Bezpieczeństwo eksploatacji wózków AGV, autonomicznych robotów mobilnych AMR oraz ich systemów

"Bezpieczne" zastosowanie pojazdów AGV jest wynikiem sięgnięcia po odpowiednią technologię, zrozumienia danej aplikacji oraz wytyczenia właściwych ram funkcjonowania. Zachowując tego rodzaju kompleksowe spojrzenie, można najlepiej pogodzić bezpieczeństwo i produktywność.

W niniejszym artykule przedstawimy informacje na temat wymagań, jakie eksploatacji tego typu pojazdów stawiają normy. Ponadto opiszemy proces zapewnienia bezpieczeństwa ich użytkowania, z uwzględnieniem wszystkich istotnych aspektów.

Powiązane normy

Wydanie norm dla pojazdów sterowanych automatycznie (AGV) i autonomicznych robotów mobilnych (AMR), a w szczególności normy PN-EN ISO 3691-4 w 2020 r., stanowiło odpowiedź na rosnący rozwój nowych technologii w dziedzinie pojazdów sterowanych automatycznie. Norma ISO była już długo spóźniona, ponieważ jej poprzedniczka (EN 1525:1997) pojawiła się aż 23 lata wcześniej. Obecnie można ją uznać za główny międzynarodowy standard dotyczący pojazdów AGV. W Europie normę PN-EN ISO 3691-4 uzupełnia norma PN-EN 1175:2020, która odnosi się do określonych aspektów elektrycznych wózków samojezdnych (w tym pojazdów AGV). Obie normy oczekują na harmonizację zgodnie z odpowiednimi dyrektywami europejskimi (stan na wrzesień 2021 r.).

Proces zapewnienia bezpieczeństwa eksploatacji pojazdów AGV

W normie PN-EN ISO 3691-4 określono dokładnie proces zapewnienia bezpieczeństwa eksploatacji pojedynczego pojazdu AGV. Co ciekawe, norma zawiera wymagania nie tylko dla producenta pojazdu AGV, ale również w stosunku do użytkowników systemu pojazdów AGV. System taki definiuje się jako połączenie jednego lub wielu pojazdów AGV/robotów AMR ze środowiskiem zakładu.

Proces w odniesieniu do pojedynczego pojazdu AGV można podsumować w sposób pokazany na rys. 1.

 

Rys. 1. Proces zapewnienia bezpieczeństwa eksploatacji pojedynczego pojazdu AGV, z odniesieniami do konkretnych norm

Aspekty bezpieczeństwa eksploatacji pojedynczych pojazdów AGV

Pojedyncze pojazdy AGV są definiowane jako maszyny. W Europie oznacza to, że muszą one spełniać wymogi Dyrektywy maszynowej oraz powiązanych norm, a także muszą być oznaczone przez producenta znakiem CE. Poza Europą poszczególne aspekty zgodności pojedynczych pojazdów AGV mogą być rozpatrywane w ramach końcowej integracji.

Jednym z głównych zagrożeń związanych z będącymi w ruchu pojazdami AGV jest ryzyko ich kolizji z człowiekiem. To i inne zagrożenia wraz z powiązanymi wymaganiami zostały szczegółowo opisane w normie PN-EN ISO 3691-4. Aby sprostać tym wymaganiom, potrzebne jest stanowcze podejście do oceny ryzyka pojazdów AGV, obejmujące takie zagadnienia, jak:

• ogólne przeznaczenie, zagrożenia mechaniczne, ostre krawędzie/narożniki lub części przekładni;
• zagrożenia elektryczne/związane z zasilaniem;
• funkcje sterowania, w tym uruchamianie/zatrzymywanie pracy, jazda, prowadzenie i hamowanie;
• tryby pracy – w tym automatyczny i ręczny, rozpatrywane pod kątem konfiguracji i konserwacji;
• środki ochrony związane z ryzykiem kolizji;
• funkcje bezpieczeństwa, zgodnie z tabelą obok normy PN-EN ISO 3691-4 – z naciskiem na sposób osiągnięcia poziomu niezawodności (PL) zgodnie z normą PN-EN ISO 13849-1, sposób wybierania aktywnych pól wykrywania przez skaner oraz sposób mutingu funkcji bezpieczeństwa;
• przemieszczanie ładunków w odniesieniu do ich położenia, masy i energii podczas przemieszczania oraz wpływ tych czynników na ryzyko i wymagany poziom PL (w związku z tym wymagany poziom PLr = b w kontekście przemieszczania ładunków może często wymagać zwiększenia w zależności od oceny ryzyka);
• uwzględnienie specjalnego przypadku dla wózków ciągnących przyczepy lub wyposażonych w przenośniki;
• informacje dotyczące eksploatacji, w szczególności te do przekazania w kontekście zastosowania (stan podłoża, konserwacja, test drogi hamowania, ostrzeżenia itp.) w następującej formie:
  • urządzenia sygnalizacyjne i ostrzegawcze,
  • oznaczenia, znaki i pisemne ostrzeżenia,
  • dokumenty towarzyszące (instrukcje, informacje dotyczące konserwacji i zastosowań).

