Ocena ryzyka maszyny: jak przygotować bezpieczne stanowisko produkcyjne?

Ocena ryzyka maszyny to uporządkowany proces, który pozwala wskazać zagrożenia na każdym etapie jej użytkowania i potwierdzić, że zastosowane zabezpieczenia są wystarczające. Należy wykonać ją przed oddaniem maszyny do użytku, po istotnej modernizacji oraz wtedy, gdy zmienia się sposób pracy operatorów.

Na czym polega ocena ryzyka maszyny?

Ocena ryzyka maszyny nie jest listą formalności do dokumentacji CE ani jednorazową kontrolą osłon. To analiza całego cyklu życia urządzenia: 

• transportu,
• montażu, 
• przezbrojenia, 
• pracy automatycznej i ręcznej, 
• czyszczenia, 
• usuwania zacięć, 
• konserwacji, 
• awarii,
• demontażu.

Jej celem jest odpowiedź na 3 praktyczne pytania:

• Jakie zagrożenie występuje i w której strefie maszyny?

• Kto może znaleźć się w sytuacji niebezpiecznej oraz w jakich warunkach?

• Czy rozwiązania konstrukcyjne, układ sterowania i organizacja pracy ograniczają ryzyko do poziomu akceptowalnego?

Norma EN ISO 12100 opisuje ocenę ryzyka jako proces obejmujący określenie granic maszyny, identyfikację zagrożeń, szacowanie ryzyka, jego ewaluację oraz redukcję. Uwzględnia przy tym nie tylko przewidziane zastosowanie, lecz także racjonalnie przewidywalne niewłaściwe użycie.

W ujęciu projektowym oznacza to, że projektant nie powinien zakładać wyłącznie idealnego przebiegu procesu. Jeżeli operator może próbować usunąć zakleszczony detal bez pełnego zatrzymania układu, taki scenariusz trzeba przeanalizować. Podobnie należy potraktować dostęp serwisowy do napędów, pracę w trybie nastawczym czy ponowne uruchomienie po zaniku zasilania.

O tym pamiętaj!

• Ocena ryzyka musi obejmować także przezbrojenie, czyszczenie, serwis i usuwanie zacięć, ponieważ właśnie wtedy pracownik często zbliża się do strefy niebezpiecznej.
• Osłona nie zawsze rozwiązuje problem. Jeżeli zagrożenie można usunąć przez zmianę konstrukcji lub sekwencji ruchu, ten wariant ma pierwszeństwo.
• Po modernizacji należy ocenić cały zmieniony układ, a nie tylko nowo zamontowany robot, przenośnik albo moduł bezpieczeństwa.
• Dokument oceny ryzyka powinien wskazywać dowody skuteczności zabezpieczeń: wyniki testów, parametry bezpieczeństwa, schematy, instrukcje oraz osoby odpowiedzialne za odbiór.
• Maszyna nieukończona nie jest gotowym stanowiskiem produkcyjnym. Wymaga włączenia do maszyny finalnej i oceny zagrożeń powstałych na styku wszystkich modułów.

Kiedy trzeba wykonać ocenę ryzyka maszyny?

Najbezpieczniej rozpocząć analizę już na etapie koncepcji. Wtedy można zmienić układ stacji, dobrać napęd o mniejszej energii, odsunąć punkt odkładczy od strefy pracy człowieka lub zaprojektować dostęp serwisowy bez demontażu osłon. Późniejsze poprawki są zwykle bardziej kosztowne, ponieważ ingerują w mechanikę, pneumatykę, elektrykę i program PLC.

Ocena ryzyka projektowanej maszyny powinna poprzedzać wykonanie dokumentacji wykonawczej. Projektant określa wówczas granice maszyny:

• funkcję, 
• materiał wejściowy i wyjściowy,
• tryby pracy, 
• zakładany personel, 
• otoczenie, 
• interfejsy z innymi urządzeniami,
• granice czasowe użytkowania.

Ponowna analiza jest potrzebna również po modernizacji. Dotyczy to między innymi sytuacji, gdy zakład:

• zwiększa prędkość linii lub masę transportowanego detalu;
• instaluje robota, podajnik, prasę, kamerę wizyjną albo dodatkowy napęd;
• zmienia logikę sterowania, tryby pracy lub sekwencję automatyczną;
• łączy kilka maszyn w jedną linię;
• zmienia sposób obsługi, np. wprowadza ręczne odbieranie detali;
• usuwa osłony albo zmienia dostęp do strefy zagrożenia.

