Maschinensicherheit

Sicher lebt es sich länger

Eine EU-Richtlinie, die kein bürokratisches Monster ist. Gibts nicht? Gibt es sehr wohl. Wie SCOPE-Redakteur Johannes Gillar bei seinen Recherchen zur neuen Maschinenrichtlinie erfuhr, sieht die Industrie in ihr und der CE-Kennzeichnung ein sinnvolles Element. Denn sie macht Maschinen nicht nur sicherer, sondern auch wirtschaftlicher.

Die Belade-Handling Einheit besteht aus einer EGC-Achse von Festo zum Anfahren von Zwischenpositionen sowie dem Minischlitten DGSL. Der Einsatz von pneumatischer und elektrischer Antriebstechnik ermöglicht hohe Präzision. (Foto: Festo/Cama)

Wie lange lebt Ihr Mitarbeiter noch? Finden Sie diese Frage provokant? Dabei ist sie durchaus angebracht, denn es gibt weltweit jährlich rund 270 Millionen Arbeitsunfälle bei denen 2,2 Millionen Menschen sterben. Laut International Labor Organization sind das täglich 6.000 Menschen. In den entwickelten Ländern wie Deutschland sind die Zahlen natürlich weniger dramatisch und auch rückläufig – doch auch hierzulande sind 2012 immerhin 563 Menschen an den Folgen eines Arbeitsunfalls gestorben und über eine Million verletzen sich zum Teil schwer. Viele schwere Unfälle mit tödlichen Folgen ereignen sich dort, wo Menschen direkt an Maschinen arbeiten beziehungsweise im unmittelbaren Umfeld einer Maschine tätig sind. Liest man die Unfallberichte der Berufsgenossenschaften finden sich dort viele Fälle über Hände die in Pressen geraten sind, Mitarbeiter, die in Schrottpressen fallen oder tödliche Unfälle mit Gabelstaplern und anderen Flurförderzeugen. Kein Wunder, das die Europäische Union (EU) diesem Problem mit der neuen Maschinenrichtlinie 2006/42/EG schon seit einiger Zeit zu Leibe rückt. Sie gilt seit dem 29. Dezember 2009 und soll für die funktionale Sicherheit – und damit für den Schutz von Mensch, Maschine und Produktionsgut – sorgen.

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Wer Verordnungen der EU kennt, fragt sich natürlich unwillkürlich, ob es sich bei der neuen Maschinenrichtlinie und den damit verbundenen Normen um den bekannten Überregulierungswahn der EU-Kommissare handelt. Die Industrie ist sich bei dieser Frage einig. "Die Neufassung der Maschinenrichtlinie war notwendig", so Johannes Hopp, Safety-Spezialist in der Abteilung Produktmarketing des Vertriebs Deutschland bei Festo. "Unvollständige Maschinen wurden in den Anwendungsbereich mit aufgenommen und eine klarere Abgrenzung zu anderen Richtlinien wie der Niederspannungsrichtlinie vorgenommen. Vor allem wurden die grundlegenden Sicherheitsanforderungen an den technischen Fortschritt angepasst." Allerdings erfordere die neue DIN EN ISO 13849 mehr administrativen Aufwand. Auch sein Kollege Dr. Alexandre Orth, Project Risk Manager bei Bosch Rexroth, sieht die Neufassung positiv. "Diese Vorgaben steigern auf jeden Fall das Bewusstsein aller Beteiligten und geben wichtige Impulse für bessere Maschinen", urteilt er, bemängelt aber gleichzeitig, dass "solche Vorgaben natürlich einfacher gestaltet sein könnten". Deshalb arbeite Bosch Rexroth in den Normungsausschüssen mit, um praxisorientierte Lösungen für die Funktionale Sicherheit zu erreichen. Aktuell gebe es beispielsweise Überlegungen die Normen ISO 13849 und IEC 62061 zusammenzuführen. "Durch verständlichere Normen können wir die Umsetzung der Vorgaben vereinfachen und weltweit standardisieren. Eines zeigt die Praxis immer wieder: Nur sichere Maschinen sind wirtschaftliche Maschinen", bekräftigt Orth. Ein bürokratisches Monster will auch Arndt Christ, Leiter Customer Support bei Pilz in Ostfildern nicht darin sehen. "Im Grundgesetz Artikel 2 wird beschrieben, daß jeder das Recht auf körperliche Unversehrtheit hat. Daher ist es nur zwingend, dass alles getan wird, dass Angestellte durch die Überlassung von Arbeitsmitteln kein Schaden zugefügt wird", ist er überzeugt. Die Maschinenrichtline sorge dafür, dass eine gleichbleibende Qualität und Sicherheit für Maschinen im europäischen Raum gewährleitst ist. "Deswegen sehe ich die Maschinenrichtlinie als einen wichtigen Meilenstein, auch wenn damit Arbeit verbunden ist, man viel dokumentieren und Bedienungsanleitungen schreiben muss", erklärt er.

