Jak integrować zabezpieczenia już na etapie projektowania maszyn?

W przeszłości, zarówno na poziomie poszczególnych maszyn, jak i całej linii produkcyjnej, bezpieczeństwo traktowano w sposób wtórny. Dokładniej rzecz ujmując, każdy element wyposażenia projektowany był do wykonania określonego zadania. Dopiero na końcu dodawano niezbędne środki bezpieczeństwa, często jako oddzielny system. Dotyczyło to również linii produkcyjnych, z którymi systemy takie były integrowane.

Czym dokładnie są zintegrowane funkcje bezpieczeństwa?

Obecnie wszystkie urządzenia muszą od samego początku być projektowane z myślą o bezpieczeństwie. Zintegrowane funkcje bezpieczeństwa oznaczają po prostu uwzględnienie tej kwestii w początkowej fazie projektowania, zarówno w odniesieniu do poszczególnych maszyn, jak i całej linii produkcyjnej. W ten sposób każdy aspekt pracy maszyny jest uwzględniany i rejestrowany w danych używanych przez system sterowania.

Maszyny zaprojektowane z myślą o zintegrowanych funkcjach bezpieczeństwa zapewniają maksymalny poziom w tym zakresie. Ponadto, w przypadku wystąpienia problemu, dostarczają one wszystkie dane niezbędne do oceny awarii i zapewnienia, że podobny problem już się nie powtórzy. Bez tych danych, gdy linia produkcyjna ulega zatrzymaniu, nie ma bezpośredniego sposobu, aby dowiedzieć się, co się stało, a prześledzenie problemu może być czasochłonne i kosztowne.

W przypadku linii produkcyjnej składającej się ze zintegrowanych maszyn nie ma takiego problemu. Każdy komponent i każda czynność w linii jest ściśle monitorowana — w czasie rzeczywistym — przez oprogramowanie sterujące. System sterowania, taki jak Sysmac firmy OMRON, łączy inteligentne, zintegrowane i interaktywne elementy. Pozwala to na wczesne zidentyfikowanie rzeczywistych, a nawet potencjalnych problemów i podjęcie bardzo konkretnych działań. Działania te mogą na przykład modyfikować produkcję w celu rozwiązania wyizolowanego problemu bez całkowitego przerywania pracy. Nawet jeśli wymagane jest całkowite zatrzymanie, system może zdecydować, czy maszyna/linia może pozostać zasilana, przechodząc do stanu czuwania, a nie do stanu całkowitego lub awaryjnego zatrzymania. Dopóki będzie ona zasilana, dane będą przesyłane, dzięki czemu sterownik nadal będzie wiedział, co się dzieje. Oznacza to, że sterownik lub operator może utrzymać optymalną wydajność nawet w przypadku zakłóceń w pracy.

Co ważne, jest to rozwiązanie również bezpieczniejsze i bardziej wydajne dla personelu zajmującego się konserwacją. Posiada on dzięki niemu pełne informacje o wszelkich problemach jeszcze przed wyjściem na linię, co umożliwia poprawne przygotowanie do ich rozwiązania. Specjaliści wiedzą, jakie narzędzia mogą być potrzebne i jakie środki ostrożności należy podjąć. Ponadto, w przypadku wystąpienia problemów podczas konserwacji, funkcje bezpieczeństwa linii nadal pozostaną aktywne i będą ich chronić.

Przykład zintegrowanych funkcji bezpieczeństwa

W systemie niezintegrowanym podstawowy programowalny sterownik logiczny monitoruje ruch i steruje nim, podczas gdy oddzielny przekaźnik bezpieczeństwa typu włącz/wyłącz zabezpiecza działanie. W zintegrowanym systemie wszystkie sygnały i wejścia są łączone w inteligentnym sterowniku, który zastępuje dyskretne przekaźniki bezpieczeństwa zaawansowaną logiką.

Niezawodność

Zintegrowane funkcje bezpieczeństwa eliminują również niepewność wiążącą się z rejestracją danych przez ludzi. Wiedza o tym, kiedy należy przeprowadzić konserwację, ma decydujące znaczenie dla zmniejszenia prawdopodobieństwa uszkodzenia części, co może mieć bezpośredni wpływ nie tylko na produkcję, ale również na bezpieczeństwo operatora. 

W systemie niezintegrowanym dokładne planowanie konserwacji oznacza, że operatorzy muszą prowadzić rzetelny i precyzyjny rejestr incydentów i działań. W starszych systemach może to być po prostu odręczny dziennik przechowywany na stanowisku operatora. Nawet jeśli jest on prowadzony rzetelnie, informacje w nim zawarte nie są dostępne w formacie cyfrowym. Nie jest to najlepszy sposób śledzenia stanu maszyn, który pozwoliłby zapewnić bezpieczeństwo pracy i zaplanować konserwację zapobiegawczą. 