Modernizacja nie polega wyłącznie na dołożeniu komponentu. Nowy przenośnik może utworzyć punkt wciągania na połączeniu z istniejącą maszyną, a robot paletyzujący zmienia sposób wejścia człowieka do strefy. Dlatego przed wdrożeniem zmian warto uwzględnić również automatyzację linii produkcyjnych jako jeden spójny układ: mechanikę, sterowanie, funkcje bezpieczeństwa i faktyczny przepływ materiału.

Jak przebiega analiza zagrożeń?

Punktem wyjścia jest opis funkcji urządzenia, a nie zestawienie gotowych środków ochronnych. Zespół ocenia kolejne zadania wykonywane przez operatora, ustawiacza, utrzymanie ruchu, elektryka oraz osobę sprzątającą stanowisko.

1. Wyznaczenie granic maszyny

Granice maszyny określają, co rzeczywiście podlega analizie. Obejmują nie tylko samą ramę urządzenia, ale też szafy sterownicze, układy podawcze, wygrodzenia, pulpit operatorski, strefy załadunku i odbioru oraz połączenia z urządzeniami sąsiednimi.

Warto opisać tryby pracy osobno. Maszyna może inaczej zachowywać się podczas produkcji automatycznej, ręcznego ustawiania, kontroli jakości, wymiany narzędzia czy diagnostyki. Zabezpieczenie poprawne w cyklu automatycznym nie musi być wystarczające w trybie nastawczym.

2. Identyfikacja zagrożeń i sytuacji niebezpiecznych

W produkcji najczęściej występują zagrożenia:

• • mechaniczne: zgniecenie, ścinanie, wciągnięcie, uderzenie lub wyrzut elementu;
  • elektryczne: porażenie, łuk elektryczny, nieprawidłowe uziemienie;
  • pneumatyczne i hydrauliczne: niekontrolowany ruch siłownika, rozszczelnienie, niekontrolowane obniżenie lub upadek utrzymywanego elementu;
  • termiczne: kontakt z gorącą powierzchnią, ciekłym tworzywem lub parą;

• związane z hałasem, drganiami, promieniowaniem albo pyłem;

• ergonomiczne: wymuszona pozycja, duża siła ręczna, powtarzalność ruchów;
• związane ze sterowaniem: nieoczekiwany rozruch, błędna sekwencja, utrata komunikacji lub reset błędu.

Szczególnej uwagi wymagają punkty styku urządzeń, np. obszar przekazania detalu między przenośnikami, wejście do celi zrobotyzowanej, strefa pracy chwytaka oraz miejsce, w którym operator ręcznie usuwa odrzuty.

3. Szacowanie i ewaluacja ryzyka

Dla każdej sytuacji niebezpiecznej ocenia się ciężkość możliwego urazu, częstotliwość lub czas narażenia oraz możliwość uniknięcia zagrożenia. Nie wystarczy wpisać w tabeli ogólnego hasła „wysokie ryzyko”. Trzeba opisać, co uruchamia zdarzenie, jaka osoba jest narażona i dlaczego obecne środki nie wystarczają.

Dobra karta analizy wskazuje także stan po zastosowaniu zabezpieczenia. Dzięki temu odbiorca widzi związek między wykrytym zagrożeniem a konkretną decyzją projektową.

4. Redukcja ryzyka według właściwej kolejności

EN ISO 12100 wskazuje 3-etapową hierarchię redukcji ryzyka:

1. Najpierw stosuje się rozwiązania bezpieczne już na poziomie konstrukcji 
2. Następnie stosuje się osłony i uzupełniające środki ochronne
3. Na końcu aplikujemy informacje dla użytkownika

Informacja, instrukcja i szkolenie są ważne, ale nie powinny być pierwszą odpowiedzią na zagrożenie mechaniczne. Jeżeli ruchomy element można odgrodzić osłoną stałą albo wyeliminować jego dostępność przez zmianę konstrukcji, samo ostrzeżenie na etykiecie nie stanowi wystarczającego środka ochrony.

