Wymagania dotyczące stref pracy pojazdów AGV i AMR12 min read

Integracja pojazdów autonomicznych w środowisku pracy to zawsze indywidualna część wdrożeniowa, w której wymaga się nie tylko działania technicznych środków bezpieczeństwa wbudowanych na samym pojeździe, ale należy również zapewnić dodatkowe wymagania dotyczące stref pracy pojazdów AGV i AMR. Strefy te zależą zaś od specyficznych cech obiektu, w jakim ma poruszać się pojazd i od zadań, jakie pojazd będzie realizował. W celu zapewnienia bezpieczeństwa pracy pojazdów autonomicznych, norma ISO 3961-4 uzależnia działanie technicznych środków bezpieczeństwa od zidentyfikowanych stref pracy pojazdów AGV i AMR i jest to dość skomplikowana część projektu, która wymaga wnikliwej analizy obiektu, a wręcz nierzadko zmodyfikowania środowiska pracy wózka (np. poprzez dodanie krawężników lub wygrodzeń).

Wg ISO 3961-4:2020 zarówno środki techniczne wbudowane w pojeździe autonomicznym, jak i sam pojazd (np. w przypadku zmiany prędkości przy zmianie stref pracy), mogą zachowywać się różnie, w zależności od rodzaju strefy, w jakiej pojazd się porusza. Strefa ta może zależeć od szerokości między przeszkodami, w  której pojazd może się poruszać oraz od kierunku jazdy pojazdu względem przeszkód, szczególnie w przypadku możliwości korzystania z tych samych dróg zarówno przez pojazdy oraz ludzi. Prześwit, jaki pozostawia poruszający się pojazd pomiędzy najbardziej wysuniętym ładunkiem a stałymi przeszkodami wg normy jest istotnym parametrem określającym, jakie dodatkowe środki redukcji ryzyka należy zapewnić. Dlatego przed wprowadzeniem pojazdów autonomicznych AGV i AMR należy zidentyfikować i ocenić przestrzenie, w których będą poruszały się pojazdy oraz ludzie, a dodatkowe środki redukcji ryzyka wdrożyć wg wytycznych w normie ISO 3961-4:2020.

Jeśli pojazd zatrzymuje się z powodu wykrycia osoby na jego drodze z wykorzystaniem bezkontaktowych urządzeń ochronnych i osoba ta wyjdzie poza wykrywany zasięg urządzeń wykrywających, pojazd może (w zależności od strefy w jakiej się znajduje) automatycznie wznowić swój ruch po odpowiednich ostrzeżeniach (np. optycznych i / lub akustycznych). Jeżeli zainstalowane jest urządzenie ochronne wrażliwe na nacisk (PSPE), wymagane jest minimum 2-sekundowe opóźnienie przed ponownym uruchomieniem. Automatyczne wznowienie ruchu nie jest jednak możliwe we wszystkich przypadkach i zależy od prześwitu bocznego pomiędzy pojazdem a inną przeszkodą (C1, C2) i odstępu od aktualnej pozycji do stałej przeszkody w kierunku jazdy. Jeśli ten prześwit wynosi> 500 mm z co najmniej jednej strony (C1, C2), a odstęp aktualnej pozycji do stałej przeszkody w kierunku jazdy przekracza 500 mm, to możliwe jest automatyczne wznowienie ruchu.

Wymagania dotyczące stref pracy pojazdów AGV i ARM

Nie we wszystkich przypadkach zachowanie się pojazdu autonomicznego może być jednakowe i zależy od prześwitu, jaki pojazd wraz z ładunkiem  pozostawia od stałych przeszkód oraz aktywności dodatkowych środków wykrywania personelu. W tym celu, norma ISO 3961-4:2020 w załączniku A przedstawia tabelę A.1 i A.2, które mają posłużyć jako wytyczne dla identyfikacji stref i dla zachowania się pojazdu w zidentyfikowanej strefie (dostępność funkcji zatrzymania, prędkość, automatyczne wznowienie ruchu).

