Blog

Az alábbiakban Jacek Taczała, a Mitsubishi Electric ipari robotok FA termékmenedzserének kommentárját olvashatják az ISO 10218 szabvány legfontosabb változásairól.

Az ISO 10218 új verziója nem csupán a dokumentum frissítése, hanem egy új megközelítés az ipari robotok biztonságához. Ebben a cikkben megosztom a véleményemet, és javaslatokat teszek arra vonatkozóan, mire kell figyelni annak érdekében, hogy az alkalmazások megfeleljenek az új biztonsági követelményeknek.

A szabvány előző verziója 2011 óta volt hatályban. 14 év után végre megjelent egy új frissítés, amely számos jelentős változást hoz.

Az I. osztályú robotok kockázata alacsonyabbnak tekinthető, míg a brobotok potenciálisan nagyobb kockázatot jelentenek.
Fontos tudni:

• A besorolás a tervezési paraméterekre vonatkozik, nem magára az alkalmazásra.
• Még az I. osztályú robotok is veszélyesek lehetnek rossz munkakörülmények között.
• Az I. osztály esetében a biztonsági intézkedések egyszerűsíthetők, ha az alkalmazás valóban alacsony kockázatú.

Maga a szabvány is jelzi, hogy az I. osztályú robotok bevezetésekor kevésbé szigorú biztonsági intézkedésekre lehet számítani, de csak azzal a feltétellel, hogy az alkalmazás teljes egészében teljesen biztonságos marad a felhasználók számára. Ez azt jelenti, hogy a követelmények egyszerűsítése ellenére a kezelő védelme továbbra is prioritást élvez.

Az I. osztályú robotok nemcsak a gyártók és a rendszerintegrátorok számára jelentenek kihívást, hanem a végfelhasználók számára is. Ez egy új lehetőség, amely lehetővé teszi a manipulátorok további folyamatokban való felhasználását – ahol korábban nem robotként besorolt eszközöket használtak.

Véleményem szerint az I. osztályú robotok lehetséges alkalmazási területei a következők lesznek:

• Gyógyszeripar és laboratóriumi ipar
  Teszttartályok, lemezek, pipetták vagy fiolák kezelése – a könnyű alkatrészek és az alacsony működési sebesség nagyobb biztonságot jelent. Példák: adagolás, keverés vagy minták inkubátorokba helyezése.

• Elektronika és precíziós szerelés
  SMD alkatrészek összeszerelése, PCB-k tesztelése, apró alkatrészek egymásra rakása. A korlátozott sebesség (legfeljebb 250 mm/s) elegendő sok összeszerelési és ellenőrzési művelethez.
  
  
• Könnyű termékek minőség-ellenőrzése és válogatása
  A részletek vizuális ellenőrzése kamera és robot segítségével, vagy könnyű alkatrészek válogatása.

• Oktatási és K+F alkalmazások
  Robotok tanítása egyetemeken és képzési központokban – a korlátozott energia és erő biztosítja a magasabb szintű biztonságot a képzés során.
  
  
• Könnyű logisztika és raktárak
  Pick & place alkalmazások kozmetikai csomagolásokhoz.
  
  

Érdemes azonban megjegyezni, hogy az erő és a sebesség korlátai egyértelműen jelzik, hogy az I. osztályú robotokat nem fogják széles körben használni olyan iparágakban, mint az autóipar (és itt nem csak az OEM-ekre gondolok, hanem a TIER alvállalkozókra is), a kohászat vagy a bútoripar. Ugyanakkor alternatívát jelenthetnek az egyszerű pneumatikus manipulátorok helyett, ahol nagyobb rugalmasságra van szükség.

Az a változás, amelyre különösen fontosnak tartom, hogy kitérjek, a funkcionális biztonság. A robotika világában, ahol arra törekszünk, hogy az ipari robotok szorosan együttműködjenek az emberekkel, figyelembe vesszük az olyan biztonsági funkciókat, mint az SLP, SLS, SS1 és SS2. A legújabb ISO 10218-1:2025 és ISO 10218-2:2025 szabványok egyértelmű, mérhető irányelveket vezetnek be, amelyek különösen fontosak az olyan együttműködési alkalmazásokban, ahol az emberek és a robotok egymás mellett dolgoznak.

