W dobie automatyzacji i robotyzacji zadań, wiele linii produkcyjnych wyposażonych jest w urządzenia, które realizują proces produkcji z wysoką wydajnością. Bardzo często takie maszyny współpracują z człowiekiem. Niestety ta współpraca bywa niebezpieczna i jest obwarowana wieloma obostrzeniami, co w przypadku wysokiej automatyzacji okazuje się niewystarczające. Czy i jak można udoskonalić system bezpieczeństwa na liniach produkcyjnych i halach magazynowych?
Współpraca człowieka i robota – utrudnienia i obwarowania
Kobotyzacja, czyli współpraca człowieka i maszyny, nie jest jeszcze w pełni bezpieczna. Istnieje wiele procedur wspomagających i zapewniających bezpieczeństwo osobom pracującym ramię w ramię z robotem, ale nie są to rozwiązania pozbawione wad. Co więcej, sami pracownicy, często chcąc przyspieszyć proces, potrafią te systemy „oszukać”, tworząc tym samym środowisko sprzyjające nieszczęśliwym wypadkom. Jak to wygląda w praktyce?
Strefy, odległości i fizyczne kurtyny
Obecny poziom robotyzacji i automatyzacji pracy na liniach produkcyjnych i w magazynach powoduje, że pracownik w trakcie pracy robota musi znajdować się w bezpiecznej odległości od niego. Aby odległość została zachowana, projektanci i integratorzy systemów stawiają na budowę wygrodzeń. W ten sposób wyznaczają strefę zabronioną. Oznacza to, że podczas pracy robota pracownik musi znajdować się poza tą strefą.
Wady rozwiązania opartego na fizycznych barierach
Z praktycznego punktu widzenia takie zastosowanie ma cztery zasadnicze wady:
- wygrodzenia zajmują sporą ilość przestrzeni, co powoduje, że na danym obszarze produkcyjnym można umieścić mniejszą liczbę maszyn;
- fizyczne kurtyny bezpieczeństwa i przegrody można łatwo oszukać;
- niespełnienie warunków bezpieczeństwa założonych w systemie niepotrzebnie zatrzymuje pracę maszyny, pomimo braku obecności pracownika w strefie zagrożenia;
- zaledwie garstka pracowników jest uprawniona do wyłączenia alarmu naruszonej strefy bezpieczeństwa – dlatego proces przywrócenia maszyny do pracy trwa długo, a pracownicy, aby ją wyłączyć, muszą przerwać pracę.
Istnieje wiele udokumentowanych przypadków, kiedy pracownicy łamali zabezpieczenia stref bezpieczeństwa. W konsekwencji dochodziło do nieszczęśliwych wypadków. Przykładowo strefę, która wymaga od pracownika zamknięcia furtki bezpieczeństwa, można oszukać zaklejając zamek taśmą. Spowoduje to, że linia produkcyjna działa pomimo otwartej furtki. Bywa też tak, że pracownik nie domyka furtki, przez co maszyna nie wykonuje swoich zadań – nie pracuje ze względów bezpieczeństwa.
Alternatywy dla konwencjonalnych systemów bezpieczeństwa: wirtualne kurtyny bezpieczeństwa
Czym są i jak działają wirtualne kurtyny bezpieczeństwa
Są to systemy, które przy użyciu algorytmów i obrazu z jednej lub wielu kamer czy z użyciem laserów lub fal radiowych, są w stanie rozpoznać, czy wyznaczona strefa bezpieczeństwa została naruszona. Maszyna otrzymuje notyfikację o tym wydarzeniu i wykonuje zaprogramowaną akcję, np. zatrzymuje się. W ten sposób można częściowo lub całkowicie wyeliminować potrzebę budowania fizycznych wygrodzeń. Sposób działania takich kurtyn dobrze ilustruje poniższy film.
Wirtualne kurtyny bezpieczeństwa bez systemu rozpoznającego ludzi
Na rynku zaczynają pojawiać się systemy bezpieczeństwa pozwalające na stworzenie na obszarze fabryki lub magazynu wirtualnych kurtyn bezpieczeństwa. Na całym świecie obecnie istnieją zaledwie dwa takie rozwiązania. Dzięki nim możliwe jest:
- zaoszczędzenie miejsca hal produkcyjnych i magazynowych;
- uniknięcie błędów kurtyn (niedomknięta furtka) i chałupniczego hakowania.
Choć są to przydatne funkcje, to w przypadku silnie zautomatyzowanych fabryk mogą okazać się niewystarczające. Przykładową wadą systemów wirtualnych kurtyn bezpieczeństwa jest to, że w przypadku pojawienia się w strefie drugiego robota czy przedmiotu, akcja zabezpieczająca zostanie wykonana. Może to być problemem wtedy, gdy np. robot współpracuje z człowiekiem i samojezdnym wózkiem AGV.
Wirtualne kurtyny bezpieczeństwa z systemem rozpoznającym ludzi
Stoimy jeszcze u progu ery zaawansowanych systemów bezpieczeństwa. Zapotrzebowanie producentów autonomicznych maszyn przyspieszyło rozwój prac nad takimi systemami, ale nie są one dedykowane fabrykom. Dlatego w tej kategorii Thermosafety jest produktem pionierskim – tylko Thermosafety odróżnia człowieka od reszty otoczenia w środowisku hali produkcyjnej czy magazynu. Użycie wirtualnych kurtyn bezpieczeństwa połączone z rozpoznawaniem ludzi pozwala dodatkowo na:
- niezawodne zabezpieczenie stref zagrożonych;
- wykonanie przez robota zaprogramowanej akcji w przypadku przekroczenia granic strefy przez człowieka: spowolnienie jego działania lub całkowite zatrzymanie;
- brak reakcji robota na nowe przedmioty i maszyny, które pojawią się w strefie bezpieczeństwa.
Na obecnym etapie nasz system zwiększa bezpieczeństwo istniejących już stref zagrożenia. Pracujemy nad tym, aby mógł on całkowicie zastąpić wygrodzenia w fabrykach. Co więcej, rozpoczęliśmy proces certyfikacji. Po jego ukończeniu będziemy mieli pewność, że system bezpieczeństwa Thermosafety będzie mógł całkowicie zastąpić fizyczne bariery bezpieczeństwa. Jeżeli chcesz być na bieżąco z informacjami o inteligentnym systemie bezpieczeństwa Thermosafety, możesz śledzić nas na LinkedIn lub zapisać się do Newslettera.
