihre Stabilität verlieren, insbesondere bei Gabelstaplern oder Mobilkränen. Die Auswahl aktiver Stallausrüstung ist ein erster Schritt, um Gefahren zu reduzieren. Außerdem ist es ratsam, Geräte zu verwenden, die ein Warnsignal abgeben, bevor die Einsturzgrenze erreicht wird. Gute Arbeitspraktiken und qualifizierte Bediener sind die nächsten Stationen der Prävention. Erfahrene und geschulte Mitarbeiter sind in der Lage, Schwerpunkte abzuschätzen und instabile Verhältnisse beim Schütten und Stapeln von Materialien zu erkennen und entsprechende Anpassungen vorzunehmen.
                                                                                                                      15. Sorgen Sie für gute Sichtbarkeit. Beim Materialumschlag mit Gabelstaplern ist die Sicht immer eingeschränkt. Wenn neue Ausrüstung gekauft wird, ist es wichtig zu beurteilen, wie viel der Fahrer durch die Maststrukturen sehen kann (und bei Hochhubwagen die Sicht durch den Überkopfrahmen). In jedem Fall verursachen die gehandhabten Materialien einen gewissen Sichtverlust, und dieser Effekt sollte berücksichtigt werden. Wo immer möglich, sollte für freie Sicht gesorgt werden – zum Beispiel durch das Entfernen von Warenstapeln oder durch das Anordnen von Öffnungen oder Leerstellen an kritischen Stellen in Regalen. Spiegel können an den Geräten und an geeigneten Stellen in Fabriken und Lagern angebracht werden, um blinde Ecken sicherer zu machen. Spiegel sind jedoch ein sekundäres Präventionsmittel im Vergleich zur eigentlichen Beseitigung toter Winkel, um eine direkte Sicht zu ermöglichen. Bei Krantransporten ist es oft notwendig, eine spezielle Signalperson einzusetzen, um zu überprüfen, ob der Bereich, in dem die Last abgesenkt wird, von Personen besetzt ist. Eine gute Sicherheitspraxis besteht darin, Gefahrenstellen und Hindernisse in der Arbeitsumgebung zu streichen oder anderweitig zu markieren – zum Beispiel Säulen, Kanten von Türen und Ladedocks, hervorstehende Maschinenelemente und bewegliche Teile von Ausrüstung. Eine entsprechende Beleuchtung kann die Sicht oft erheblich verbessern – zum Beispiel auf Treppen, in Fluren und an Ausgangstüren.
                                                                                                                      16. Eliminieren Sie das manuelle Heben und Tragen von Lasten durch mechanische und automatisierte Handhabung. Etwa 15 % aller arbeitsbedingten Verletzungen betreffen das manuelle Heben und Tragen von Lasten. Die meisten Verletzungen sind auf Überanstrengung zurückzuführen; der Rest sind Ausrutscher und Stürze sowie Handverletzungen durch scharfe Kanten. Kumulative Traumaerkrankungen und Rückenbeschwerden sind typische Gesundheitsprobleme durch manuelle Tätigkeiten. Obwohl Mechanisierung und Automatisierung manuelle Handhabungsaufgaben in der Industrie weitgehend eliminiert haben, gibt es immer noch eine Reihe von Arbeitsplätzen, an denen Menschen durch das Heben und Tragen schwerer Lasten körperlich überlastet sind. Die Bereitstellung geeigneter Handhabungsgeräte sollte in Betracht gezogen werden – zum Beispiel Hebezeuge, Hebebühnen, Aufzüge, Gabelstapler, Kräne, Förderbänder, Palettierer, Roboter und mechanische Manipulatoren.