Wyzwania dla systemów

W przypadku eksploatacji systemów pojazdów AGV pod uwagę należy wziąć dodatkowe aspekty bezpieczeństwa, takie jak strefy pracy, skuteczność ochrony, powiązane sprzęty czy środki administracyjne.

W zależności od sposobu sterowania i interakcji poszczególnych pojazdów AGV w środowisku eksploatacji łączenie wielu ich jednostek czy robotów AMR w systemy pojazdów AGV może być bodźcem do potrzeby stworzenia w Europie oznakowania CE dla systemów jako zespołów maszyn.

Niezależnie od tego, w przypadku eksploatacji systemu pojazdów AGV to na użytkowniku końcowym spoczywa odpowiedzialność za zapewnienie bezpiecznego środowiska eksploatacji zgodnie z lokalnymi przepisami BHP. Może to obejmować potrzebę wprowadzenia dodatkowych środków administracyjnych, przeprowadzenia szkoleń oraz zastosowania regularnych i konkretnych działań w zakresie walidacji.

W przypadku wszystkich aplikacji wykorzystujących pojazdy AGV zaangażowani pracownicy muszą być w pełni świadomi i dokładnie poinstruowani w kwestii ich pracy. Muszą też rozumieć ryzyko związane z ich eksploatacją, a wymagania dotyczące bezpieczeństwa i produkcji trzeba ze sobą powiązać tak szybko, jak tylko to możliwe. Do zespołu projektowego systemu pojazdów AGV należy nie tylko zdefiniowanie wszystkich wariantów pracy oraz wymagań w zakresie ruchu i procesów operacyjnych, ale również podjęcie decyzji – albo o wprowadzeniu kilku stref zagrożenia podczas pracy i związanych z tym ograniczeń prędkości, albo o wprowadzeniu obowiązku zatrzymania pojazdu AGV, gdy na torze jazdy pojawi się przeszkoda, przy zachowaniu pełnej prędkości w każdym innym przypadku.

 

Rys. 2. Przykładowe środki ochrony stosowane w pojeździe AGV

Wnioski

Podczas wdrażania aplikacji wykorzystującej pojazdy mobilne, warto pamiętać o konieczności zwrócenia uwagi na następujące zalecenia:

• należy zapoznać się ze szczegółami i ograniczeniami danej technologii pojazdów AGV (zwłaszcza w odniesieniu do czujników i funkcji bezpieczeństwa);
• trzeba przygotować i ocenić środowisko swojego zakładu z dużym wyprzedzeniem, aby upewnić się, że nadaje się ono do wprowadzenia pojazdów AGV, a także określić, w jakim stopniu wymagania w zakresie bezpieczeństwa wpływają na produktywność (np. ze względu na ograniczenia prędkości zależne od strefy);
• wymagana jest pamięć o tym, że "ciaśniejsze przestrzenie", "większe prędkości" oraz "wydajność przepływu materiału" to czynniki zmniejszające bezpieczeństwo, które wymagają odpowiedniej klasyfikacji stref i wprowadzenia dodatkowych środków bezpieczeństwa;
• należy uwzględnić ryzyko związane z systemami (np. przenoszeniem ładunków) pojazdów AGV w ramach istniejącej infrastruktury oraz potencjalne potrzeby w zakresie zgodności;
• niezbędne jest przeprowadzanie regularnych szkoleń, audytów procesów oraz przeglądów i konserwacji pojazdów, aby zagwarantować bezpieczeństwo eksploatacji systemu pojazdów AGV.

Pilz Polska
tel. 22 884 71 00
info@pilz.pl
www.pilz.pl