Безопасность робототехники на рабочем месте - Workplace robotics safety

Черно-белый рисунок человека, зажатого между рукой робота и металлическим шестом.
Художественное изображение аварии промышленного робота, произошедшей в 1984 году.

Безопасность робототехники на рабочем месте является одним из аспектов безопасности и гигиены труда при использовании роботов на рабочем месте. Сюда входят традиционные промышленные роботы, а также новые технологии, такие как дроны и носимые роботизированные экзоскелеты . Типы несчастных случаев включают столкновения, раздавливание и травмы механическими частями. Средства контроля опасностей включают физические преграды , надлежащие методы работы и надлежащее техническое обслуживание.

Задний план

Многие рабочие роботы - это промышленные роботы, используемые в производстве. По данным Международной федерации робототехники , в период с 2017 по 2020 год ожидается использование 1,7 миллиона новых роботов на заводах. Новые робототехнические технологии включают в себя коллективных роботов , роботов для личной гигиены, строительных роботов, экзоскелетов , автономных транспортных средств и беспилотных летательных аппаратов (также известных как беспилотные летательные аппараты или БПЛА ).

Достижения в технологиях автоматизации (например, стационарные роботы, коллаборативные и мобильные роботы и экзоскелеты) могут улучшить условия труда, но также и внести опасности на производственные предприятия. [1] Пятьдесят шесть процентов травм роботов классифицируются как травмы от защемления, а 44% травм классифицируются как травмы от ударов . Исследование 1987 года показало, что наибольшему риску подвергаются линейные рабочие, за ними следуют обслуживающий персонал и программисты. Плохая конструкция рабочего места и человеческий фактор стали причиной большинства травм. Несмотря на отсутствие данных профессионального надзора по травмам, связанным конкретно с роботами, исследователи из Национального института безопасности и гигиены труда США (NIOSH) выявили 61 смерть, связанную с роботами, в период с 1992 по 2015 год с помощью поиска по ключевым словам Бюро статистики труда (BLS). База данных исследований «Перепись смертельных травм на производстве» (см. Информацию Центра исследований профессиональной робототехники ). Используя данные Бюро статистики труда, NIOSH и его государственные партнеры исследовали 4 смертельных случая, связанных с роботами, в рамках Программы оценки смертности и контроля. Кроме того, Управление по охране труда (OSHA) провело расследование смертей и травм, связанных с роботами, которые можно просмотреть на странице поиска несчастных случаев OSHA. Травмы и смертельные исходы со временем могут увеличиваться из-за увеличения числа работающих совместно и сосуществующих роботов, экзоскелетов с электроприводом и автономных транспортных средств в рабочей среде.

Стандарты безопасности разрабатываются Ассоциацией робототехники (RIA) совместно с Американским национальным институтом стандартов (ANSI) [2]. 5 октября 2017 года OSHA, NIOSH и RIA подписали альянс для совместной работы над расширением технических знаний, выявлением и устранением потенциальных опасностей на рабочем месте, связанных с традиционными промышленными роботами и новыми технологиями установок и систем для совместной работы человека и робота, а также помощи в выявлении необходимы исследования для снижения опасностей на рабочем месте. 16 октября NIOSH открыл Центр исследований профессиональной робототехники, чтобы «обеспечить научное руководство для разработки и использования профессиональных роботов, которые повышают безопасность, здоровье и благополучие рабочих». На данный момент исследовательские потребности, определенные NIOSH и его партнерами, включают: отслеживание и предотвращение травм и смертельных случаев, стратегии вмешательства и распространения для продвижения безопасных процедур управления машинами и технического обслуживания, а также внедрение эффективных научно-обоснованных вмешательств в практику на рабочем месте.

Опасности

Многие опасности и травмы могут возникнуть в результате использования роботов на рабочем месте. Некоторые роботы, особенно в традиционной промышленной среде, быстрые и мощные. Это увеличивает вероятность получения травмы, поскольку , например, один взмах руки робота может привести к серьезным телесным повреждениям. Есть дополнительные риски, когда робот выходит из строя или нуждается в обслуживании. Рабочий, работающий с роботом, может получить травму, потому что неисправный робот обычно непредсказуем. Например, роботизированный манипулятор, который является частью автомобильной сборочной линии, может испытывать заклинивание двигателя. Рабочий, работающий над устранением застревания, может внезапно получить удар рукой, как только она станет незащищенной. Кроме того, если рабочий стоит в зоне, которая перекрывается с соседними роботизированными руками, он или она может получить травму от другого движущегося оборудования.