                                                                                                                      17. Effiziente Kommunikation bereitstellen und aufrechterhalten. Ein gemeinsamer Faktor bei schweren Unfällen ist ein Kommunikationsfehler. Ein Kranfahrer muss mit einem Anschläger kommunizieren, der die Last anschlägt, und wenn die Handzeichen zwischen Fahrer und Verlader falsch sind oder Funktelefone schlecht hörbar sind, kann es zu kritischen Fehlern kommen. Kommunikationsverbindungen sind wichtig zwischen Arbeitern in der Materialhandhabung, Produktionsmitarbeitern, Verladern, Hafenarbeitern, Ausrüstungsfahrern und Wartungspersonal. Beispielsweise muss ein Gabelstaplerfahrer bei der Übergabe des Staplers an den nächsten Fahrer während des Schichtwechsels Informationen über aufgetretene Sicherheitsprobleme – beispielsweise Gänge mit unübersichtlichen Ecken aufgrund von Materialstapeln – weitergeben. Fahrer von Kraftfahrzeugen und Mobilkränen, die als Auftragnehmer an einem Arbeitsplatz arbeiten, sind oft mit den besonderen Risiken, denen sie ausgesetzt sein können, nicht vertraut und sollten daher eine spezielle Anleitung oder Schulung erhalten. Dies kann die Bereitstellung eines Plans des Werksgeländes am Zugangstor zusammen mit den wesentlichen sicheren Arbeits- und Fahranweisungen umfassen. Verkehrszeichen für den Arbeitsverkehr sind noch nicht so weit entwickelt wie die für öffentliche Straßen. Viele der im Straßenverkehr auftretenden Risiken sind jedoch auch innerhalb von Werksgeländen üblich. Daher ist es wichtig, geeignete Verkehrszeichen für den internen Verkehr bereitzustellen, um die Übermittlung von Gefahrenhinweisen zu erleichtern und die Fahrer auf alle erforderlichen Vorsichtsmaßnahmen aufmerksam zu machen.
                                                                                                                      18. Gestalten Sie die Human Interfaces und die manuelle Handhabung nach ergonomischen Prinzipien. Die fördertechnischen Arbeiten sind den Fähigkeiten und Fertigkeiten des Menschen ergonomisch anzupassen, um Fehlern und Fehlbelastungen vorzubeugen. Die Bedienelemente und Anzeigen von Kränen und Gabelstaplern sollten mit den natürlichen Erwartungen und Gewohnheiten des Menschen vereinbar sein. Bei der manuellen Handhabung ist darauf zu achten, dass ausreichend Platz für die menschlichen Bewegungen vorhanden ist, die zur Ausführung der Aufgaben erforderlich sind. Außerdem sollten übermäßig anstrengende Arbeitshaltungen vermieden werden, beispielsweise das manuelle Heben von Lasten über dem Kopf und das maximal zulässige Gewicht für manuelles Heben nicht überschritten werden. Individuelle Abweichungen in Alter, Kraft, Gesundheitszustand, Erfahrung und anthropometrischen Erwägungen können eine entsprechende Anpassung des Arbeitsplatzes und der Aufgaben erfordern. Die Kommissionierung in Lagern ist ein Beispiel für eine Aufgabe, bei der Ergonomie für Sicherheit und Produktivität von größter Bedeutung ist.
                                                                                                                      19. Bieten Sie eine angemessene Schulung und Beratung an. Aufgaben der Materialhandhabung werden oft als zu gering angesehen, um eine spezielle Schulung der Belegschaft zu rechtfertigen. Die Zahl der spezialisierten Kranführer und Staplerfahrer an den Arbeitsplätzen nimmt ab; und es gibt eine wachsende Tendenz, das Fahren von Kränen und Gabelstaplern zu einer Arbeit zu machen, auf die fast jeder an einem Arbeitsplatz vorbereitet sein sollte. Obwohl Gefahren durch technische und ergonomische Maßnahmen reduziert werden können, ist letztlich das Geschick des Bedieners entscheidend, um Gefahrensituationen in dynamischen Arbeitsumgebungen abzuwenden. Unfallerhebungen haben gezeigt, dass viele der Opfer von Materialumschlagunfällen Personen sind, die nicht selbst an Materialumschlagarbeiten beteiligt sind. Daher sollten in gewissem Umfang auch Umstehende in den Förderbereichen geschult werden.
