Servicepaket für fahrerlose Transportsysteme
Auf sicheren Wegen
In der Intralogistik teilen sich Mensch und fahrerloses Transportfahrzeug, sprich Maschine, immer häufiger den Arbeitsraum. Bleibt die Sicherheit dabei auf der Strecke? Nein - denn Pilz berät und unterstützt mit seinem Dienstleistungspaket bei der Umsetzung sicherer Anwendungen bei solch mobilen Einheiten.
Bild: Pilz GmbH & Co. KGDie FTS-Sicherheitsnorm ISO3691-4
Die ISO3691-4 ist sowohl für FTS-Hersteller als -Anwender relevant. Sie definiert die Anforderungen an die Sicherheitsfunktionen für fahrerlose Fahrzeuge und gibt vor, wie die automatisierten Funktionen zu validieren sind. Sie schreibt den geforderten Performance Level für die Fahrzeugüberwachungsfunktionen, verschiedene Betriebsarten und die Bremssteuerung vor.
Hauptaugenmerk der Norm ist die korrekte Definition der Zonen, in der das Fahrzeug eingesetzt wird, z.B. in der Produktionshalle oder in der Lagerlogistik. Dabei müssen z.B. auch entsprechende Warn- und Sicherheitszonen definiert werden, die z. B. zu einer Geschwindigkeitsbeschränkung des FTS führen. Einem eventuell verbleibendem Restrisiko der Anwendung muss mit entsprechender Information und Schulung der Benutzer begegnet werden.
Mit der räumlichen, statischen Trennung zwischen Mensch und Maschine schafft man in Werkshallen klassisch Sicherheit. In modernen Industrieumgebungen jedoch lösen flexible Produktionsprozesse starre Produktionslinien ab. Vor diesem Hintergrund steigt das Interesse am Einsatz von fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) oder -systemen (FTS) in der Intralogistik. Mit diesem Wandel müssen sich auch die Sicherheitskonzepte ändern, die dafür Sorge tragen, dass das Miteinander von Mensch und Maschine reibungslos und ohne Unfälle erfolgt.
Damit eine FTS-Anwendung als sicher bezeichnet werden kann, müssen verschiedene Teilaspekte berücksichtigt und zu einem Gesamtkonzept zusammengetragen werden. Das beginnt beim Fahrzeug selbst; denn je nach Einsatzgebiet muss es spezifische Sicherheitsfunktionen für Navigation, Ansteuerung, Bremsen oder die Geschwindigkeitsüberwachung erfüllen.
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Bild: ©Vanit Janthra/iStock.com / ©Yuri_Arcurs/iStock.com / Pilz GmbH & Co. KGSicherheit beginnt mit der Planung
Auch bei der Planung und dem Design der Anwendung sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen. Wie sind die baulichen Gegebenheiten? Wie lassen sich arbeitsschutzrechtlich vorgeschriebene Sicherheitsabstände zwischen Fahrwegen, Objekten und anderen Fahrzeugen einhalten? Wie können vorab mögliche Ursachen für Kollisionen möglichst weit reduziert werden? Wo braucht es zusätzliche Schutzeinrichtungen wie Schutzzäune und -türen oder Sensoren, z.B. Lichtgitter?
Sinnvoll ist in jedem Fall das Thema Sicherheit bereits bei den ersten Planungen für eine FTS-Anwendung miteinzubeziehen. Sobald eine erste Idee der Applikation entsteht, hat man eine Diskussionsgrundlage und kann bereits mit einer Risikobeurteilung beginnen. Wichtig ist es außerdem, von Beginn an alle Fakultäten an einen Tisch zu bringen. Dazu gehören insbesondere Elektrik, Mechanik und Arbeitssicherheit.
Bild: Pilz GmbH & Co. KGDer normative Rahmen
Den normativen Rahmen, um all die oben gestellten Fragen beantworten zu können, gibt die 2020 veröffentlichte Norm ISO3691-4 "Fahrerlose Flurförderzeuge und ihre Systeme". Sie erweitert die Anforderungen an die Sicherheitsfunktionen für FTS und die Validierung der automatisierten Funktionen der Fahrzeuge. Die Norm übernimmt die Methodik der EN/ISO13849 für die Ermittlung des erforderlichen Performance Level für die verschiedenen Fahrzeugüberwachungsfunktionen, Betriebsarten und die Bremssteuerung.
Betreiber einer Intralogistikanwendung stehen vor der Aufgabe, die Anforderungen der ISO3691-4 unter Erreichung größtmöglicher Produktivität der Anwendung einzuhalten. Als Anbieter sicherer Automatisierungslösungen hat Pilz die Intralogistik seit Jahren im Blick: Aufbauend auf der jahrelangen Erfahrung in der Industrie begleitet das Unternehmen Anwender bis zur Internationalen Konformitätsbewertung (z.B. CE-Kennzeichnung) und übernimmt die Verantwortung für die Sicherheit von FTS-Applikationen.
Sicherheit mit allem, was dazu gehört
Darauf basierend bietet Pilz ein spezielles Dienstleistungsangebot für Hersteller und Betreiber von fahrerlosen Transportfahrzeugen an. Es umfasst neben umfangreichen Beratungsleistungen für den sicheren Betrieb auch eine Konformitäts- und Abnahmeprüfung des FTS beim Hersteller und/ oder Betreiber sowie auf Wunsch entsprechende Schulungen für den richtigen und sicheren Betrieb von FTS.
