Bezpieczeństwo funkcjonalne wg EN ISO 13849-1
Gdy tylko funkcja ochronna jest realizowana przez układ sterowania (kurtyna świetlna, drzwi ochronne z blokadą, bezpiecznie monitorowane zatrzymanie), dyrektywa maszynowa wymaga wykazania, że ta funkcja bezpieczeństwa jest wystarczająco niezawodna. Poradnik wyjaśnia, jak zbudowane jest wykazanie poziomu zapewnienia bezpieczeństwa wg EN ISO 13849-1 i jak dokumentuje je moduł Bezpieczeństwo funkcjonalne w CE-Copilot, przy wyraźnym podziale zadań z SISTEMA.
Czego wymaga bezpieczeństwo funkcjonalne w procesie oznakowania CE?
Podstawą prawną jest załącznik I pkt 1.2.1 dyrektywy maszynowej 2006/42/WE (co do istoty kontynuowany w rozporządzeniu w sprawie maszyn (UE) 2023/1230): układy sterowania muszą być zaprojektowane tak, aby uszkodzenie nie prowadziło do sytuacji zagrożenia. Normą zharmonizowaną w tym zakresie jest EN ISO 13849-1 (związane z bezpieczeństwem części systemów sterowania); dla systemów czysto elektrycznych, elektronicznych i programowalnych równolegle obowiązuje EN IEC 62061 z poziomami nienaruszalności bezpieczeństwa (SIL).
Wykazanie składa się z dwóch części. Po pierwsze: dla każdej funkcji bezpieczeństwa określa się wymagany poziom zapewnienia bezpieczeństwa (PLr), od a (niski) do e (wysoki). Robi się to za pomocą grafu ryzyka z normy, na podstawie trzech pytań: jak ciężkie byłyby obrażenia (S)? Jak często i jak długo osoba jest narażona na zagrożenie (F)? Czy w sytuacji awaryjnej można uniknąć zagrożenia (P)? Po drugie: dla faktycznie zrealizowanego rozwiązania sterowania oblicza się osiągnięty poziom zapewnienia bezpieczeństwa (PL), na podstawie kategorii układu sterowania (od B do 4), średniego czasu do uszkodzenia niebezpiecznego (MTTFd), średniego pokrycia diagnostycznego (DCavg) oraz środków przeciwdziałających uszkodzeniom spowodowanym wspólną przyczyną (CCF). Weryfikacja porównuje oba wyniki: PL musi osiągnąć co najmniej PLr.
Wykazanie bezpieczeństwa funkcjonalnego składa się z dwóch części. Wymagany poziom zapewnienia bezpieczeństwa (PLr) wyprowadzają Państwo z oceny ryzyka; w module Bezpieczeństwo funkcjonalne rejestrują go Państwo dla każdej funkcji bezpieczeństwa za pomocą grafu ryzyka z EN ISO 13849-1. Obliczenie faktycznie OSIĄGNIĘTEGO poziomu zapewnienia bezpieczeństwa na podstawie kategorii, MTTFd, DCavg i CCF oraz dane komponentów od producentów (biblioteki wg VDMA 66413) należą natomiast do SISTEMA, bezpłatnego narzędzia instytutu IFA przy DGUV. CE-Copilot nie zastępuje SISTEMA: wynik z SISTEMA wprowadzają Państwo następnie do modułu, oprogramowanie sprawdza wiarygodność PL względem PLr, a raport z SISTEMA należy dołączyć jako dowód do dokumentacji technicznej, w sekcji dotyczącej rysunków i obliczeń.
Moduł Bezpieczeństwo funkcjonalne w CE-Copilot
Moduł jest dostępny od planu Starter i znajduje się w przepływie pracy projektu bezpośrednio po ocenie ryzyka, ponieważ PLr wyprowadza się z jej zagrożeń. Poniżej najważniejsze funkcje, każda z konkretną zaletą i korzyścią dla Państwa codziennej pracy.
