Bezpieczna maszyna - zasady projektowaniaOgólnePrzepisy i rozporządzenia

Rola i znaczenie oceny ryzyka w procesie budowy maszyn14 min read

Rola i znaczenie oceny ryzyka

Wg dyrektywy maszynowej 2006/42/WE, producent maszyny lub jego upoważniony przedstawiciel musi zapewnić przeprowadzenie oceny ryzyka w celu określenia wymagań w zakresie ochrony zdrowia i bezpieczeństwa, które mają zastosowanie do maszyny.

Zatem maszyna musi być zaprojektowana i wykonana z uwzględnieniem wyników oceny ryzyka. Za pomocą iteracyjnego procesu oceny ryzyka i zmniejszania ryzyka, producent lub jego upoważniony przedstawiciel:

  • określa ograniczenia dotyczące maszyny, w tym zamierzonego używania i możliwego do przewidzenia w uzasadniony sposób niewłaściwego jej użycia,
  • określa zagrożenia, jakie może stwarzać maszyna i związane z tym niebezpieczne sytuacje,
  • szacuje ryzyko, biorąc pod uwagę stopień możliwych obrażeń lub uszczerbku na zdrowiu i prawdopodobieństwo ich wystąpienia,
  • ocenia ryzyko, mając na celu ustalenie czy wymagane jest zmniejszenie ryzyka, zgodnie z celem niniejszej dyrektywy,
  • eliminuje zagrożenia lub zmniejsza ryzyko związane z takimi zagrożeniami poprzez zastosowanie środków ochronnych, zgodnie z hierarchią ważności ustanowioną w sekcji 1.1.2.b) dyrektywy maszynowej.

Aby maszyna została zaprojektowana i wykonana z uwzględnieniem wyników oceny ryzyka, ocena ryzyka musi zostać wykonana przed zaprojektowaniem maszyny. W procesie projektowania i budowy może jednak dojść do zmian konstrukcyjnych maszyny, więc w trakcie powstawania maszyny należy zapewnić odpowiedni sposób zarządzania ryzykiem, aby zapewnić zamierzony poziom bezpieczeństwa maszyny, zgodnie z aktualnym stanem wiedzy techniki.

Co to jest ryzyko?

Aby posługiwać się znaczeniem, które będzie rozumiane jednoznacznie, standardy wprowadzają definicje znaczeń dla słów rozumianych potocznie. Należało zatem zdefiniować znaczenie pojęcia ryzyka, aby skutecznie je zidentyfikować w celu określenia metod postępowania z ryzykiem. Jak się okazało, nie było to takie proste.

  • Wg dyrektywy 2006/42/WE ryzyko oznacza kombinację prawdopodobieństwa i stopnia obrażeń lub uszczerbku na zdrowiu, które mogą zaistnieć w sytuacjach niebezpiecznych.
  • Wg nieaktualnej już normy PN-EN 292-1, ryzyko to kombinacja prawdopodobieństwa wystąpienia urazu lub pogorszenia stanu zdrowia i stopnia ich ciężkości w sytuacji zagrożenia.
  • Wg norm serii PN 18000 jest to kombinacja częstości lub prawdopodobieństwa wystąpienia określonego zdarzenia wywołującego zagrożenie i konsekwencji związanych z tym zdarzeniem. Wg tej definicji, to nie zagrożenia powodują niepożądane zdarzenia, lecz odwrotnie – zdarzenia są źródłem zagrożeń. Wobec tego należałoby przyjąć, że w ogóle nie ma obiektywnych zagrożeń, jeśli coś złego się nie wydarzy.

Aktualna definicja ryzyka pojawiła się już w nieaktualnej normie PN-EN 1050 i w tej samej postaci funkcjonuje do dziś w normie PN-EN ISO 12100. Definicja ryzyka brzmi następująco:

Rola i znaczenie oceny ryzyka - definicja ryzyka

Jak się zaraz okaże, definicja ryzyka nie jest czymś zupełnie nowym. Ryzyko to zjawisko, które dotyczy wszystkich organizmów żywych od początków istnienia życia. Wyobraźmy sobie satyryczną sytuację przedstawioną na obrazku poniżej. Bardzo lubię ten przykład i nie mogłem się powstrzymać od tego, aby go przedstawić 🙂

Rola i znaczenie oceny ryzyka - ryzyko cz. 1

Aby przeżyć, pierwotny gatunek ludzki musiał polować. Aby zaspokoić potrzeby plemienia, człowiek pierwotny musiał podjąć ryzyko. Czynnikiem największego zagrożenia mogły być zwierzęta drapieżne, które mogły zapolować na człowieka. Mamy więc ryzyko i czynnik zagrożenia w postaci np. tygrysa szablastozębnego. Mamy również ciężkość szkody – upolowanie człowieka przez tygrysa szablastozębnego skutkuje w najgorszym wypadku śmiercią człowieka.