Podczas klasyfikacji stref pracy pojazdów AGV i AMR bierze się pod uwagę własności obiektu i jego wyposażenia, takie jak występowanie stałych konstrukcji budowlanych oraz innych obiektów takich jak regały, miejsca składowania materiału, a także oczekiwanych tymczasowo przedmiotów, z uwzględnieniem prześwitów i środków wykrywania personelu. Strefy te zależą od:

  • prześwitu pomiędzy konturem pojazdu AGV (lub jego ładunku) a najbliższą nieruchomą konstrukcją,
  • obecności aktywnego urządzenia wykrywającego związanego z bezpieczeństwem w kierunku jazdy.

Strefy te są wyznaczane przez użytkownika i integratora systemu na etapie projektowania, instalacji i rozruchu. Po instalacji użytkownik jest odpowiedzialny za upewnienie się, że strefy te są trwale i wyraźnie oznaczone za pomocą oznaczeń podłogi/podłoża, oświetlenia lub innych oznaczeń. Na tym etapie użytkownik jest zobowiązany unikać pomylenia z innymi oznaczeniami i znakami ostrzegawczymi, aby zapewnić najwyższy poziom zrozumienia przez osoby, które mogą być narażone na kontakt z pojazdem autonomicznym. Wolne przestrzenie mniejsze niż 0,5 m mogą stanowić zagrożenie dla personelu.

Ważne jest, aby przeanalizować strefy pracy pojazdu w każdej jego pozycji i podczas wykonywania wszystkich zadań. Przykładowo, załóżmy że akumulatory pojazdu ładowane są w sposób bezprzewodowy (powierzchnia ładowania to jedna z burt bocznych wózka). Stacja ładująca znajduje się przy ścianie budynku. Od frontu i od boków zapewniona jest dostatecznie duża przestrzeń (strefa operacyjna). Mimo tego pojazd, zbliżając się do strefy ładowania akumulatorów podjedzie do stacji ładującej jedną ze swoich burt na odległość mniejszą niż 500mm i obszar wokół ładowarki powinien być oznaczony jako strefa zagrożenia operacyjnego. W podobny sposób należy rozważyć inne operacje wykonywane przez pojazd np. podczas wjazdu pod przenośnik załadunkowy, przejazd w pobliżu ścian budynku (np. w przypadku wymijania się z innym pojazdem).

Wymagania dotyczące stref pracy pojazdów AGV i AMR – rodzaje stref

ISO 3961-4:2020 podaje definicję następujących stref:

3.25 strefa operacyjna (Operating Zone)

strefa wewnątrz i/lub wokół pojazdu, w której pojazd może się poruszać

Dla strefy operacyjnej po obu stronach ścieżki należy zapewnić minimalny prześwit o szerokości 0,5 m dla wysokości 2,1 m. Należy go mierzyć między ścieżką a sąsiednimi konstrukcjami stałymi wzdłuż ścieżki.

Prześwit między obrysem pojazdu (w tym jego ładunku) a jakąkolwiek stałą konstrukcją powinien wynosić co najmniej 0,5 m. Przestrzeń ta musi być zachowana pomiędzy przeszkodami a obrysem pojazdu, łącznie z ładunkiem. W strefie operacyjnej urządzenie zabezpieczające musi być aktywne w kierunku poruszania się pojazdu. Wg tabeli A.1 normy ISO 3961-4:2020, jeśli prześwit jednej strony C1 lub C2 jest mniejszy niż 100 mm, strefę uważa się nadal za operacyjną, jeśli pozostałe dwa prześwity są szersze niż 500 mm, a urządzenie zabezpieczające jest aktywne. W takim przypadku pojazd porusza się blisko ściany z prześwitem mniejszym niż 100 mm. Z drugiej strony prześwit przekracza 500 mm. Laserowy skaner bezpieczeństwa jest aktywny, aby wykryć osobę i zatrzymać się przed kontaktem. Kiedy pojazd się zatrzymuje, osoba zawsze może opuścić obszar wzdłuż strony drugiej strony, w której prześwit jest większy niż 500 mm. Istnieje „droga ucieczki”. W tej strefie wózek może poruszać się z prędkością nominalną.

Wymagania dotyczące stref pracy pojazdów AGV i ARM

3.24 strefa zagrożenia eksploatacyjnego (Operating Hazard Zone)

obszar strefy operacyjnej, w którym osoba może być narażona na zagrożenie.

