Turvallisuus robotiikassa on yhä tärkeämpää automatisoinnin sekä ihmisen ja robotin yhteistyön (HRC) lisääntyessä. Tarkistetun ISO 10218 -standardin myötä kansainvälinen turvallisuusstandardi on nyt täysin modernisoitu. Keskustelimme SICKin kollegan, robotiikka- ja turvallisuusratkaisujen sovellusinsinöörin Markus Bechtelin kanssa tärkeimmistä innovaatioista ja muutoksista.
Markus Bechtel: ISO 10218 on keskeinen ja kansainvälinen, teollisuusrobottien turvallisuutta koskeva standardi, joka koostuu kahdesta osasta: osa 1 on suunnattu robottien valmistajille ja määrittelee vaatimukset teollisuusrobottien suunnittelulle puolivalmisteina. Osa 2 on tarkoitettu järjestelmäintegraattoreille ja siinä käsitellään robottien turvateknistä integrointia koneisiin ja järjestelmiin.
Aiempi ISO/TS 15066 -standardi on kokonaan uudistettu ja sääntelee nyt normatiivisesti yhteistoimintasovelluksia – eli ihmisen ja robotin yhteistyötä niin, että voidaan mahdollistaa suora vuorovaikutus liikkuvan robotin kanssa. Keskeinen elementti ovat biomekaaniset raja-arvot, jotka määrittelevät sallitut voimat ja puristuskuormitukset ihmisen ja robotin törmäyksessä. Nämä arvot ovat pohjana yhteistoimintasovellusten turvatekniselle suunnittelulle.
Bechtel: Tähän asti voimassa ollut standardi oli vuodelta 2011, jonka jälkeen robotiikka on kehittynyt huimasti. Uudet tekniikat, integroidut turvatoiminnot, AI-tuetut järjestelmät ja verkotetut tuotantoympäristöt tuovat mukanaan uusia riskejä mutta yhtä lailla myös uusia mahdollisuuksia.
Päivitys oli välttämätön tekniikan nykytason vaatimusten täyttämiseksi, erityisesti ihmisen ja robotin yhteistyön alueella. Myös kyberturvallisuuden kasvava merkitys teollisuusautomaatiossa otettiin huomioon tammikuussa 2027 voimaan astuvassa EU:n koneasetuksessa.
Bechtel: ISO 10218 -standardia voidaan soveltaa kaikilla toimialoilla. Sitä ei siis ole suunnattu vain tietyille aloille, vaan se koskee kaikkia teollisuusrobotteja hyödyntäviä käyttökohteita. Tämä sisältää niin perinteiset tuotantolinjat kuin joustavat, yhteistoimintaan perustuvat työpaikat tai pitkälle automatisoidut järjestelmät monilla eri toimialoilla aina autoteollisuudesta elektroniikkatuotteiden valmistukseen ja lääketeollisuuteen. Kyseessä voi yhtä lailla olla yksittäinen robotti käsiteollisuudessa tai kokonainen robottikanta monimutkaisessa, verkottuneessa teollisuusympäristössä.
Bechtel: ISO 10218-1:2025 -standardissa erotetaan ensimmäistä kertaa kaksi robottiluokkaa, koska suuret ja raskaat teollisuusrobotit eroavat merkittävästi pienemmistä ja heikommista roboteista yhteistoiminallisissa käyttökohteissa. Nämä erot vaikuttavat sekä riskeihin että tyypillisiin käyttötilanteisiin. Standardi esittelee siksi kaksi riskiluokkaa, joita molempia koskevat erityisvaatimukset turvallisuuden, hallinnan ja integroinnin osalta. Tämä luokittelu tuo selkeyttä valmistajille ja helpottaa suojatoimenpiteiden riskeihin pohjautuvaa suunnittelua.
Lisäksi standardin rakenteeseen on tehty muutoksia luettavuuden ja sovellettavuuden parantamiseksi.
Erityisen tärkeä näkökohta uusissa turvallisuusvaatimuksia on toiminnallinen turvallisuus. Vaikka aiempi standardi usein edellytti yleistä suoritustasoa d (PLd) robottityypistä tai sovelluksesta riippumatta, uusi ISO10218-2:2015 mahdollistaa todellisten riskien eriytetyn arvioinnin.