Rola i znaczenie oceny ryzyka - ryzyko cz. 2

Czynnikiem zwiększającym prawdopodobieństwo wystąpienia zagrożenia jest współczynnik częstości narażenia na zagrożenie, a więc długotrwałe wędrówki w poszukiwaniu pożywienia i penetracja nieznanego terenu. Im dłużej trwa wędrówka człowieka pierwotnego, tym bardziej jest on narażony na niebezpieczeństwo. Mamy więc częstość i czas narażenia oraz prawdopodobieństwo wystąpienia zdarzenia zagrażającego.

Rola i znaczenie oceny ryzyka - ryzyko cz. 3

Jeśli polowanie można zastąpić hodowlą zwierząt i uprawą roślin, zagrożenie można by całkowicie wyeliminować. Jeśli jednak istnieje konieczność zapolowania na większe zwierzę, człowiek pierwotny mógł wytępić populację tygrysa, lub unikać spotkania z nim np. poprzez zwiady oraz informację o miejscu występowania. Mamy więc czynnik możliwości uniknięcia lub ograniczenia szkody i informacje na temat pozostałego ryzyka resztkowego po zastosowaniu wszelkich środków zaradczych.

Rola i znaczenie oceny ryzyka - ryzyko cz. 4

Ryzyko nie jest zatem pojęciem wymyślonym, lecz zjawiskiem zupełnie naturalnym. Szacowanie i redukcja ryzyka pozwoliły człowiekowi przetrwać. Tygrys szablastozębny przegrał te walkę i nie przetrwał do naszych czasów. Definicja ryzyka w normach została przedstawiona w formie, która ma być wskazówką dla wyboru właściwej metodologii w szacowaniu, ocenianiu i eliminacji lub ograniczenia ryzyka na określone zdarzenie zagrażające. Zatem powinno się wybierać takie metody oceny ryzyka, które są najbardziej zbliżone do obowiązującej definicji ryzyka. A z tym jest zupełnie różnie. Norma PN-EN ISO 12100 nie narzuca metodologii.

Próbą uzupełnienia normy PN-EN ISO 12100 w tym zakresie jest raport techniczny ISO/TR 14121-2. Raport ten pojawił się dosyć późno w stosunku do obowiązujących wcześniej norm dotyczących oceny ryzyka, zharmonizowanych z dyrektywą maszynową.

Jakie metody oceny ryzyka są stosowane?

W latach, gdy obowiązywała stara dyrektywa maszynowa 98/37/WE, aktualny stan wiedzy na temat zasad oceny ryzyka był zawarty w normie PN-EN 1050. Metody oceny ryzyka były w tej normie opisane w sposób informacyjny w załączniku B.  Były tam opisane jedynie niektóre z wielu istniejących metod analizy zagrożeń i szacowania ryzyka. Norma dopuszczała zastosowanie dwóch rodzajów metod analizy ryzyka:

  • metoda dedukcyjna – polegająca na przewidywaniu zdarzenia końcowego i poszukiwaniu zdarzeń, które do tego zdarzenia mogły doprowadzić;
  • metoda indukcyjna – w której przewiduje się uszkodzenie elementu maszyny, a późniejsza analiza identyfikuje zdarzenia, które mogły być spowodowane tą awarią.