                                                                                                                      20. Versorgen Sie die im Transport und Umschlag tätigen Personen mit angemessener persönlicher Kleidung. Mehrere Arten von Verletzungen können durch die Verwendung geeigneter persönlicher Schutzausrüstung verhindert werden. Sicherheitsschuhe, die kein Ausrutschen und Stürzen verursachen, dicke Handschuhe, Schutzbrillen oder -schutzbrillen und Schutzhelme sind typische persönliche Schutzausrüstungen, die bei Materialhandhabungsaufgaben getragen werden. Wenn besondere Gefährdungen es erfordern, kommen Absturzsicherungen, Atemschutzmasken und spezielle Schutzkleidung zum Einsatz. Geeignete Arbeitsausrüstung für den Materialumschlag sollte eine gute Sicht bieten und keine Teile enthalten, die sich leicht an der Ausrüstung verfangen oder von beweglichen Teilen erfasst werden können.
                                                                                                                      21. Führen Sie ordnungsgemäße Wartungs- und Inspektionspflichten durch. Wenn Unfälle aufgrund von Geräteausfällen passieren, sind die Gründe oft in mangelhaften Wartungs- und Inspektionsverfahren zu suchen. Anweisungen für Wartung und Inspektionen sind in Sicherheitsnormen und in Herstellerhandbüchern enthalten. Abweichungen von den vorgegebenen Verfahren können zu gefährlichen Situationen führen. Benutzer von Flurförderzeugen sind für die täglichen Wartungs- und Inspektionsroutinen verantwortlich, die solche Aufgaben wie das Überprüfen von Batterien, Seil- und Kettenantrieben, Hebezeugen, Bremsen und Steuerungen umfassen; Fenster putzen; und bei Bedarf Öl hinzufügen. Gründlichere, weniger häufige Inspektionen werden regelmäßig durchgeführt, z. B. wöchentlich, monatlich, halbjährlich oder einmal jährlich, je nach Nutzungsbedingungen. Die Haushaltsführung, einschließlich der angemessenen Reinigung von Böden und Arbeitsplätzen, ist ebenfalls wichtig für einen sicheren Umgang mit Materialien. Ölige und nasse Böden bringen Menschen und Lastwagen ins Rutschen. Zerbrochene Paletten und Lagerregale sollten nach jeder Beobachtung entsorgt werden. Beim Transport von Schüttgütern mit Förderanlagen ist es wichtig, Staub- und Kornansammlungen zu entfernen, um Staubexplosionen und Bränden vorzubeugen.
                                                                                                                      22. Planen Sie Änderungen der Umgebungsbedingungen ein. Die Fähigkeit, sich an wechselnde Umgebungsbedingungen anzupassen, ist sowohl bei Geräten als auch bei Menschen begrenzt. Gabelstaplerfahrer brauchen mehrere Sekunden, um sich umzustellen, wenn sie von einer düsteren Halle durch Türen zu einem sonnenbeschienenen Hof nach draußen fahren und von draußen nach innen fahren. Um diese Vorgänge sicherer zu machen, können an den Eingängen spezielle Beleuchtungsanordnungen aufgestellt werden. Im Außenbereich sind Krane oft hohen Windlasten ausgesetzt, die bei Hebevorgängen berücksichtigt werden müssen. Bei extremen Windverhältnissen muss das Heben mit Kranen ganz unterbrochen werden. Eis und Schnee können für Arbeiter, die die Oberflächen von Lasten reinigen müssen, erhebliche Mehrarbeit bedeuten. Manchmal bedeutet dies auch, zusätzliche Risiken einzugehen; B. wenn auf der Last oder sogar unter der Last beim Heben gearbeitet wird. Die Planung sollte auch für diese Aufgaben sichere Verfahren umfassen. Eine vereiste Ladung kann während eines Gabelstaplertransports von einer Palettengabel weggleiten. Korrosive Atmosphären, Hitze, Frostbedingungen und Meerwasser können zu einer Verschlechterung der Materialien und daraus resultierenden Ausfällen führen, wenn die Materialien nicht dafür ausgelegt sind, solchen Bedingungen standzuhalten.

