Bezpieczeństwo w robotyce zyskuje coraz bardziej na znaczeniu w obliczu postępującej automatyzacji oraz współpracy człowieka z robotem (HRC). Nowa wersja normy ISO 10218 zmodyfikowała zasadniczo międzynarodowy standard bezpieczeństwa. Rozmawialiśmy z kolegą z firmy SICK, Markusem Bechtelem, który pełni funkcję Application Engineer Robotics and Safety Solutions, na temat najważniejszych nowości oraz zmian.
Markus Bechtel: ISO 10218 to podstawowa norma międzynarodowa w zakresie robotów przemysłowych. Nadal składa się ona z dwóch części: część 1 jest skierowana do producentów robotów i definiuje wymogi dotyczące konstrukcji robotów przemysłowych jako maszyn nieukończonych. Część 2 jest z kolei skierowana do integratorów systemów i opisuje integrację robotów w maszynach i instalacjach z punktu widzenia bezpieczeństwa technicznego.
Nowością jest przede wszystkim pełne przeniesienie dotychczas obowiązującej normy ISO/TS 15066, która obecnie reguluje w sposób normatywny aplikacje współpracujące – czyli współpracę człowieka z robotem – umożliwiające bezpośrednią interakcję z poruszającym się robotem. Kluczowy element stanowią przy tym graniczne wartości biomechaniczne, które określają dopuszczalne siły oraz obciążenia naciskowe w razie kolizji człowieka z robotem. Wartości te tworzą podstawę do projektowania aplikacji współpracujących z uwzględnieniem bezpieczeństwa technicznego.
Bechtel: Dotychczasowa norma pochodzi z lat 2011, od tego czasu nastąpił skokowy rozwój robotyki. Nowe technologie oraz zintegrowane funkcje bezpieczeństwa, systemy wspierane przez AI oraz połączone w sieć otoczenie produkcyjne stwarzają nowe zagrożenia, ale też oferują nowe możliwości.
Aktualizacja była niezbędna, aby nadążyć za stanem techniki, zwłaszcza w dziedzinie współpracy człowieka z robotem. Również zgodnie z duchem obowiązującego od stycznia 2027 r. rozporządzenia UE w sprawie maszyn uwzględniono rosnące znaczenie cyberbezpieczeństwa w automatyzacji przemysłowej.
Bechtel: Norma ISO 10218 ma zastosowanie we wszystkich branżach – nie jest ukierunkowana na specyficzne gałęzie przemysłu, ale odnosi się do wszystkich zastosowań, w których są używane roboty przemysłowe. Dotyczy to zarówno klasycznych linii produkcyjnych, jak też elastycznych miejsc pracy o charakterze współpracującym oraz wysoce zautomatyzowanych instalacji w bardzo różnych branżach – od przemysłu motoryzacyjnego poprzez produkcję elektroniki, aż po technikę medyczną. Nie ma przy tym znaczenia, czy chodzi o pojedynczego robota w małym zakładzie, czy o całą flotę robotów w złożonym, sieciowym środowisku przemysłowym.
Bechtel: W przypadku normy ISO 10218-1:2025 po raz pierwszy rozróżniono dwie klasy robotów – uwzględniając tym samym fakt, że duże, ciężkie roboty przemysłowe znacznie różnią się od mniejszych, mniej wydajnych robotów do zastosowań współpracujących. Różnice te wpływają zarówno na ryzyko, jak też na typowe scenariusze zastosowań. Norma ta wprowadza w związku z tym dwie klasy ryzyka, z których każda wiąże się ze szczegółowymi wymogami dotyczącymi bezpieczeństwa, sterowania oraz integracji. Klasyfikacja ta zapewnia producentom większą przejrzystość i ułatwia projektowanie środków ochrony na podstawie ryzyka.
Ponadto opracowano na nowo strukturę normy, aby poprawić w sumie jej czytelność oraz możliwości zastosowania.
Szczególnie istotnym aspektem nowych wymogów bezpieczeństwa jest bezpieczeństwo funkcjonalne. Podczas gdy dotychczasowa norma często wymagała jedynie ogólnego poziomu zapewnienia bezpieczeństwa d (PLd) – niezależnie od typu robota czy zastosowania – nowa norma ISO 10218-2:2015 umożliwia bardziej zróżnicowaną ocenę rzeczywistych zagrożeń.
