ISO12100、リスクを低減する３ステップメソッドを解説します

ISO12100には、設計者が安全な機械を設計製作する為の必要な設計手法の基本的な考えが記載されており、リスクが適切に低減された状態にするための方法論が示されています。その方法論は、３ステップメソッドと言われており、非常に重要なステップですが、ISO12100を読むだけでは分かりにくく、難解です。本記事では、そのステップをISOを読まなくでも理解できるように、分かりやすく解説したいと思います。

リスクアセスメントの手順に関しては、下記の記事で説明しておりますので、ご参照お願いいたします。

ISO12100、危険源を取り除くリスクアセスメント５つの手順を解説

目次/Table of contents

ステップ１：本質的安全設計方策
ステップ２：安全防護及び付加保護方策
ステップ３：使用上の情報
使用者によって講じられる保護方策

ステップ１：本質的安全設計方策

３ステップメソッドのはじめのステップ、本質的安全設計とは、次の内容に取り組む事を言います。

危険源を除去する。暴露頻度を低減する。
視認性の確保をする。危険な端部、突出部を回避する。
騒音レベル、放射レベルを低減する。危険性の少ない代替物質を採用する。
材質、応力、耐腐食性を考慮し、適正な材料を選定する
以下のような本質的安全設計を採用する。
- 安全防護策により、安全機能の自動監視をする。
- 不具合発見を支援する診断システムを採用する。
以下のような安全機能の故障確率を最小化する方法を採用する。
- 信頼性のある構成部品を使用する。
- 構成品、またはサブシステムによる2重化を行う
自動化による危険源への暴露機械を制限する。
設定や保全の作業エリアを危険区域外にする。

例えば、産業用ロボットを取り扱うような場合、次のような検討を実施し、本質安全設計を行います。

ロボットの能力、仕様の最適化を実施。
- 例：サイズ、制御軸数、可動範囲
作業者とロボットの位置関係を考慮。
- 例：機械的危険の範囲、熱的危険の範囲の考慮
作業性を考慮。
- 例：ワーク取り扱い、繰り返し操作、手動操作
ロボットのティーチング操作性の考慮。
- 例：操作位置、操作手順
安全な保全作業の考慮。
- 例：視認性、メインブレーカの設置

ロボットに関する記事は下記にも記載しておりますので、もしよろしければご参照お願いいたします。

もうそこまで未来が来ている！産業用ロボットの市場規模と未来予測

産業ロボット向けロボットコントローラの構造【最重要の4つの機能】

協働ロボットの市場と各メーカの特徴比較。これからの主役は協働ロボット

ステップ２：安全防護及び付加保護方策

次に、ステップ２として、安全防護、付加保護方策について説明したいと思います。

■安全防護とは

検知保護設備を活用する。
- セーフティライトカーテン
- セーフティレーザスキャナ
- セーフティマット　など

固定式ガードを活用する。
- 安全柵　など

可動式ガードを活用する。
- インターロック付き、安全柵　など

方策例として、原則に基づき、次の４パターンを解説したいと思います。

方策例１：固定式ガードによる保護（隔離の原則）
- 安全柵等のガードにより、作業者を危険源に近づけないという方策。

方策例２：可動式ガード＋インタロック回路による保護（停止の原則）
- 安全柵の扉を開けると、ロボットが停止するような方策。産業ロボットのラインでは一般的な方策。安全柵は外側からしかロックがかけられない構造の為、扉が閉まっている時は必ず、人は柵の外にいるという事が担保される。そういった意味で、下記方策２より優れている。

方策例３：セーフティライトカーテン＋インタロック回路による保護（停止の原則）
- 方策２の安全柵がライトカーテンになっただけで方策は同じ。ライトカーテンを遮光するとロボットが停止する。ただこの場合、ライトカーテンの内側に入った状態で、ライトカーテンの電源を入れた場合、効果が出ない為、運用は注意が必要。