                                                                                                                       

                                                                                                                      Zurück

                                                                                                                      Montag, April 04 2011 19: 35

                                                                                                                      Sicherheitspolitik, Führung und Kultur

                                                                                                                      Die Themen Führung und Kultur sind die zwei wichtigsten Überlegungen unter den Bedingungen, die notwendig sind, um Exzellenz in Sicherheit zu erreichen. Die Sicherheitspolitik kann als wichtig angesehen werden oder nicht, je nachdem, wie der Arbeitnehmer davon ausgeht, ob die Verpflichtung des Managements und die Unterstützung der Politik tatsächlich jeden Tag umgesetzt werden. Das Management schreibt oft die Sicherheitsrichtlinie und stellt dann nicht sicher, dass sie von Managern und Vorgesetzten jeden Tag bei der Arbeit durchgesetzt wird.

                                                                                                                      Sicherheitskultur und Sicherheitsergebnisse

                                                                                                                      Früher glaubten wir, dass es bestimmte „wesentliche Elemente“ eines „Sicherheitsprogramms“ gibt. In den Vereinigten Staaten geben Aufsichtsbehörden Richtlinien zu diesen Elementen heraus (Richtlinien, Verfahren, Schulungen, Inspektionen, Untersuchungen usw.). Einige Provinzen in Kanada geben an, dass es 20 wesentliche Elemente gibt, während einige Organisationen im Vereinigten Königreich vorschlagen, dass 30 wesentliche Elemente in Sicherheitsprogrammen berücksichtigt werden sollten. Bei näherer Betrachtung der Gründe für die verschiedenen Listen wesentlicher Elemente wird deutlich, dass die jeweiligen Listen lediglich die Meinung eines Schriftstellers aus der Vergangenheit widerspiegeln (z. B. Heinrich oder Bird). In ähnlicher Weise spiegeln Vorschriften zur Sicherheitsprogrammierung oft die Meinung einiger früher Autoren wider. Hinter diesen Meinungen steht selten Forschung, was zu Situationen führt, in denen die wesentlichen Elemente in einer Organisation funktionieren und in einer anderen nicht. Wenn wir uns tatsächlich die Forschung zur Wirksamkeit von Sicherheitssystemen ansehen, beginnen wir zu verstehen, dass es, obwohl es viele wesentliche Elemente gibt, die auf Sicherheitsergebnisse anwendbar sind, die Wahrnehmung der Kultur durch den Arbeitnehmer ist, die bestimmt, ob ein einzelnes Element effektiv ist oder nicht . Es gibt eine Reihe von in den Referenzen zitierten Studien, die zu dem Schluss führen, dass es keine „must haves“ und keine „essentielle“ Elemente in einem Sicherheitssystem gibt.

                                                                                                                      Dies wirft einige ernsthafte Probleme auf, da Sicherheitsvorschriften dazu neigen, Organisationen einfach anzuweisen, „ein Sicherheitsprogramm zu haben“, das aus fünf, sieben oder einer beliebigen Anzahl von Elementen besteht, wenn es offensichtlich ist, dass viele der vorgeschriebenen Aktivitäten nicht funktionieren und Zeit verschwenden werden , Aufwand und Ressourcen, die verwendet werden könnten, um die proaktiven Aktivitäten durchzuführen, die Verluste verhindern. Nicht welche Elemente verwendet werden, bestimmt die Sicherheitsergebnisse; vielmehr bestimmt die Kultur, in der diese Elemente verwendet werden, den Erfolg. In einer positiven Sicherheitskultur funktionieren fast alle Elemente; In einer negativen Kultur wird wahrscheinlich keines der Elemente zu Ergebnissen führen.

                                                                                                                      Baukultur

                                                                                                                      Wenn die Kultur der Organisation so wichtig ist, sollten die Bemühungen im Sicherheitsmanagement in erster Linie darauf abzielen, eine Kultur aufzubauen, damit die eingeführten Sicherheitsaktivitäten zu Ergebnissen führen. KULTUR kann grob definiert werden als „so wie es hier ist“. Die Sicherheitskultur ist positiv, wenn die Mitarbeiter ehrlich davon überzeugt sind, dass Sicherheit ein Schlüsselwert der Organisation ist, und erkennen können, dass sie ganz oben auf der Prioritätenliste der Organisation steht. Diese Wahrnehmung durch die Belegschaft kann nur erreicht werden, wenn sie die Führung als glaubwürdig wahrnimmt; wenn die Worte der Sicherheitspolitik werden täglich gelebt; wenn Entscheidungen des Managements über finanzielle Ausgaben zeigen, dass Geld für Menschen ausgegeben wird (und um mehr Geld zu verdienen); wenn die vom Management bereitgestellten Maßnahmen und Belohnungen die Leistung des mittleren Managers und der Aufsicht auf ein zufriedenstellendes Niveau zwingen; wenn Arbeitnehmer eine Rolle bei der Problemlösung und Entscheidungsfindung spielen; wenn ein hohes Maß an Zuversicht und Vertrauen zwischen dem Management und den Arbeitnehmern besteht; wenn es Offenheit der Kommunikation gibt; und wenn Arbeitnehmer positive Anerkennung für ihre Arbeit erhalten.

