Fachbeitrag

Risikobeurteilung und Risikominderung von Maschinen

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Risikobeurteilung in Safexpert: Geeignete sicherheitstechnische Lösungen zur Risikominderung


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Als zentrale Bestandteile im Prozess der Risikobeurteilung fordert die internationale Norm EN ISO 12100:

  • Festlegen der Grenzen der Maschine (…)
  • Identifizieren von Gefährdungen und zugehörigen Gefährdungssituationen
  • Einschätzen des Risikos für jede identifizierte Gefährdung und Gefährdungssituation
  • Bewerten des Risikos und Treffen von Entscheidungen über die Notwendigkeit zur Risikominderung
  • Beseitigen der Gefährdung oder Vermindern des mit der Gefährdung verbundenen Risikos durch Schutzmaßnahmen

Diese Pflicht zur Durchführung einer Risikobeurteilung ist auch vom Gesetzgeber vorgesehen – die oben genannten Punkte im Ablauf finden sich ebenso (textlich modifiziert) in der Maschinenrichtlinie, der neuen Maschinenverordnung sowie der Niederspannungsrichtlinie.

Im Folgenden wird beschrieben, wie eine Risikobeurteilung und die damit verbundenen Tätigkeiten zur Risikominderung durch das Softwaresystem Safexpert unterstützt werden können.
 

Risikobeurteilung und Risikominderung mit Safexpert

Die Durchführung der Risikobeurteilung und die Wahl der geeigneten sicherheitstechnischen Lösungen zur hinreichenden Risikominderung sind wesentliche Tätigkeiten in den Konstruktionsprozessen. Bei der Entwicklung der in Abbildung 1 dargestellten Bildschirmmaske wurden folgende Aspekte besonders berücksichtigt:

  • Alle benötigten Informationen sollen auf einem Bildschirm stets griffbereit sein.
  • Auf einen Blick soll ersichtlich sein, welche Punkte noch nicht erledigt sind.
  • Querverweise zu Stellen von einschlägigen Normen und Rechtsvorschriftenstellen sollen bei der Auswahl der geeigneten Maßnahmen zur Risikominderung unterstützen.
  • Trotz zahlreicher Funktionen, deren Nutzen erst im Zuge der Arbeit mit Safexpert sichtbar wird, stand die einfache und intuitive Bedienbarkeit im Vordergrund.

Ferner ist von besonderer Bedeutung, dass mehrere Personen an einer Risikobeurteilung im selben Projekt arbeiten können. Dies ist insbesondere in etwas größeren Projekten wichtig, wenn parallel an verschiedenen Stellen und Funktionen konstruiert und entwickelt wird.

Abbildung 1: Detailaufnahme der Maske zur Risikobeurteilung in Safexpert
 

Identifizieren der Gefährdungen

Die mit Safexpert mitgelieferte Gefährdungsliste nach Anhang B von EN ISO 12100 (1) unterstützt beim Identifizieren der Gefährdungen. Dabei wird angegeben, an welcher Stelle der Maschine (2) eine Gefährdung oder ein Gefährdungsereignis in welcher Lebensphase (3) auftritt. Letztlich erfolgt eine eindeutige Beschreibung der Gefährdung im Feld „Gefahrenbeschreibung“ (4).

Safexpert bietet die Möglichkeit, Lebensphasen und Gefährdungsbereiche vorab festzulegen:

Abbildung 2: Lebensphasen und/oder Gefährdungsbereiche vorab definieren
 

Maßnahmen zur Risikominderung

Nachdem eine Gefährdung identifiziert ist, besteht die wichtigste Arbeit darin, für jede einzelne identifizierte Gefährdung die kostengünstigsten aber dennoch gesetzeskonformen Lösungen zur Risikominderung nach dem aktuellen Stand der Technik zu finden.

Hier liefern harmonisierte Europäische Normen besonders nützlichen Input. Neben den üblichen Recherchemöglichkeiten bietet Safexpert zu jeder einzelnen Gefährdung spezielle Querverweise auf wichtige Stellen von Normen- und Richtlinien bzw. Verordnungen, die bei der Lösungsfindung unterstützen können (5).