Przykładowo, brytyjski urząd HSE wskazuje podobną praktykę, czyli w pierwszej kolejności należy stosować osłony stałe, a tam, gdzie nie jest to możliwe, osłony blokujące, które uniemożliwiają rozruch przy otwarciu i otwarcie przed zatrzymaniem niebezpiecznego ruchu.

Ocena ryzyka maszyny – przykład z linii pakującej

Załóżmy, że zakład rozbudowuje linię pakującą o automatyczny podajnik kartonów i przenośnik odbiorczy. Operator odbiera kartony, a utrzymanie ruchu usuwa sporadyczne zacięcia w strefie podania.

W karcie oceny ryzyka należy wskazać, że podczas usuwania zakleszczonego kartonu pracownik może wsunąć dłoń między napędzany przenośnik a element prowadzący. Skutkiem może być wciągnięcie palców. Sama instrukcja „nie wkładać rąk” nie usuwa przyczyny zagrożenia.

Skuteczne rozwiązanie powinno łączyć kilka elementów, tj. zmianę geometrii prowadnic, która ograniczy powstawanie zacięć, osłonę dostępu do strefy napędu, funkcję bezpiecznego zatrzymania przed otwarciem osłony oraz jasno określoną procedurę odblokowania. Następnie trzeba sprawdzić w testach, czy po otwarciu osłony ruch niebezpieczny rzeczywiście ustaje i czy operator nie ma innej, łatwej drogi dostępu do tej strefy.

To właśnie testowanie odróżnia analizę użyteczną dla produkcji od dokumentu przygotowanego wyłącznie na papierze.

Kto wykonuje ocenę ryzyka maszyny?

Za zapewnienie przeprowadzenia oceny odpowiada producent maszyny albo jego upoważniony przedstawiciel. W przypadku kompletnej linii odpowiedzialność spoczywa na podmiocie, który integruje elementy w funkcjonalną całość i oddaje ją do użytku jako maszynę lub zespół maszyn. Dyrektywa maszynowa 2006/42/WE wymaga, aby producent zapewnił ocenę ryzyka, a następnie zaprojektował i wykonał maszynę z uwzględnieniem jej wyników.

Sama analiza powinna jednak powstawać zespołowo. W rzeczywistych warunkach potrzebni są: 

• konstruktor, 
• automatyk,
• programista PLC, 
• specjalista ds. bezpieczeństwa funkcjonalnego, 
• elektryk,
• osoba znająca proces technologiczny,
• przedstawiciel użytkownika. 

Udział operatora i utrzymania ruchu jest szczególnie cenny przy analizie czyszczenia, przezbrojeń oraz rzeczywistych metod usuwania zakleszczeń.

Od 20 stycznia 2027 r. rozporządzenie (UE) 2023/1230 będzie stosowane w pełnym zakresie i uchyli dyrektywę 2006/42/WE. Rozporządzenie utrzymuje obowiązek oceny ryzyka, a przy maszynach z funkcjami autonomicznymi wyraźnie uwzględnia również zagrożenia wynikające z przewidywalnej ewolucji zachowania lub logiki systemu.

Czym różni się maszyna nieukończona?

Ocena ryzyka maszyny nieukończonej nie kończy procesu bezpieczeństwa całego stanowiska. Maszyna nieukończona to zespół, który ma zostać wbudowany w inną maszynę albo zmontowany z innym zespołem, aby stworzyć urządzenie finalne. Przykładem może być moduł napędowy, układ transportowy lub element zrobotyzowanej stacji, który samodzielnie nie może wykonywać określonej funkcji bez integracji.

Producent takiego modułu identyfikuje zagrożenia i wymagania dotyczące własnego zakresu dostawy, przygotowuje dokumentację techniczną, instrukcję montażu oraz deklarację włączenia. Maszyny nieukończonej nie wolno jednak oddać do użytku przed potwierdzeniem zgodności maszyny finalnej.

Integrator powinien więc ocenić ryzyka na granicach modułów: 

• przekazywanie sygnałów bezpieczeństwa, 
• zatrzymanie awaryjne, 
• restart po otwarciu osłony, 
• zatrzymanie energii,
• dostęp człowieka do wspólnej strefy pracy. 

