為確保可靠的性能和安全性，制造商、供應商、集成商和運營商需要根據(jù)一系列不同的標準評估和驗證機器人的合規(guī)性，并考慮特定應用的要求。自動導引車(AGV)和自動車輛系統(tǒng)對于自動化操作越來越不可或缺，因為它們提供全天候連續(xù)服務，并且可以靈活地分配給各種應用，它們對提高效率和生產(chǎn)力的貢獻是顯著的。
AGV是一種基于地面輸送機網(wǎng)絡的自動導引設備，其主要任務是在工業(yè)建筑內和公司場所內運輸物料，有助于自動化和優(yōu)化物流流程。AGV車輛系統(tǒng)通常由以下元素組成：一輛或多輛自動導引車、主控制系統(tǒng)、位置確定和檢測設備、數(shù)據(jù)傳輸設備、基礎設施和外圍設備。然而，這種設備對人類員工可能構成潛在危害，隨著人類與AGV的互動增加，安全風險也在增加。
ISO 3691-4:2023 –“工業(yè)卡車 - 安全要求和驗證 - 第4部分：無人駕駛工業(yè)卡車及其系統(tǒng)”，是AGV和車輛系統(tǒng)方面最重要的國際標準，標志著自動駕駛汽車安全指南的重要進步。
01 了解AGV的相關標準
在機械安全方面，ISO和EN標準分為三種類型：
●A類：包含設計原則和一般方面的基本安全標準，可應用于所有機械。
●B類：涵蓋與各種機械相關的安全方面或保護裝置的成組安全標準。
● C類：對一種特定的機器或一組機器規(guī)定出詳細的安全要求。
C類標準優(yōu)先于A類和B類標準。ISO 3691-4是C類標準，因為它包含特定類型機器的安全要求，適用于所有利益相關者——機械制造商、集成商和運營商。這確保了共同負責制定統(tǒng)一的AGV安全和風險管理方法。
ISO 3691-4概述了無人駕駛工業(yè)車輛及其系統(tǒng)的安全要求，以及如何檢查它們是否滿足這些要求。該標準于 2020 年 2 月首次發(fā)布，并于去年進一步更新，對機械行業(yè)來說仍然相對較新。
該標準定義了安全功能所需的性能水平，并描述了降低風險和驗證自動化功能的必要程序。因此，必須考慮三個關鍵方面：
● 操作環(huán)境(卡車操作和與員工互動的不同區(qū)域)
● 相關危害和風險
● 正確實施安全系統(tǒng)(保護)
舉個例子，在有人在場的操作區(qū)域內，AGV駛向機器時，存在“碰撞風險”。根據(jù) ISO 3691-4，可以通過在AGV設計中使用三種安全措施來減輕這種風險：
● 人員檢測系統(tǒng)
● 速度控制系統(tǒng)
● 制動系統(tǒng)控制
在目前的實踐中，即使實際AGV操作區(qū)域內沒有人員，也會假設有人員的存在而施加速度限制。
同樣，在一個不允許人員進入的封閉區(qū)域內，AGV 最后接近機器進行對接時，可能會在兩個工業(yè)資產(chǎn)之間造成碰撞風險。這種不安全的對接事件風險可通過 AGV 設計中的兩項安全措施來降低：速度控制系統(tǒng)和停車制動系統(tǒng)控制。
02 確保實施有效的保護
雖然在封閉區(qū)域內不會對人員造成危害，但仍有必要采取措施保護工業(yè)資產(chǎn)免遭昂貴的損失。采用對環(huán)境敏感的安全方法可以實現(xiàn)財產(chǎn)保護的目標，同時提高系統(tǒng)效率。
運行環(huán)境的狀況對卡車的安全運行有重大影響。因此，在準備作業(yè)區(qū)時，必須按照標準附件 A 中的作業(yè)區(qū)準備要求來消除危險。
附件 B 列出了在卡車使用壽命期間必須考慮的所有重大危險、危險情況或危險事件。這不僅應包括機器在正常使用時的相關危險，還應包括制造商認為可合理預見的誤用情況。ISO 13849中針對不同安全功能的性能等級 (PL) 是基于此附件中列出的危險。
在設計安全功能時，必須考慮整個系統(tǒng)，以便考慮AGV多種功能之間的相互關系，優(yōu)化安全性，并保護操作員和周圍的其他資產(chǎn)。例如，AGV的控制系統(tǒng)必須同時管理安全功能和非安全功能，因此必須考慮到某些安全功能不僅可能影響安全，還可能影響非安全功能。
機械安全標準定義了一系列一般物理危險，通常在類型認證過程中使用。然而，ISO 3691-4等現(xiàn)行標準并不是圍繞機器連接性和互操作性的概念設計的。雖然工業(yè)4.0 在多個領域降低了風險，但連接接口的范圍和靈活性也帶來了一系列新的風險問題。隨著生產(chǎn)設施變得越來越復雜，操作員必須管理一個包含多種相互依存關系的快速發(fā)展的系統(tǒng)，同時最大限度地減少停機時間。
當面臨駕馭復雜的新風險環(huán)境的挑戰(zhàn)時，有效的安全是一項關鍵挑戰(zhàn)。然而，將現(xiàn)有的風險評估標準應用于以多種交互和數(shù)據(jù)流為特征的動態(tài)工業(yè)4.0操作環(huán)境已變得越來越不可能。因此，機械制造商和最終用戶面臨著工作方法的重大轉變，這需要一種新的方法。
ISO 3691-4 標準使我們更進了一步，它與ISO 13849標準保持一致。該安全標準適用于機械控制系統(tǒng)中負責提供安全功能的部件。它對設計原則以及控制系統(tǒng)(硬件或軟件)安全相關部分的集成提出了安全要求和指導。因此，它為對整個 AGV 進行安全評估提供了寶貴的指導。
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