Hersteller und Betreiber von Maschinen müssen sich also in jedem Fall auf geänderte Verfahren und Bestimmungen einstellen, um ihre Wettbewerbs- und Exportfähigkeit sowie Haftungssicherheit weiterhin zu gewährleisten. Was genau ist nun aber neu oder anders? „Bezogen auf die Vorgänger Richtlinie 98/37/EG hat sich im Kern nichts Wesentliches geändert. Die grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen stehen nach wie vor im Fokus“, erklärt Dr. Thomas Grögler, Leiter von Safety Integrated bei Siemens Industry in Erlangen. Die funktionale Sicherheit komme bei den risikomindernden Maßnahmen zum Tragen, bei denen eine technische Schutzmaßnahme mittels einer Steuerungsfunktion realisiert wird. Dieser Grundgedanke habe sich ebenfalls nicht geändert und der Maschinenhersteller müsse sich genauso wie bisher Gedanken zu dem Thema Sicherheitsfunktionen mit dem Hilfsmittel funktionaler Sicherheit machen. „Dabei unterstützen wir als Automatisierungsunternehmen unsere Kunden, indem wir ihnen alle notwendigen Daten zur Verfügung stellen und darüber hinaus praktische Beispiele für die korrekte Anwendung der funktionalen Sicherheit im Rahmen der harmonisierten Normen unter der Richtlinie 2006/42/EG anbieten“; erläutert Grögler. Denn im gemeinsamen Dialog, so der Manager weiter, „lassen sich so die Anforderungen der Richtlinie oft einfacher und effektiver umsetzen“.

Die Neuerungen der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG betreffen also hauptsächlich die Risikobeurteilung, Anforderungen an die Dokumentation und geeignete Sicherheitssysteme, die Konformitätsbewertung sowie Maschinenbauer außerhalb der Europäischen Union. Konformität mit der Maschinenrichtlinie und somit Exportfähigkeit und Haftungssicherheit erreichen Hersteller durch die Anwendung der Normen EN ISO 13849-1 oder EN 62061. Der darin geforderte Sicherheitsnachweis muss offenlegen, dass der in der Risikobeurteilung ermittelte SIL/PL-Wert mit der angewandten Sicherheitslösung erreicht wurde. Eine klar strukturierte Risikobeurteilung ist damit die Basis für den Sicherheitsnachweis. „Die Risikobeurteilung war und ist zentraler Bestandteil der Maschinenrichtlinie: Damit ist sie weiterhin Dreh -und Angelpunkt aller Überlegungen und Anforderungen“, betont Siemens-Manager Grögler. Das werde zum Beispiel daran deutlich, dass man für „unvollständige Maschinen“ ebenfalls eine Risikobeurteilung wie für eine „Maschine“ fordere. Und die neuerdings notwendige Einbauerklärung sei das Medium für den Maschinenhersteller, das ihm helfen soll die gesamte Risikobeurteilung der Maschine auch vernünftig machen zu können. „Denn eines muss man sich immer vor Augen führen: Der Hersteller einer Maschine ist für die Risikobeurteilung verantwortlich und er muss sicherstellen, dass alle Maschinenteile, ob als unvollständige Maschine oder aber selbst entwickelt, unter dem Strich zu einer „sicheren Maschine“ zusammengebaut werden“, verdeutlicht er. Nur er könne auf Basis der Risikobeurteilung am Ende die CE - Kennzeichnung vornehmen.

Risikobeurteilung für sichere Maschinen

Die Risikobeurteilung ist also der erste Schritt auf dem Weg zur sicheren Maschine - und das bereits in der Planungsphase der Maschine. Diese Beurteilung sollte man in der technischen Dokumentation der Maschine beschreiben. Aus der Risikobeurteilung leiten sich Schutzmaßnahmen zur Risikominderung ab, die durch Sicherheitsfunktionen beschrieben werden. Anschließend überprüft und bewertet der Hersteller die Lösung der Sicherheitsfunktion so lange, bis die in der Risikobeurteilung geforderte Sicherheitsintegrität erreicht ist. Die normenkonforme Dokumentation dient dabei als Beweisführung, gibt Rechtssicherheit und ist unabdingbar für die CE-Konformitätserklärung.