Oznacza to, że w odniesieniu do każdej funkcji związanej z bezpieczeństwem – takiej jak zatrzymanie awaryjne, bezpieczna kontrola prędkości lub ograniczenie pozycji bezpiecznej – jest teraz definiowana wartość PL zależna od zastosowania, która bazuje na ocenie ryzyka.
Aby pomóc użytkownikom w ustaleniu ryzyka, norma oferuje obszerny zestaw tabel z wartościami granicznymi, które pomagają w określeniu poszczególnych parametrów ryzyka, takich jak jego stopień, narażenie, prawdopodobieństwo wystąpienia i możliwość uniknięcia. Umożliwia to lepszą implementację strategii bezpieczeństwa zgodnie z zasadą ALARP (as low as reasonable practible – na tyle niskiego, na ile to praktycznie możliwe) i otwiera nowe możliwości realizacji.
Również praca ręczna w trybie ustawiania (tryb uczenia (Teach-in)) została doprecyzowana. Norma określa teraz jasne wymagania dotyczące prędkości zredukowanej, bezpiecznego monitorowania ruchów oraz wyglądu interfejsu użytkownika w tym trybie – w szczególności w odniesieniu do robotów klasy II. Celem jest dalsza eliminacja ryzyka podczas ustawiania i programowania.
Bechtel: Producenci robotów będą musieli w przyszłości projektować swoje produkty w sposób jeszcze bardziej ukierunkowany na określone aplikacje oraz profile ryzyka oraz spełniać wyższe wymogi w odniesieniu do dokumentacji i oceny ryzyka, funkcji bezpieczeństwa, poziomu zapewnienia bezpieczeństwa, a także cyberbezpieczeństwa. Wpływa to na wprawdzie na zwiększenie kosztów rozwoju, ale również zapewnia większą jasność podczas późniejszej integracji.
Integratorzy systemów mogą czerpać korzyści z czytelnej struktury, w szczególności dzięki integracji aplikacji współpracujących oraz definicji ustandaryzowanych funkcji bezpieczeństwa. Równocześnie rosną wymagania co do jakości oraz możliwości śledzenia oceny ryzyka, jak również w odniesieniu do dokumentacji i walidacji. Dlatego też norma zaleca podczas wyboru oraz projektowania aplikacji robota ścisłe uzgodnienia między integratorem i użytkownikiem (właścicielem), a szczególnie jego zaangażowanie na wczesnym etapie podczas oceny ryzyka. Zakłada to ścisłą współpracę między obszarami konstrukcji, techniki sterowania i bezpieczeństwa funkcjonalnego, a tym samym interdyscyplinarny know-how, jak również ustrukturyzowane procesy.
Nawet jeśli norma jest ukierunkowana tylko na producentów robotów oraz integratorów systemów, zachowuje w polu widzenia również eksploatację, a tym samym użytkowników. ISO 10218-2:2025 definiuje wymogi dotyczące informacji, jakie producent musi przekazać w celu zapewnienia bezpiecznej pracy, np. dotyczące niezbędnych kontroli oraz cykli inspekcji.
Bechtel: Największe wyzwanie stanowi możliwość doposażenia istniejących systemów – w szczególności z tego powodu, że nowe rozporządzenie w sprawie maszyn uregulowało teraz w całej Europie również kwestię istotnych zmian. To, co wcześniej było zawarte w „Blue Guide” do dyrektywy maszynowej, a w Niemczech było interpretowane przez Federalne Ministerstwo Pracy i Spraw Socjalnych (BMAS), teraz jest jasno zakotwiczone w prawie UE, dzięki czemu zapewniono większe bezpieczeństwo prawne użytkowników oraz integratorów.
Wiele starszych instalacji robotycznych zostało zaprojektowanych według dotychczas obowiązujących norm i spełniają one jedynie częściowo nowe wymogi – na przykład pod względem cyberbezpieczeństwa lub też bezpieczeństwa funkcjonalnego. Dla użytkowników oraz integratorów oznacza to, że podczas modyfikacji lub rozbudowy konieczne jest uwzględnienie nowej normy ISO 10218-2:2025 jako stanu techniki oraz – w razie znaczącej zmiany – ponowna ocena zgodności CE zgodnie z wymogami dyrektywy maszynowej, a w przyszłości również rozporządzenia w sprawie maszyn.