Tämä tarkoittaa, että jokaiselle turvallisuuden kannalta olennaiselle toiminnolle (hätäpysäytys, turvallinen nopeuden valvonta tai turvallinen paikan rajoitus) määritetään käyttökohteesta riippuva, riskin arviointiin perustuva PL-arvo.
Standardi sisältää kattavan joukon taulukoita, jotka auttavat käyttäjiä tunnistamaan riskit. Taulukkojen sisältämät raja-arvot auttavat määrittämään yksittäisiä riskiparametreja, kuten riskin vakavuuden, riskille altistumisen sekä riskin esiintymistodennäköisyyden ja vältettävyyden. Tämä mahdollistaa turvallisuusstrategioiden paremman toteuttamisen ALARP-periaatteen (as low as reasonable practible) mukaisesti, mikä avaa uusia mahdollisuuksia sovellusten toteutukselle.
Myös manuaalista käyttöä asennustilassa (opetustilassa) koskevia ohjeita on konkretisoitu. Standardi asettaa nyt selkeämmät vaatimukset alennetulle nopeudelle, liikkeiden turvalliselle valvonnalle ja käyttäjien suorittaman ohjauksen toteutukselle tässä tilassa – erityisesti luokan II robottien kohdalla. Tavoitteena on minimoida riskejä entisestään asennuksen ja ohjelmoinnin aikana.
Bechtel: Tulevaisuudessa robottivalmistajien on suunniteltava tuotteensa entistä tarkemmin tiettyihin käyttökohteisiin ja riskiprofiileihin sopiviksi sekä täytettävä tiukemmat vaatimukset koskien riskinarvioinnin dokumentaatiota, turvatoimintoja, suoritustasoja ja kyberturvallisuutta. Tämä aiheuttaa enemmän kehitystyötä, mutta selkeyttää myös myöhempää integrointia. Järjestelmäintegraattorit hyötyvät selkeämmästä rakenteesta, erityisesti yhteistoimintasovellusten integroinnin ja standardoitujen turvatoimintojen määrittelyn kautta. Samaan aikaan riskinarviointien laatua ja jäljitettävyyttä sekä dokumentointia ja validointia koskevat vaatimukset kasvavat. Standardi suosittelee tiivistä yhteistyötä integraattorin ja käyttäjän (operaattorin) välillä robottisovelluksia valittaessa ja suunniteltaessa, ja käyttäjän (operaattorin) mukana olemista jo riskinarvioinnin varhaisessa vaiheessa. Tämä puolestaan edellyttää tiivistä yhteistyötä suunnittelun, ohjaustekniikan ja toiminnallisen turvallisuuden välillä, ja näin poikkitieteellistä tietotaitoa ja jäsenneltyjä prosesseja.
Vaikka standardi on suunnattu pelkästään robottien valmistajille ja järjestelmäintegraattoreille, siinä käsitellään myös robottien käyttöä. ISO 10218-2:2025 määrittelee vaatimukset tiedoille, jotka valmistajien on annettava turvallisen käytön varmistamiseksi, muun muassa tarvittavat tarkastukset ja tarkastusjaksot.
Bechtel: Suurin haaste on olemassa olevien järjestelmien jälkivarusteltavuus, erityisesti kun otetaan huomioon, että uusi koneasetus sääntelee nyt myös merkittäviä muutoksia kaikkialla Euroopassa. Se, mikä aiemmin oli tulkinnanvaraista konedirektiivin “Sinisessä oppaassa” ja Saksan liittovaltion työ- ja sosiaaliministeriössä, on nyt selkeästi kirjattu EU-lainsäädäntöön. Näin pystytään parantamaan käyttäjien ja integraattoreiden oikeusturvaa.
Monet vanhemmat robottijärjestelmät on suunniteltu aiempien standardien mukaisesti, ja ne täyttävät uudet vaatimukset esimerkiksi kyberturvallisuuden tai toiminnallisen turvallisuuden osalta vain osittain. Käyttäjille ja integraattoreille tämä tarkoittaa, että heidän on tukeuduttava uuteen ISO 10218-2:2025 -standardiin tekniikan nykyisen tason säilyttämisessä järjestelmiä muutettaessa tai laajennettaessa. Merkittävien muutosten kohdalla on myös suoritettava uusi CE-vaatimustenmukaisuuden arviointi konedirektiivin ja tulevaisuudessa voimassa olevan koneasetuksen vaatimusten mukaisesti.