Graf ryzyka z EN ISO 13849-1 dla wymaganego poziomu zapewnienia bezpieczeństwa (PLr)
Dla każdej funkcji bezpieczeństwa wybierają Państwo ciężkość obrażeń (S1/S2), częstość lub czas narażenia na zagrożenie (F1/F2) oraz możliwość uniknięcia zagrożenia (P1/P2); PLr od a do e jest wyznaczany deterministycznie według grafu ryzyka z normy, z objaśnieniem każdego parametru. Alternatywnie mogą Państwo wpisać PLr ustalony ręcznie. Dla orientacji wyświetlany jest informacyjnie odpowiadający mu SIL wg EN 62061.
Wymagany poziom zapewnienia bezpieczeństwa jest udokumentowany w Państwa dokumentacji w sposób możliwy do prześledzenia i uzasadniony grafem ryzyka z EN ISO 13849-1, zamiast gołej liczby w komórce Excela.
Przyporządkowanie funkcji bezpieczeństwa do zagrożeń z oceny ryzyka
Każdą funkcję bezpieczeństwa łączą Państwo z jednym lub kilkoma zagrożeniami z Państwa oceny ryzyka wg EN ISO 12100. Dzięki temu udokumentowane jest, jakie ryzyko ogranicza funkcja ochronna i dlaczego istnieje.
Ocena ryzyka i wykazanie bezpieczeństwa funkcjonalnego pozostają jednym spójnym, możliwym do zweryfikowania łańcuchem argumentacji, a nie dwoma oddzielnymi dokumentami.
Lista przekazania do SISTEMA, rejestracja wyniku i weryfikacja PL ≥ PLr
Lista przekazania w formacie CSV zbiera Państwa funkcje bezpieczeństwa wraz z PLr do wprowadzenia w SISTEMA. Obliczony tam wynik (osiągnięty PL, kategoria, PFH, opcjonalnie MTTFd, DCavg i punkty CCF) rejestrują Państwo następnie w module; oprogramowanie porównuje PL z PLr i sygnalizuje sprzeczności z wartościami charakterystycznymi z normy, na przykład gdy podany PL nie pasuje do kategorii według rysunku 12 albo wartość PFH nie pasuje do tabeli 3.
Od razu widać, która funkcja bezpieczeństwa osiąga wymagany poziom zapewnienia bezpieczeństwa i gdzie nadal potrzebne są działania, z kontrolą wiarygodności zamiast ślepego przepisywania.
Dowód w zbiorczej dokumentacji CE
Zarejestrowane funkcje bezpieczeństwa pojawiają się wraz z przyporządkowaniem do zagrożeń, PLr wraz z jego pochodzeniem, wynikiem z SISTEMA i statusem weryfikacji jako osobny rozdział w eksporcie zbiorczym projektu (PDF i Word) oraz w ustrukturyzowanym eksporcie projektu.
Wykazanie bezpieczeństwa funkcjonalnego znajduje się tam, gdzie spodziewają się go organy nadzoru rynku i audytorzy: w dokumentacji technicznej, bez osobnego archiwum plików.
Czego moduł celowo nie robi
CE-Copilot nie oblicza osiągniętego poziomu zapewnienia bezpieczeństwa i nie prowadzi bibliotek komponentów. To obliczenie krytyczne dla bezpieczeństwa należy do SISTEMA, bezpłatnego narzędzia referencyjnego instytutu IFA przy DGUV, z wartościami charakterystycznymi komponentów utrzymywanymi przez producentów (VDMA 66413). Moduł nie zastępuje też walidacji wg EN ISO 13849-2 ani oceny inżynierskiej: S, F i P są celowo odrębnymi danymi wejściowymi i nie są wyprowadzane ze wskaźnika ryzyka z oceny ryzyka. Odpowiedzialność za oznakowanie CE pozostaje po stronie producenta.
Uporządkowane dokumentowanie wykazania poziomu zapewnienia bezpieczeństwa już teraz
Mogą Państwo ustalić PLr dla każdej funkcji bezpieczeństwa w sposób możliwy do prześledzenia, udokumentować wynik z SISTEMA i zweryfikować PL ≥ PLr, w ramach zbiorczej dokumentacji CE. Od planu Starter, licencja każdorazowo na trzy miesiące.