Strefę o niewystarczających prześwitach wymaganych dla strefy operacyjnej lub strefę, której nie można chronić za pomocą środków wykrywania personelu, określa się jako „strefę zagrożenia eksploatacyjnego”. Strefa zagrożenia eksploatacyjnego powinna być wyraźnie oznaczona odpowiednimi znakami lub najlepiej za pomocą oznaczeń na podłodze/podłożu. Należy unikać pomylenia z innymi oznaczeniami i znakami.

W tej strefie prędkość pojazdu powinna być zgodna z tabelą A.1 i tabelą A.2, a pojazd powinien emitować dodatkowe ostrzeżenia dźwiękowe i / lub optyczne.

W przypadku niewystarczającego prześwitu i braku drogi ewakuacji dla pieszych o szerokości co najmniej 0,5 m i wysokości 2,1 m środki wykrywania personelu powinny być aktywne, aby zapewnić wykrywanie osób w odległości do 180 mm między krawędzią pól bezpieczeństwa ESPE a otaczającymi obiektami w celu sprawdzenia, czy w tej strefie nie znajdują się osoby.

Strefa zagrożenia eksploatacyjnego jest obszarem, w którym prześwit jest nieco mniejszy niż 0,5 m, ale nadal można manewrować w przejściach między pojazdami. Strefa zagrożenia eksploatacyjnego to obszar o niewystarczającej ilości wolnej przestrzeni lub strefa, której nie można chronić środkami wykrywania personelu. Jeśli nie ma aktywnego skanera laserowego bezpieczeństwa, maksymalna dozwolona prędkość wynosi 0,3 m/s i w takim przypadku wszystkie strefy są klasyfikowane jako strefy zagrożenia eksploatacyjnego.

Wymagania dotyczące stref pracy pojazdów AGV i ARM

W strefie zagrożenia eksploatacyjnego pojazd autonomiczny porusza się blisko obu ścian z prześwitem nie mniejszym niż 100 mm. Operator nadal ma trochę miejsca na ucieczkę, ale jest ona ograniczona. Laserowy skaner bezpieczeństwa jest aktywny, aby wykryć osobę i zatrzymać się przed kontaktem. Jest to zdecydowanie niebezpieczna operacja, a maksymalna prędkość powinna wynosić 1,2 m/s. Jeśli laserowy skaner bezpieczeństwa nie jest aktywny, strefa powinna być sklasyfikowana jako ograniczona z maksymalną prędkością pojazdu nieprzekraczającą 0,3 m/s.

Ze strefą zagrożenia eksploatacyjnego (Operating Hazard Zone) możemy mieć do czynienia w sytuacji, gdy pojazd podjeżdża do stacji załadunkowej, aby odebrać ładunek. W zależności od technologii załadunku, może być konieczna obecność operatora (załadunek ręczny lub ryglowanie ładunku na wózku).


3.27 strefa ograniczona (Restricted Zone)

fizycznie wydzielona przestrzeń, do której mogą wchodzić tylko upoważnione osoby.

Strefa z niewystarczającą wolną przestrzenią, której nie można chronić środkami wykrywania personelu, musi być oznaczona jako „strefa ograniczona”. Jeśli nie ma drogi ewakuacyjnej dla pieszego, drogę dla pojazdu należy uznać za obszar ograniczony. Użytkownik i integrator systemu muszą uzgodnić odpowiednie środki zmniejszające ryzyko w takiej sytuacji. Strefa ta powinna być wyraźnie oznaczona. Przykładami stref ograniczonych są magazyny blokowe lub bardzo wąskie przejścia.

W strefie ograniczonej nie powinno znajdować się miejsce pracy operatora i powinna być ogrodzona osłonami obwodowymi o wysokości co najmniej 2,1 m. Drzwi dostępowe do strefy ograniczonej powinny otwierać się na zewnątrz tej strefy za pomocą klucza lub innego środka. Od wewnątrz zaś powinny się otwierać bez użycia klucza.

Prędkość pojazdu bez aktywnego środka wykrywania personelu w kierunku jazdy powinna być ograniczona do 0,3 m/s. Wartość ta może być zwiększona do 1,2 m/s, jeśli środki te są aktywne.