                                                                                                                      In einer positiven Sicherheitskultur wie der oben beschriebenen wird fast jedes Element des Sicherheitssystems effektiv sein. Tatsächlich braucht eine Organisation mit der richtigen Kultur kaum ein „Sicherheitsprogramm“, denn Sicherheit wird als normaler Teil des Managementprozesses behandelt. Um eine positive Sicherheitskultur zu erreichen, müssen bestimmte Kriterien erfüllt sein

                                                                                                                      1. Es muss ein System vorhanden sein, das regelmäßige tägliche proaktive Aufsichts- (oder Team-) Aktivitäten gewährleistet.

                                                                                                                      2. Das System muss aktiv sicherstellen, dass Aufgaben und Aktivitäten des mittleren Managements in diesen Bereichen durchgeführt werden:

                                                                                                                        • Sicherstellung der regelmäßigen Leistung der Untergebenen (Aufsicht oder Team).
                                                                                                                        • Gewährleistung der Qualität dieser Leistung
                                                                                                                        • sich an bestimmten klar definierten Aktivitäten zu beteiligen, um zu zeigen, dass Sicherheit so wichtig ist, dass sogar die oberen Manager etwas dagegen unternehmen.

                                                                                                                           

                                                                                                                          3. Die oberste Leitung muss sichtbar demonstrieren und unterstützen, dass Sicherheit einen hohen Stellenwert in der Organisation hat.

                                                                                                                          4. Jeder Arbeitnehmer, der sich dafür entscheidet, sollte in der Lage sein, sich aktiv an sinnvollen sicherheitsbezogenen Aktivitäten zu beteiligen.

                                                                                                                          5. Das Sicherheitssystem muss flexibel sein und Entscheidungen auf allen Ebenen ermöglichen.

                                                                                                                          6. Die Sicherheitsbemühungen müssen von der Belegschaft positiv bewertet werden.

                                                                                                                          Diese sechs Kriterien lassen sich unabhängig vom Führungsstil der Organisation, ob autoritär oder partizipativ, und mit ganz unterschiedlichen Sicherheitsansätzen erfüllen.

                                                                                                                          Kultur- und Sicherheitspolitik

                                                                                                                          Eine Sicherheitsrichtlinie bringt selten etwas, wenn ihr nicht Systeme folgen, die die Richtlinie zum Leben erwecken. Wenn die Richtlinie beispielsweise besagt, dass Vorgesetzte für die Sicherheit verantwortlich sind, bedeutet dies nichts, es sei denn, Folgendes ist vorhanden:

                                                                                                                            • Das Management verfügt über ein System, in dem es eine klare Definition der Rolle gibt und welche Aktivitäten durchgeführt werden müssen, um der Sicherheitsverantwortung gerecht zu werden.
                                                                                                                            • Die Vorgesetzten wissen, wie diese Rolle zu erfüllen ist, werden vom Management unterstützt, glauben, dass die Aufgaben erreichbar sind, und führen ihre Aufgaben als Ergebnis einer angemessenen Planung und Schulung aus.
                                                                                                                            • Sie werden regelmäßig gemessen, um sicherzustellen, dass sie die definierten Aufgaben erledigt haben (aber nicht anhand einer Unfallakte gemessen) und um Feedback zu erhalten, um festzustellen, ob Aufgaben geändert werden sollten oder nicht.
                                                                                                                            • Im Leistungsbeurteilungssystem oder was auch immer der Antriebsmechanismus der Organisation ist, gibt es eine Belohnung, die von der Erfüllung der Aufgabe abhängig ist.