Und was bedeutet das konkret für die Maschinenbauer, Automatisierungsunternehmen und Betreiber? „Sie bildet den rechtlichen Rahmen zum Thema Sicherheit von Maschinen und Anlagen und sie ist der Maßstab, an dem sich die funktionale Sicherheit von Maschinen und Anlagen innerhalb der Europäischen Union messen lassen muss“, erläutert Pilz-Experte Christ. Man spreche von „Funktionaler Sicherheit“, wenn der sichere Betrieb von Maschinen und Anlagen von der korrekten Funktion der installierten sicherheitsbezogenen Steuerungssysteme abhängt. „Für Maschinen, die man innerhalb des europäischen Wirtschaftsraums in Verkehr bringt, gibt sie ein einheitliches Sicherheitsniveau vor und gewährleistet so den freien Warenverkehr“, ergänzt er. Mit der CE-Kennzeichnung würden Maschinenbauer dokumentieren, dass das Produkt den dafür zutreffenden Richtlinien entspricht. Christ: „Man spricht daher beim CE-Kennzeichen auch vom „Reisepass für Europa.“ Dem können sich auch Automatisierungsunternehmen nicht entziehen, liefern sie doch zahlreiche Systeme und Komponenten, die in den Maschinen verbaut werden. „Das bedeutet auch für Festo als Automatisierungsspezialist, dass bei allen Lösungen und Komponenten die sicherheitstechnischen Anforderungen der Richtlinie, als auch der daraus resultierenden Normen mit betrachtet werden müssen“, macht Safety-Spezialist Hopp deutlich.

Bosch-Rexroth-Spezialist Orth sieht insbesondere die Vorteile für die Maschinenbetreiber: „Diese haben zunächst einmal die Sicherheit, dass neue Maschinen den aktuellen Stand der Sicherheitstechnik erfüllen. Innerhalb der Europäischen Union dürfen nur noch Maschinen in Verkehr gebracht werden, die den Anforderungen dieser Richtlinie entsprechen. Das müssen die Hersteller dokumentieren.“ Die Maschinenrichtlinie habe bei der Beurteilung der Zuverlässigkeit sicherheitsrelevanter Systeme das Vorgehen hinsichtlich Systematik und Dokumentation verbindlich gemacht. Das gebe auch den Maschinenherstellern Rechtssicherheit. „Zusätzlich erhalten sie konkrete Empfehlungen, was sie in ihren Maschinen verbessern können, etwa durch Diagnose mit geeigneten Sensoren oder den Einbau redundanter Systeme“, betont er. Wollen Unternehmen in punkto Maschinensicherheit kein Risiko eingehen, ist die funktionale Sicherheit ihrer Maschinen also ein Muss. Um nun das CE-Label zu erhalten, sind sie unter anderem verpflichtet, an ihren Maschinen das so genannte Konformitätsbewertungsverfahren durchzuführen. Denn dadurch bestätigt ein Hersteller, dass die Maschinen oder Anlagen alle erforderlichen Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG erfüllen.

Tatkräftig unterstützt werden die Maschinenbauer dabei von den Automatisierungsspezialisten, die unter verschiedenen Slogans entsprechende Komponenten und Systeme anbieten. Das Familienunternehmen Pilz bietet unter dem Motto „Wir automatisieren. Sicher.“ seine Lösungen an. „Mit der Entwicklung des ersten Pnoz-Sicherheitsrelais im Jahre 1987 hat Pilz einen Meilenstein im Bereich Maschinensicherheit gesetzt“, so Arndt Christ. Mit der Weiterentwicklung bis hin zum Pnoz Multi versucht Pilz die Maschinensicherheit immer sicherer und anwenderfreundlicher zu gestalten. Ein andere innovative Sicherheitslösung ist das dreidimensionale Kamerasystem Safety Eye. Dabei handele es sich um eine „sehende“ Sicherheitstechnologie für die Raumüberwachung, die intelligente Sensorik mit effektiver Steuerung kombiniert. „Mit dem Kamerasystem lässt sich eine lückenlose Überwachung des Gefahrenbereichs flexibel, sicher und einfach realisieren“, macht er klar.