Im Fensterabschnitt „Maßnahmen“ (6) erfolgt die Beschreibung der einzelnen Lösungen zur Risikominderung. Zu jeder Maßnahme können hier die Maßnahmenart, das Risiko vor und nach der getroffenen Maßnahme und weitere nützliche Details gespeichert werden:
 

Maßnahmenart

Anhand der Maßnahmenart ist es möglich, aus der gesamten Risikobeurteilung zum Beispiel alle Hinweise für die Betriebsanleitung herauszufiltern. Dies unterstützt die technischen Redakteure bei der Beschreibung von Restgefährdungen in der Betriebsanleitung.

Ebenso ist es zum Beispiel möglich, nur die Gefährdungen anzeigen zu lassen, deren sicherheitstechnische Lösungen von einer Steuerung abhängen.
 

Seminarhinweis

Konstruieren sicherer Maschinen - Risikobeurteilung in der Praxis


In nur einem Tag erfahren Konstrukteure und Planer im Seminar Konstruieren sicherer Maschinen - Risikobeurteilung in der Praxis, wie Risikobeurteilungen möglichst effizient in die Entwicklungsprozesse von Maschinen oder Anlagen integriert werden sollen.


Risikoeinschätzung und Risikobewertung

Safexpert bietet die Möglichkeit, für jede Maßnahme zur Risikominderung eine Risikoeinschätzung vorzunehmen, bevor und nachdem die Maßnahme getroffen wurde (Spalte „Risiko IN / OUT“) (6).

Da eine Risikoeinschätzung aber nicht immer zwingend vorgeschrieben ist und in bestimmten Fällen sogar als bürokratisch angesehen werden kann, überlässt Safexpert die Entscheidung den Anwendern, an welchen Stellen eine Einschätzung erfolgen soll.

Abbildung 3: Risikoeinschätzung vor und nach einer Maßnahme zur Risikominderung

Die farbliche Kennzeichnung des Eingangsrisikos erfolgt in Anlehnung an EN IEC/IEEE 82079-1 - Erstellung von Nutzungsinformationen (Gebrauchsanleitungen) für Produkte - Teil 1: Grundsätze und allgemeine Anforderungen. Wie in EN IEC/IEEE 82079-1 gefordert stehen vier verschiedene Signalwörter zur Auswahl:

  • Hinweis
  • Vorsicht
  • Warnung
  • Gefahr

Entsprechend der Risikoeinschätzung erfolgt eine automatische Zuweisung eines Signalwortes. Bei der Erstellung der Benutzerinformationen kann somit das gewählte Signalwort direkt in die Betriebsanleitung übernommen werden.

Zusätzlich zur Wahl von Signalwörtern ist die Bewertung des Risikos jedenfalls dann sinnvoll, wenn die nachfolgende Maßnahme von einer Steuerung abhängt. In diesem Fall bietet Safexpert die Möglichkeit, den erforderlichen Performance Level nach EN ISO 13849-1 oder/und den erforderlichen SIL nach EN IEC 62061 zu bewerten:

Abbildung 4: Erforderlichen Performance Level ermitteln und Schnittstelle zur Auslegung der Steuerung

Abbildung 5: Erforderlichen SIL ermitteln und erreichten SIL festlegen

Die zuvor in der Risikobeurteilung ggf. bereits festgelegten Werte werden automatisch als Vorschlag zur Ermittlung des erforderlichen Performance Level oder SIL übernommen.


Schnittstelle zu SISTEMA

Für die sicherheitstechnische Auslegung von Steuerungen werden am Markt diverse Softwaretools angeboten. Für die Auslegung nach EN ISO 13849-1 bietet zum Beispiel das Institut für Arbeitsschutz (IFA) das kostenlose Tool SISTEMA an.

Safexpert verfügt über eine Schnittstelle zu SISTEMA. Wenn auf die in Abbildung 4 dargestellte Schaltfläche „PL berechnen“ geklickt wird, wird in SISTEMA automatisch ein Projekt angelegt, bereits verfügbare Projektdaten werden übertragen und SISTEMA wird geöffnet. Die Auslegung der Sicherheitsfunktion erfolgt in SISTEMA. Beim Speichern und Schließen des Projekts in SISTEMA wird der Wert für den erreichten Performance Level an Safexpert übergeben. Die Auswertung, ob der erreichte PL ausreichend ist, erfolgt in Safexpert.

Die Speicherung der SISTEMA-Daten erfolgt in der Safexpert Datenbank, damit diese Daten auch bei einem Export des Projekts wieder vorhanden sind, wenn das Projekt in ein anderes System importiert wird.
 

