Nhiều dự án làm đánh giá rủi ro ở cuối, khi máy đã lắp xong và chỉ còn chờ nghiệm thu. Lúc đó mọi phát hiện đều tốn tiền, vì sửa nghĩa là đục lại nền, dời lại rào hoặc mua thêm thiết bị. Làm đúng thứ tự thì đánh giá rủi ro là bước định hình thiết kế, không phải bước xác nhận.
Bước một: xác định giới hạn của hệ thống
Trước khi nói tới mối nguy, phải chốt phạm vi. Bốn nhóm giới hạn cần viết ra rõ ràng.
- Giới hạn sử dụng: robot làm việc gì, ai vận hành, trình độ ra sao, ca kíp thế nào.
- Giới hạn không gian: vùng robot với tới được, vùng người cần vào, đường đi của vật tư.
- Giới hạn thời gian: tuổi thọ dự kiến, chu kỳ bảo trì, thời điểm phải thay chi tiết mòn.
- Giới hạn khác: nhiệt độ, độ ẩm, nguồn cấp, môi trường lắp đặt.
Bước này hay bị làm qua loa, nhưng nó quyết định mọi bước sau. Một trạm được đánh giá cho vận hành hai ca sẽ có kết luận khác với trạm chạy ba ca liên tục, đơn giản vì tần suất người tiếp xúc khác nhau.
Bước hai: nhận diện mối nguy, kể cả lúc không sản xuất
Danh sách mối nguy phải bao trùm mọi giai đoạn vòng đời, không chỉ lúc chạy bình thường: lắp đặt, dạy điểm, chạy thử, sản xuất, vệ sinh, bảo trì, xử lý kẹt, tháo dỡ.
Thống kê tai nạn với robot cho thấy phần lớn xảy ra khi không phải lúc sản xuất bình thường, mà lúc người vào gỡ kẹt hoặc chỉnh máy. Vì vậy nếu danh sách của bạn chỉ có mối nguy khi máy chạy tự động, nó đã bỏ sót phần rủi ro nhất.
Với robot, các nhóm mối nguy hay gặp gồm: va đập do chuyển động, kẹp giữa robot và kết cấu cố định, vật rơi khỏi tay kẹp, chuyển động bất ngờ khi khôi phục nguồn, năng lượng tích trữ trong khí nén hoặc lò xo cân bằng, và mối nguy từ chính công nghệ đang làm như hồ quang hàn hay tia laser.
Bước ba và bốn: ước lượng rồi đánh giá
Với từng mối nguy, ước lượng rủi ro theo bốn yếu tố: mức độ tổn thương có thể xảy ra, tần suất người ở trong vùng nguy hiểm, xác suất sự cố xảy ra, và khả năng người tránh kịp.
Yếu tố cuối hay bị đánh giá lạc quan. Robot công nghiệp chuyển động nhanh và không có tín hiệu báo trước như máy quay tay; giả định người sẽ né kịp thường sai.
Sau khi ước lượng, đánh giá xem rủi ro đã ở mức chấp nhận được chưa. Nếu chưa, chuyển sang bước giảm thiểu, rồi quay lại ước lượng từ đầu vì biện pháp mới có thể sinh mối nguy mới.
Bước năm: giảm thiểu theo đúng thứ bậc
Thứ bậc này không phải gợi ý, nó là trình tự bắt buộc. Chỉ chuyển xuống bậc dưới khi bậc trên đã dùng hết khả năng.
- Loại bỏ bằng thiết kế: bỏ hẳn nguồn nguy hiểm. Dời điểm kẹp ra khỏi vùng người tiếp cận, giảm tốc độ tối đa, bo tròn cạnh sắc, chọn tay kẹp giữ được vật khi mất khí nén.
- Biện pháp bảo vệ kỹ thuật: rào cứng, khoá liên động, màn chắn quang, máy quét vùng, giới hạn không gian bằng chức năng an toàn của robot.
- Thông tin cho người sử dụng: biển cảnh báo, hướng dẫn vận hành, huấn luyện, quy trình khoá và treo thẻ.
Sai lầm phổ biến nhất là nhảy thẳng xuống bậc ba: dán biển cảnh báo rồi coi như đã xử lý. Biển báo là lớp cuối cùng dành cho phần rủi ro còn sót, không phải giải pháp chính.
Bước sáu: kiểm chứng bằng thử thật
Biện pháp trên giấy phải được thử trên máy. Ba nhóm thử tối thiểu.
Thử chức năng: mở cửa liên động khi robot đang chạy, che màn chắn quang, bấm dừng khẩn cấp ở từng vị trí. Robot phải phản ứng đúng như thiết kế trong mọi chế độ vận hành.
Thử quãng đường dừng: đo thực tế robot còn trôi bao xa sau khi nhận lệnh dừng, ở tốc độ cao nhất và tải nặng nhất. Con số này quyết định khoảng cách đặt thiết bị bảo vệ, và nó thường lớn hơn dự đoán.
Thử khôi phục: sau khi dừng khẩn cấp, robot phải không được tự chạy lại khi cấp nguồn trở lại. Đây là lỗi thiết kế nguy hiểm và không hiếm gặp.
Kết quả các phép thử này phải nằm trong hồ sơ, kèm ngày đo và người đo. Không có số đo thì không có bằng chứng.
Câu hỏi thường gặp
Ai chịu trách nhiệm đánh giá rủi ro: nhà cung cấp robot hay nhà máy?
Nhà sản xuất robot chịu trách nhiệm cho bản thân con robot, nhưng rủi ro thật nằm ở toàn bộ trạm gồm robot, tay kẹp, đồ gá, hàng rào và cách bố trí. Bên tích hợp trạm và bên vận hành phải đánh giá cho tổ hợp đó, vì chỉ họ mới biết đầy đủ điều kiện sử dụng.
Phải đánh giá lại khi nào?
Khi thay đổi bất kỳ yếu tố nào từng dùng làm giả định: đổi tay kẹp, đổi loại phôi, tăng tốc độ, thay đổi bố trí, thêm thao tác thủ công mới, hoặc chuyển sang ca kíp khác. Đánh giá cũ dựa trên giới hạn cũ, khi giới hạn đổi thì kết luận không còn giá trị.
Vì sao quãng đường dừng lại quan trọng đến vậy?
Vì khoảng cách đặt thiết bị bảo vệ được tính từ nó. Nếu robot còn trôi xa hơn dự tính, người có thể chạm tới vùng nguy hiểm trước khi robot dừng hẳn, dù cảm biến đã phát hiện đúng. Quãng đường này thay đổi theo tốc độ, tải và tư thế, nên phải đo ở điều kiện bất lợi nhất.
Trạm robot cộng tác có cần đánh giá rủi ro không?
Có, và thường phức tạp hơn. Không có rào nghĩa là mọi mối nguy phải xử lý ở mức thiết kế và ứng dụng, bao gồm cả tay kẹp, vật đang gia công và các điểm kẹp giữa robot với bàn hoặc tường. Bản thân robot được gọi là cộng tác không làm cho ứng dụng tự động an toàn.
Đọc thêm trong Nhập môn robotics và Thuật ngữ robotics.