Dabei würden virtuelle Warn- und Schutzräume mechanische Barrieren ersetzen und Gefahr bringende Arbeitsprozesse sicher überwachen und steuern –zum Schutz von Mensch und Maschine. Mit dem Automatisierungssystem PSS 4000 bietet Pilz heute ein System für die gesamte Automatisierung einer Maschine. Denn ein Trend geht dahin, dass Automatisierungs- und Sicherheitsfunktionen eine gemeinsame Steuerungsarchitektur verwenden – oder dass die beiden bislang getrennten Bereiche funktional sogar miteinander verschmelzen. Gerade bei verteilten Anlagen setzen sich gemischte Aufbauten durch, um beispielsweise Verkabelungsaufwand und Schnittstellenprobleme zu minimieren.

Skalierbare Sicherheitssteuerungen

Wettbewerber Bosch Rexroth bietet laut Project Risk Manager Orth, mit "Safety on Board" normgerechte Lösungen auf sämtlichen Automationsebenen und für alle Antriebstechnologien. "Wir haben mit Safe Logic und Safe Logic Compact skalierbare Sicherheitssteuerungen und für die Antriebe ein sehr breites Spektrum an sicheren Funktionen", erklärt er. Außerdem unterstütze man die Kunden bei der Konzeption von hydraulischen Systemen mit integrierten Sicherheitsfunktionen, beispielsweise Steuerblöcken für Pressen. Auch der Esslinger Fluidtechnik- und Automatisierungsspezialist Festo hat Sicherheit zum Programm gemacht und bietet "sicherheitsgerichtete" Pneumatik und Automatisierungstechnik an. "Das bedeutet, dass wir sowohl Produkte als auch Lösungen anbieten, die dem Kunden helfen, die Anforderungen der Maschinenrichtlinie auf effiziente und einfache Art pneumatisch oder elektrisch zu erfüllen", verdeutlicht Safety-Spezialist Hopp. Sicherheitsfunktionen seien in den Produkten und Lösungen bereits enthalten, etwa das in die Wartungseinheit integrierbare Softstart und Entlüftungsventil MS6-SV. Dies sei ein Sicherheitsbauteil, das sich bis PL e einsetzen lässt.

Integrierte Sicherheitsfunktionen

„Ein anderes Beispiel ist unsere Anschlussplatte VABP, mit der sich unterschiedlichste Abschaltfunktionen in Verbindung mit Servopneumatik realisieren lassen“, nennt er ein weiteres Produkt. Nicht zu vergessen sei die Integration eines Profisafe-fähigen Ausgangsmoduls in die Automatisierungsplattform CPX. Das ermögliche eine sichere Abschaltung der angeschlossenen MPA-, VTSA-Ventilinsel und externer Aktuatorik über Profibus oder Profinet.

Mit seinem Konzept Safety Integrated geht Siemens noch einen Schritt weiter. Dahinter verbirgt sich ein umfassendes Portfolio an Steuerungs-, Antriebs und Schalttechnik, das alle Anforderungen an die funktionale Sicherheit von Maschinen und Anlagen erfülle. „Safety Integrated ist die konsequente Umsetzung von Sicherheitstechnik im Sinne von Totally Integrated Automation“, erklärt Grögler und verdeutlicht: „Das heißt, wir integrieren einerseits sicherheitstechnische Funktionen direkt in unsere Standardprodukte und bieten andererseits die durchgängige sowie komfortable Einbindung in die Standardautomatisierung.“ Das bringe Vorteile, für Maschinenbauer ebenso wie für Anlagenbetreiber: deutlich weniger Aufwand im Engineering, höhere Verfügbarkeit und Systemdurchgängigkeit. „Beispielhafte Produkte sind sicherheitsgerichtete speicherprogrammierbare Simatic-Steuerungen, Sinamic-Antriebe oder Sirius-Schalttechnik-Produkte“, so Grögler. Wichtig dabei sei die Integration der notwendigen Sicherheitsfunktionen in die entsprechenden Gerätetypen sowie die Einbindung dieser Gerätetypen in gemeinsame Engineering Tools, welche das Aktivieren der notwendigen Sicherheitsfunktionen über die gerätespezifischen Eigenschaften erlauben. Eine aktuelle Studie von IMS Research „The World Market for Discrete Machine Safety Components 2012“ attestiert Siemens denn auch weltweit der führende Anbieter von Sicherheitstechnik für Maschinensicherheit zu sein.