Wjazd dla pojazdów autonomicznych do strefy ograniczonej powinien być wyposażony w elektroczułe wyposażenie ochronne ESPE. System identyfikacyjny rozpoznawania pojazdu powinien wykrywać wjeżdżającą lub wyjeżdżający pojazd i wyciszać ESPE, a po przejeździe pojazdu przez strefę identyfikacji pojazdu, ESPE powinno się ponownie aktywować. Każde wykrycie przez ten system osoby próbującej dostać się tą drogą do strefy ograniczonej lub wykrycie jakiegokolwiek niezidentyfikowanego przedmiotu powinno zmniejszyć prędkość do 0,7 m/s przy włączonych aktywnych środkach wykrywania personelu w pojazdach lub zainicjować zatrzymanie pojazdów w strefie ograniczonej. Po wykryciu przez ESPE zresetowanie prędkości pojazdu lub jego ponowne uruchomienie jest możliwe tylko po uruchomieniu ręcznego polecenia resetu spoza strefy ograniczonej przez upoważnioną osobę po sprawdzeniu, że wszystkie osoby opuściły strefę ograniczoną.


3.23 Strefa zamknięta (Confined Zone)

przestrzeń operacyjna wózka, w której zmniejszenie ryzyka zapewniają zabezpieczenia obwodowe.

Strefa z niewystarczającą ochroną personelu, w której są pominięte środki wykrywania personelu, niezależnie od prędkości pojazdu, jest określana jako „strefa zamknięta” i powinna być odpowiednio oznaczona. Zasadniczo pojazdy wewnątrz strefy zamkniętej mogą poruszać się tak szybko, jak to możliwe, ponieważ wewnątrz tej strefy nie ma personelu.

Strefa zamknięta powinna być wyposażona w środki dostępu tylko dla upoważnionego personelu i powinna być ogrodzona osłonami obwodowymi o wysokości co najmniej 2,1 m. Drzwi dostępowe do strefy zamkniętej powinny być wyposażone w blokadę bezpieczeństwa z ryglowaniem i otwierać się na zewnątrz tej strefy za pomocą klucza lub innego środka. Od wewnątrz zaś powinny się otwierać bez użycia klucza. Otwarcie drzwi powinno zatrzymać pojazd, a ponowne uruchomienie pojazdów wewnątrz strefy powinno być możliwe po zamknięciu i zaryglowaniu drzwi, upewnieniu się, że nikt nie znajduje się wewnątrz strefy i wydaniu polecenia restartu spoza strefy zamkniętej przez osobę upoważnioną.

Wjazd dla pojazdów autonomicznych do strefy zamkniętej powinien być wyposażony w elektroczułe wyposażenie ochronne ESPE. Wyzwolenie ESPE powinno skutkować zatrzymaniem się tych pojazdów, których bezpieczeństwo zależy od ich operacji w strefie zamkniętej. System mutingu (czasowego zawieszanie działania środków wykrywania personelu i funkcji bezpieczeństwa) powinien  umożliwić przejazd pojazdom, które mają zezwolenie na wjazd lub wyjazd ze strefy zamkniętej. Muting ESPE powinien zakończyć się tak szybko, jak to możliwe po przejeździe pojazdu. Ponowne uruchomienie pojazdów zatrzymanych po wykryciu przez ESPE niedozwolonego dostępu powinno być możliwe tylko po przywróceniu funkcji ESPE i po uruchomieniu ręcznego polecenia resetu spoza strefy zamkniętej przez osobę upoważnioną.

