Bezpieczeństwo maszyn – obowiązki konstruktorów!

Decyzje podejmowane przez projektantów w codziennej pracy mają istotny wpływ na bezpieczeństwo maszyn i instalacji. Niniejszy artykuł przedstawia najważniejsze obowiązki prawne, które projektanci muszą spełniać w procesie rozwoju produktu.

Ponadto wskazuje, jak znajdować praktyczne rozwiązania podczas projektowania oraz jak optymalnie organizować współpracę z innymi działami i osobami zaangażowanymi w ten proces.
 

Ocena ryzyka wymagana przepisami prawa

Jednym z najważniejszych działań w procesie planowania bezpieczeństwa jest przeprowadzenie i udokumentowanie oceny ryzyka zgodnie z wymaganiami prawnymi. Pod tym pojęciem kryje się wymagany prawem proces, w ramach którego wszystkie osoby uczestniczące w rozwoju produktu muszą ustalić, jakie zagrożenia i ryzyka wiążą się z daną maszyną oraz jakie środki należy zastosować, aby wyeliminować zagrożenia lub zmniejszyć ryzyko wypadków.

Zakres oceny ryzyka oraz sposób jej przeprowadzania określają przepisy prawa, w szczególności rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2023/1230 w sprawie maszyn (odnośnik do szczegółowego artykułu dotyczącego „nowego rozporządzenia w sprawie maszyn”. 

Rozporządzenie wymaga od osób zaangażowanych w projektowanie wykonania następujących etapów:

1. Określenie ograniczeń dotyczących maszyny: Na tym etapie należy ustalić warunki, w jakich maszyna będzie użytkowana, takie jak temperatura, ciśnienie atmosferyczne, zapotrzebowanie na przestrzeń, ewentualne wymagania dotyczące statyki, rodzaje sieci elektrycznych, kwalifikacje operatorów czy wymagany poziom czystości. Innymi słowy: aby zbudować bezpieczną maszynę, trzeba znać parametry warunków, w jakich będzie ona wykorzystywana. Stanowią one punkt wyjścia dla wszystkich kolejnych etapów oceny ryzyka, a tym samym dla podejmowania decyzji dotyczących bezpieczeństwa. 

   Ważne: Przy określaniu ograniczeń dotyczących maszyny należy również uwzględnić dające się racjonalnie przewidzieć niewłaściwe użycie. Nie chodzi tu o absurdalne sytuacje, takie jak często przywoływany przykład „kota w kuchence mikrofalowej”, lecz o przypadki, które mogą rzeczywiście wystąpić, na przykład obróbkę materiałów nieprzewidzianych przez producenta lub eksploatację poza określonymi parametrami roboczymi (np. przekroczenie maksymalnego momentu obrotowego). Takie przypadki niewłaściwego użycia również muszą zostać uwzględnione w ocenie ryzyka.
    

2. Identyfikacja zagrożeń i określenie sytuacji zagrożenia: Etap ten polega na systematycznym ustaleniu, jakie zagrożenia mogą występować w poszczególnych obszarach maszyny. Warto przy tym rozróżnić poszczególne fazy cyklu życia maszyny, ponieważ sytuacje zagrożenia podczas normalnej eksploatacji mogą znacznie różnić się od tych występujących podczas konserwacji lub czyszczenia. 
    
3. Szacowanie i ocena ryzyka: Za tym nieco teoretycznie brzmiącym etapem kryje się bardzo praktyczne zadanie: nie każde możliwe zagrożenie stanowi problem wymagający zastosowania osłon lub innych urządzeń ochronnych. Ryzyko wynika z połączenia ciężkości potencjalnej szkody (śmierć, ciężkie obrażenia, lekkie obrażenia itp.) oraz prawdopodobieństwa jej wystąpienia. W zależności od oszacowanego poziomu ryzyka należy zastosować odpowiednie środki bezpieczeństwa, aby zmniejszyć je do akceptowalnego poziomu. Ważne jest przy tym, że przepisy nie wymagają bezpieczeństwa absolutnego, lecz wystarczającego zmniejszenia ryzyka. To, kiedy ryzyko zostało wystarczająco zredukowane, należy oceniać indywidualnie. W praktyce dużą pomocą są normy techniczne.
    