Существует четыре типа несчастных случаев, которые могут произойти с роботами: аварии или столкновения, аварии с защемлением и захватом, аварии с механическими частями и другие аварии. ДТП или столкновения обычно происходят из-за неисправностей или непредвиденных изменений. Несчастные случаи из-за защемления и защемления происходят, когда часть тела рабочего оказывается зажатой или захваченной роботизированным оборудованием. Несчастные случаи с механическими деталями могут произойти, когда робот выходит из строя и начинает «ломаться», когда выброс деталей или оголенный провод может привести к серьезным травмам. Другие несчастные случаи - это просто обычные несчастные случаи, возникающие при работе с роботами.

Существует семь источников опасностей , связанных с взаимодействием человека с роботами и машинами: ошибки человека, ошибки управления, несанкционированный доступ, механические сбои, источники окружающей среды, системы питания и неправильная установка. Человеческие ошибки могут быть чем угодно, от одной строки неправильного кода до незакрепленного болта на руке робота. Многие опасности могут возникнуть из-за ошибок, совершенных человеком. Ошибки управления являются внутренними и обычно не поддаются контролю или предсказанию. Опасности несанкционированного доступа возникают, когда человек, не знакомый с областью, входит в область робота. Механические поломки могут произойти в любой момент, а неисправный блок обычно непредсказуем. Источники окружающей среды - это такие вещи, как электромагнитные или радиопомехи в окружающей среде, которые могут вызвать сбои в работе робота. Системы питания - это пневматические , гидравлические или электрические источники энергии; эти источники питания могут выйти из строя и вызвать возгорание, утечки или поражение электрическим током. Неправильная установка говорит сама за себя; ослабленный болт или оголенный провод могут стать источником опасностей.

Новые технологии

Новые роботизированные технологии могут снизить опасность для рабочих, но могут также создать новые опасности. Например, роботизированные экзоскелеты можно использовать в строительстве, чтобы уменьшить нагрузку на позвоночник, улучшить осанку и снизить утомляемость ; однако они также могут увеличивать давление в груди, ограничивать подвижность при перемещении с пути падающего объекта и вызывать проблемы с равновесием. Беспилотные летательные аппараты используются в строительной отрасли для мониторинга и инспекции строящихся зданий. Это снижает потребность людей в опасных местах, но риск столкновения БПЛА представляет опасность для рабочих. Для коллаборативных роботов изоляция невозможна. Возможные меры контроля опасности включают системы предотвращения столкновений и уменьшение жесткости робота для уменьшения силы удара.

Контроль опасностей

Есть несколько способов предотвратить травмы, применяя меры контроля за опасностями . Оценка рисков может проводиться на каждом этапе разработки робота. Оценка рисков может помочь собрать информацию о состоянии робота, о том, как хорошо он поддерживается, и если в ближайшее время потребуется ремонт. Зная о состоянии робота, можно предотвратить травмы и снизить опасность.

Могут быть применены защитные устройства для снижения риска травм. Они могут включать инженерные средства контроля, такие как физические барьеры, ограждения, защитные устройства с обнаружением присутствия и т. Д. Устройства оповещения обычно используются вместе с защитными устройствами. Обычно они представляют собой систему веревочных или цепных заграждений со световыми сигналами, знаками, свистками и рогами. Их цель - предупредить рабочих или персонал об определенных опасностях.

Также могут быть предусмотрены меры безопасности для оператора. В них обычно используются предохранительные устройства для защиты оператора и снижения риска травм. Кроме того, когда оператор находится в непосредственной близости от робота, рабочая скорость робота может быть снижена, чтобы оператор полностью контролировал ситуацию. Это можно сделать, переведя робота в ручной или обучающий режим. Также крайне важно сообщить программисту робота, какой тип работы будет выполнять робот, как он будет взаимодействовать с другими роботами и как он будет работать по отношению к оператору.

Правильное обслуживание роботизированного оборудования также имеет решающее значение для уменьшения опасности. Техническое обслуживание робота гарантирует, что он продолжает работать должным образом, тем самым снижая риски, связанные с неисправностью.

Правила

Некоторые существующие правила, касающиеся роботов и роботизированных систем, включают:

  • ANSI / RIA R15.06
  • OSHA 29 CFR 1910.333
  • OSHA 29 CFR 1910.147
  • ISO 10218
  • ISO / TS 15066
  • ISO / DIS 13482

внешние ссылки

использованная литература