W normie PN-EN 1050 podane zostały przykładowe rodzaje metod dedukcyjnych i indukcyjnych, z krótką ich charakterystyką. Niektóre z tych metod zostały opisane w osobnych standardach. Norma PN-EN 1050, tak jak i zresztą PN-EN ISO 12100 nie narzucają stosowania konkretnej metody. Również raport techniczny ISO/TR 14121-2 tej kwestii nie precyzuje. W raporcie możemy przeczytać, że wybrana metoda lub narzędzie w dużej mierze będą zależały od preferencji branżowych, firmowych lub osobistych. Metody oceny ryzyka opisane w PN-EN 1050:

  • Wstępna analiza zagrożeń PHA;
  • Metoda „Co-gdy”;
  • Analiza rodzajów uszkodzeń i ich skutków FMEA;
  • Symulacja defektów w systemach sterowania;
  • Metoda systematycznej analizy ryzyka MOSAR;
  • Analiza drzewa błędów FTA;
  • Metoda DELPHI.

Nie będę tu szczegółowo opisywał wszystkich metod. Osoby zainteresowane znajdą więcej informacji na sieci. Nie wszystkie z powyższych metod można uznać za uniwersalne, nadające się do oceny ryzyka podczas projektowania maszyn z sektora maszynowego.

Po co stosuje się ocenę ryzyka?

Praktyka dotycząca budowy maszyn wskazuje ocenę ryzyka jako czynność, która ma zapewnić budowę bezpiecznych maszyn. Poprzez zastosowanie zasad bezpieczeństwa kompleksowego wg p. 1.1.2 dyrektywy maszynowej 2006/42/WE producent maszyny powinien wyeliminować lub ograniczyć ryzyko oraz poinformować o ryzyku resztkowym użytkownika maszyny. Wszystko po to, aby maszyna była na tyle bezpieczna, na ile zezwala na to aktualny stan wiedzy techniki dotyczący budowy maszyn. Szczegółowe informacje na ten temat można znaleźć w artykule “Projektowanie bezpiecznej maszyny”.

W jaki sposób przebiega ocena ryzyka?

Przy wybieraniu najwłaściwszych metod oceny i eliminacji lub redukcji ryzyka, producent lub jego upoważniony przedstawiciel musi stosować następujące zasady, według podanej kolejności:

  • wyeliminowanie lub zminimalizowanie ryzyka, tak dalece jak jest to możliwe (projektowanie i wykonywanie maszyn bezpiecznych z samego założenia,
  • podjęcie koniecznych środków ochronnych w związku z ryzykiem, którego nie można wyeliminować,
  • informowanie użytkowników o ryzyku resztkowym, spowodowanym jakimikolwiek brakami w przyjętych środkach ochronnych, wskazanie, czy konieczne jest szczególne przeszkolenie oraz określenie potrzeby stosowania środków ochrony osobistej.

Zasady te są znane szerzej w postaci tzw. triady bezpieczeństwa.

Krok 1 triady bezpieczeństwa – całkowicie bezpieczne działania projektowe:  jeśli to możliwe, już konstrukcja samego wyrobu powinna eliminować zagrożenia (bezpieczeństwo budowy), np. unikanie zagrożeń lub redukcja ryzyka przez zmianę procesu produkcji, wybór właściwej technologii, zastąpienie pracy ręcznej przez proces kontrolowany automatycznie, zastąpienie niebezpiecznych (chemicznych) materiałów przez materiały bezpieczne itd. Eliminowanie zagrożeń poprzez projektowanie (stosowanie rozwiązań bezpieczeństwa opartych na stosowaniu rozwiązań bezpiecznych samych w sobie) jest najskuteczniejszą metodą ograniczania ryzyka, ponieważ usuwa źródło szkód.

Przykłady metod eliminowania zagrożeń:

  • całkowite wyeliminowanie zagrożenia na przykład poprzez zastąpienie łatwopalnej cieczy hydraulicznej cieczą niepalną;
  • projektowanie układów sterowania i elementów sterowniczych w celu zapewnienia bezpiecznego funkcjonowania;
  • zapewnienie stałej stateczności maszyny dzięki jej kształtowi i rozkładowi mas;
  • dopilnowanie, aby dostępne części maszyny nie miały ostrych krawędzi lub chropowatych powierzchni;
  • zapewnienie wystarczającej odległości między ruchomymi i stałymi częściami maszyny, aby uniknąć zagrożenia zgnieceniem;
  • unikanie sytuacji, w których dostępne powierzchnie będą miały ekstremalne temperatury;
  • zmniejszenie emisji hałasu, drgań, promieniowania lub substancji niebezpiecznych u źródła;
  • zmniejszenie, w miarę możliwości, prędkości i energii ruchomych części lub prędkości jazdy samej maszyny;
  • umiejscowienie niebezpiecznych części maszyny w niedostępnych miejscach;
  • umiejscowienie punktów regulacji i konserwacji poza strefami niebezpiecznymi;
  • eliminacja powtarzających się czynności i szkodliwych pozycji.