Myös tekninen dokumentaatio muuttuu kattavammaksi: uusi standardi edellyttää tarkempaa turvallisuuden kannalta olennaisten toimintojen kuvausta ja validointia, ja poikkeavuuksien kohdalla dokumentoituja perusteluja.
Lisäksi uusiin vaatimuksiin vastaaminen asettaa pienemmille yrityksille haasteita henkilöstön valinnassa ja teknisissä kysymyksissä. Yhteistyö kokeneiden asiantuntijoiden kanssa ja esisertifioitujen komponenttien ja ratkaisujen käyttö ovat yhä tärkeämpiä näkökohtia.
Bechtel: Uusi ISO 10218:2025 -standardi luo ensimmäistä kertaa täydellisen normatiivisen perustan ihmisen ja robotin yhteistyölle. Biomekaanisten rajojen lisäksi se määrittelee myös mittausmenetelmät näiden arvojen validoimiseksi. Tätä täydentävät selkeät vaatimukset riskinarvioinnille, suojatoimenpiteille ja käyttäjän suorittamalle ohjaukselle – esimerkiksi asennustilassa (opetustilassa).
Bechtel: Teollisuusrobottisolujen integroinnissa, erityisesti muissa kuin yhteistoiminnallisissa käyttökohteissa, perustan muodostavat edelleen klassiset suojatoimenpiteet. Näihin kuuluvat:
Tekniset suojatoimenpiteet voivat myös yhteistoimintasovelluksissa vaikuttaa ratkaisevasti tehokkuuteen ja prosessien luotettavuuteen. Esimerkiksi älykäs suojakentän valvonta mahdollistaa robotin siirtymisen tehonsäästötilaan vasta, kun se todella lähestyy kohdetta, ja näin voidaan välttää tarpeeton pysäytys ja lisätä tuottavuutta.
Alueelle pääsyn valvonta auttaa prosessihäiriöiden välttämisessä ja voi vaikuttaa myönteisesti riskin arviointiin, kun esimerkiksi valtuuttamattomien henkilöiden (Passer-by) sisäänpääsy voidaan estää.
Innovatiiviset, koskettamatta tunnistavat turvalaitteet, joita käytetään kiinnityslaipassa työkaluun tai työkappaleeseen liittyviltä jäännösriskeiltä suojautumiseksi, tai 3D-konenäköjärjestelmät, mahdollistavat uudet lähestymistavat, jotka voivat tehdä sekä klassisista että uusista yhteistoiminnallisista sovelluksista entistä tuottavampia.
Uusi standardi edistää kokonaisvaltaista turvalähestymistapaa, jossa otetaan yhtä lailla huomioon tekniset, organisatoriset kuin inhimillisetkin tekijät.
Sopivia turvakonsepteja valittaessa on suositeltavaa ottaa huomioon tietty, konkreettinen sovellus ja tuottavuusvaatimukset. Näin voidaan kehittää sopiva turvakonsepti, jossa turvallisuus ja tehokkuus yhdistyvät optimaalisesti. Valtaosassa tapauksia lisäturvalaitteista luopuminen osoittautuu lopulta tehottomaksi.
Älykkäisiin turvallisuuskonsepteihin tehdyt investoinnit maksavat yleensä itsensä takaisin nopeasti – laitteiston korkeamman käytettävyyden, vähäisimpien seisokkiaikojen ja peukalointimahdollisuuden eliminoinnin kautta.
Bechtel: Valmistajien tulisi ryhtyä varhaisessa vaiheessa ja järjestelmällisesti toimenpiteisiin uuden ISO10218-2:2025 -standardin vaatimusten täyttämiseksi. Mahdollinen etenemissuunnitelma voisi näyttää tältä:
Bechtel: SICK tukee yrityksiä uuden ISO 10218-2:2025 -standardin toteuttamisessa käytännönläheisillä, monivuotiseen kokemukseen perustuvilla ohjekirjoilla. Niissä turvallisuusasiantuntijamme kertovat yksityiskohtaisesti, mikä on tärkeää robottisovellusten standardien mukaisessa suunnittelussa. Täydennyksenä tarjoamme kohdistettuja asiakaskoulutuksia, joiden avulla yritykset pystyvät syventämään jatkuvasti osaamistaan ja pysymään aina tekniikan uusimmalla tasolla.