Az ISO 10218-2:2025 szabvány C mellékletében a biztonsági funkciók most már egyértelműen osztályozva vannak:

• Kötelező – kötelező funkciók, pl. vészleállás. Meg kell felelniük egy meghatározott megbízhatósági szintnek (SIL/PL).
• Opcionális – a biztonságot növelő, de alkalmazástól függő funkciók, pl. sebességkorlátozás olyan területeken, ahol a robot a kezelő közelébe kerülhet.
• Feltételes – csak bizonyos helyzetekben szükséges funkciók, pl. felügyelt leállás, azaz a robotkar teljes leállásának ellenőrzése együttműködő alkalmazásokban.

• Biztonsági zónák tervezése – a szabvány előírja, hogy minden zónát értékelni kell a kockázat és a megvalósítandó biztonsági funkciók szempontjából.
• Robotfunkciók konfigurálása – az integrátornak tudnia kell, mely funkciók kötelezőek, melyek valósíthatók meg a biztonság növelése érdekében, és melyek függnek a munkavégzési helyzettől.
• A biztonsági szint figyelemmel kísérése – az egyes funkciókhoz szükséges SIL/PL egyértelmű iránymutatásokat ad a biztonsági rendszerek tervezéséhez és a rendszerintegrációhoz.

A szabványosított biztonsági funkciók, a kötelező/opcionális/feltételes funkciók egyértelmű osztályozása és az integrátor számára a funkciók egyszerű konfigurálhatósága valódi versenyelőnyt jelent.

• Vészleállás – klasszikus funkció, de most már meghatározott PL/SIL szinttel.
• Sebesség- és távolságfigyelés – dinamikus sebességcsökkentés, amikor a kezelő közeledik.
• Felügyelt leállás – követelmény olyan alkalmazásokban, ahol a kezelő manuálisan adja meg az adatokat, vagy szűk hozzáférési zónában dolgozik.

A robotalkalmazások integrátorai számára az új szabványok nem akadályt jelentenek, hanem eszközöket:

• Lehetővé teszik a biztonsági zónák kényelmes tervezését és a kockázatértékelést.
• Egyértelműen meghatározzák, mely funkciókat kell megvalósítani, és melyek kiegészítőek a kezelő biztonsága szempontjából.
• Megkönnyítik a robotok kiválasztását és konfigurálását – ha tudjuk, mely funkcióknak kell megfelelniük a szükséges SIL/PL szintnek, akkor kiválaszthatjuk a megfelelő biztonsági modulokat és szoftvereket.

Ez a változás egyértelmű lépés az emberek közelében dolgozó ipari robotok használatának előmozdítása felé, miközben maximális biztonságot garantál. Másrészt, az operátorok nélküli alkalmazásokban a robotok maximális hatékonysággal és termelékenységgel működhetnek, ami csökkenti a robotizált részleg teljes energiafogyasztását is. Ez egy jó irány, amely felváltja a mechanikus védőburkolatokkal elzárt mai kobotokat.

A szabvány kötelezővé teszi a kiberbiztonsági kockázatértékelés elvégzését. Ha az elemzés biztonsági kockázatot tár fel, megfelelő védelmi intézkedéseket kell hozni. Ezek többek között a következőket tartalmazhatják:

• a kommunikációs portokhoz (pl. TCP/UDP) való hozzáférés letiltásának képessége,
• a logikai kapcsolatokban a TCP/UDP portszámok megváltoztatása,
• a biztonsági konfigurációk hitelesített védelme,
• az alapértelmezett beállítások, például felhasználónevek, jelszavak, IP-címek és hitelesítési beállítások megváltoztatásának lehetősége,
• titkosított és hitelesített kommunikációs protokollok használata.