                                                                                                                                   

                                                                                                                                  Diese Kriterien gelten auf jeder Ebene der Organisation; Aufgaben müssen definiert werden, es muss ein gültiges Maß für die Leistung (Aufgabenerfüllung) und eine von der Leistung abhängige Belohnung geben. Daher treibt die Sicherheitspolitik nicht die Leistung der Sicherheit voran; Rechenschaftspflicht tut. Verantwortlichkeit ist der Schlüssel zur Baukultur. Erst wenn die Arbeiter sehen, wie die Vorgesetzten und das Management ihre Sicherheitsaufgaben täglich erfüllen, glauben sie, dass das Management glaubwürdig ist und dass das Top-Management es wirklich ernst gemeint hat, als es die Sicherheitsrichtlinien unterzeichnet hat.

                                                                                                                                  Führung und Sicherheit

                                                                                                                                  Aus dem Obigen geht hervor, dass Führung für die Sicherheitsergebnisse entscheidend ist, da Führung die Kultur bildet, die bestimmt, was bei den Sicherheitsbemühungen der Organisation funktioniert und was nicht. Eine gute Führungskraft macht deutlich, was in Bezug auf Ergebnisse erwünscht ist, und macht auch deutlich, was in der Organisation getan wird, um die Ergebnisse zu erzielen. Führung ist unendlich wichtiger als Richtlinien, denn Führungskräfte senden durch ihre Handlungen und Entscheidungen klare Botschaften an die gesamte Organisation, welche Richtlinien wichtig sind und welche nicht. Organisationen erklären manchmal über Richtlinien, dass Gesundheit und Sicherheit Schlüsselwerte sind, und konstruieren dann Maßnahmen und Belohnungsstrukturen, die das Gegenteil fördern.

                                                                                                                                  Die Führung bestimmt durch ihre Handlungen, Systeme, Maßnahmen und Belohnungen eindeutig, ob Sicherheit in der Organisation erreicht wird oder nicht. Noch nie war dies für jeden Arbeiter in der Industrie so offensichtlich wie in den 1990er Jahren. Noch nie wurde so viel Engagement für Gesundheit und Sicherheit bekundet wie in den letzten zehn Jahren. Gleichzeitig gab es nie mehr Downsizing oder „Right-Sizing“ und mehr Druck zur Produktionssteigerung und Kostensenkung, was zu mehr Stress, mehr erzwungenen Überstunden, mehr Arbeit für weniger Arbeiter, mehr Zukunftsangst und weniger führte Arbeitsplatzsicherheit wie nie zuvor. Right-Sizing hat mittlere Manager und Vorgesetzte dezimiert und weniger Arbeitern (den Schlüsselpersonen in Sachen Sicherheit) mehr Arbeit auferlegt. Auf allen Ebenen der Organisation herrscht ein allgemeines Gefühl der Überlastung. Überlastung verursacht mehr Unfälle, mehr körperliche Ermüdung, mehr psychische Erschöpfung, mehr Belastungsansprüche, mehr sich wiederholende Bewegungszustände und mehr kumulative Traumastörungen. In vielen Organisationen hat sich auch die Beziehung zwischen dem Unternehmen und dem Arbeitnehmer verschlechtert, wo früher gegenseitige Gefühle des Vertrauens und der Sicherheit herrschten. In der früheren Umgebung hat ein Arbeitnehmer möglicherweise weiterhin „unter Schmerzen gearbeitet“. Wenn Arbeitnehmer jedoch um ihren Arbeitsplatz fürchten und sehen, dass die Führungsriegen so dünn sind, dass sie nicht überwacht werden, haben sie allmählich das Gefühl, dass sich die Organisation nicht mehr um sie kümmert, was zu einer Verschlechterung der Sicherheitskultur führt.

