Giải thích tiêu chuẩn an toàn AMR: ISO 3691-4, R15.08 và những câu cần hỏi nhà cung cấp

Vì sao an toàn AMR là bài toán của cả hệ thống

Robot di động chỉ là một phần của một hệ thống lắp đặt an toàn. An toàn còn phụ thuộc vào cách cấu hình tuyến, vùng tốc độ và trạm, cách liên động cửa, thang máy và băng tải, và cách đào tạo mọi người làm việc xung quanh robot.

Các tiêu chuẩn cũng phản ánh điều này. Có tiêu chuẩn đặt yêu cầu cho nhà sản xuất robot, có tiêu chuẩn cho đơn vị tích hợp robot vào nhà máy, và có tiêu chuẩn cho doanh nghiệp vận hành robot. Trước khi so sánh nhà cung cấp, bạn nên biết tiêu chuẩn nào bao quát phần nào.

ISO 3691-4: tiêu chuẩn quốc tế chính

ISO 3691-4, ban hành năm 2020, quy định các yêu cầu an toàn và phương pháp kiểm chứng cho xe công nghiệp không người lái và hệ thống của chúng. Tiêu chuẩn áp dụng cho AGV, AMR, xe nâng tự hành và các loại xe tương tự chở hoặc kéo tải mà không cần người lái.

Tiêu chuẩn đề cập đến những mối nguy quan trọng nhất khi xe làm việc gần người:

• Phát hiện người trên đường đi và giảm tốc hoặc dừng kịp thời, kể cả ở hai bên hông và khi xe rẽ.
• Giới hạn tốc độ phù hợp với trường bảo vệ của cảm biến và với khu vực xe di chuyển.
• Nâng hạ tải, độ ổn định và phanh, kể cả trên dốc và với tải nặng nhất cho phép.
• Dừng khẩn cấp, đèn và âm thanh cảnh báo, và cách xe hành xử an toàn khi xảy ra lỗi.
• Các vùng vận hành, như khu vực hạn chế và khu vực dùng chung với người, cùng những việc nhà máy phải làm ở từng vùng.
• Thông tin sử dụng: những gì nhà sản xuất phải cung cấp cho đơn vị tích hợp và đơn vị vận hành.

ANSI/A3 R15.08 và B56.5 tại Bắc Mỹ

Tại Bắc Mỹ, các tài liệu tham chiếu chính là bộ tiêu chuẩn ANSI/A3 R15.08 cho robot di động công nghiệp và ANSI/ITSDF B56.5 cho xe công nghiệp dẫn hướng không người lái. R15.08 do Robotic Industries Association xây dựng, nay là một phần của Association for Advancing Automation (A3).

R15.08 được chia thành nhiều phần. Phần 1 đặt yêu cầu cho nhà sản xuất robot. Phần 2 đặt yêu cầu cho việc tích hợp robot di động vào nhà máy và cho hệ thống hoàn chỉnh sau tích hợp. Cách chia này phản ánh đúng cách phân chia trách nhiệm trong một dự án thực tế.

B56.5 đã được dùng cho xe dẫn hướng trong nhiều thập kỷ và vẫn phổ biến với xe nâng tự hành và các loại xe chở tải khác. Nhà cung cấp viện dẫn tiêu chuẩn nào thường tùy vào loại xe và thị trường mà xe được thiết kế cho.

An toàn chức năng: ISO 13849 và cảm biến an toàn

Những bộ phận giữ an toàn cho con người trên robot, như phát hiện người, giám sát tốc độ và dừng khẩn cấp, được gọi là chức năng an toàn. ISO 13849-1 quy định mức độ tin cậy mà mỗi chức năng an toàn phải đạt, thể hiện bằng mức hiệu năng từ PL a đến PL e. IEC 62061 đưa ra một cách tiếp cận khác, dựa trên mức toàn vẹn an toàn.