A szabvány más szabványokra és irányelvekre is hivatkozik:

• ISO/TR 22100-4:2018 – iránymutatások az informatikai biztonsági szempontokról és ISO 12100:2010
• IEC TS 63074:2023 – információk a funkcionális biztonságról,
• IEC 62443-3-2:2020 – a rendszerbiztonsággal kapcsolatos kockázatok értékelése,
• IEC 62443-3-3:2013 – információk az ipari kommunikációs hálózatok biztonságáról.

Ezeknek a követelményeknek a végrehajtása nemcsak a robotrendszereket védi a digitális fenyegetésektől, hanem biztosítja a biztonságos és megbízható működést az egyre inkább integrált ipari környezetben is. Kockázatértékelés és kiberbiztonsági intézkedések

Az integráció előnyei:

• Minden biztonsági követelmény egy szabványban.
• Az ipari és kollaboratív robotok egyszerűbb megvalósítása.
• Piaci konszolidáció és egyértelmű kritériumok a kollaboratív alkalmazások tervezéséhez.

Ez azt jelenti, hogy kevesebb cobot lesz a piacon? Egyáltalán nem. Az új szabvány nem csökkenti a piacon lévő együttműködő robotok számát, hanem egyértelmű irányelveket vezet be az olyan alkalmazások megfelelő megvalósítására vonatkozóan, amelyekben a robot együttműködik a kezelővel. Ha az operátor nem adagolja közvetlenül az alkatrészeket az alkalmazásba, vagy nem a robot közvetlen közelében dolgozik, akkor más biztonsági funkciókra van szükség, mint a teljes ember-robot együttműködés esetén.

Számos példa található a piacon, ahol a cobotokat, amelyeket ma már nem lehetne a szabványban „cobotoknak” definiálni, mechanikus korlátokkal kerítik el. Ez nem hiba – az alkalmazások így is megtervezhetők –, de ez a megoldás korlátozza a rendszer sebességét. Eddig a piacon elérhető kobotok, még az erőszabályozó funkció kikapcsolt állapotában sem érték el az ipari robotok sebességét. A szabvány módosításai rendet teremtenek az alkalmazások tervezésében, és egyértelműen meghatározzák, hogy hol kell alkalmazni az erő- és nyomatékszabályozó funkciókat, amikor a robotok emberekkel dolgoznak együtt.

Részletes követelmények kerültek bevezetésre a gyártók és integrátorok számára:

• Tervezés: anyagok, stabilitás, hibatűrés, TCP/hasznos teher beállítása.
• Üzemeltetés: szabványosított üzemeltetési utasítások, meghibásodási irányelvek, kiberbiztonság.
• Új leállási és felügyeleti funkciók: leállási távolság korlátozása, felügyelt leállás.
  
  Miért?
• Az ütközések és az ellenőrizhetetlen mozgások kockázatának csökkentése érdekében.
• Egyértelmű hibakezelési eljárások és az emberi hibák minimalizálása.
• A pontos beállítások javítják a kezelő biztonságát és a termék védelmét.

Új tesztelési módszerek kerültek bevezetésre, többek között:

• FMPM (Force per Manipulator, manipulátoronkénti erő) az I. osztály esetében,
• H. melléklet – a leállási idő és távolság mérése.

Ez kiküszöböli az értelmezés bizonytalanságát és konzisztens validációs eszközöket biztosít.

• Gyártók számára: nagyobb beruházás a tanúsított biztonsági funkciókba és a kiberbiztonságba.
• Integrátorok számára: nagyobb felelősség az egész alkalmazásért (eszközök, részletek, környezet).
• Felhasználók számára: nagyobb bizonyosság a minimumkövetelményeknek való megfelelésről.
• A robotika világának: nyitottság az ipari robotokkal dolgozó operátorok munkájára – kihasználva azok magas hatékonyságát, a szabvány megjelölve, hogy mely biztonsági eszközöket kell bevezetni az operátorok biztonságának garantálása érdekében.
  
  
  

  Az új ISO 10218 szabvány nem csak a „biztonságos robotokról”, hanem a „biztonságos robotalkalmazásokról” is szól.