Dzięki zintegrowanemu systemowi wszystkie informacje są automatycznie rejestrowane lokalnie i mogą być również udostępniane online. Dzięki cyfrowej rejestracji każdego zdarzenia, np. każdego otwarcia i zamknięcia drzwi, można sprawdzić statystyki, takie jak średni czas pomiędzy awariami i harmonogram konserwacji zapobiegawczej.

Usługi związane z bezpieczeństwem

Niezależnie od tego, czy budujesz urządzenia do linii produkcyjnych, czy też je eksploatujesz, chcesz mieć pewność, że Twój sprzęt i/lub linia są bezpieczne i zgodne z lokalnymi lub międzynarodowymi przepisami. Firmy takie jak OMRON oferują szereg usług doradczych w zakresie bezpieczeństwa. Ich głównym celem jest zapewnienie, że na liniach produkcyjnych nie będą miały miejsca żadne wypadki, a jednocześnie udoskonalona zostanie produkcja, podwyższony poziom bezpieczeństwa i zwiększona elastyczność linii.

Zazwyczaj usługi te rozpoczynają się od oceny zabezpieczeń maszyny, która zapewnia weryfikację diagnostyczną sprzętu, wskazując obszary, które można usprawnić. Podczas gdy drobne ulepszenia często mogą być wprowadzane przez techników producenta, bardziej znaczące zmiany będą raczej wymagać zaprojektowania i wdrożenia niestandardowych rozwiązań wraz z dodatkowymi szkoleniami poświęconymi nowym funkcjom, prowadzonymi przez wyszkolonych ekspertów.

Dodatkowo można również przeprowadzić weryfikację i ocenę pozostałego ryzyka, aby upewnić się, że maszyny i systemy są zgodne z lokalnymi przepisami dotyczącymi wyposażenia. Usługi z dziedziny bezpieczeństwa, niezależnie od tego, czy są świadczone przez firmę Omron czy inny podmiot, dają pewność, że linia produkcyjna spełnia wszystkie istotne wymogi i przepisy w tym zakresie, dzięki czemu można skupić się na realizacji celów produkcyjnych.

Sztuczna inteligencja a integracja zabezpieczeń

Technologie sztucznej inteligencji można wykorzystać na potrzeby konserwacji predykcyjnej lub wykrywania anomalii, aby pomóc operatorom w przewidywaniu nieprawidłowości i podejmowaniu interwencji, zanim dojdzie do poważnej awarii. Jednak w przypadku bezpieczeństwa funkcjonalnego bezpośrednia integracja sztucznej inteligencji z systemami sterowania związanymi z bezpieczeństwem jest wciąż sporym wyzwaniem. Systemy muszą zachowywać się przewidywalnie i spełniać rygorystyczne kryteria dotyczące prawdopodobieństwa awarii, w związku z czym podstawowe funkcje bezpieczeństwa musi nadal obsługiwać certyfikowany, deterministyczny układ logiczny. Z tego względu rola sztucznej inteligencji w zakresie bezpieczeństwa powinna dziś ograniczać się do zadań pomocniczych, a główny układ logiczny bezpieczeństwa powinien opierać się na sprawdzonych i certyfikowanych technologiach.

Wniosek: integracja zabezpieczeń pozwala uzyskać przyszłościowe rozwiązanie

Uwzględnienie zabezpieczeń już na etapie prac projektowych jest najskuteczniejszym sposobem ochrony personelu i zapewnienia niezawodności maszyn. Podejście oparte na integracji umożliwia inżynierom szybkie reagowanie na nieprawidłowości i utrzymywanie wymaganej efektywności produkcji, ponieważ oddaje do ich dyspozycji niezbędne dane i narzędzia oraz zapewnia im odpowiedni poziom kontroli. Sztuczna inteligencja może pomóc w wykrywaniu problemów na wczesnym etapie, jednak podstawowe funkcje bezpieczeństwa nadal bazują na sprawdzonych i przewidywalnych technologiach. Bezpieczeństwo jest nierozerwalnie związane z efektywnością. Trzeba o tym pamiętać od samego początku, aby maszyna czy linia była nie tylko zgodna z przepisami, ale również przyszłościowa.

Poznaj produkty i usługi firmy OMRON w zakresie bezpieczeństwa

Firma OMRON służy wiedzą specjalistyczną w zakresie bezpieczeństwa i oferuje podzespoły oraz sterowniki niezbędne do integracji zabezpieczeń na etapach od opracowania koncepcji po uruchomienie.

source: Omron