4. Eliminowanie ryzyka:Dla projektantów jest to najważniejszy etap, ponieważ to właśnie dzięki przemyślanym rozwiązaniom konstrukcyjnym powstają bezpieczne maszyny.

• Dobre rozwiązania konstrukcyjne mogą powstać tylko wtedy, gdy ocena ryzyka jest przeprowadzana podczas projektowania. Tylko wówczas zidentyfikowane ryzyko można wyeliminować poprzez odpowiednie rozwiązania konstrukcyjne, co często jest bardziej ekonomiczne niż późniejszy montaż dodatkowych urządzeń ochronnych.
• Przepisy określają obowiązkową kolejność stosowania środków redukcji ryzyka. Zostanie ona omówiona poniżej.

Przy wyborze najbardziej odpowiednich rozwiązań należy przestrzegać kolejności określonej prawem:

• Najpierw należy sprawdzić, czy można zaprojektować maszynę w taki sposób, aby ryzyko w ogóle nie powstawało. Można to osiągnąć na przykład przez unikanie niepotrzebnie wysokich energii kinetycznych lub takie ukształtowanie elementów konstrukcyjnych, które uniemożliwi operatorowi dostęp do stref niebezpiecznych. Rozporządzenie maszynowe mówi w tym kontekście o „uwzględnieniu bezpieczeństwa przy projektowaniu i wytwarzaniu maszyny”.
• Jeżeli nie jest to możliwe, należy przewidzieć środki ochronne, takie jak urządzenia sterujące oburęczne, kurtyny świetlne bezpieczeństwa lub osłony.
• Ostatnim etapem jest przekazanie informacji użytkownikom, na przykład za pomocą piktogramów, urządzeń ostrzegawczych lub wskazówek zawartych w instrukcji obsługi.

Nie byłoby zatem zgodne z prawem ograniczenie się do ostrzeżenia o zagrożeniu resztkowym w instrukcji obsługi, jeżeli można je wyeliminować za pomocą ekonomicznie uzasadnionych rozwiązań konstrukcyjnych.

Zharmonizowana norma europejska EN ISO 12100 [1], analogicznie do wymagań rozporządzenia maszynowego, przewiduje trzystopniową metodę redukcji ryzyka. Poszczególne etapy różnią się zasadniczo jedynie nazewnictwem.
 

Tabela 1: Kolejność wyboru rozwiązań zapewniających bezpieczeństwo.

Aby wyeliminować zagrożenia wykryte na późnym etapie projektu lub zmniejszyć ryzyko obrażeń, czasami stosuje się kosztowne wyposażenie bezpieczeństwa, takie jak kurtyny świetlne, ponieważ może to być tańsze rozwiązanie niż przeprojektowanie maszyny. Uwaga: Ocena bezpieczeństwa maszyny zawsze opiera się na trzystopniowej metodzie redukcji ryzyka. Jeżeli zagrożenie można było wyeliminować poprzez rozwiązanie konstrukcyjne (etap 1), zastosowanie urządzeń ochronnych, takich jak kurtyny świetlne (etap 2), również nie stanowi odpowiedniego rozwiązania.

Środki służące redukcji ryzyka

Projektowanie bezpieczne samo w sobie (krok 1)

Jak konkretnie powinien postępować projektant? Przywołana wcześniej norma EN ISO 12100 opisuje wiele aspektów i metod projektowania bezpiecznego samego w sobie.

Wymienia między innymi następujące czynniki geometryczne i fizyczne:

Oprócz tych aspektów konstruktorzy w swojej codziennej pracy zajmują się wieloma innymi czynnikami. Tabela 2 przedstawia, jakie dodatkowe wymagania dotyczące konstrukcji z wbudowanym bezpieczeństwem zostały określone w normie EN ISO 12100.

