Działania związane z realizacją koncepcji Przemysłu 4.0 obejmują poza technologiami także interakcje z ludźmi i bezpieczeństwo pracy, jak wyjaśnił przedstawiciel firmy Bosch Rexroth w artykule opublikowanym przez Control Engineering Europe.
Zamierzeniem tzw. czwartej rewolucji przemysłowej, określanej mianem Przemysłu 4.0 (Industrie 4.0), jest przedefiniowanie przestrzeni roboczej tak, aby mogła ona niemal natychmiastowo reagować na zmieniające się wymagania klienta. Na podstawie generowanych i zapisywanych informacji na poszczególnych liniach produkcyjnych są wprowadzane zmiany, co może pomóc w prostym i efektywnym przekształcaniu operacji realizowanych w fabrykach.
Bezspornym faktem jest to, że z Przemysłem 4.0 związana jest przede wszystkim automatyka. Jednak sprawą zasadniczą jest istnienie wyraźnej akceptacji tego, że ludzie w procesie produkcji nigdy nie będą zbędni. W rzeczywistości jednym z głównych przekonań dotyczących Przemysłu 4.0 jest to, że ludzie są w nim kluczowymi graczami. Łączność pomiędzy ludźmi a maszynami, wraz z integracją technologii informacyjnej (IT), jest fundamentem sukcesu koncepcji Przemysłu 4.0.
W tradycyjnym środowisku produkcyjnym, w którym linie lub komórki są często dostosowane do wytwarzania pojedynczego produktu, bezpieczeństwo ludzi pracujących w zakładzie jest generalnie proste do monitorowania. Ocena ryzyka wszystkich aspektów wykonywanych operacji, od pojedynczych elementów do “punktów styku” operatora ze sprzętem, stworzy przewodnik, który teoretycznie powinien pozostać ważny do chwili zmiany wykorzystania linii produkcyjnej lub wprowadzenia zmian w sprzęcie na tej linii. Tak długo jak realizowane są prawidłowe procedury, można uniknąć zagrożeń i ryzyka dla bezpieczeństwa operatorów.
Wyzwania dla bezpieczeństwa pracy przy ponownej konfiguracji produkcji
Jednak fabryka działająca według zasad Przemysłu 4.0 potencjalnie prezentuje bardzo różny i bardziej zawiły zbiór wyzwań. Ponowna i nagła konfiguracja obszarów produkcyjnych, obejmująca bardzo szybkie zmiany narzędzi, a nawet fizycznego ruchu sprzętu, może stanowić pewien zakres wyzwań dla bezpieczeństwa pracy, podczas gdy bardzo duża liczba konfiguracji możliwych do zrealizowania w celu spełnienia potencjalnych wymagań klienta, może pociągać za sobą konieczność wykonania oceny ryzyka osobno dla każdej z nich. Jednak w kwestii innej kluczowej cechy Przemysłu 4.0, czyli bezpieczeństwa personelu i danych w bezpiecznej sieci tworzenia wartości, rozważania te nie mogą być zignorowane, jeśli ma być utrzymana zgodność z przepisami – lokalnymi, państwowymi i międzynarodowymi.
Na szczęście za pomocą różnych technologii można przeciwdziałać tym problemom i nie ma żadnej przesady w stwierdzeniu, że Przemysł 4.0 daje okazję do dalszego zwiększenia bezpieczeństwa pracy oraz możliwość zbierania danych w czasie rzeczywistym, a następnie ich wykorzystania, zanim potencjalne niebezpieczeństwo stanie się rzeczywistością. Na przykład na sprzęcie w fabryce można zainstalować zestaw urządzeń, które potrafią wykrywać i raportować takie zachowania operatorów, które mogą stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa pracy. Sprzęt ten może przybierać pewną liczbę form, najbardziej rozpowszechnione są inteligentne kamery cyfrowe, robiące zdjęcia lub filmy, które następnie wysyłają do centralnego punktu sterowania, co automatycznie sygnalizuje wszelkie zachowania odbiegające od normalnych, takie jak wejście pracownika do obszaru z zakazem wstępu.