Krok 2 triady bezpieczeństwa – stosowanie technicznych środków bezpieczeństwa typu osłony i urządzenia ochronne: jeśli niemożliwa jest eliminacja najistotniejszych zagrożeń (lub ekonomicznie nieuzasadniona), ryzyko musi zostać zredukowane przez środki techniczne, takie jak stałe lub ruchome osłony, kabiny, obudowy. Jeżeli nie można wyeliminować zagrożeń lub odpowiednio zredukować ryzyko poprzez środki projektowe, powinno się zastosować techniczne środki ochronne (osłony i dodatkowe środki ochronne), które skutkują ograniczeniem narażenia na zagrożenia, obniżając prawdopodobieństwo niebezpiecznego zdarzenia lub poprawiając możliwości uniknięcia lub ograniczenia szkody.

Przykłady metod eliminowania zagrożeń:

  • stosowanie osłon stałych lub ogrodzenia w celu uniemożliwienia dostępu do stref zagrożenia;
  • stosowanie osłon ruchomych z ryglowaniem zapobiegających dostępowi do niebezpiecznych obszarów (np. urządzenia blokujące z ryglowaniem lub bez, klucze blokujące);
  • Stosowanie elektroczułego wyposażenia ochronnego do wykrywania osób wchodzących do, lub obecnych w strefie niebezpiecznej (na przykład kurtyny świetlne, maty czułe na nacisk);
  • Stosowanie urządzeń współpracujących z funkcjami bezpieczeństwa systemu sterowania maszyny (np. urządzenie zezwalające, urządzenie ograniczające sterowanie ruchem, urządzenie sterujące typu “przytrzymaj, aby uruchomić”);
  • Stosowanie urządzeń ograniczających (np. urządzenia ograniczające przeciążenia i moment, urządzenia do ograniczania ciśnienia lub temperatury, przełączniki nadmiernej prędkości, urządzenia do monitorowania emisji).

Jeśli środki bezpieczeństwa z zastosowaniem rozwiązań projektowych lub techniczne środki bezpieczeństwa nie spełniają celów ograniczenia ryzyka, można wykorzystać uzupełniające środki ochronne w celu osiągnięcia dalszej redukcji ryzyka.

Przykłady uzupełniających środków ochronnych których największym skutkiem jest zdolność unikania lub ograniczania szkód:

  • zatrzymanie awaryjne,
  • środki do uwalniania i ratowania osób uwięzionych,
  • środki zapewniające bezpieczny dostęp do maszyn,
  • przepisy dotyczące łatwego i bezpiecznego obchodzenia się z maszynami i ich ciężkimi częściami składowymi.

Należy jednak pamiętać, że uzupełniające środki ochronne nie mogą zastąpić technicznych środków ochronnych. Stosowanie uzupełniających środków ochronnych ma za zadanie uzupełnić funkcjonalność zastosowanych technicznych środków ochronnych w przypadku, gdy zastosowane środki okażą się niewystarczające, lub z analizy ryzyka wynika, że środki uzupełniające okażą się konieczne. Przykładem takiego uzupełniającego środka ochronnego może być przycisk zatrzymania awaryjnego umiejscowiony w strefie niebezpiecznej maszyny. Jeśli ocena ryzyka wykaże, że możliwe jest wejście człowieka do strefy niebezpiecznej, to zasadne może być wyposażenie strefy niebezpiecznej w dodatkowy środek ochronny w postaci takiego przycisku zatrzymania awaryjnego. Operator maszyny znajdujący się w środku może użyć takiego przycisku, gdy ktoś inny próbuje włączyć maszynę spoza strefy niebezpiecznej, np. z miejsca zainstalowania pulpitu sterowniczego, z którego widoczność wnętrza maszyny jest ograniczona.

Krok 3 triady bezpieczeństwa – redukcja zagrożeń z wykorzystaniem informacji dla użytkowników: zastosowanie piktogramów informujących o ryzyku resztkowym, środków ochrony indywidualnej (np. ubrań, osłon na oczy) itd. Dostawca powinien ostrzec użytkownika o ryzyku resztkowym, które pozostaje po redukcji ryzyka przez projektowanie i zastosowanie technicznych środków bezpieczeństwa. Informacje dla użytkownika obejmują:

  • informacje umieszczone na maszynie,
  • dokumentacja dostarczona z maszyną.