Seminarhinweis

Funktionale Sicherheit - Auslegung sicherer Steuerungen nach EN ISO 13849-1 und -2


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Schnittstelle zu TIA

Zusätzlich zum SISTEMA-Interface verfügt Safexpert über eine Schnittstelle zur Software TIA Selection Tool von Siemens. Diese unterstützt Sie ebenfalls bei der Berechnung des erreichten Performance Levels nach EN ISO 13849-1. Zudem kann mit der Funktion "Safety Evaluation" der Safety-Integrity-Level (SIL) nach der Norm EN IEC 62061 für eine Sicherheitsfunktion berechnet werden.


Angewandte Normen zur Risikominderung

Safexpert bietet die Möglichkeit, für jede Maßnahme zu dokumentieren, auf Basis welcher Normenabschnitte sicherheitstechnische Lösungen konzipiert wurden (7).

Diese Funktion ermöglicht ein besonders effektives und  rechtssicheres Arbeiten mit Normen:

  • Dadurch wird es möglich, kontinuierlich und automatisch zu prüfen, in welchen laufenden Projekten Normenänderungen Auswirkungen haben.
  • Auch bei der Übernahme von sicherheitstechnischen Lösungen aus anderen Projekten, wird automatisch geprüft, ob die angewandten Normen noch aktuell sind.
  • Die Analysen erfolgen punktgenau auf Ebene der Maßnahmen. Ein mühsames Suchen, welche Stellen der Risikobeurteilung von Normenänderungen betroffen sind entfällt dadurch komplett.
     

Betriebsanleitungs-Assistent

Der Gesetzgeber fordert, dass bei Maschinen immer eine Betriebsanleitung und bei unvollständigen Maschinen immer eine Montageanleitung erstellt werden müssen.

Safexpert bietet die Möglichkeit, bei jeder Maßnahme zur Risikominderung zu definieren, dass es sich dabei um einen Hinweis für die Betriebsanleitung handelt:

Abbildung 6: Übertrag von Restgefährdungen aus der Risikobeurteilung in die Betriebsanleitung

Im Register „Betriebsanleitungs-Assistent“ wird die Struktur einer Betriebsanleitungs-Vorlage aus Word eingelesen, ebenso die in der Vorlage definierten Textmarken. Ein Muster einer Betriebsanleitungs-Vorlage wird mit Safexpert mitgeliefert, es können aber auch eigene Vorlagen erstellt werden.

Der Text der Maßnahme zur Risikominderung kann jetzt einer bestimmten Textmarke zugeordnet werden.

Wenn die Risikobeurteilung und Risikominderung abgeschlossen sind, kann die Betriebsanleitung auf Basis der Betriebsanleitungs-Vorlage generiert werden. Dabei wird der Text aus der Maßnahme zur Risikominderung an die jeweilige Textmarke in der Word-Datei eingefügt:

Abbildung 7: Übertragene Texte aus der Dokumentation der Risikominderung von Safexpert nach Word

Wenn in der Betriebsanleitungs-Vorlage die Word-Funktion „Änderungen nachverfolgen“ eingeschaltet ist, werden die von Safexpert eingetragenen Texte farbig markiert und auf der linken Seite wird eine Linie angezeigt, die signalisiert, dass dieser Text eingefügt wurde. Die Word-Funktionen „Zurück“ und „Weiter“ in der Funktionsgruppe „Änderungen“ unterstützen dabei, die geänderten Stellen rasch zu finden.

Neben den Dokumentationen zur Risikominderung werden auch in Safexpert definierte Projektdaten wie zum Beispiel die bestimmungsgemäße Verwendung in die Betriebsanleitung übertragen. Dadurch soll verhindert werden, dass in der Betriebsanleitung wichtige Informationen fehlen.

Anmerkung: In der Regel werden technische Redakteure die von den Konstrukteuren während der Planung dokumentierten Texte in der Betriebsanleitung überarbeiten. Somit reicht es aus, wenn Konstrukteure so dokumentieren, dass die technischen Redakteure die Sachverhalte verstehen und daraus die korrekten Hinweise auf Restgefährdungen gestalten können.
 

Anbringen von Bildzeichen

Sowohl die Maschinenrichtlinie als auch die Maschinenverordnung fordern, dass Informationen und Warnhinweise an der Maschine vorzugsweise in Form leicht verständlicher Symbole oder Piktogramme angegeben werden sollten.