Wielu projektantów systemów także optuje za wyposażaniem maszyn w czujniki bezpieczeństwa, które potrafią natychmiastowo wykryć przypadki wejścia operatora do obszaru niebezpiecznego lub podejścia tego pracownika zbyt blisko do określonej maszyny, czy urządzenia w fabryce. W takich przypadkach domyślną reakcją jest zwykle wyłączenie maszyny, lub w przypadku robota współpracującego, spowolnienie ruchów maszyny do bezpiecznej prędkości, co daje pracownikowi czas na odsunięcie się od źródła zagrożenia.
Poziom ryzyka
Ten typ funkcjonalności jest także korzystny, gdy sprzęt ma być przeniesiony na inne miejsce, na przykład jakaś maszyna poprzednio wymagała zamontowania wszystkich osłon i całkowitego wyłączenia jej przed podjęciem jakiegokolwiek działania. Biorąc pod uwagę, że zawsze będzie istniała skłonność kierownictwa fabryk do unikania całkowitego wyłączania maszyn w celu wyeliminowania dodatkowych opóźnień czasowych, związanych z rozgrzewaniem się maszyn do temperatury roboczej oraz do unikania problemów związanych z jakością podstawowych komponentów, jest to główna korzyść dla dynamicznych środowisk produkcyjnych, związanych z Przemysłem 4.0.
Sieci bezpieczeństwa
Innym ogólnikiem technologicznym w środowiskach Przemysłu 4.0 jest dedykowany protokół bezpieczeństwa. Istnieje pewna liczba tych protokołów na rynku, miedzy innymi openSafety, Sercos i Profinet, zaś wszystkie rozpowszechnione systemy magistrali danych posiadają obecnie wersję bezpieczeństwa. Wszystkie zostały zaprojektowane, jako rozwinięcie starszych systemów przewodowych dla wyłączania maszyn i urządzeń oraz umożliwiania większego przepływu informacji, aby zapewnić maksymalizację czasu pracy sprzętu i wyłączanie go tylko w ostateczności.
Alternatywą dla tych protokołów jest moduł strefy bezpieczeństwa, który nieprzerwanie sprawdza stan przewodów i neguje potrzebę inwestowania w oddzielny system magistrali bezpieczeństwa w pewnych aplikacjach.
Ocena ryzyka
Podczas gdy te funkcje przynoszą korzyści, to musimy pamiętać, że muszą także być przestrzegane podstawowe założenia solidnej praktyki BHP. Musi być wykonana ocena ryzyka każdego scenariusza, dla którego istnieje prawdopodobieństwo wystąpienia (faktycznie każda konfiguracja maszyny, która może być wybrana), zaś ludzie muszą przejść niezbędne szkolenia, aby efektywnie pracować w tym bardziej dynamicznym środowisku. W aplikacjach, w których zawsze wymagane są fizyczne osłony maszyn i urządzeń, nadal będzie wymagany ten sam stopień ochrony – najbardziej nieprzewidywalnym i wrażliwym aspektem każdego środowiska produkcyjnego zawsze był i pozostaje każdy człowiek pracujący w tym środowisku i nie powinno się szczędzić żadnych wysiłków dla ochrony ludzi, bez znaczenia jakie procesy produkcyjne zostały wdrożone.
Podczas gdy poszczególne komponenty systemu mogą być uważane, za “bezpieczne”, to traktowanie ich w połączeniu może być zupełnie inną sprawą. Jednym z przykładów takiego podejścia w środowisku Przemysłu 4.0 może być dodanie wymagania zaprogramowania alternatywnych ścieżek ruchu dla sprzętu autonomicznego lub robotów, które napotykają na przeszkody na swojej ścieżce ruchu w fabryce. To wyczekujące rozważanie może być widziane, jako wykraczające poza tradycyjne środowiska produkcyjne. Podkreśla ono potrzebę przejścia przez personel BHP fabryki niezbędnego szkolenia, aby pracownicy ci dokładnie zrozumieli etos i możliwości Przemysłu 4.0. Przy współpracy z dostawcami komponentów oraz inżynierami d/s bezpieczeństwa, zrealizowanie środowiska produkcyjnego zgodnego z koncepcją Przemysłu 4.0 jest możliwe w praktyce.
Autor: Andrew Minturn, menedżer produktu w firmie Bosch Rexroth.