Również dokumentacja techniczna jest bardziej obszerna: nowa norma wymaga precyzyjnego opisu funkcji związanych z bezpieczeństwem, ich walidacji, a w razie odstępstw, zrozumiałego uzasadnienia.
Nie mniej istotne jest to, że wdrożenie nowych wymogów stawia mniejsze firmy przed wyzwaniami kadrowymi i technicznymi. Stąd te partnerstwo z doświadczonymi ekspertami oraz korzystanie ze wstępnie certyfikowanych komponentów i rozwiązań nabiera coraz większego znaczenia.
Bechtel: Nowa norma ISO 10218:2025 tworzy po raz pierwszy kompleksową, normatywną podstawę dla współpracy człowieka z robotem. Oprócz biomechanicznych wartości granicznych definiuje ona również metody pomiaru w celu walidacji tych wartości. Uzupełnieniem są jasne wymogi w odniesieniu do oceny ryzyka, środków ochrony oraz interfejsu użytkownika – na przykład w trybie ustawiania (tryb uczenia (Teach-in)).
Bechtel: Podczas integracji cel robotów przemysłowych, zwłaszcza w przypadku aplikacji niewspółpracujących, tak samo jak dotychczas, najważniejsze są klasyczne zasady ochrony. Zaliczają się do nich:
Także w aplikacjach współpracujących techniczne środki ochronne mogą przyczynić się w decydujący sposób do wydajności oraz bezpieczeństwa procesów. Umożliwiają one na przykład inteligentne monitorowanie pola ochronnego, dzięki czemu robot przechodzi do zredukowanego trybu wydajności jedynie w sytuacji rzeczywistego zbliżenia się, co wpływa na eliminację zbędnych ograniczeń wydajności oraz zwiększa wydajność produkcji.
Kontrolowane stany pomagają w uniknięciu zakłóceń procesu i mogą mieć pozytywny wpływ na ocenę ryzyka – na przykład wtedy, jeśli można wykluczyć osoby niezaangażowane („passer-by”).
Innowacyjne, elektroczułe wyposażenie ochronne na efektorze końcowym służy zabezpieczeniu od zagrożeń rezydualnych związanych z narzędziem lub przedmiotem obrabianym. Z kolei systemy wizyjne 3D umożliwiają nowe sposoby podejścia, za pomocą których można jeszcze bardziej wydajnie kształtować aplikacje klasyczne, a w szczególności współpracujące.
Nowa norma sprzyja całościowej koncepcji bezpieczeństwa, która uwzględnia w równym stopniu czynniki techniczne, organizacyjne i ludzkie.
W kwestii wyboru odpowiednich koncepcji zabezpieczenia zaleca się wyjść od konkretnych aplikacji i zmierzać w kierunku wymogów zwiększenia produktywności. Na tej podstawie można stworzyć odpowiednią koncepcję zabezpieczeń, która łączy w sposób optymalny bezpieczeństwo i wydajność. Jednakże obietnica możliwości zrezygnowania z dodatkowych urządzeń bezpieczeństwa okazuje się w większości przypadków niemożliwa do spełnienia.
Inwestycje w inteligentne koncepcje zabezpieczeń najczęściej szybko się zwracają – dzięki wyższej dostępności eksploatacyjnej instalacji, mniejszej ilości przestojów i eliminacji zachęty do manipulacji.
Bechtel: Producenci powinni działać z wyprzedzeniem i systematycznie, aby spełnić wymogi nowej normy ISO10218-2:2025. Możliwy plan działania mógłby wyglądać na przykład tak:
Bechtel: SICK wspiera firmy w zakresie wdrożenia nowej normy ISO 10218-2:2025 za pomocą praktycznego przewodnika, który bazuje na długoletnim doświadczeniu. Nasi eksperci ds. bezpieczeństwa przedstawiają w nim w sposób szczegółowy, wymogi dotyczące zgodnego z normą projektowania aplikacji robotów. W uzupełnieniu do tego oferujemy ukierunkowane szkolenia dla klientów, dzięki którym przedsiębiorstwa mogą stale pogłębiać swą wiedzę i aktualizować ją zgodnie z najnowszym stanem wiedzy.