Informacje dla użytkownika dostarczone na maszynie obejmują:

  • znaki ostrzegawcze (piktogramy);
  • oznaczenia i etykiety do bezpiecznego stosowania (np. maksymalna prędkość obracających się części, maksymalne obciążenie robocze, dane dotyczące dostosowania osłon, kodowanie informacji kolorami);
  • sygnały dźwiękowe lub wizualne (np. sygnał dźwiękowy, dzwonki, gwizdki, światła);
  • inne urządzenia ostrzegawcze (na przykład bariery ostrzegawcze, wibracje).

Dokumentacja dostarczona z maszyną obejmuje:

  • podręczniki instruktażowe,
  • karty techniczne.

Dostawca powinien podać szczegóły w instrukcji obsługi na temat szkolenia, które jest niezbędne do zapewnienia prawidłowego wykorzystania z maszyny i zastosowanych środków ochronnych. Szkolenia mają głównie wpływ na zdolność jednostek do unikania szkód, a także może zmniejszyć narażenie i prawdopodobieństwo wystąpienia niebezpiecznego zdarzenia. Szkolenie i kompetencja są najważniejsze, gdy skuteczność środka ochronnego zależy od zachowania człowieka. Szkolenie powinno obejmować (ale nie ogranicza się do następujących):

  • informacje użytkowania dostarczone z maszyną;
  • informacje użytkowania opracowane przez użytkownika;
  • specjalistyczne szkolenia prowadzone przez dostawcę, jeśli są dostępne;
  • specjalistyczne szkolenia prowadzone przez użytkownika.

Kto wykonuje ocenę ryzyka?

Ocenę ryzyka wykonuje producent lub jego upoważniony przedstawiciel. Ocenę ryzyka można zlecić firmie specjalizującej się w takich tematach, należy jednak pamiętać w takich przypadkach o tym, że to producent lub jego upoważniony przedstawiciel będzie zawsze odpowiedzialny za ocenę ryzyka wykonaną przez osoby trzecie. Ocena ryzyka jest na ogół bardziej dokładna i skuteczna, gdy wykonuje ją zespół. Wielkość zespołu różni się w zależności od:

  • wybranego podejścia do oceny ryzyka;
  • złożoności maszyny;
  • procesu, w którym maszyna jest wykorzystywana;

Członkowie zespołu powinni być wybierani zgodnie z umiejętnościami i wiedzą wymaganą do oceny ryzyka. Zespół powinien obejmować tych ludzi, którzy:

  • mogą odpowiadać na pytania techniczne dotyczące konstrukcji i funkcji maszyny,
  • mają rzeczywiste doświadczenie w zakresie obsługi, ustawiania, konserwacji, serwisowania maszyn itp.,
  • posiadają wiedzę na temat historii wypadków podobnego typu maszyn,
  • dobrze rozumieją odpowiednie przepisy, normy, w szczególności normę PN-EN ISO 12100 i inne szczególne problemy bezpieczeństwa związane z maszyną, oraz
  • pojmują czynniki ludzkie mogące mieć wpływ na powstawanie zagrożeń.

Z oceną ryzyka jest zawsze taki problem, że stosując określoną metodę nie można zakładać, że każdy z zespołów jest w stanie dojść do tych samych wyników. Ale wiarygodność wyników oceny ryzyka jest tym większa, im większe jest doświadczenie zespołu integrującego osoby dysponujące wiedzą na temat różnych dyscyplin i różnorodnych doświadczeń i ekspertyzy. Doświadczenie wykazuje, że możliwe jest zawężenie wyników oceny ryzyka, przeprowadzanych przez różne zespoły, stosując dobrze opisaną metodę. Na potrzeby własne dobrze jest sprecyzować metodę tak, aby szczególnie podczas szeroko rozumianych pojęć “często” lub “rzadko”, sprecyzować te pojęcia, aby wynik oceny ryzyka nie zależał od rozmytej interpretacji tych pojęć.

Kontynuacja tego tematu jest dostępna w artykule “Jakie elementy powinna zawierać ocena ryzyka?”.