Tabela 2: Metody projektowania bezpiecznego samego w sobie według EN ISO 12100.

Wsparcie ze strony norm technicznych

Odpowiednie normy techniczne stanowią cenne źródło wiedzy przy praktycznym stosowaniu opisanych wcześniej metod projektowania bezpiecznego samego w sobie. Na przykład w przypadku elementów wywierających siłę pojawia się pytanie, do jakiej maksymalnej wartości można uznać tę siłę za bezpieczną samą w sobie.

Normy dotyczące określonych produktów, nazywane normami typu C, często zawierają konkretne propozycje rozwiązań lub odsyłają do bardziej ogólnych norm bezpieczeństwa, nazywanych normami typu B, w zakresie doboru parametrów. Przy wyborze normy projektant musi sprawdzić, czy jest ona odpowiednia dla danej maszyny i jej zamierzonego zastosowania.

Jeżeli na przykład nie można wykluczyć dostępu dzieci do określonej maszyny, należy sprawdzić, czy parametry podane w normie są odpowiednie również dla dzieci. Oprócz sprawdzenia zakresu zastosowania normy konieczne jest zweryfikowanie, czy jest ona aktualna. Podobnie rozwiązania przejęte z wcześniejszych projektów należy sprawdzić pod kątem ich zgodności z aktualnymi wymaganiami.
 

Techniczne środki ochronne i uzupełniające środki ochronne (krok 2)

Jeżeli zagrożeń nie można wyeliminować poprzez projektowanie bezpieczne samo w sobie, należy zastosować techniczne środki ochronne. Przykładami są osłony stałe, takie jak ogrodzenia ochronne lub pokrywy, oraz osłony ruchome, takie jak klapy i drzwi. Bez dodatkowych środków strefy niebezpieczne byłyby jednak dostępne po otwarciu klap lub drzwi. Z tego powodu osłony ruchome są nadzorowane przez układ sterowania maszyny. 

Nadzór ten zapewnia, że uruchomienie niebezpiecznych funkcji maszyny jest możliwe tylko wtedy, gdy osłona jest zamknięta, a jej otwarcie powoduje wydanie polecenia zatrzymania. Rozporządzenie maszynowe określa takie rozwiązanie mianem „blokady” (interlockingu).
 

Redukcja ryzyka poprzez informacje dotyczące użytkowania (krok 3)

Jeżeli pomimo zastosowania projektowania bezpiecznego samego w sobie oraz technicznych i uzupełniających środków ochronnych nadal pozostaje ryzyko, informacje dotyczące użytkowania muszą wskazywać wszystkie zagrożenia resztkowe. Wskazówki bezpieczeństwa przekazywane użytkownikom mają na celu ułatwienie rozpoznawania zagrożeń, których nie można wyeliminować.

W ramach oceny ryzyka należy zatem zdecydować, jaki sposób przekazania informacji zostanie zastosowany. Ostrzeżenia mogą być umieszczane w różnych miejscach, na przykład:

• Bezpośrednio na maszynie, np. w formie piktogramów.

• W instrukcji obsługi.

• Na opakowaniu.

W odniesieniu do instrukcji obsługi szczególnie istotna jest współpraca pomiędzy projektantami a autorami dokumentacji technicznej. Jeżeli informacje o zagrożeniach resztkowych zostaną udokumentowane już podczas oceny ryzyka, autorzy dokumentacji technicznej będą mogli później odpowiednio je opracować i uwzględnić w instrukcji obsługi.

Bez tych informacji nie można zagwarantować, że autorzy dokumentacji rozpoznają wszystkie zagrożenia resztkowe. Brak ważnych informacji dotyczących bezpieczeństwa w instrukcji obsługi zwiększa ryzyko odpowiedzialności producenta za produkt.

Oprócz opisanych sposobów ostrzegania można również stosować sygnały optyczne lub akustyczne informujące o zbliżającym się niebezpieczeństwie. Należy jednak zadbać o to, aby nadmierna liczba bodźców nie ograniczała skuteczności ostrzeżeń.