                                                                                                                                  Lückenanalyse

                                                                                                                                  Viele Unternehmen durchlaufen einen einfachen Prozess, der als Lückenanalyse bekannt ist und aus drei Schritten besteht: (1) Bestimmen, wo Sie sein möchten; (2) zu bestimmen, wo Sie sich gerade befinden, und (3) zu bestimmen, wie Sie von Ihrem Standort zu Ihrem gewünschten Ziel gelangen oder wie Sie „die Kluft überbrücken“ können.

                                                                                                                                  Bestimmen, wo Sie sein möchten. Wie soll das Sicherheitssystem Ihrer Organisation aussehen? Es wurden sechs Kriterien vorgeschlagen, anhand derer das Sicherheitssystem einer Organisation bewertet werden kann. Wenn diese abgelehnt werden, müssen Sie das Sicherheitssystem Ihrer Organisation anhand einiger anderer Kriterien messen. Vielleicht möchten Sie sich zum Beispiel die sieben Klimavariablen der Organisationseffektivität ansehen, wie sie von Dr. Rensis Likert (1967) aufgestellt wurden, der zeigte, dass je besser eine Organisation in bestimmten Dingen ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie wirtschaftlich erfolgreich ist. und damit in Sicherheit. Diese Klimavariablen sind wie folgt:

                                                                                                                                    • Steigerung des Vertrauens der Arbeitnehmer und des allgemeinen Interesses der Manager am Verständnis von Sicherheitsproblemen
                                                                                                                                    • Ausbildung und Hilfe, wo und wie nötig
                                                                                                                                    • das Anbieten von erforderlichen Lehren, wie man Probleme löst
                                                                                                                                    • Bereitstellung des erforderlichen Vertrauens, Ermöglichung des Informationsaustauschs zwischen dem Management und seinen Untergebenen
                                                                                                                                    • Einholen der Ideen und Meinungen des Arbeitnehmers
                                                                                                                                    • Gewährleistung der Zugänglichkeit des Top-Managements
                                                                                                                                    • Anerkennung des Mitarbeiters dafür, dass er gute Arbeit leistet, anstatt nur Antworten zu geben.

                                                                                                                                                 

                                                                                                                                                Es gibt andere Kriterien, anhand derer man sich selbst beurteilen kann, wie z. B. das von Zembroski (1991) vorgeschlagene Kriterium zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeit von Katastrophenereignissen.

                                                                                                                                                Bestimmen, wo Sie jetzt sind. Das ist vielleicht das Schwierigste. Ursprünglich wurde angenommen, dass die Wirksamkeit von Sicherheitssystemen durch Messen der Anzahl von Verletzungen oder einer Teilmenge von Verletzungen (registrierbare Verletzungen, Verletzungen mit Ausfallzeit, Häufigkeitsraten usw.) bestimmt werden könnte. Aufgrund der geringen Anzahl dieser Daten haben sie in der Regel keine oder nur geringe statistische Aussagekraft. In den 1950er und 1960er Jahren erkannten die Ermittler dies und versuchten, die Wirksamkeit von Sicherheitssystemen durch Audits zu beurteilen. Es wurde versucht, im Voraus zu bestimmen, was in einer Organisation getan werden muss, um Ergebnisse zu erzielen, und dann durch Messung festzustellen, ob diese Dinge getan wurden oder nicht.

                                                                                                                                                Jahrelang wurde angenommen, dass Auditergebnisse Sicherheitsergebnisse vorhersagten; Je besser das Audit-Ergebnis in diesem Jahr, desto niedriger die Unfallbilanz im nächsten Jahr. Wir wissen jetzt (aus einer Vielzahl von Untersuchungen), dass Auditergebnisse nicht sehr gut (wenn überhaupt) mit der Sicherheitsbilanz korrelieren. Die Untersuchung legt nahe, dass die meisten Audits (extern und manchmal intern erstellt) tendenziell viel besser mit der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften korrelieren als mit der Sicherheitsbilanz. Dies ist in einer Reihe von Studien und Publikationen dokumentiert.

                                                                                                                                                Eine Reihe von Studien, die Audit-Ergebnisse und die Verletzungsaufzeichnungen in großen Unternehmen über Zeiträume hinweg korrelieren (um festzustellen, ob die Verletzungsaufzeichnungen statistisch gültig sind), haben eine Nullkorrelation und in einigen Fällen eine negative Korrelation zwischen Auditergebnissen und dem festgestellt Verletzungsbilanz. Audits in diesen Studien korrelieren tendenziell positiv mit der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften.