Việc phát hiện người thường dựa vào máy quét laser an toàn. Các máy quét này được thử nghiệm theo IEC 61496-3 và được chứng nhận theo một loại cảm biến, thường là Type 3 cho ứng dụng này. Lidar dẫn đường thông thường tự nó không phải là thiết bị an toàn, kể cả khi nhìn thấy cùng những vật cản.

Khi nhà cung cấp nói robot an toàn, hãy hỏi robot có những chức năng an toàn nào, mỗi chức năng đạt mức hiệu năng nào và dựa vào những linh kiện được chứng nhận nào.

Châu Âu: dấu CE và Quy định Máy móc

Tại Liên minh châu Âu, robot di động được xếp vào loại máy móc. Trước khi đưa ra thị trường, robot cần có dấu CE, tuyên bố hợp chuẩn và hồ sơ kỹ thuật. ISO 3691-4 là cơ sở thường dùng để chứng minh một xe công nghiệp không người lái đáp ứng các yêu cầu an toàn thiết yếu.

Quy định Máy móc mới của EU, Regulation (EU) 2023/1230, thay thế Chỉ thị Máy móc từ ngày 20/1/2027. Quy định này bổ sung các yêu cầu rõ ràng cho máy móc di động tự hành và cho các chức năng an toàn phụ thuộc vào phần mềm. Nếu bạn đang mua robot cho một nhà máy ở châu Âu, hãy hỏi nhà cung cấp họ đang chuẩn bị cho quy định này như thế nào.

Ngoài châu Âu và Bắc Mỹ, nhiều quốc gia áp dụng trực tiếp tiêu chuẩn ISO hoặc xây dựng tiêu chuẩn quốc gia dựa trên đó. Quy định tại địa phương quyết định điều gì được áp dụng, vì vậy hãy cùng nhà cung cấp và cán bộ an toàn của bạn kiểm tra ngay từ đầu dự án.

Trách nhiệm của nhà máy

Ngay cả robot tuân thủ đầy đủ tiêu chuẩn vẫn có thể bị sử dụng thiếu an toàn. Đơn vị tích hợp và doanh nghiệp vận hành có trách nhiệm riêng, thường gồm:

• Đánh giá rủi ro cho toàn bộ hệ thống lắp đặt theo ISO 12100 hoặc tiêu chuẩn tương đương tại địa phương, trước khi đưa vào vận hành và sau mỗi thay đổi đáng kể.
• Xác định các vùng: nơi robot được phép chạy, nơi người và robot dùng chung không gian, và nơi hạn chế ra vào.
• Thiết lập tốc độ và trường bảo vệ phù hợp với từng vùng, chiều rộng lối đi và tầm nhìn.
• Liên động với cửa tự động, thang máy, băng tải và cửa chống cháy.
• Vạch kẻ sàn và biển báo để mọi người biết robot chạy và dừng ở đâu.
• Đào tạo công nhân vận hành, nhân viên bảo trì và khách tham quan, cùng quy tắc rõ ràng về việc cần làm khi robot dừng.
• Lưu hồ sơ các thay đổi về bản đồ, tuyến và thiết lập an toàn.

Những câu cần hỏi mọi nhà cung cấp AMR

Dùng các câu hỏi sau để so sánh các phương án về an toàn, không chỉ về giá và năng suất:

• Robot tuân thủ những tiêu chuẩn nào, và có thể cung cấp tuyên bố hợp chuẩn không?
• Robot có những chức năng an toàn nào, và mỗi chức năng đạt mức hiệu năng nào?
• Robot dùng máy quét an toàn nào, và máy quét được chứng nhận theo loại nào?
• Tốc độ và trường bảo vệ thay đổi thế nào theo tải, hướng di chuyển và vùng?
• Robot hành xử ra sao khi mất liên lạc với hệ thống điều phối?
• Ai thực hiện đánh giá rủi ro tại nhà máy, và chúng tôi nhận được những tài liệu gì khi bàn giao?
• Thiết lập an toàn được bảo vệ thế nào trước những thay đổi trái phép?