To częsty punkt krytyczny w zautomatyzowanych gniazdach, ponieważ każdy dostawca może poprawnie zabezpieczyć własny moduł, ale zagrożenie pojawi się dopiero po ich połączeniu.

Jak udokumentować wynik oceny ryzyka maszyny?

Dokumentacja powinna umożliwić niezależne zrozumienie decyzji technicznych. Zamiast ogólnych formuł warto wskazać konkretne strefy maszyny, scenariusze narażenia, zastosowane środki i sposób ich weryfikacji.

Praktyczny pakiet obejmuje:

• opis granic maszyny i trybów pracy;
• wykaz zidentyfikowanych zagrożeń;
• tabelę oszacowania ryzyka przed oraz po zastosowaniu środków ochronnych;
• listę zastosowanych norm i wymagań;
• schematy elektryczne, pneumatyczne i funkcjonalne;
• opis funkcji bezpieczeństwa oraz wyniki ich walidacji;
• instrukcję użytkowania, czyszczenia, przezbrojenia i konserwacji;
• rejestr zmian, jeżeli stanowisko było modernizowane.

Dobrą praktyką jest przejście stanowiska wspólnie z operatorem i utrzymaniem ruchu jeszcze przed odbiorem. Wtedy można wykryć „skrót”, który nie występuje na schemacie, ale pojawia się w codziennej pracy, tj. obchodzenie osłony, ręczne podtrzymywanie detalu czy wejście do celi po niepełnym zatrzymaniu procesu.

FAQ – najczęściej zadawane pytania

Czy ocena ryzyka jest potrzebna po dołożeniu robota do istniejącej maszyny?

Tak, jeżeli robot zmienia funkcję, parametry, sekwencję pracy, strefy dostępu lub sposób sterowania stanowiskiem. Należy ocenić nie tylko robota, lecz także współpracę z dotychczasową maszyną, transportem detali, wygrodzeniem i układem zatrzymania awaryjnego.

Jeżeli modernizacja obejmuje również autonomiczne roboty mobilne, analizą trzeba objąć trasy przejazdu, punkty odbioru i odkładania ładunków, ruch pieszy oraz zasady działania robota przy przeszkodach i skrzyżowaniach. 

Czy instrukcja BHP może zastąpić osłonę albo kurtynę świetlną?

Nie. Instrukcja i szkolenie należą do informacji dla użytkownika, czyli ostatniego poziomu redukcji ryzyka. W pierwszej kolejności należy usuwać zagrożenie konstrukcyjnie, a gdy jest to niemożliwe, stosować osłony i techniczne środki ochronne.

Jak często aktualizować ocenę ryzyka stanowiska?

Nie ma sensu aktualizować jej wyłącznie według stałego kalendarza. Przegląd należy wykonać po zmianie konstrukcji, parametrów procesu, sposobu obsługi, oprogramowania sterownika, wyposażenia ochronnego albo po zdarzeniu wskazującym na nowe zagrożenie, np. powtarzającym się zakleszczeniu.

Czy można uruchomić maszynę nieukończoną w celu testów?

Testy mogą wynikać z procesu integracji i montażu, lecz maszyna nieukończona nie może zostać oddana do normalnego użytkowania jako samodzielne stanowisko. Przed przekazaniem finalnej maszyny do pracy trzeba zamknąć ocenę ryzyka całego układu i potwierdzić zgodność maszyny końcowej.

Jeśli planujesz nową stację, integrację robota lub modernizację istniejącej linii, zacznij od wspólnego przeglądu procesu, stref dostępu i scenariuszy serwisowych. Zespół ELPLC może wesprzeć analizę techniczną oraz zaprojektowanie automatyki, które uwzględniają bezpieczeństwo już na etapie koncepcji.

Źródła

• https://www.cencenelec.eu/media/CEN-CENELEC/Areas%20of%20Work/CENELEC%20sectors/Mechanical%20and%20Machines/Documents/Quicklinks/eniso12100relationmachinerydirective.pdf
• https://www.hse.gov.uk/work-equipment-machinery/introduction.htm
• https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2006/42/oj/eng
• https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2023/1230/oj/eng
• https://edgp.gazetaprawna.pl/prawo/prawo-administracyjne/artykuly/10418667,nowe-przepisy-okreslaja-wymagania-dla-maszyn.html