Doch mit entsprechenden Sicherheitslösungen allein ist es nicht getan. Noch immer besteht in Sachen neue Maschinenrichtlinie viel Aufklärungsbedarf. Daher bieten gerade die Automatisierungsunternehmen wie Festo, Siemens oder Pilz zahlreiche Dienstleistungen rund um die Maschinensicherheit an. Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen von Dienstleistungen gemäß der Maschinenrichtlinie (MRL 2006/42/EG) für Hersteller beziehungsweise des Produktsicherheitsgesetzes und auch der Betriebssicherheitsverordnung für Betreiber, ist es für Unternehmen oft schwierig zu unterscheiden, welche Dienstleistung für welche Anforderung Sinn macht. „Der Trend geht in Richtung ganzheitliche Konzepte mit Komplettangeboten bis hin zur Übernahme der Verantwortung als Bevollmächtigter“, so Pilz-Experte Christ. Hersteller würden dadurch von den Sicherheitsdienstleistungen wie der Risikobeurteilung, Sicherheitskonzept, Sicherheitsdesign, Systemintegration und Validierung bis hin zur CE-Kennzeichnung profitieren. Der Automatisierungsanbieter aus Ostfildern bietet daher kostenlos im Internet eine Ausschreibungsvorlage für Dienstleistungsgewerke nach MRL, ProdSG und BetrSichV an. Diese erleichtert es Maschinenkäufern, Herstellern oder Betreibern, die jeweiligen Anforderungen bereits in der Ausschreibung für potenzielle Dienstleister einzufordern, damit ein Angebotsvergleich einfach und übersichtlich ist.

Auch Siemens hat entsprechende Serviceleistungen im Portfolio, um die mit der Maschinenrichtlinie verbundenen Herausforderungen zu meistern. „Wir bieten mit Safety Risk Assessment Management kompetente Unterstützung bereits zum Beginn der Planungsphase. Mit unserer TÜV-geprüften Methodik zur normenkonformen Durchführung der Risikobeurteilung nach EN ISO 12100:2010 kommen Unternehmen dank eines eintägigen Trainings und professioneller Dokumentationshilfen mit wenig Aufwand zur sicheren Maschine“, konkretisiert Grögler. Und für die Bewertung und Dokumentation der Sicherheitsfunktionen einer Maschine habe man das TÜV-geprüfte Online-Tool Safety Evaluation Tool im Angebot.

Doch auch Hilfe zur Selbsthilfe ist erhältlich. Für Unternehmen, die Wissen aufbauen oder aktualisieren möchten, weil sie beispielsweise selbst Maschinen verlagern wollen, stellt etwa Pilz ein internationales Schulungs- und Qualifizierungsprogramm bereit. Christ: „Ein Baustein verdeutlicht die internationale Ausrichtung des Angebots besonders gut. Mit dem CMSE – Certified Machinery Safety Expert setzen wir gemeinsam mit TÜV Nord das erste international zertifizierte Qualifizierungsprogramm im Bereich Maschinensicherheit um.“ Es vermittele sowohl allgemeingültiges Wissen über Maschinen- und Anlagensicherheit als auch Know-how über landessspezifische Normen.

Und Wettbewerber und Nachbar Festo bietet über den geschäftsbereich Festo Didactic ein ganzes Portfolio von Seminaren und Schulungen zur Sicherheitstechnik an. Das fängt mit „Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG – Bauen, Abnehmen und Betreiben von Maschinen“ an und geht über „Sicherheit in der Pneumatik und Elektropneumatik für Konstrukteure“ oder „Sicherheitsschaltungen berechnen nach EN ISO 13 849-1 mit der Software Sistema“ bis zum „Erstellen von Betriebs- und Montageanleitungen nach der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG – Technische Begleitung“. „Die Gründe, solche Seminare anzubieten, liegen einfach im Bedarf. Auch fünf Jahre nach Gültigkeit der neuen Maschinenrichtlinie ist der Schulungsbedarf in den Firmen noch hoch. Entsprechend ist der Zulauf“, erläutert Festo-Sicherheitsexperte Johannes Hopp.

Beim Schutz von Mensch, Maschine und Produktionsgut tut sich also eine ganze Menge. Die Europäische Union, Hersteller, Betreiber und Systemlieferanten arbeiten daran, das „Miteinander“ von Mensch und Maschine sicherer zu machen. Das lässt hoffen, dass die Zahl der Todesfälle infolge eines Arbeitsunfalls noch weiter zurückgeht. Die Frage „Wie lange lebt Ihr Mitarbeiter noch?“, können dann immer mehr Unternehmen mit „Sehr lange“ beantworten. Johannes Gillar

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