Pilz steigt bereits bei der Entwicklung des Systemkonzepts in der Designphase ein. Enthalten ist auch ein Review der Risikobeurteilung des Fahrzeugherstellers und eine detaillierte Analyse der wichtigsten Sicherheitsfunktionen. So können Safety-Aspekte frühzeitig berücksichtigt werden. Diese Überprüfung der Sicherheit von FTS bereits im frühen Stadium des Beschaffungsprozesses hilft, später unnötige Kosten zu vermeiden und mögliche Einschränkungen an die Produktivität des FTS zu reduzieren. Beim Anwender schließt sich daran die finale Risikobeurteilung des FTS unter Berücksichtigung der gesamten Umgebung der Anwendung vor Ort an. Hierbei können alle im Einsatz befindlichen Einheiten überprüft werden.
Verantwortung für die sichere Umsetzung
Bei der folgenden Sicherheitsvalidierung liegt der Fokus auf Installation und Integration von Sicherheitskomponenten wie Scanner oder Encoder für das Transportfahrzeug, der Planung und Schaltung von Sicherheitsfeldern bzw. -zonen, der Absicherung der Umgebung des FTS durch weitere Schutzeinrichtungen sowie Beratungsleistungen bis hin zur Konformitätserklärung für die gesamte Applikation. Abschließend berät und begleitet Pilz den Anwender bis hin zur Prüfung der Konformität mit den behördlichen Anforderungen wie z.B. CE-Kennzeichnung in Europa oder OSHA-Konformität in den USA für die gesamte Applikation.
Nach der Inbetriebnahme muss weiterhin regelmäßig eine Überprüfung des ordnungsgemäßen Zustands sowie der sicheren Funktion der mobilen Einheiten durchgeführt werden. Auch das kann Pilz im Rahmen des Komplettpakets übernehmen. Für den nachhaltigen Wissensaufbau stehen für Anwender zudem eine Schulung über den sicheren Betrieb einer FTS-Anwendung zur Verfügung. Neben den normativen Grundlagen zählen die verschiedenen Sicherheitseinrichtungen oder die technischen Funktionen eines FTS zu den Schulungsinhalten.
Abgerundet wird das Angebot von Pilz durch ein umfangreiches Produktportfolio, zum Beispiel im Bereich sichere Sensorik. Vom Sicherheitsschalter, über Schutztürsysteme bis hin zu optoelektronischen Sensoren wie Sicherheits-Laserscanner oder sichere Radartechnik.
Sicherheit ist das Ergebnis aus der passenden Technik, dem Verständnis für die konkrete Anwendung und dem normativen Rahmen. Bei einer solch ganzheitlichen Betrachtung der FTS-Anwendung lassen sich Sicherheit und Produktivität am besten in Einklang bringen.
Pilz und die Intralogistik
Pilz bietet Kunden generische Lösungen für konkrete Herausforderungen in der stationären und mobilen Robotik. Mit einem ganzheitlichen Ansatz aus normativem Wissen, passenden Produkten, Lösungen und umfassenden Services unterstützt der Automatisierer Anwender aus der Intralogistik. Das Angebot besteht aus den folgenden Bausteinen: Services für Robotikapplikationen, ein breites Portfolio an Sensortechnologien, Antriebs- und Steuerungstechnik für Roboterkinematiken sowie Software-Pakete und Dienstleistungen für das Robot Operating System (ROS).
Beispielsweise unterstützt die Lösung aus ROS-Paketen und dem Sicherheits-Laserscanner PSENscan von Pilz neben der produktiven und sicheren Flächenüberwachung auch die dynamische Navigation von fahrerlosen Transportsystemen. Alle für die Navigation notwendigen Daten stehen also ohne weiteren Programmieraufwand zur Verfügung. Damit lässt sich z.B. ein sogenannter SLAM-Algorithmus (Simultaneous Localization and Mapping) zur Erstellung von Umgebungskarten und Positionsbestimmung speisen. Das ermöglicht eine dynamische Navigation und das Ausweichen von Hindernissen. Anwender können damit mobile Applikationen in Produktionsumgebungen dynamischer und jederzeit sicher umsetzen.
Bild: Pilz GmbH & Co. KGBild: ©Vanit Janthra/iStock.com / ©Yuri_Arcurs/iStock.com / Pilz GmbH & Co. KGSicherheit beginnt mit der Planung
Auch bei der Planung und dem Design der Anwendung sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen. Wie sind die baulichen Gegebenheiten? Wie lassen sich arbeitsschutzrechtlich vorgeschriebene Sicherheitsabstände zwischen Fahrwegen, Objekten und anderen Fahrzeugen einhalten? Wie können vorab mögliche Ursachen für Kollisionen möglichst weit reduziert werden? Wo braucht es zusätzliche Schutzeinrichtungen wie Schutzzäune und -türen oder Sensoren, z.B. Lichtgitter?
Sinnvoll ist in jedem Fall das Thema Sicherheit bereits bei den ersten Planungen für eine FTS-Anwendung miteinzubeziehen. Sobald eine erste Idee der Applikation entsteht, hat man eine Diskussionsgrundlage und kann bereits mit einer Risikobeurteilung beginnen. Wichtig ist es außerdem, von Beginn an alle Fakultäten an einen Tisch zu bringen. Dazu gehören insbesondere Elektrik, Mechanik und Arbeitssicherheit.
Pilz GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 5 (September) 2021 - 15.09.21.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
