Wie wird eine angemessene funktionale Sicherheit nachgewiesen?

Wenn Maschinen oder ein automatisierter Prozess funktionale Sicherheit erfordern, muss der Hersteller der Maschine, des Roboters oder des automatisierten Systems nachweisen, dass das von ihm konzipierte Sicherheitssystem den Anforderungen der EU-Gesetzgebung entspricht.

Gemäß Maschinenrichtlinie ist insbesondere eine Risikobeurteilung erforderlich, die dem Maschineneigentümer auf Anfrage zur Verfügung gestellt werden muss.

The machinery directive specifically asks for a risk assessment which must be available to the owner of the machinery upon request.

Dieser Prozess umfasst viele Schritte und erfordert einiges an technischer Bewertung und Dokumentation. In einigen Fällen muss die konforme Herstellung von Sicherheitskomponenten durch eine unabhängige Testeinrichtung bestätigt werden. Im Allgemeinen wird der Nachweis der funktionalen Sicherheit als Konformitätsbewertungsverfahren bezeichnet.

Konformitätsbewertung

• Belegt, dass alle relevanten Richtlinien und Gesetze beachtet werden.
• In der Konformitätserklärung sind die für das Produkt geltenden Normen und Richtlinien aufgeführt. Durch Unterzeichnung der Erklärung erklärt der Hersteller, dass das Gerät den aufgeführten Normen entspricht.

Risikobeurteilung

• Durch die Maschinenrichtlinie obligatorisch vorgegeben.
• Belegt, dass alle Risiken ermittelt und ausreichend gemindert wurden.
• Listet die Gefahren, die implementierten oder zu implementierenden Maßnahmen sowie die Performance Level vor und nach den definierten Maßnahmen auf.

Konformitätsbewertungsverfahren

Wenn ein Steuerungssystem für eine Sicherheitsfunktion verwendet wird, muss es ein angemessenes Maß an Sicherheit entsprechend der zu vermeidenden Gefahr bieten. In diesem Fall müssen Systeme, die funktionale Sicherheit erfordern, unter Berücksichtigung einer Risikobeurteilung konzipiert werden, wie im Folgenden erläutert wird.

Grundlegend für das Konzept der funktionalen Sicherheit ist, dass Sicherheitskomponenten oder Systeme von Sicherheitskomponenten, die in sicherheitsrelevanten Steuerungssystemen verwendet werden, absolut risikofrei sein müssen. Bei Ausfall des Steuerungssystems oder einer der Systemkomponenten muss der gesamte Betrieb des Systems sicher bleiben. In der Regel ist es erforderlich, dass die gefährlichen Geräte so lange stromlos geschaltet werden, bis der Fehler behoben ist.

Risikobeurteilung

Für alle Geräte, die der Maschinenrichtlinie unterliegen, ist eine Risikobeurteilung zwingend erforderlich. Bei einem Unfall in Verbindung mit Ihrer Maschine in einer beliebigen Phase des Produktlebenszyklus wird die Risikobeurteilung herangezogen. Es ist Ihr wichtigstes Dokument, um nachzuweisen, dass Sie alle erforderlichen Maßnahmen getroffen haben, um Gefahrensituationen zu vermeiden.

Sie können Ihre Risikobeurteilung in einer Excel-Datei durchführen oder eine spezielle Software zur einfachen Abwicklung der Beurteilung wie DOCUFY Machine Safety verwenden. Wenn Sie sich nicht sicher sind, wie die Risikobeurteilung durchzuführen ist, können Sie sich an einen Dienstleister wenden. Es gibt Unternehmen, die Schulungen anbieten oder die Risikobeurteilung für Sie durchführen können.

Risikobeurteilung – Anforderungen

Eine Risikobeurteilung muss Folgendes umfassen:

1. Jede potenzielle Gefahr, die mit der Verwendung Ihrer Maschine in Zusammenhang steht, muss dokumentiert werden.
2. Für jede Gefahr muss festgelegt werden, welche Personen betroffen sind und in welcher Phase des Produktlebenszyklus die Gefahr auftritt.
3. Für jede Gefahr muss die Eintrittswahrscheinlichkeit und der Schweregrad des Schadens festgelegt werden.
4. Aus der Wahrscheinlichkeit und dem Schweregrad des Schadens werden die Risikostufe und das Performance Level für Ihre Sicherheitslösung ermittelt.
5. Das Sicherheits-Integritätslevel, das die Lösung erfüllen muss, wird definiert.
6. Die Lösung zur Reduzierung des Risikos sowie die neue Risikostufe, die mit dieser Lösung erreicht wird, werden definiert.
7. Technische Zeichnungen der Sicherheitssteuerungssysteme, Informationen zu den Komponenten des Steuerungssystems und Berechnungen der Fehlertoleranz des Systems müssen beigelegt werden.
8. Wenn das verbleibende Risiko immer noch zu hoch ist, sind weitere Maßnahmen festzulegen, die ergriffen werden müssen, bis die Risikostufe akzeptabel ist.
9. Die Normen und Richtlinien, die für jedes Risiko herangezogen wurden, müssen angegeben werden..

Für die funktionale Sicherheit gibt es zwei spezifische Risikobeurteilungsdiagramme:

EN 13849-1

EN 5150

Die Methode zur Durchführung von Risikobeurteilungen für Maschinen, Roboter oder automatisierte Prozesse wird in verschiedenen internationalen Sicherheitsnormen beschrieben.

Die Auswahl einer geeigneten Norm, die von den Regulierungsbehörden in Europa akzeptiert wird, stellt sicher, dass alle Risikoelemente erkannt und ordnungsgemäß kontrolliert werden.

Die Verwendung anerkannter technischer Normen ermöglicht dem Konstrukteur eines funktionalen Sicherheitssystems eine „Konformitätsvermutung“.

Beispiele für Sicherheitsnormen, die bei der Beurteilung von automatisierten Prozessen, Robotik und Maschinen nützlich sind:

• ISO 12100 – Sicherheit von Maschinen – Allgemeine Gestaltungsleitsätze
• ISO 14121 – Risikobeurteilung
• IEC 61882 – HAZOP-Studien

Sicherheitsanforderungsstufe (Safety Integrity Level, SIL)

Als SIL wird die relative Stufe der Risikoreduzierung durch eine Sicherheitsfunktion bezeichnet. Die IEC 61508 definiert 4 SILs, wobei Stufe 4 die zuverlässigste und Stufe 1 die unzuverlässigste Stufe ist. Die Sicherheitsanforderungsstufe für jede Sicherheitsfunktion wird in der Regel während der Risikobeurteilung festgelegt. Dies hängt von der Methode und den Produkten ab, die Sie wählen, um die Gefahr zu verringern. Es gibt ein harmonisiertes System, das verwendet wird, um eine Konformitätsvermutung gemäß der Maschinenrichtlinie bereitzustellen.