Środki techniczne, takie jak elektroczułe wyposażenie ochronne zabudowane w osłonach stałych lub blokady bezpieczeństwa osłon ruchomych nie są częścią systemu pojazdu autonomicznego. Norma wymaga odpowiedniego zachowania się pojazdów autonomicznych w strefie ograniczonej i zamkniętej, ale nie opisuje sposobów komunikacji układu sterowania technicznych środków dostępowych do strefy z systemem pojazdu. Wymagania dotyczące stref pracy pojazdów AGV i AMR, jednoznacznie określone w normie ISO 3961-4:2020 nie pozostawiają wątpliwości, że w przypadku tychże stref, komunikacja pojazdu posiadającego swój system zasilania z systemem sterowania dostępem do strefy powinna być w jakiś sposób zrealizowana, a trudno znaleźć inny sposób, jak bezprzewodowy. Jaki poziom zapewnienia bezpieczeństwa PLr wg ISO 13849-1 powinien być dla takiej komunikacji określony? Nie znajdziemy odpowiedzi na to pytanie w ISO 3961-4:2020, ponieważ norma ta określa tylko poziomy PLr dla funkcji bezpieczeństwa wbudowanych w pojeździe. Zatem funkcję bezpieczeństwa należy zaprojektować zgodnie z oceną ryzyka wg zał. A ISO 13849-1. Aktualnie stosowane sieci przemysłowe bezpieczeństwa pozwalają na transfer danych bezprzewodowo. Warunkiem wymaganym dla niezawodności takiej komunikacji jest kontrola stanu połączenia. W przypadku zerwania połączenia musi to prowadzić do stanu bezpiecznego (zatrzymania pojazdu).


3.29 strefa przenoszenia ładunku (Load Transfer Area)

miejsce, w którym ładunek może być podniesiony lub odłożony przez pojazd.

Obszar musi być tak zorganizowany, aby operacja przenoszenia ładunku mogła odbywać się tylko w wyznaczonym miejscu i określonej pozycji pojazdu. Jeżeli strefa przenoszenia ładunku nie jest zaprojektowana tak, aby chronić personel przed zagrożeniem, należy ją uznać za strefę zagrożenia eksploatacyjnego.


3.26 strefa publiczna (public zone)

przestrzeń otwarta dla wszystkich osób nieprzeszkolonych, niepoinstruowanych lub nieświadomych.

Jest to przestrzeń, która została w normie zdefiniowana, ale norma nie obejmuje tego typu pojazdów. Pojazdy te są częścią normy ISO 13482. AGV i AMR nie są przewidziane do poruszania się w tej strefie.

We wszystkich w/w strefach obowiązuje wymaganie dotyczące środków ochronnych zainstalowanych na samym pojeździe. Gdy skok zderzaka jest zbyt krótki lub gdy ładunek rozciąga się na boki, prędkość wózka nie może przekraczać 0,3 m/s i powinna być zastosowana dodatkowa funkcja zatrzymania, która może być zainstalowana na wózku lub w jego otoczeniu. Funkcja ta może być zapewniona przez skaner laserowy lub przełącznik zbliżeniowy. Funkcja ta powinna być łatwa do zidentyfikowania i możliwa do uruchomienia w promieniu 600 mm od punktu zagrożenia. Automatyczny restart zależy od zidentyfikowanej strefy powinien być zgodny z tabelą A.1 lub tabelą A.2.


Za bezpieczeństwo pracy pojazdów autonomicznych nie jest odpowiedzialny tylko producent pojazdu, gdyż producent nie jest w stanie spełnić wszystkich wymagań bezpieczeństwa dla docelowej aplikacji. Dlatego każde wdrożenie pojazdów AGV i/lub AMR powinno być poprzedzone wnikliwą oceną ryzyka, która powinna zostać przeprowadzona i uzgodniona między integratorem a użytkownikiem. Nierzadko zdarza się, że uruchomienie aplikacji wykorzystującej pojazd AGV i/lub AMR wymaga znacznych zmian w docelowym środowisku pracy pojazdu (oznaczenie stref, fizyczne uniemożliwienie wkroczenia wózków w pewne obszary np. poprzez zastosowanie krawężników). Wymagania dotyczące stref pracy pojazdów AGV i AMR przedstawione w normie ISO 3961-4:2020 powinny zostać spełnione przed oddaniem pojazdów do użytku w miejscu ich pracy. Jest to trudny, długotrwały i kosztowny proces, który dodatkowo poprzez ograniczenia technologiczne powoduje, że niezwykle trudno jest zapewnić zachowanie się technicznych środków bezpieczeństwa pojazdu poruszającego się w kilku strefach z różnymi zadaniami z operatorem. Ponadto norma nie precyzuje zachowania wózków w przypadku współpracy wielu wózków z wieloma operatorami, wzajemnego wykrywania wózków co może komplikować proces wdrożenia i oceny ryzyka.

error: Treść jest chroniona !!
%d bloggers like this:
Enable Notifications    OK No thanks