Daher bietet Safexpert die Möglichkeit, bei jeder Maßnahme zur Risikominderung zu definieren, dass dazu ein Piktogramm an der Maschine anzubringen ist:

Abbildung 8: Verwaltung von Piktogrammen, die an der Maschine anzubringen sind

Zur Auswahl der Piktogramme enthält Safexpert eine Piktogrammbibliothek:

Abbildung 9: Safexpert Piktogrammbibliothek zur Auswahl genormter Symbole

Es können auch eigene Piktogramme oder Piktogrammbibliotheken angelegt werden.


Risiko hinreichend vermindert

Entscheidend ist, dass das Risiko für jede identifizierte Gefährdung beseitigt oder hinreichend vermindert wird. Dazu wird das Kontrollkästchen „Risiko hinreichend vermindert“ (8) aktiviert. Als Qualitätsnachweis speichert Safexpert, wer dieses Flag zu welchem Zeitpunkt gesetzt hat.


Risikobeurteilung und Risikominderung abgeschlossen

Die Risikobeurteilung kann in Safexpert erst abgeschlossen werden, wenn alle Gefährdungen und Gefährdungsereignisse bewertet wurden und für alle zutreffenden Gefährdungen das Flag „Risiko hinreichend vermindert“ gesetzt wurde. Alle erledigten Punkte werden grün angezeigt, alle nicht erledigten Gefährdungen rot und alle Gefährdungen, die an der Maschine nicht auftreten, werden grau dargestellt. Verschiedene Filterfunktionen bieten maximale Übersicht in der Risikobeurteilung und Risikominderung:

Abbildung 10: Filterfunktionen, Farben und Symbole helfen dabei den Überblick zu bewahren

Eine Risikobeurteilung wird immer für zuvor klar definierte Grenzen der Maschine durchgeführt. Das rechte Bild zeigt, dass alle Gefährdungen den definierten Grenzen der Maschine zugeordnet sind. Wenn alles erledigt wurde, erhält die Bezeichnung der Grenzen der Maschine einen Haken und wird grün dargestellt.
 

Übersicht in verschiedenen Projektierungsphasen

Gefährdungen und Gefährdungsereignisse können anhand der Gefährdungsliste nach EN ISO 12100, Anhang B, identifiziert werden. Viele Konstrukteure sind mit dieser Vorgehensweise im ersten Schritt zufrieden.

Bald stellt sich in der Praxis aber heraus, insbesondere bei etwas größeren Projekten, dass es im Konstruktionsprozess nicht logisch ist, sich auf Basis der Gefährdungsliste auf die Suche zu machen, an welchen Gefährdungsbereichen und in welchen Lebensphasen die jeweilige Gefährdung auftritt. Unterschiedliche Methoden sind zum Identifizieren der Gefährdungen vorteilhaft. Safexpert bietet die Möglichkeit, die Risikobeurteilung in die jeweils bevorzugte Methode umzuschalten:

Abbildung 11: Vier Ansichten der Risikobeurteilung erleichtern die Konstruktion

Anmerkungen:

  • Die Ansicht nach Gefährdungsbereichen eignet sich besonders während der Detailkonstruktion und bei der Planung von Umbauten. Hier ist ersichtlich, welche Gefährdungsbereiche an der Maschine definiert wurden und welche Gefährdungen an den jeweiligen Gefährdungsbereichen identifiziert wurden.
  • Die Ansichten nach Lebensphasen bieten einen Überblick, welche Gefährdungen bei bestimmten Handlungen auftreten, z. B.: Gefährdungen bestehen beim Reinigen der Maschine.

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Verfasst am: 23.04.2025

Autor

Christian Aumann, Dipl.-Ing. (FH)
Produktmanager bei IBF Solutions und Fachreferent für CE-Kennzeichnung und Safexpert. 15 Jahre Erfahrung als ausgebildeter Sicherheitsingenieur in der mechanischen Konstruktion im Sondermaschinenbau und insbesondere in der Umsetzung der Maschinen- und ATEX-Richtlinie sowie der Erstellung von Risikobeurteilungen. Studium der Produktions- und Automatisierungstechnik an der OTH Regensburg.

E-Mail: christian.aumann@ibf-solutions.com | www.ibf-solutions.com


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