                                                                                                                                                Bridging the Gap

                                                                                                                                                Es scheint nur wenige gültige Sicherheitskennzahlen zu geben (d. h. sie korrelieren wirklich mit der tatsächlichen Unfallbilanz in großen Unternehmen über lange Zeiträume), die verwendet werden können, um „die Lücke zu schließen“:

                                                                                                                                                  • Verhaltens-Sampling
                                                                                                                                                  • ausführliche Mitarbeitergespräche
                                                                                                                                                  • Wahrnehmungsumfragen.

                                                                                                                                                       

                                                                                                                                                      Die vielleicht wichtigste Maßnahme ist die Wahrnehmungsumfrage, mit der der aktuelle Status der Sicherheitskultur einer Organisation bewertet wird. Kritische Sicherheitsprobleme werden identifiziert und alle Meinungsverschiedenheiten zwischen Management und Mitarbeitern hinsichtlich der Wirksamkeit von Sicherheitsprogrammen des Unternehmens werden deutlich aufgezeigt.

                                                                                                                                                      Die Umfrage beginnt mit einer kurzen Reihe demografischer Fragen, die verwendet werden können, um Diagramme und Tabellen zur Darstellung der Ergebnisse zu organisieren (siehe Abbildung 1). Typischerweise werden die Teilnehmer nach ihrer Mitarbeiterstufe, ihrem allgemeinen Arbeitsort und vielleicht ihrer Handelsgruppe gefragt. Zu keinem Zeitpunkt werden den Mitarbeitern Fragen gestellt, die eine Identifizierung durch die Personen, die die Ergebnisse auswerten, ermöglichen würden.

                                                                                                                                                      Abbildung 1. Beispiel für Ergebnisse einer Wahrnehmungsumfrage

                                                                                                                                                      SAF200F1

                                                                                                                                                      Der zweite Teil der Umfrage besteht aus mehreren Fragen. Die Fragen wurden entwickelt, um die Wahrnehmung der Mitarbeiter in Bezug auf verschiedene Sicherheitskategorien aufzudecken. Jede Frage kann die Punktzahl von mehr als einer Kategorie beeinflussen. Für jede Kategorie wird eine kumulative prozentuale positive Reaktion berechnet. Die Prozentsätze für die Kategorien werden grafisch dargestellt (siehe Abbildung 1), um die Ergebnisse in absteigender Reihenfolge der positiven Wahrnehmung durch die Linienarbeiter anzuzeigen. Die Kategorien auf der rechten Seite der Grafik werden von den Mitarbeitern am wenigsten positiv wahrgenommen und sind daher am stärksten verbesserungswürdig.

                                                                                                                                                       

                                                                                                                                                      Zusammenfassung

                                                                                                                                                      In den letzten Jahren wurde viel darüber gelernt, was die Wirksamkeit eines Sicherheitssystems bestimmt. Es ist anerkannt, dass Kultur der Schlüssel ist. Die Wahrnehmung der Mitarbeiter von der Kultur der Organisation diktiert ihr Verhalten, und somit bestimmt die Kultur, ob irgendein Element des Sicherheitsprogramms effektiv sein wird oder nicht.

                                                                                                                                                      Kultur wird nicht durch schriftliche Richtlinien, sondern durch Führung etabliert; durch alltägliche Handlungen und Entscheidungen; und durch die vorhandenen Systeme, die sicherstellen, dass Sicherheitsaktivitäten (Leistung) von Managern, Vorgesetzten und Arbeitsteams durchgeführt werden. Eine Kultur kann positiv aufgebaut werden durch Rechenschaftssysteme, die Leistung sicherstellen, und durch Systeme, die die Beteiligung der Arbeitnehmer zulassen, fördern und fördern. Darüber hinaus kann die Kultur durch Wahrnehmungsumfragen valide bewertet und verbessert werden, sobald die Organisation feststellt, wo sie gerne sein möchte.

                                                                                                                                                       

                                                                                                                                                      Zurück

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